私はここに座って、ケニアで行われたイーサリアム開発者インターオペラビリティの最終日にこれを書いています。そこで、重要な今後のイーサリアムの改善の技術的な詳細を実装し、整理するために多くの進展を遂げました。PeerDAS、Verkleツリー遷移および分散アプローチによる歴史の保存の文脈でEIP 4444. 私自身の視点からは、イーサリアムの開発のペースと、ノードオペレーターや（L1およびL2）ユーザーの体験を意義深く向上させる大規模で重要な機能をリリースする能力が増しているように感じられます。

イーサリアムクライアントチームは、Pectra開発ネットを出荷するために協力しています。

このより高度な技術力を考慮すると、重要な問いは次のとおりです:私たちは正しい目標に向かって構築しているのでしょうか？これについて考えるための1つの手掛かりは、長年のGethコア開発者Peter Szilagyiからの最近の一連の不満なツイートです。

これらは妥当な懸念です。これは、多くのイーサリアムコミュニティの人々が表明している懸念です。これは、私自身が何度も持っている懸念です。しかし、ピーターのツイートが示すように、状況は決して無力ではないとは思いません。むしろ、既に進行中のプロトコル機能によって多くの懸念が既に対処されており、その他多くの懸念は現在のロードマップに非常に現実的な調整を加えることで対処できます。

実践でこれが何を意味するかを見るために、Peterが1つずつ提供した3つの例を進めてみましょう。目標は特にPeterに焦点を当てることではありません。これらは広く共有されている多くのコミュニティメンバーの懸念であり、それを扱うことが重要です。

MEV、およびビルダー依存

過去、Ethereumブロックは、比較的単純なアルゴリズムを使用してブロックを作成していたマイナーによって作成されました。ユーザーは、一般に“mempool”（または“txpool”とも呼ばれる）と呼ばれる公開P2Pネットワークに取引を送信します。マイナーはmempoolを監視し、有効で手数料を支払う取引を受け入れます。彼らはできる取引を含め、十分なスペースがない場合は、最も高い手数料から優先順位を付けます。

これは非常にシンプルなシステムで、分散化に対して友好的でした：マイナーとして、デフォルトのソフトウェアを実行するだけで、高度なプロのマイニングファームから得られるのと同じレベルの手数料収入を得ることができます。しかし、2020年頃から、人々はマイナー抽出可能価値（MEV）と呼ばれるものを悪用し始めました：さまざまなデフィプロトコル内で起こっている活動を認識する複雑な戦略を実行することでのみ得られる収益です。

例えば、Uniswapのような分散型取引所を考えてみましょう。時刻Tにおいて、中央集権型取引所とUniswapでのUSD/ETHの為替レートが$3000であるとします。時刻T+11に、中央集権型取引所でのUSD/ETHの為替レートが$3005に上昇します。しかし、イーサリアムはまだ次のブロックを生成していません。時刻T+12に、ブロックが生成されます。ブロックを作成する人は、最初の取引を一連のUniswapの取引にし、$3000から$3004までの価格でUniswapで利用可能なETHを全て購入することができます。これは追加収益であり、MEVと呼ばれています。DEX以外のアプリケーションにも、この問題に対応する独自の類似物があります。Flash Boys 2.0論文2019年に公開されたものは、これに詳細に踏み込んでいます。

Flash Boys 2.0論文からのチャートで、上記のような手法を使用して捉えられる収益の量を示しています。

問題は、これによってマイニング（または2022年以降はブロックの提案）が「公平」である理由が崩れるということです：今、より優れた能力を持つ大手のプレイヤーが、この種の抽出アルゴリズムを最適化する能力を持っており、ブロックごとにより良いリターンを得ることができるようになります。

それ以来、MEVの最小化とMEVの検疫と呼ぶ2つの戦略の間で議論が交わされています。MEVの最小化には2つの形態があります:(i)Uniswapに代わるMEVフリーの代替品に積極的に取り組む(例:Cowswap)、および（ii）暗号化されたメンプールのようなプロトコル内の技術を構築し、ブロック生成者が利用できる情報量を減らし、それによって捕捉できる収益を減らす。特に、暗号化されたメンプールは、サンドイッチ攻撃などの戦略を防ぎます。この攻撃は、取引ユーザーの取引の直前と直後にトランザクションを配置して、それによって金融的に搾取することを目的としています（「フロントランニング」)。

MEVの隔離は、MEVを受け入れることで機能しますが、市場を2種類のアクターに分けることで、ステーキングの中央集権化への影響を制限しようとします:バリデーターはブロックの証明と提案を担当しますが、ブロックの内容を選択するタスクは、オークションプロトコルを通じて専門のビルダーにアウトソーシングされます。個々のステーカーは、DeFiアービトラージの最適化について心配する必要がなくなりました。彼らは単にオークションプロトコルに参加し、最高入札額を受け入れます。これは、提案者とビルダーの分離 (PBS) と呼ばれます。このアプローチは他の業界でも前例があり、レストランがこれほど分散化を維持できる主な理由は、規模の経済性が大きいさまざまな業務を、かなり集中したプロバイダーに依存していることが多いことです。これまでのところ、PBSは、少なくともMEVに関する限り、小規模なバリデーターと大規模なバリデーターが公正な競争の場にいることを保証することにかなり成功しています。ただし、どのトランザクションを含めるかを選択するタスクがより集中するという別の問題が発生します。

これに対する私の見解は常に、MEVの最小化は良いことであり、追求すべきだと考えています（私は個人的にCowswapを定期的に利用しています！）- ただし、暗号化されたmempoolには多くの課題がありますが、MEVの最小化だけでは不十分である可能性が高いです。MEVはゼロにはならないし、ゼロに近づくこともありません。したがって、MEVの隔離も必要です。これは興味深い課題を生み出します：「MEV隔離ボックス」をできるだけ小さくするにはどうすればよいでしょうか？どうやってビルダーにできる限り少ない権限を与えつつ、アービトラージの最適化や他の形式のMEV収集の役割を吸収することが可能になるでしょうか？

もしビルダーがブロックからトランザクションを完全に除外する権限を持っている場合、非常に簡単に発生する攻撃があります。仮にあなたが 担保付き債務ポジション（CDP）デフィプロトコルにおいて、価格が急激に下落している資産によって裏付けられています。担保を増やすか、CDPから退出することを望みます。悪意のあるビルダーは、あなたの取引を含まないように共謀し、価格が十分に下がるまで遅延させ、あなたのCDPを強制的に清算することができます。それが起こった場合、あなたは大きな罰金を支払わなければならず、ビルダーたちはそれの大部分を得ることになります。では、どのようにしてビルダーが取引を除外し、この種の攻撃を実行するのを防ぐことができるでしょうか？

これが包含リストの重要性です。

Source: このイーサリアムリサーチの投稿.

インクルージョンリストはブロック提案者（つまり、ステーカー）がブロックに含める必要があるトランザクションを選択することを可能にします。ビルダーは引き続きトランザクションを並び替えたり、独自のトランザクションを挿入したりすることができますが、提案者のトランザクションを含める必要があります。最終的には、インクルージョンリストが変更されました次のブロックを制約するのではなく、現在のブロックを制約することがあります。いずれの場合も、ビルダーがトランザクションを完全にブロックから押し出す能力を奪います。

上記はすべて複雑な背景の深いウサギの穴でした。しかし、MEVは複雑な問題です。上記の説明でも重要なニュアンスが多く見落とされています。古いことわざにあるように、「あなたがMEVを探していなくても、MEVはあなたを探しています」。イーサリアムの研究者たちはすでに「隔離ボックスを最小限に抑える」ことを目標としてかなり一致しており、ビルダーが行う可能性のある害をできるだけ減らすことに取り組んでいます（例えば、特定のアプリケーションを攻撃する方法としてトランザクションを除外したり遅らせたりすること）。

それは言われたとおり、さらに進むことができると思います。歴史的には、インクルージョンリストはしばしば「サイドメニューの特別なケースの機能」として構想されてきました。通常、それについて考えることはありませんが、悪意のあるビルダーが狂ったことを始めた場合に備えて「第2の道」を提供しています。この姿勢は現在の設計上の決定に反映されています。現在のEIP, 含有リストのガスリミットは約210万です。しかし、私たちが含有リストについて考える方法を哲学的に変えることができます。含有リストをブロックと考え、ビルダーの役割をオフサイドの機能と考えて、いくつかのトランザクションを追加してMEVを収集するものと考えてみてください。もしビルダーが210万のガス制限を持っているのだったらどうでしょうか？

この方向性のアイデアは本当に興味深く、隔離ボックスを可能な限り小さく押し込むことを目指しています。この方向に進むことに賛成です。これは「2021年の哲学」との違いです。2021年の哲学では、私たちは今ビルダーを持っているので、彼らの機能を「過負荷」することができ、より複雑な方法でユーザーにサービスを提供させることができるという考えにより熱心でした。ERC-4337手数料市場新しい哲学では、ERC-4337の取引検証部分をプロトコルに取り込む必要があります。幸いにも、ERC-4337チームはすでに@yoav/AA-roadmap-May-2024#Native-AA---a-modular-roadmap">この方向性についてますます好意的です。

要約：MEVの考えはすでに、ブロック生成者に権限を与え、ユーザーの取引を直接含めることを保証する権限を与える方向に戻っています。口座抽象化提案は、中央集権的な中継者やバンドラへの依存を排除する方向に戻っています。ただし、我々が十分に進んでいないという主張があり、その方向への開発プロセスの推進が非常に歓迎されていると考えられます。

リキッドステーキング

今日、ソロステーカーはすべてのイーサリアムステーキングの比較的小さな割合を占めており、ほとんどのステーキングはさまざまなプロバイダーによって行われています-一部は中央集権的なオペレーター、他の一部はLidoやRocketPoolのようなDAOです。

私は独自の調査を行いました - さまざまな世論調査[1][2], アンケート、対面での会話、「なぜあなた - 特にあなた - 今日ソロステーキングをしていないのですか？」と尋ねることです。私にとって、頑強なソロステーキングエコシステムは、イーサリアムステーキングにおける私の好ましい結果であり、イーサリアムの素晴らしい点の1つは、実際にはデリゲーションに降参するのではなく、頑強なソロステーキングエコシステムをサポートしようとしていることです。しかし、私たちはそのような結果からは程遠いです。私の投票や調査では、いくつかの一貫したトレンドがあります。

1. ソロステーキングを行っていないほとんどの人々は、その主な理由として32 ETHの最小値を挙げています。
2. その他の理由を挙げる人の中で、最も多いのは、バリデーターノードの運用と保守の技術的な課題です。
3. ETHの即時入手可能性の損失、\"ホット\"なプライベートキーのセキュリティリスク、および同時にデフィプロトコルに参加できなくなるリスクは、重要ですが、比較的小さな懸念事項です。

Farcasterの調査によると、人々がソロステーキングをしない主な理由。

ステーキング研究の解決すべき重要な2つの質問があります:

1. これらの懸念をどのように解決すればよいですか？
2. これらの懸念のほとんどに対する効果的な解決策があるにもかかわらず、ほとんどの人がソロステークを望まない場合、その事実にもかかわらず、プロトコルを攻撃から安定して堅牢に保つ方法は何ですか？

多くの進行中の研究開発事項は、これらの問題を解決することを目的としています。

1. Verkle treesプラスEIP-4444非常に低いハードディスク要件でステーキングノードを機能させることを可能にします。さらに、ステーキングノードをほぼ即座に同期させることができ、セットアッププロセスや実装の切り替えなどの操作を大幅に簡略化します。また、各状態アクセスの証明を提供するために必要なデータ帯域幅を削減することで、イーサリアムの軽量クライアントがはるかに実用的になります。
2. 研究（例：これらの提案）より多くの検証者セットを許可する方法を模索する一方で、コンセンサスノードのオーバーヘッドを減らすことができます（ステーキングの最小額を大幅に削減します）。これらのアイデアはの一部として実装できます。シングルスロットファイナリティこれにより、軽量クライアントもより安全になります。なぜなら、彼らは信頼せずに完全な署名セットを検証できるからです。シンク委員会)
3. 継続的なEthereumクライアントの最適化により、バリデーターノードの実行コストと難しさが低下し続けていますが、歴史は増え続けています。
4. 研究ペナルティの上限設定プライベートキーリスクに関する懸念を軽減し、それが望むことであれば、ステーカーが同時にETHをDeFiプロトコルにステーキングすることを可能にするかもしれません。
5. 0x01 引き出し資格証明ステーカーがETHアドレスを引き出しアドレスとして設定できるようにします。これにより、分散型ステーキングプールがより実用的になり、集中型ステーキングプールに対して優位に立ちます。

しかし、ここでもまた、私たちにできることは他にもあります。理論的には、バリデーターがもっと早く出金できるようにすることは可能です: Casper FFGは、バリデーターセットがファイナライズするたびに数パーセント変化したとしても(つまり、エポックごとに1回)、安全であり続けます。したがって、努力すれば、撤退期間をはるかに短縮できます。最低入金額を大幅に減らしたい場合、他の方向でトレードオフするという難しい決断を下すことができます。ファイナリティ時間を4倍に増やすと、@VitalikButerin/parametrizing-casper-the-decentralization-finality-time-overhead-tradeoff-3f2011672735">4x最小デポジットサイズの減少。シングルスロットの最終性は後で、「すべてのステーカーがすべてのエポックに参加する」というモデルを完全に超えることでこれをクリアにするだろう。

この質問全体のもう一つの重要な部分は、ステーキングの経済性です。重要な質問は、ステーキングを比較的ニッチな活動にしたいのか、それとも全員またはほぼ全員にETHのすべてをステーキングさせたいのかということです。全員がステーキングしているのであれば、全員に引き受けてもらいたい責任とは何でしょうか?怠け者だからといって、単に責任を委ねてしまうと、中央集権化につながりかねません。ここには重要で深い哲学的問題があります。答えを間違えると、イーサリアムは中央集権化の道を歩み、「余分なステップを踏んで従来の金融システムを作り直す」可能性があります。正解すれば、広範で多様なソロステーカーと高度に分散化されたステーキングプールを備えたエコシステムの成功例となる可能性があります。これらはイーサリアムの中核的な経済と価値に触れる質問であり、ここではより多様な参加が必要です。

ノードのハードウェア要件

イーサリアムの分散化に関する多くの重要な問題は、ブロックチェーンの政治を定義してきた問題に帰結することが多い。10年間ノードの実行をどれだけアクセス可能にしたいですか、そしてどのように？

今日、ノードを実行することは難しいです。ほとんどの人はそれをしません。この投稿を書くために使用しているラップトップでは、rethノードは2.1テラバイトを占有し、すでに英雄的なソフトウェアエンジニアリングと最適化の結果です。このノードを保存するためには、ラップトップに追加の4 TBハードドライブを購入する必要がありました。皆がノードを簡単に実行できるようになればいいのです。理想的な世界では、人々が自分の携帯電話でノードを実行できるようになるでしょう。

上記のように、EIP-4444とVerkleツリーは、この理想に私たちをより近づける2つの主要技術です。両方が実装されれば、ノードのハードウェア要件は、おそらく最終的に100ギガバイト未満に減少し、履歴の保存責任を完全に排除すれば（おそらく非ステーキングノードにのみ適用）、ほぼゼロに近づく可能性があります。タイプ1 ZK-EVMs自分でEVMの計算を実行する必要がなくなり、代わりに実行が正しいことを単純に検証できるようになります。私の理想の世界では、これらすべての技術を一緒に積み重ね、Ethereumブラウザ拡張機能ウォレット（例：Metamask、Rabby）にはこれらの証明を検証し、データ可用性のサンプリングを行い、チェーンが正しいと判断する組み込みノードがある。

上記のビジョンはしばしば「ザ・ヴァージ」（The Verge）と呼ばれます。

これはすべてが知られ理解されており、Ethereumノードサイズについて懸念を抱いている人々にも理解されています。しかし、重要な懸念があります：状態を維持し証拠を提供する責任を外部に委託すると、それは中央集権化の要素ではないでしょうか？無効なデータを提供することで詐欺行為ができなくても、それでもそれらに過度に依存することはEthereumの原則に反しているのではありませんか？

この懸念の非常に近いバージョンの1つは、多くの人々がEIP-4444に対する不快感を抱いていることです：通常のEthereumノードが古い履歴を保存する必要がなくなった場合、誰が必要とするのでしょうか？一般的な答えは：そのデータを保持する動機を持っている大手のアクター（たとえば、ブロックエクスプローラ、取引所、レイヤー2など）は十分に存在するということであり、それに比べて Wayback Machineによって保存されている100ペタバイト, Ethereumチェーンは小さなものです。ですので、実際に何らかの履歴が失われると考えるのは馬鹿げています。

However, this arguments relies on dependence on a small number of large actors. In my 信頼モデルの分類の場合、これは N の 1 の仮定ですが、N はかなり小さいです。これにはテールリスクがあります。代わりにできることの1つは、各ノードがデータのごく一部しか保存しないピアツーピアネットワークに古い履歴を保存することです。この種のネットワークは、堅牢性を確保するために十分なコピーを行います:各データの何千ものコピーがあり、将来的にはイレイジャーコーディングを使用できます(現実的には、履歴をEIP-4844-スタイルのブロブ（すでに消去符号が組み込まれている）をさらに強固にするために使用します。

ブロブ内とブロブ間にイレイジャーコーディングがあります。イーサリアムのすべての履歴のために超強固なストレージを作る最も簡単な方法は、ビーコンと実行ブロックを単にブロブに入れることかもしれません。画像ソース：codex.storage

長い間、この仕事は立ち消えになっていました。ポータルネットワーク存在しますが、実際には、イーサリアムの将来における重要性に見合ったレベルの注目を集めていません。幸いなことに、分散型ストレージと歴史のアクセシビリティに焦点を当てたPortalの最小限のバージョンには、現在、強い関心があります。この勢いを活かすべきであり、EIP-4444の実装に向けて、古い履歴の保存と取得のための堅牢な分散型ピアツーピアネットワークをすぐに導入するために、総力を挙げて取り組むべきです。

ステートとZK-EVMにとって、この種の分散アプローチは難しいです。効率的なブロックを構築するには、完全なステートを持っている必要があります。この場合、私は個人的に実用的なアプローチを支持しています：私たちは、「すべてを行うノード」を持つために必要なハードウェア要件のレベルを定義し、それに固執します。これは、チェーンを単に検証するコスト（理想的には減少していくはずのコスト）よりも高くなりますが、ホビイストにとって手頃な価格であることが重要です。私たちは1対Nの前提に依存し、Nが非常に大きいことを確認しています。例えば、これはハイエンドのコンシューマーノートパソコンである可能性があります。

ZK-EVM証明はおそらく最も厄介な部分となる可能性があり、リアルタイムZK-EVM証明者は、アーカイブノードでもかなり頑丈なハードウェアが必要となる可能性があります。Biniusのような進歩, そして最悪の場合には、境界を設定する多次元ガス分散型の証明ネットワークで一生懸命取り組むことができます。各ノードが例えばブロックの実行の1％を証明する責任を負うようにし、その後ブロックプロデューサーは最後に100の証明を集約する必要があります。証明の集約ツリーがさらに役立つかもしれません。しかし、これがうまく機能しない場合、もう1つの妥協案は、証明のハードウェア要件が高くなることを許可することですが、すべてを行うノードがイーサリアムブロックを直接（証明なしで）速く検証できるようにし、効果的にネットワークに参加できるようにします。

結論

実際、2021年のイーサリアム思想は、いくつかの大規模な行為者に責任をオフロードすることにあまりにも快適になりすぎていたと思います。市場メカニズムやゼロ知識証明システムなどが中央集権的な行為者を正直に行動させるように強制することができれば、そのようなシステムは通常、平均的なケースではうまく機能しますが、最悪の場合には致命的に失敗します。

私たちはこれをしていません。

同時に、現在のイーサリアムプロトコル提案は既にその種のモデルから大幅に逸脱しており、真に分散化されたネットワークの必要性をより重視しています。ステートレスノード、MEV緩和、シングルスロット確定性、および類似のコンセプトに関するアイデアは、既にこの方向に大きく進んでいます。1年前には、セミ中央集権化されたノードとして中継を利用してデータ可用性サンプリングを行うというアイデアが真剣に検討されていました。今年は、そうしたことを行う必要がなくなり、驚くほど堅牢な進展が見られます。PeerDAS.

しかし、私たちが進むことができることはたくさんあります。前述の3つの軸だけでなく、他の多くの重要な軸についても話しました。ヘリオスイーサリアムに「実際のライトクライアント」を提供することで、大きな進展を遂げました。今後は、イーサリアムウォレットにデフォルトで組み込まれるようにし、RPCプロバイダーがその結果とともに証明を提供して検証できるようにし、ライトクライアント技術をレイヤー2プロトコルに拡張する必要があります。イーサリアムがロールアップ中心のロードマップを通じてスケーリングしている場合、レイヤー2もレイヤー1と同じセキュリティと分散化の保証を得る必要があります。ロールアップ中心の世界では、他にも真剣に取り組むべきことがたくさんあります。分散化された効率的なクロスレイヤー2ブリッジはその一例です。多くのdappsは、イーサリアムのネイティブなログスキャンが遅すぎるため、中央集権化されたプロトコルを通じてログを取得しています。この点を専用の分散型サブプロトコルで改善することができます。@vbuterin"/parallel_post_state_roots">これは私の提案の1つです。これはどのように行われるかについての提案です。

「超高速であり、後で分散化について考える」を目指すほとんど無限のブロックチェーンプロジェクトが存在します。イーサリアムはそれらのプロジェクトの1つであるべきではないと思います。イーサリアムL1は、ハイパースケールのアプローチを取るレイヤー2プロジェクトの強力な基盤として機能し、イーサリアムを分散化とセキュリティのバックボーンとして活用すべきです。レイヤー2中心のアプローチでも、レイヤー1自体が十分なスケーラビリティを持っている必要があります。しかし、イーサリアムをユニークにする特性に対する深い尊敬を持ち続け、イーサリアムのスケーリングに伴うその特性を維持し、改善していく必要があります。

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