去中心化ソーターはどこまで行けるのか？

著者：カイル・リウ、ビング・ベンチャーズ投資マネージャー

導入：シーケンサーは、イーサリアムネットワークのスケーラビリティとパフォーマンスの制限を解決するために使用されます。その導入は、オンチェーン取引をバッチ処理およびソートすることによって、計算とデータストレージの大部分の作業をLayer2に移行し、イーサリアムメインチェーンの負担を軽減することを目的としています。分散型シーケンサーの限界は、その基盤となるプロトコルとネットワーク環境に依存しています。分散型シーケンサーはシステムのセキュリティとレジリエンスを向上させることができますが、依然としていくつかの制限と課題があります。

シーケンサーはRollupネットワークの核心的な構成要素であり、取引の受信、取引のソート、取引の実行、取引データの提出などの重要な操作を担当します。ネットワークの単一のシーケンサーが故障または利用不可になると、ネットワーク全体が取引の処理を停止します。しかし、多くの既存のRollupソリューションは単一のシーケンサーしか持っておらず、それにより彼らの分散化の程度は一部の中央集権的なLayer 1ソリューションに比べてはるかに劣ります。したがって、分散型シーケンサーの重要性は明白であり、有望な分散型シーケンサーのソリューションは、設計と実装の改善を通じてシステムの分散化の性質を効果的に向上させるべきです。

シーケンサーの重要性

既存のRollupソリューションには、ゼロ知識証明（ZK）に基づくRollupと楽観的実行に基づくRollupが含まれます。これらのソリューションは、単一のLayer 1ソリューションに比べてスケーラビリティを向上させるためのより良い設計を持っています。しかし、彼らにもいくつかの問題があります：

ゼロ知識証明（ZK）Rollupの問題：

1. 計算の複雑性：ZK証明を使用して取引の正当性と合法性を検証するには、大量の計算リソースと時間が必要です。これにより、取引処理の遅延や高額な計算コストが発生する可能性があります。
2. 検証可能性の依存：ZK Rollupは外部の検証可能性に依存しており、外部の監視者がZK証明の正当性を検証する必要があります。これにより、信頼の問題や中央集権的なリスクが生じる可能性があります。

楽観的実行のRollupの問題：

1. 可逆性：楽観的実行のRollupは、取引実行中に楽観的な仮定を採用し、すべての取引が有効であり、衝突がないと仮定します。しかし、衝突や無効な取引が存在する場合、システム全体がロールバックして再実行する必要があり、一定の不確実性と処理時間の遅延が生じる可能性があります。
2. フロントランニング（MEV）：楽観的実行のRollupは、取引実行順序の乱用に直面する可能性があり、これにより取引の操作や不公平な取引優先順位が生じることがあります。

これらの問題は、既存のRollupソリューションのパフォーマンスとセキュリティを制限し、ユーザーエクスペリエンスや可用性に影響を与える可能性があります。これらの問題を解決する鍵は、シーケンサーなどの新しい設計を導入してRollupのパフォーマンスと分散化の程度を向上させることです。シーケンサーの役割は、主にスループットを向上させ、取引データを圧縮することに現れます。シーケンサーは入力された取引をソートすることで、取引処理の効率とスループットを向上させることができます。取引を一定のルールに従ってソートすることで、取引間の衝突や競争を減少させ、全体的なシステムの処理能力を向上させることができます。シーケンサーはまた、複数の取引を1つの取引にパッケージ化することで、取引データの規模を減少させることができます。このような圧縮は、オンチェーンのストレージと伝送のコストを削減し、全体的なシステムの効率を向上させることができます。

中央集権的シーケンサーの問題

既存のRollupソリューションのほとんどは、自らの中央集権的シーケンサーを運営しています。これは便利でコストが低いためです。しかし、中央集権的シーケンサーの欠点は明らかであり、取引の検閲、高額な手数料の請求、取引実行における優先取引（フロントランニング）や悪影響を及ぼすMEV（最大化可能な価値）などの問題を引き起こす可能性があります。

出典：ビング・ベンチャーズ

私たちは、中央集権的シーケンサーの問題を解決する鍵は、技術革新を促進し、分散型シーケンサーのソリューションを探求することだと考えています。前述のように、現在の中央集権的シーケンサーはスループットとパフォーマンスの向上に重要な役割を果たしていますが、より安全で検閲に強く、より分散化された代替案を積極的に模索するべきです。これらのソリューションは、セキュリティ、パフォーマンス、分散化の程度の間でトレードオフを必要とし、設計と実装の両方において難易度があるかもしれませんが、現在の中央集権的シーケンサーが直面している問題を解決することが期待されます。

分散化の道

現在、分散型シーケンサー技術はまだ進歩の余地があり、可能な方向性には、より効率的なソートアルゴリズム、より効率的な検証メカニズム、よりスマートなシーケンサー設計などが含まれます。以下に、私たちが有益な試みとして考えるいくつかのルートをまとめました。時間が経つにつれて、分散型シーケンサー技術は継続的に改善され、進化していくことでしょう。これには、より高いスループット、より速い確認速度、より低い遅延、そしてより高いセキュリティと相互運用性が含まれる可能性があります。

権威証明（POA）：このソリューションは、一群の実体にPoAシステム内でシーケンサーを交代で担当させることを許可します。これは、検閲耐性を効果的に改善し、最低の遅延を持ちますが、依然として単一障害点のリスクがあります。

1. Rollupに基づく：このソリューションは、誰でもデータ可用性レイヤー（DA）にL2バッチを提出できるようにし、その後DAレイヤーが最終的なブロック（提案者）を決定します。これはDAレイヤーの活性と検閲耐性を引き継ぐ利点がありますが、利益が漏洩し、MEVの影響を受ける可能性があり、確認速度が遅くなる可能性があります。
2. 分散型検証者技術（DVT）：このソリューションは、シーケンスの責任をクラスターに分配し、クラスター内の各ノードがその検証者キーの部分的なシェアを使用して独立した証明に署名します。このソリューションは柔軟性があり、他のソリューションと組み合わせて使用できますが、一定の遅延を増加させる可能性があります。
3. 共有シーケンサー：このソリューションは、複数のRollupが共有シーケンサーに参加することを許可し、同時にチェーンAとチェーンB上の取引を処理し、ソートレイヤーに強力な経済的セキュリティとリアルタイムの検閲耐性を提供します。共有シーケンサーはマルチチェーンのネットワーク効果を持ちますが、依然としてL1のデータとトランザクションソートのスループットに制限されています。
4. 新しいシーケンサーセットの構築：このソリューションは、トークンインセンティブメカニズムを使用して、無許可で分散型シーケンサーグループを作成します。これはトークンの有用性を増加させる利点がありますが、遅延が発生する可能性があり、あまり知られていないRollupにとっては実施のハードルが高いかもしれません。

分散型シーケンサーには多くの利点がありますが、現在のさまざまなソリューションにはそれぞれのトレードオフがあり、利点と欠点があります。

出典：ビング・ベンチャーズ

潜在的な機会

今、私たちは分散型シーケンサーがイーサリアムの問題を一挙に解決できるのか？それはすでにイーサリアムにいくつかの潜在的なリスクを埋め込んでいるのか？

まず、基盤となるブロックチェーンプロトコル（L1）に依存する分散型シーケンサーソリューションは、その性能とスケーラビリティがL1プロトコル自体の制限を受けることになります。基盤プロトコルがトランザクションと合意の処理にボトルネックを抱えている場合、シーケンサーが高度な分散化と応答能力を持っていても、システム全体の性能は制限されます。

次に、ネットワーク環境が分散型シーケンサーに与える影響も重要な考慮事項です。ネットワークの同期性と安定性は、シーケンサーの活性度とセキュリティに直接影響を与えます。非同期ネットワークでは、シーケンサーは活性度を失い、取引をタイムリーに処理できなくなります。一方、ネットワークの同期性が強い場合、シーケンサーはより信頼性高く活性状態を維持できます。

したがって、分散型シーケンサーの発展に伴い、それに関連するインフラが潜在的な投資機会となることを意味します。これには、シーケンサーサービスを提供する技術プロバイダー、セキュリティ監査会社、クロスチェーンソリューションプロバイダー、ガバナンスおよび参加プラットフォームなどが含まれます。これらのインフラは、私たちが言及した問題を改善することが期待されます。強調すべきは、分散型シーケンサーはイーサリアムコミュニティがシステムの性能とスケーラビリティを向上させるために探求しているソリューションの一つであり、唯一の解決策ではないということです。将来的には、イーサリアムネットワークの性能をさらに向上させるための他の技術や改善が登場するでしょう：

1. マルチチェーン相互運用性：さまざまなブロックチェーンやLayer 2ソリューションの登場に伴い、マルチチェーン相互運用性は分散型シーケンサーの重要な側面となるでしょう。将来のシーケンサーは、複数のチェーン上の取引を同時に処理し、原子性のある相互運用性を実現する必要があるかもしれません。これにより、よりスムーズなユーザーエクスペリエンスと強力な機能を提供できます。
2. MEVの防止とユーザー保護の向上：将来のシーケンサーは、MEVの影響を減少させ、より良いユーザー保護メカニズムを提供するための措置を講じる可能性があります。これには、ランダムソートメカニズム、合理的な取引手数料メカニズム、より良いプライバシー保護措置が含まれるかもしれません。
3. 強化されたガバナンスと参加メカニズム：分散型シーケンサーの公平性とセキュリティを確保するために、将来のシーケンサーはより強力なガバナンスと参加メカニズムを導入する可能性があります。これは、トークン保有者の投票、検証者の選挙、参加者の分権的な意思決定を通じて実現できます。よりオープンで透明なガバナンスメカニズムは、コミュニティの参加を促進し、システムの発展を推進することができます。

要するに、分散型シーケンサーの発展に伴い、私たちはより多くのビジネスモデルの革新が現れると予想しています。これには、異なる取引手数料モデル、シーケンサーに基づくデータサービス、オンチェーンアプリケーションなどが含まれる可能性があります。革新的なビジネスモデルは、シーケンサーにさらなる経済的インセンティブを提供し、その広範な適用と持続可能な発展を促進するでしょう。