Maximal Extractable Value（MEV）は、2019年のFlashboys 2.0論文で正式に定式化されて以来、注目されてきたトピックです。しかし、「ブロックの構築を分散化する方法は何か？」という問いについては、提案者ビルダー分離の導入後、ようやく注目が集まりました。

最近、問題を解決すると約束する興奮する提案が見つかりました。それについて話しましょう - BuilderNet。しかし、その前に、現在のイーサリアム上のブロック構築の状況を探って、BuilderNetがもたらす影響と比較してみましょう。

Flashbots & PBS

クラシックなイーサリアムのバリデーターのシナリオでは、トランザクションはメモリプールからピックアップされ、優先手数料に基づいてブロック内で順序付けられます。その後、ブロックは正式なチェーンに追加するために提案され、署名され、仲間にゴシップされ、承認を受けます。

プロポーザービルダー分離（PBS）は、ブロック作成プロセスを分割し、ブロックビルダーがブロックを作成して提供し、内容を見ずに最も利益が高いオプションを選択するプロポーザーによって行われます。この分離は重要です。なぜなら、ビルディングは高性能のソフトウェアとハードウェアが必要な専門的なタスクであり、検証者がこのタスクを実行すると分散化に損害を与える可能性があるからです。ビルダーは、しばしば各ブロックからの価値の抽出を最大化するためのアルゴリズムを実行し、一方、プロポーザーは選択されたブロックをブロードキャストする前にビルダーに手数料を支払います。

ブロックビルダーと提案者を分離することは、取引の検閲をより困難にするだけでなく、MEV抽出へのより広範な参加を確保するのにも役立ちます。ビルダーマーケットプレースがないと、必要なハードウェアを持つバリデーターだけが参加でき、小規模なステーカーやソロバリデーターは不利になります。PBSはMEVの中心化効果にも対抗し、大規模なバリデーターが規模の経済を利用し、利益を再投資してMEV収益を最大化するためのより優れたハードウェアや独自のアルゴリズムに搾取できることに対抗します。

これにより、小規模な検証者が非収益性になるか、大規模な検証者に影を落とされることで、最終的に中央集権化につながる可能性があります。また、提案者によってブロックビルダーを含むリストを制限する権限を与えることで、PBSは検閲のリスクを減らし、ブロックビルダーが一方的にブロックに取り込まれる取引を決定することができないようにします。

Flashbotsは、競争力のあるブロック構築市場にアクセスできるようにするオープンソースのミドルウェアであるMEV-Boostを導入しました。これはEthereumのための最も人気のあるPBSの実装です。MEV-Boostは、ブロックビルダーのオープンマーケットを作成し、Ethereum上での競争力と検閲耐性を向上させました。

ソース:https://buildernet.org/blog/introducing-buildernet

一見すると、Flashbotsが開発したMEV-Boostは、イーサリアム上でのブロック構築における完璧な解決策のように思えます。ただし、いくつかの欠点や改善の余地があります。

イーサリアムのブロック構築における問題

現在、90%以上のイーサリアムブロックは、BeaverbuildとTitan Builderの2つのエンティティによって構築されています。この著しい集中度は2022年以来3倍に増加しており、広く認識されている問題です。

ソース:https://mevboost.pics/

オーダーフロー・プロバイダーとビルダー間の排他的なオフチェーン取引は、イーサリアムの中立性、検閲耐性、および弾力性を損なっています。ブロックビルディングは完全な中央集権の重大なリスクに直面しており、特定のトランザクションを強制的に含めるためのインクルージョンリストがない場合には特にそうです。これにより、一部のビルダーがブロックの内容を制御することが可能になります。さらに、ブロックビルディングはべき乗法則の分布に従っており、独占を妨げることが困難であり、積極的な分散化の措置がなければ、さらなる中央集権化は避けられません。

これに対抗するため、Flashbotsと共同研究者は2年間、プログラマブルなプライバシー（MEV-Share）、分散型ブロック構築（MEVM）、および安全なハードウェアソリューション（Trusted Execution Environment）など、ブロック構築の分散化方法を探索してきました。イーサリアムは、インクルージョンリストのようなプロトコル変更によって検閲耐性を向上させますが、防御力を強化するためにブロック構築を分散化する必要があります。

イーサリアムは、グローバルな金融とイノベーションのための強固で許可されていないプラットフォームを提供しています。この台帳に新しいブロックを追加するには、複雑なニーズを最適化する高度なブロックビルダーが最適です。ブロックビルディングを広範なネットワークに分散させることで、ボトルネックを防ぎ、グローバルな調整を促進し、ユーザー、アプリ、ウォレットにより多くの価値を創造することができます。

BuilderNet＆利点

BuilderNetは、高コストで効率の悪いオーダーフローコンペティションに対するオープンで中立な代替手段を提供することで、共同ブロック構築を可能にします。参加を簡素化することで、ビルダーや検索者、アプリが検閲耐性やMEV漏洩の心配をせずに効率、革新、ユーザー価値に注力できるようにします。

アプリとウォレットはMEVを内部化し、ユーザーに手頃な価格で簡単なトランザクションを提供することを目指しています。 BuilderNetの最初のリリースでは、オープンソースの払い戻しルールを使用して、ユーザーがブロックに対する貢献に対して補償を受けます。将来のアップグレードでは、このルールをさまざまなユースケースに対応するように改善し、払い戻しを完全にパーミッションレスにし、TEEオペレーターを含むすべてのネットワーク参加者に公平に補償します。

現在、イーサリアムにバンドルをランディングするには、サードパーティを信頼するか、独自のブロックビルダーを実行する必要があります。BuilderNetは、TEEを使用してプライバシーと整合性を確保し、ブロックに貢献した検索者に返金を提供することで、この状況を変えています。これにより、公平な競争の場が生まれ、独立した検索者は、統合された検索者ビルダーと同じ経済的成果とプライバシーを得ることができます。

バリデータにとって、BuilderNetは最初は彼らの経済に影響を与えません。なぜなら、ブロックビルダーはすでにバリデータから価値を引き抜いているからです。しかし、時間の経過とともに、BuilderNetは市場を変え、オーダーフロープロバイダーがより多くのMEVを維持し、よりシンプルで透明なガス市場を作ることを目指しています。

Flashbotsはすでに中央集権的なブロックビルダーを廃止し、オーダーフローと返金をBuilderNetに移行しました。Beaverbuildも将来同じことを行い、ソフトウェア、インフラストラクチャ、およびオーダーフローを分散型ネットワークと統合する予定です。Beaverbuildは、TEEでビルダーインスタンスを実行することで、ユーザーに最小限の混乱で分散化を徐々に導入します。これはBuilderNetと他のブロックビルダーを統合するモデルとして機能します。

ソース：https://www.relayscan.io

BuilderNetアーキテクチャ

BuilderNetの最初のリリースでは、マルチオペレーターシステムが導入され、複数の当事者が同じブロックビルダーを運営できるようになります。各オペレーターは、オーダーフロープロバイダーが検証して暗号化されたオーダーフローを送信できるように、オープンソースのビルダーのインスタンスをTEEで実行します。

BuilderNetがTEEを使用する主な理由は、複数の参加者がブロックビルダーを運用しながらプライバシーと完全性を維持するためです。TEEは、暗号化されたデータがオペレータに漏れないようにし、リモートアテステーションを通じて整合性の保証を提供します。これにより、オーダーフロープロバイダは正しいソフトウェアの使用を検証できます。Intel TDXなどの新しいTEEは、速度を犠牲にすることなくこれらの利点を提供します。ただし、TEEにはセキュリティ対策によるパフォーマンスのオーバーヘッド、特定のハードウェアへの依存、TEEを標的とした脆弱性などのデメリットがあります。

現在、すべてのBuilderNetブロックビルダーインスタンスはTDXで実行されており、システムは検証可能なブートチェーンと完全な保護されたランタイム環境を使用しています。これにより、VMイメージとアテステッドインスタンスの再現可能な検証が確保されます。

各インスタンスは、受信したオーダーフローをネットワーク内の他のインスタンスと共有し、通常通り MEV-Boost リレーにブロックを提出します。 BuilderNet インスタンスがブロックを獲得すると、払い戻しが計算され、それに貢献した価値に基づいてオーダーフロープロバイダーに分配されます。

ソース: https://buildernet.org/docs/architecture

BuilderNetの返金メカニズムは、ブロックに貢献した人々と価値を共有し、オーダーフロープロバイダーがMEVを内部化し、ネットワークの運営をサポートする効率的で透明な方法を提供することを目指しています。

BuilderNetにトランザクションまたはバンドルを送信したユーザー、ウォレット、アプリ、および検索者は、そのブロックへの貢献度に基づいて払い戻しを受けます。払い戻しはオープンソースのルールを使用して計算され、ブロックの有無をシミュレートすることで、各トランザクションがブロックに追加する価値を評価します。残りは、ユーザーの貢献度に応じて比例して共有されます。Flashbots Protect、Flashbots Bundle Relay、またはBuilderNetノードに直接送信されたトランザクションは自動的に返金されますが、パブリックmempoolトランザクションは返金されません。将来的には、返金ルールはオペレーターの計算コストも補償します。

イーサリアムのブロック構築の未来

BuilderNetの最初のリリースは、イーサリアム上でのブロック構築の分散化に向けた一歩です。今日、重要な保証を導入し、将来のアップグレードの計画を概説しています。

将来、各BuilderNetオペレーターは独自のコンプライアンスポリシーを設定できるようになり、特定の取引を自分のブロックから除外することができます。これにより、異なるオペレーターは他のオペレーターが除外する取引を含めることができるため、検閲に対する耐性が向上します。時間の経過とともに、BuilderNetはオペレーターがお互いのブロックを拡張できるようにする予定であり、これにより検閲を防ぐために1つの検閲しないオペレーターでも検閲を防ぐことができます。これにより、BuilderNetは現在のMEV-Boost市場よりも検閲に対してより耐性を持つことになります。

現在、すべてのブロックビルダーは中央集権的なチームによって運営されています。 BuilderNetは複数のチームが同じビルダーのインスタンスを運営できるようにし、分散化を増やします。 ローンチ時には、Flashbotsに送信されたすべてのオーダーフローもBuilderNetと共有され、関与するチームの数が増えます。 ただし、BuilderNetはまだ完全に分散化されておらず、中央集権的なインフラストラクチャに依存し、参加には許可が必要です。将来のリリースでは、すべての役割が許可なしになり、ガバナンスが分散化される予定です。

最終的に、BuilderNetは、オペレーターが計算をプライベートサーチャーとバンドルマージプログラムに外部委託し、ブロックの価値とMEVの獲得を増やすことで、集中型ビルダーよりも大きな価値を創出します。

結論

BuilderNetは、MEVと検閲耐性の主要な課題に対処するために、Ethereum上のブロック構築を分散化するための重要な一歩を表しています。まだ初期の段階ではありますが、このアプローチは分散化されたブロックチェーンインフラストラクチャへの有望な道を提供しています。さらに多くのビルダーやオーダーフロープロバイダーがネットワークに参加するにつれて、BuilderNetは進化し続け、MEVのより公平な分配とより強力で持続可能なEthereum Blockchainを確保します。

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