シーケンサーとは

シーケンサーは、イーサリアムのレイヤー2ロールアップの重要なコンポーネントです。 順序指定されていないトランザクションを受信し、順序付けされたトランザクション バッチを生成します。 次に、これらのトランザクション バッチをブロックに配置して、データ可用性レイヤーに送信できます。 シーケンサーは、ユーザーのトランザクションを受信した後、ほぼ即座に「ソフト確認」として受信し、「ハード確認」はトランザクションがデータ可用性レイヤーに送信された後に受信されます。

Arbitrum、Optimism、zkSync、StarkNet、Polygon zkEVMなどの主流のレイヤー2ロールアップはすべて、オペレーターが操作する集中型シーケンサーを実行します。 ただし、集中型シーケンサーには次の問題があります。

1. トランザクション検閲:シーケンサーはトランザクションの順序付けを制御するため、ユーザートランザクションは含まれない場合があります。
2. MEV抽出:シーケンサーは抽出可能な最大値を抽出できますが、これはユーザーに不利になる可能性があります。
3. 単一障害点: シーケンサーに障害が発生すると、ロールアップ全体が影響を受けます。

シーケンサーの集中化の問題に対応して、すべての主要なレイヤー2ロールアップは、シーケンサーの分散化をロードマップに含めていますが、それらはすべてまだ計画段階にあり、短中期的には実装されていません。 その理由は、シーケンサーの分散化は技術的な問題ではなく、経済的な問題だからです。

Layer2 Rollupの技術原理に興味のある方は、以前の記事 「Ethereum Layer2: The Rollup War」を参照してください。

レイヤ 2 ロールアップの経済性

レイヤ 2 ロールアップには、ユーザ、ロールアップ オペレータ、および基本レイヤの 3 つの主要なロールがあります。 ユーザーが L2 で取引する場合、Rollup Operator はユーザーとベースレイヤーの間のインターフェイスとして機能し、最終的にベースレイヤーにデータを公開します。

1. ユーザー: Layer2 ネットワーク上でトランザクションを送信し、コントラクトのやり取りのために Rollup の Layer2 にアセットをデプロイし、Rollup オペレーターに料金を支払います。
2. ロールアップ演算子: レイヤー 2 ネットワーク上のトランザクションを処理するために必要なすべてのインフラストラクチャを表します。 シーケンサーに加えて、エグゼキューターとバリデーターもあります。 オプティミスティック ロールアップには、不正の証拠を報告するチャレンジャーがいます。
3. ベースレイヤー:これは、フルノードとしても理解できます。 その目的は、ロールアップのデータプロトコルを保護し、すべてのトランザクションを処理および検証し、ロールアップの正しい状態を確保し、各トランザクションの有効性を確保することです。 誤ったトランザクションが検出された場合、そのトランザクションは削除されます。

ロールアップ演算子のコストには、トランザクション プールの維持、シリアル バッチ処理、状態ルート/状態の違い/有効性の証明の計算などが含まれます。 これらのコストは、ソート、トランザクション検証、ブロック生成、および一括トランザクション処理に関連するその他の問題に関連しています。 主な収入源は、トークン報酬と最大抽出可能価値(MEV)です。

ここでのMEVは特に重要です。 MEVとは、ブロック内のトランザクションを操作すること、つまり、トランザクションの順序を含める、除外する、変更することによって、標準のトークン報酬を超えて抽出された値を指します。 MEVを抽出する一般的な形式には、フロントランニング攻撃とサンドイッチ攻撃があります。

したがって、集中型シーケンサーを維持することは、ロールアップ演算子にとって最も経済的に賢明な選択である可能性があります。 ただし、Metisなどの分散型シーケンサーを使用するレイヤー2ロールアップもあります。

メティスは、分散型PoSシーケンサを主要なセールスポイントとして宣伝しています。 Metisのシーケンサーオペレーターとコンセンサスレイヤーノードオペレーターは、一定数のトークンを担保としてステーキングする必要があります。 シーケンサーがトランザクション処理中に不正な動作を示した場合、他のユーザーはそれに異議を唱えることができます。 チャレンジが成功すると、シーケンサーは賭け金の一部を失います。

主流のレイヤ 2 ロールアップがすべて 1 つの集中型シーケンサを実行していることを考えると、これらのシーケンサに問題があると、ロールアップ プログラム全体に悪影響を及ぼします。 Layer2 Rollupを使用するユーザーの目的は、トランザクションコストを節約することであり、ブロックチェーンの背後にある基本的な考え方の1つは、単一の中央集権的なプロバイダーに依存しないようにすることです。 シーケンサーの集中化は、明らかに解決すべき差し迫った問題です。

共有シーケンサー

上記の問題に対する解決策は、分散型共有シーケンサーです。 「共有」とは、複数の異なるレイヤ 2 ロールアップが同じシーケンサ ネットワークを使用できることを意味し、複数のレイヤ 2 ロールアップからのトランザクションがソートされる前に mempool に集約されることを意味します。

共有シーケンサーは、MEV抽出の問題を軽減し、検閲耐性を提供し、レイヤー2ロールアップの有効性保証を強化することを目的としています。 さらに、注目に値する2つのポイントがあります。

1. モジュール性:データの可用性と同様に、シーケンサーはモジュール式の機能です。 データの可用性については、以前の記事 「データの可用性:イーサリアムのチーズを動かしたのは誰ですか?」を参照してください。 分散型シーケンサーの必要性は、一種の「商品」に抽象化できます。 モジュラー思考に基づくこの巧妙なアプローチは、低コストで高効率であるため、多数の「ワンクリックチェーン起動」レイヤー2ロールアップの需要を引き付けるに違いありません。 そして、これらすべてのレイヤー2ロールアップは、そのようなネットワークを自分で確立することなく、分散型ネットワークが提供できる検閲耐性とリアルタイム機能の恩恵を受けることができます。
2. クロス ロールアップ コンポーザビリティ: これらの共有シーケンサ ソリューションは、複数のロールアップのトランザクション ソートを処理することを目的としているため、現在利用できない独自の相互運用性保証を提供できます。 たとえば、ロールアップ 1 のトランザクションは、ロールアップ 2 の別のトランザクションも同じブロックに含まれている場合にのみ、ブロックに含めることができることをユーザーは指定できる必要があります。 この条件付きトランザクションインクルージョンを有効にすることで、共有シーケンサーは、アトミッククロスロールアップアービトラージなどの新しい可能性を解き放つことができます。

Espresso、Astria、SUAVE、Radiusなどのプロジェクトはすべて、それぞれ異なる実装パスを持つ分散型シーケンサーソリューションに焦点を当てています。

エスプレッソ

当初はプライバシーソリューションに注力していたEspresso Systemsは、2022年3月に、Electric Capital、Sequoia、Blockchain Capitalからの投資を受けて、シリーズAで約3,000万ドルを調達したと発表しました。 Espresso Systemsは、ロールアップの分散型ソートサービスの提供に特化したEspresso Sequencerの開発に大きく移行しました。

Espressoは、シーケンサーの回転の問題と、HotShotコンセンサスに基づくトランザクションの「ファイナリティ」の決定を解決し、シーケンサーの入場の問題に対処するためにEigenLayerを導入しました。

EigenLayerの再ステーキングメカニズムにより、イーサリアムのステーカーがエスプレッソシーケンサーになることも可能になり、HotShotコンセンサスのセキュリティが保証されています。 簡単に言えば、イーサリアムノードステーカーは、EigenLayerの再ステーキングメカニズムを通じてエスプレッソシーケンサー(ESQ)になることができます。 イーサリアムのステーカーは、PoSノードから報酬を得ると同時に、L2 MEVの価値も獲得します。

分散型シーケンサーのユニバーサルソリューションとして、Espressoのエコロジカル協力プロジェクトには、EigenLayerだけでなく、Arbitrum、OP Stack、Caldera、AltLayerなどのスターモジュラープロジェクトも多数含まれています。

アストリア

Astriaは、ユニバーサルでパーミッションレスな分散型シーケンサーとして位置付けられており、さまざまなロールアップに対してすぐに使用できる共有シーケンシングサービスを提供しています。 資金調達面では、2023年4月にAstriaがMaven 11が主導し、1k(x)、Delphi Digital、Lemniscap、Robot Venturesなどの投資機関が参加する550万米ドルのシードラウンドを完了したことを発表しました。 資金調達は少ないですが、機関投資家のラインナップは素晴らしいです。

Astriaの分散型シーケンサーの動作メカニズムは、Espresso Sequencerの動作メカニズムと似ています。 その目的は、トランザクションのシーケンス権限を分散化することで、シーケンサーの権限を弱めることです。 具体的には：

シーケンサーの回転について、Astriaは2つの回転メカニズムを提案しています。

1. 単純なリーダーのローテーション: セットは選出されたシーケンサーによって形成され、シーケンサーのセットが交代でロールアップトランザクションをソートします。 この方法は、単一のシーケンサーがトランザクションのシーケンス権を長期間独占することを防ぎ、ユーザーの継続的な検閲の問題をある程度解決します。
2. ビザンチンフォールトトレランス(BFT)コンセンサスアルゴリズム:リーダーローテーションメカニズムと同様に、シーケンサーはターンでトランザクションの順序付けを担当する権利を持ちますが、シーケンサーセット内のメンバーの2/3以上がこの順序付けについてコンセンサスに達する必要があります。

上品

SUAVEは、Flashbotsによって構築された分散型のプラグアンドプレイ共有シーケンサーソリューションです。 ユニバーサルソリューションとして、SUAVEはあらゆるL1/L2にメモリプールと分散型ブロック構築を提供することができます。 SUAVEが前述の共有シーケンサー設計と異なるのは、SUAVE Chain自体がブロックの「入札」を通じてトランザクションシーケンスを実現するEVM互換チェーンであることです。

SUAVEのアーキテクチャは、3つのコアコンポーネントで構成されています。

1. ユニバーサル・プリファレンス環境: プリファレンスは、単純なトランザクションから複雑なイベントまで、幅広い範囲をカバーしています。 ユーザーの設定は、トランザクションの形でmempoolに反映されます。 設定環境は、パブリックmempoolとして、設定をまとめます。 SUAVEの普遍的な選好環境は、複数のチェーンの選好を公に透明化し、情報の非対称性を排除し、クロスチェーンMEVの問題をある程度解決します。
2. ベスト・エグゼキューション・マーケット:エグゼキューターが参加するネットワークで、エグゼキューターはSUAVEミームプールを監視し、互いに競争する役割を担っています。 競争は、ユーザーの好みに最適な実行を提供するように彼らを駆り立てます。 すべてのエグゼキュータは、「入札」プロセスを通じてユーザ設定を実装し、ユーザトランザクションによって生成されたMEVを可能な限りユーザに返すことが理解できます。
3. 分散型ブロック構築:最後に、収集された好みと最適な実行パスに基づいて、分散型ブロック構築ネットワークはそれらをブロックに含めます。 これで、トランザクションの検出、トランザクションの並べ替え、およびブロック生成のプロセス全体が完了します。

半径

Radiusの目標は、トラストレスな共有シーケンシングレイヤーとして機能することです。 前述のソリューションの実装メカニズムとは異なり、Radiusは、暗号化されたmempoolを有効にすることで、誰も信頼することなくRollupトランザクションが順序付けられることを保証し、効果的なMEVとユーザートランザクションの検閲を排除します。

資金調達に関しては、Radiusは2023年6月に、Hasshedが主導し、Superscrypt、LambdaClass、Crypto.com などの投資会社が参加する170万米ドルのプレシードラウンドの資金調達を完了したと発表しました。

Espresso、Astria、およびその他のコンセンサスベースの分散型シーケンサーは、MEVと検閲のリスクをある程度軽減しますが、これにはネットワークのスケーラビリティと時間効率が犠牲になり、特定のトランザクション確認の遅延につながります(トランザクションシーケンスに関するコンセンサスが必要なため)。 さらに、トランザクションのシーケンシングは分散型環境で行われますが、mempool内の関連するトランザクションの透明性により、シーケンサーに悪意のあるMEV抽出の余地があります。 Radiusは、暗号化されたmempoolを使用することで、関連するトランザクション情報をシーケンサーから見えないようにすることで、バッドシーケンサーの悪意のあるMEV抽出とトランザクション検閲を阻止することを目的としています。

Radiusは、ゼロ知識証明ベースの暗号化スキームである「Practical Verifiable Delay Encryption」(PVDE)を使用して、暗号化されたmempoolを作成します。 暗号化されたmempoolはシーケンサの信頼性を保証しますが、シングルポイント障害のリスクは依然として存在します。 単一のシーケンサー + 暗号化された mempool が実行されている場合、シーケンサーに障害が発生するとネットワークが停止します。 この問題に対処するために、Radiusは、シークレットリーダー選出メカニズムやシーケンサーグループシャーディングメカニズムなど、いくつかの分散型シーケンサー実装ソリューションを提案しています。

共有シーケンサとMEV

Astria、Espresso、SUAVEはすべて、MEVをエコシステムの一部として組み込んでおり、PBSアーキテクチャでMEVを容易にするための利便性も提供しています。 一方、Radiusはトランザクションを暗号化することでMEVを回避しますが、MEVはビルダーにとって大きなインセンティブであり、完全に排除することはできないことも認識しています。

MEVは大きな市場インセンティブです。 メインストリームのレイヤー 2 ロールアップは、集中型シーケンサーを実行して MEV を独占することで、かなりの金額を稼いでいます。 取引を整理する権利を分散化することは、必然的に収益分配を伴い、パラドックスを生み出します。

共有シーケンサーが、ユーザーの利益を守ることとエコシステムのインセンティブを維持することのバランスを見つけられない限り、つまり、ユーザー自身に利益を還元することができない限り、これはユーザーを惹きつけるための重要なトラフィックの入り口になる可能性があります。 これにより、レイヤ 2 ロールアップのニッチにデモンストレーション効果が生まれ、他のレイヤ 2 ロールアップが共有シーケンサを採用せざるを得なくなる可能性があります。

概要

共有シーケンサーのモジュラーパラダイムは、Layer2 Rollup エコシステム全体の技術的なしきい値を下げ、クロスロールアップのコンポーザビリティにより、より多くの可能性が開かれます。 ただし、データ可用性レイヤーをアウトソーシングすることとは異なります。 Layer2 Rollup プロジェクトは、中核となる「徴税」機能をアウトソーシングしたいとは思わないでしょう。

Layer2 Rollupの核心には、独立した分散型経済の枠組みがありません。 シーケンサーをあきらめると、その市場エコシステムが離陸することは困難になります。 仮に分散型シーケンサーを採用したとしても、名前だけを分散化し、オペレーターや少人数のグループで管理するか、独自のトークンでステーキングし、トークンに真の有用性を与えて価格を支える可能性が高いです。

いずれにせよ、レイヤ 2 ロールアップ フィールドと共有シーケンサ フィールドの両方に多くの新しい参加者が存在します。 一部の主流のレイヤー 2 ロールアップは、共有シーケンシング ネットワークを使用するのではなく、独自のソリューションを作成することを好む場合がありますが、一部の確立された共有シーケンサーは、多くの非主流のレイヤー 2 ロールアップを引き付けて、強力なネットワーク効果を実現します。 今後、新しい変化が起きることは間違いありません。

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