元の投稿者: Bankless 寄稿者 Donovan Choy
オリジナル編集: コネチカット州ザイオン 中国語
イーサリアムはまだ検閲耐性を達成していません...開発者が何をしているかは次のとおりです。
2022 年 8 月 8 日、米国財務省はトルネード キャッシュを制裁しました。
規制当局が仮想通貨を嫌っていることは誰もが知っているが、今回の制裁はDeFiの不意を突いた。これは、仮想通貨を正式に取り締まる米国の規制当局による前例のない取り組みを意味する。
ある意味、トルネード・キャッシュに対する制裁は、形を変えた幸運だった。この規制の猛攻撃は、DeFi にその基本を思い出させ、分散型金融分野全体におけるあらゆる集中型チェックポイントの精査を開始しました。
分散化は実際に重要です。
集中化への近道はすべて、あなたに対して悪用される可能性があります。
検閲というテーマは理解するのが難しいです。イーサリアムの集中化をめぐる懸念を理解しようとすると、ある程度の技術的知識が必要であり、暗号用語の海をナビゲートするのは困難です。
この記事は、過去数か月にわたるイーサリアムの検閲問題のすべてを分かりやすく解明し、仮想通貨市民なら誰でも（嫌いな人でも）簡単に理解できる用語にまとめようとしています。
私はイーサリアムプロトコル上のすべての主要な集中化ベクトルをリストし、起業家や開発者が取り組んでいるさまざまな市場と技術的ソリューションについて簡単に説明します。
イーサリアムのサプライチェーンの概要
イーサリアムの元の設計理論では、参加者は 2 人だけでした。ユーザーは独自のノードを実行し、ピアツーピア ネットワーク経由でトランザクションを送信してブロック バリデーターを送信し、バリデーターはブロックを構築してトランザクションを含めます。
ブロックチェーン検証者 (PoW ではマイナー、PoS ではステーカーと呼ばれます) は、ブロックを検証する中立的な主体であると考えられています。
実際には、このプロセスはさらに複雑です。バリデーターは、アービトラージボットを実行しているシーカーにブロックを販売することで、倒錯的なインセンティブ差別に直面しています。これは、一般ユーザーのトランザクションコストの上昇とブロックチェーンの輻輳につながります。これは最大抽出可能値 (MEV) として知られる現象です。過去 2 年間で、イーサリアム上の MEV は 6 億 7,500 万ドルに達しました (コスモスでは 670 万ドルと推定)。
マージされたイーサリアムでは、トランザクションの一般的な順序は次のとおりです。
ユーザーは、dapp のフロントエンドを通じてウォレットとのトランザクションを作成します。これらのトランザクションはメモリ プール (mempool) に送信されます。
検索者は裁定取引ボットを実行し、メモリプールをスキャンして、取引をまとめます。
バンドルされたトランザクションはブロック ビルダーに渡され、ブロック ビルダーが手数料入札を付加します。
ビルダーとバリデーターの両方がリレーラーに接続されている場合、リレーラーはバンドルされたブロックをオークションに送信する前に非表示にします。
バリデーター (つまり、ブロック提案者、提案者) は料金入札を選択し、ブロックを提案します。
認証者は、ブロックが最終的にチェーンに追加される前に、ブロックを検証します。
(この記事では、バリデーターとプロポーザーという用語が同じ意味で使用されていることに注意してください。)
このトランザクション シーケンスでは、各ステップに集中化ベクトルがあります。
最初のレベルのタイトル
01. フロントエンドインターフェース
副題
検閲の脅威
現在、多くの dapp は一元化されたフロントエンド インターフェイスを備えています。 Web3 の短い歴史を見れば、規制当局が攻撃してきたとき、DeFi がそれに応えることがわかります。これは、Balancer がフロントエンドに 2,000 万ドルの流動性プールを隠したとき、または Uniswap Labs が SEC の監視を避けるためにフロントエンドにある数十の合成デリバティブトークンを迅速に上場廃止にしたときに起こりました。 MetaMaskとInfuraも、Tornado Cash制裁に準拠するウォレットアドレスをブロックするために同じ措置を講じました。
フロントエンドを乗り越えることは氷山の一角にすぎません。私たちが使用する dapp は、RPC ノード (サーバー) に依存してユーザーの意図を伝達します。ノードは、ブロックチェーン上の情報にアクセスし、通信し、トランザクションを実行する接続ポイント (API と考えてください) です。
理想的な世界では、誰もが独自のノードを実行できます。しかし、Signal の創設者 Moxie Marlinspike がかつて Web3 を批判した際に指摘したように、ほとんどの人は独自のノードを実行しないため、Infura や Alchemy などの集中型ノード サービス プロバイダーへの依存が生じます。彼らは DeFi での生活をずっと楽にしてくれましたが、ご存知のとおり、それには代償が伴います。 Uniswap や Metamask などの多数の DAPP はノードの実行に Infura に依存しているため、この点で重要な集中化ベクトルが生じます。
Infura のような中央集権的な企業が規制当局の標的になった場合、イーサリアムに重大な混乱を引き起こす可能性があります。実際、これは、Infura が米国の政治的制裁に従うために 3 月にイランの IP アドレスを禁止したときに起こりました。集中型ノードプロバイダーに問題があるのには技術的な理由もあります。イーサリアムは 2020 年 11 月にネットワーク障害を経験しました。そのとき、Infura のメインネット API は、その Geth クライアントが更新されていなかったため麻痺し、多くの dapps が利用できなくなりました。
画像の説明
出典: ethernodes.org
すでに多くの集中化ベクトルがあるため、私たちはまだ mempool についてさえ話していません。
副題
解決策 #1
フロントエンドの一元化は比較的小さな問題です。これは、DeFi ミドルウェア エコシステムの繁栄のおかげで、検閲された dapps フロントエンドをさまざまな方法で代替会場経由で回避できるようになりました。例には、Zapper や Zerion などのポートフォリオ トラッカー、統合された「交換」機能を備えた暗号通貨ウォレット、1inch や Paraswap などの DeFi アグリゲーターが含まれます。直接アクセスせずに dapps にアクセスできるようになります。 Uniswap のようなほとんどの dapp は、フロントエンド コードのオープンソース化にも取り組んでおり、個人または専用の DAO がフロントエンドを再作成できるようにしています。
検閲されたフロントエンドを回避するために、IPFS などの分散ストレージ プロバイダーも静的コンテンツを含むフロントエンド ドメインをホストするために使用されます。動的コンテンツ (ソーシャル メディア) を含むフロントエンドの場合、The Graph のような分散インデックス プロトコルを使用して、統一されたクエリ言語を通じてブロックチェーンや dapp にわたるデータをクエリします。また、検閲されたドメイン名については、ENS のような分散型ネーム サービスが、イーサリアム スマート コントラクトの上にドメイン名を構築することで、ドメイン名をホストするためのより検閲に強い方法を提供します。これは、ドメイン名の差し押さえや IP アドレスのブロックに対して脆弱な、集中型 DNS サーバーに保存されている今日のほとんどの Web サイトとは異なります。
副題
解決策 #2
ノードの集中化の問題に対する重要な技術的解決策は、ライト クライアントです。 Ethereum Altair ハードフォークが彼らに道を切り開きました。これらの超軽量クライアントを使用すると、独自のソブリン ネイティブ バージョンのイーサリアムを独自のコンピューター、モバイル デバイス、または Web ブラウザー上に作成でき、軽量クライアントからのクエリを受け入れてリクエストを行うフル ノードにトランザクションをブロードキャストできます。これにより、dapps は、Infura や Alchemy などの集中型 RPC エンドポイントを呼び出す代わりに、トランザクションを容易にすることができます。
副題
https://twitter.com/SalomonCrypto/status/1579283196708941824
解決策 #3
外部ノードプロバイダーに依存したい場合は、Infura の必要性を最小限に抑える、Pocket Network や Ankr などの分散型 Infura の代替手段がいくつかあります。
画像の説明
副題
解決策 #4
最初のレベルのタイトル
02. 探索者
ユーザーのトランザクションが正常に送信されると、トランザクションはメモリ プールに入ります。 mempool は、あなたや私のような通常のユーザーによって送信された保留中のトランザクションのデータベースであり、イーサリアムの「」とも呼ばれます。暗い森🌳. MEV (最大抽出可能値) ゲームはここから始まります。
トランザクションがメモリプールに入ると、検索者は収益性の高い MEV の機会を求めて暗い森をスキャンし始めます。検索者は通常、裁定ボットを実行する大規模な機関や独自の取引デスクですが、場合によっては個人も含まれます。彼らは、パブリックプールを経由する代わりに、バリデーターが取引注文を受け入れるために高額なガス料金を支払います。
ここで注意すべき点は、一般に MEV はすべて悪いものであると考えられていますが、良い MEV も存在するということです。暗号通貨の価格が不安定な場合、DeFiプロトコルは貸し手の担保を迅速に清算する必要があり、取引を迅速に実行できるようにするために高額のガス料金を支払う必要があります。ブロックチェーンが先着順で設計されている場合、DeFi は非常に非効率的になります。サーチャーは、この効率のバランスをとり、効率的なブロックを構築する上で重要な役割を果たします。
最初のレベルのタイトル
副題
1) 提案者ビルダー分離 (PBS) 前
イーサリアムが合併する前は、ブロックの構築は 1 つのエンティティ、つまりマイナーによって実行されていました。これにより、マイナーはメモリプール内のトランザクションを区別することで DEX 裁定取引と清算を利用できるようになります。
問題は時間の経過とともに悪化します。探求者と採掘者は、自分たちの MEV 利益を最大化するために最も効率的に取引を選択するために、地下市場で共謀し始めます。大規模なマイニングプール運営者は複雑なアルゴリズムを実行する資本を持っており、ホームランマイナーを上回るペースで、私たちが知っている MEV を誕生させたため、これは最終的にマイナーとしての固定コストを押し上げます。過去 2 年間にイーサリアムで引き出した MEV の総額は 6 億 7,500 万ドルに達しました。
ここでの集中化のリスクには 2 つの問題があります: 1 つ目は、より有利な立場にあるイーサリアム ユーザーに悪影響を及ぼし、最終的に待ち時間が長くなったり、より多くの取引手数料を支払ったりすることになります。
これに対抗するために、イーサリアム開発者は提案者と構築者の分離 (PBS) として知られるプロトコル内ソリューションに取り組んでいます。名前が示すように、PBS はバリデーターの役割を 2 つの別々のネイティブの役割に分割します。
ブロックビルダー
ブロックビルダー
PBS では、ブロック ビルダーは互いに競合して、シーカーからのトランザクションの集約された順序付きリストを作成します。これらのトランザクションは一緒にバンドルされ、建設者自身の MEV 料金を最大化するように最適化され、ブロック提案者に渡されます。提案者は、ブロックを作成し、オンチェーンに含めるためにネットワークに送信するための最高料金に基づいてトランザクションを選択するよう奨励されます。
これにより、ブロックを構築する人々はブロックに含めるトランザクションを選択する人々と同じではないため、ブロック提案者の検閲の集中力が軽減されます。ヴィタリックが次のように書いています。ブロックチェーン拡張の最終段階記事で説明されているように、PBS の要点はバリデーターの分散化を最大限に高めることです。
しかし、PBS は技術的に複雑で、完成には数年かかります (おそらく 2 ～ 8 年後!)。良いニュースは、バリデータの一元化に対する暫定的なソリューションがその間に登場したことです。
まず、マージされたバリデーターが各スロットのブロック提案者としてランダムに選択されます。これは、すべてのマイナーが数学的パズルを解くことによって新しいトランザクションを検証する合併前の PoW とは異なります。イーサリアム上の約 420,000 人のバリデーターのうちの 1 人がブロック提案者としてランダムに選ばれた後、別のバリデーター委員会がランダムに選ばれ、提案されたブロックの有効性の証拠 (投票) を提出します。このランダム シャッフルの二重層は、イーサリアム上でのバリデーターの集中を抑制するために機能し、攻撃者によるネットワークの検閲や侵害を困難にします。
第二に、Flashbot のような企業が介入して人為的に PBS を作成しています。 Flashbots は、バリデーターがコンセンサス クライアントに接続するだけでノード上で実行できるソフトウェア クライアント (PoW イーサリアム用の MEV-Geth、PoS イーサリアム用の MEV-Boost) を開発しました。これにより、ビルディング ブロックの作業が効果的に専用のビルダーの役割にアウトソーシングされます (提案者とビルダーを分離します!)。
出典: フラッシュボット
出典: フラッシュボット
副題
2) 提案者/構築者分離 (PBS) 時代
PBS は、大規模なバリデーターの集中力を排除します。しかし、PBS が設計された後でも、私たちは分散化という約束の地に到達していません。ポスト PBS 時代においても、中央集権化のベクトルは減少したとはいえ、依然として存在するでしょう。このセクションの残りの部分では、イーサリアムが直面しているさまざまな検閲の脅威と、それに対応して現在取り組んでいる解決策の概要を説明します。
検閲の脅威 #1
PBS は以前の集中化の問題を軽減する一方で、ビルダーのトランザクションをレビューする能力を強化することで、ビルダー レベルでの集中化の新しいベクトルも導入します。専用のビルダー ロールを作成することで、ビルダーはブロックに過剰入札したり、特定のトランザクションを除外したりできるようになります。
解決策 1
最初の解決策は、「ハイブリッド PBS」としても知られる検閲耐性リスト (crList) です。ビルダーがトランザクションを検閲しようとしているのではないかと疑うとします。プロポーザー用に構築されたブロックがいっぱいではなく、メモリプール内に含まれるのを待っている適格なトランザクションがあるため、これがわかります。
crList を使用すると、提案者は、含めるトランザクションの順序を明示的に指定することなく、ビルダーに空のブロック スペースを完全に利用させることができます。「ビルダーさん、空のブロックを埋めてください。そうしないと、私が選択したトランザクションは拒否されます。含めます。」 」
ビルダーがトランザクションのレビューを主張し、提案者の crList を無視した場合、証明者はブロックを拒否します (証明者はランダムに選ばれ、バリデーターが提案したブロックの後の正規チェーンのブロック ヘッダーに投票します)。つまり、crList は、PBS の全体の目的 (提案者を分散する) を損なうことなく、提案者がブロック構築のための集中市場を監督できるようにする間接的なメカニズムです。
解決策 2
しかし、提案者がビルダーにトランザクションを含めるように依頼できたらどうなるでしょうか、あるいは、提案者がビルダーと共謀して、ビルダーにトランザクションを含めないよう指示した場合はどうなるでしょうか?これは 2 番目の解決策である MEV 平滑化につながります。 crList がビルダーを制約するのと同じように、MEV スムージングはプロポーザーの裁量を削除することでプロポーザーを制御します。
ここでのアイデアは、証明者にブロック構築市場、特にブロックに付随する手数料入札に注意を払うように依頼し、提案者による最高入札額からのみブロックを証明するように依頼することです。提案者が自分たちのために構築された最も収益性の高いブロックを提案していない場合は、何かが間違っているに違いありません。そこで証明者は次のように尋ねます。「提案者、あなたはお金を稼ぐのが嫌いですか、それとも検閲したいのですか? つまり、MEV-スムージングは、すべての提案者の MEV 利益を均等化し、提案者が差別的な検閲に従事するインセンティブを排除する完全に効率的な市場を作成することを目的としています。
解決策 3
3 番目の解決策は、暗号化されたメモリ プールを使用することです。 crList はビルダー用であり、MEV 平滑化はプロポーザー用ですが、暗号化されたメモリプールは両方に対抗するように設計されています。このメカニズムは理解するのが簡単です。ユーザー トランザクションの内容と送受信アドレスはメモリプールに入る前に暗号化され、オンチェーンにある場合にのみ復号化されます。これにより、攻撃者がトランザクション フロント エンドなどの MEV 抽出テクノロジーを検閲したり関与したりすることが困難になります。これにより、Flashbots Protect のようなプライベート メモリ プールが不要になります。暗号化されたメモリプールテクノロジーは、Cosmos 開発者、Flashbot、および Aztec のようなプライバシー指向のチェーンでも実験されているものです。
解決策 4
4 番目で最後の解決策は、私たちが最も頼りたくない解決策ですが、良い選択肢でもあります。利他的な自己構築です。この場合、提案者は、建設業者に外注するのではなく、単に独自のブロックを構築することを選択します。この利点は、利他的なビルダーがわずか 10% 程度であっても、イーサリアムが成長し続けることができることです。
ここでの明らかな欠点は、経済的インセンティブに反することです。検証者が MEV-Boost を使用したいと考えているのは、より高い料金が発生するためであることを思い出してください。このため、検閲に抵抗する文化を促進し、社会レベルでの分散化を維持することが非常に重要です。
検閲の脅威 #2
画像の説明
出典: clientdiversity.org
クライアントにバグがあるか攻撃を受けていることが判明した場合、ネットワークが中断されるリスクが高くなります。これは、攻撃者が Geth クライアントをだまして処理速度を低下させた 2016 年の上海 DOS 攻撃事件で実証されたように、理論上の推測ではありません。統合されたイーサリアムでは、ファイナリティを達成するには誓約された ETH の 3 分の 2 が必要です。クライアントに重大な障害が発生すると、イーサリアム ネットワークが一時的に停止する (さらに悪いことに、分割される) 可能性があるため、特定のクライアントがそのバリデータ ノードの 3 分の 2 以下で実行されることが重要になります。
クライアントの集中化の問題は非常に深刻であるため、クライアント使用率が最も高い Prysmatic Labs のような大手企業でさえ、ノード検証者に「競合他社を利用する」ようアドバイスしています。結局のところ、イーサリアムがクラッシュしたら、それは誰にとっても損失です。
解決
ここでの検閲の脅威は、個々の利害関係者だけでなく、Infura や Alchemy などの集中型ノード プロバイダー、または Pocket Network などの分散型ノード プロバイダーにも適用されることに注意してください。イーサリアム開発者によってすでに実装されているソリューションには、非アクティブなバリデーターのシェアを削減するためのさまざまなペナルティ (Inactivity Leak メカニズムなど) が含まれています。今日のビーコン チェーンでは、不正な動作を行うバリデーターがすべて同じクライアント上で失敗した場合、依存関係に対するペナルティも厳しくなります。実際、これはマルチクライアント文化を促進します (クライアントの多様性！ )、検証者に対し、クライアントを選択する際に技術的リスクだけでなく経済的インセンティブも考慮するよう奨励します。
検閲の脅威 #3
出典: デューン・アナリティクス
出典: デューン・アナリティクス
解決
簡単な解決策はありませんが、楽観的になる理由はあります。まず、Lido はステークされた ETH の 30% を管理していますが、単一のエンティティとして存在するわけではなく、ブロック構築に直接影響を与えません。 Lido の ETH 軍資金は、あらゆる種類の一方的なネットワーク攻撃を防ぐために数万のノードを介してステーキングする 28 のノード オペレーターに渡されます。
分散化最大主義者にとって、28 ノードのオペレーターはあまり快適ではありませんが、ステーキング (イーサリアム ネットワーク!) を考慮すると、それでも少なすぎます。 ETH の集中化問題に対する考えられる技術的解決策の 1 つは、秘密共有バリデーター技術としても知られる分散バリデーター技術 (DVT) であり、イーサリアム財団が 2019 年から積極的に研究している分野です。 DVT の開発を主導している企業は RockX です。RockX は機関向けブロックチェーン ノード プロバイダーであり、Lido の 28 のノード オペレーターの 1 つです。
DVT は、単一のバリデーターではなく、さまざまなバリデーター間でノード実行アクティビティを分散するオープンソース プロトコルです。秘密キーが「共有」されるため、マルチパーティ コンピューテーション (MPC) プロセスを使用して、複数のバリデーターがノードを共同で実行できるようにします。したがって、攻撃者はメッセージの署名に必要な秘密鍵に完全にアクセスできません。これにより、インフラストラクチャに障害が発生した場合に、バリデーターが別のバリデーターを置き換えることもできます。
最初のレベルのタイトル
04. 中継者
MEV-Boost モデルでは、中継者は提案者と構築者の間の中間「ブローカー」として機能します。リレーは独自の集中化ベクトルであり、Flashbot が MEV の問題を解決しようとした結果です。ここでの検閲の脅威を理解するには、まずなぜリピーターが現れるのかを理解する必要があります。
PBS に基づくバリデーターの役割を提案者と構築者に分割したい理由は、バリデーターの検閲権限を抑制し、1 つのエンティティ (Coinbase や Lido など) が大量の ETH 株式を保有するのを防ぐためであることを思い出してください。オンチェーンを含めます。
したがって、PBS が機能するためには、提案者はビルダーから受け取るブロックの内容を知らない必要があります。そうしないと、提案者はどのブロックをオンチェーンに置くべきだと考えるかを区別できてしまい、PBS 以前の出発点に戻ってしまいます。
これは、Flashbots の MEV-Boost モデルに基づいてリピーターが行うことです。ビルダーは組み立てられたブロックの入札をリレーラーに送信し、リレーラーはそのブロックを隠れたエスクローに送り、リレーラーのペイロードを受け入れる提案者にのみ価格を明らかにします。
画像の説明
出典: デブコン
検閲の脅威
しかし、リピーターが自分自身を検閲することを選択した場合はどうなるでしょうか?これは、中継者レベルでの集中化リスクの核心につながります。現在、イーサリアム上のリレーブロックの 58% が Tornado Cash トランザクション、つまり OFAC 準拠をレビューしています。この 58% (80%) のほとんどは、Flashbot のリレー ブロックからのものです (下の画像を参照)。
他にも多くのバリデーターが依然として Tornado Cash トランザクションのブロックを受け入れているため、これは実際には「ハード」形式の検閲ではなく、数分の遅延によって現れる「ソフト」形式の検閲であることに注意してください。少数のリピーターが検閲されない限り、問題はユーザーにとって不便なままであり、これは私たちが従来考えている「検閲」とは異なります。それでも、この問題はここ数カ月間、イーサリアムを巡る広範な調査につながっている。
解決
明らかな解決策は、より多くのリピーターを奨励することです。バリデーターは多くの場合、同時に複数のリレーラーに接続されます。上に示したように、7 つの中継者のうち 3 つ (BloXroute と Manifold) は Tornado Cash トランザクションを検閲しません。リレーラーは許可のないエンティティであるため、誰でも簡単に独自のリレーラーを作成できます (Flashbot 自体が独自のリレーラーをオープンソース化しています)。検閲のないリレーラーを作成するための参入障壁が低いということは、この集中化ベクトルが、不正/不正行為のアクターをブロックするのにはるかにコストがかかるバリデーターレベルよりもはるかに軽いことを意味します。
良いニュースは、リピーターは長期的には一時的な検閲の媒介となるということです。 PBS がプロトコルに正式に組み込まれると、構築者が提案者に接続するため、中継者は不要になります。
したがって、MEV サプライチェーン全体と私たちが何をしているのかを理解する必要があります。
この記事では、ソフト検閲フォームのみを扱っていることに注意してください。これは、通常、秒/分単位のブロック挿入遅延に相当します。
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