提案者とビルダーの分離がイーサリアムの未来のアーキテクチャをどのように再構築するか

プロポーザー-ビルダー分離 (PBS) は、イーサリアムがトランザクションを処理し、ブロックを構築する方法における根本的な変化を表しています。バリデータが両方の役割を同時に扱うのではなく、PBSはブロック作成をトランザクションを組み立てるビルダーと、ブロックを検証し最終化するプロポーザーという2つの専門的な機能に分けます。このアーキテクチャの革新は、イーサリアムのスケーラビリティとセキュリティを向上させるためのロードマップの一部として登場し、2024年以降の実装が期待されています。

PBSが解決するコア問題

従来のイーサリアムのProof of Stakeにおいて、バリデータは複数の役割を担っています。彼らはトランザクションを順序付け、どのトランザクションを含めるかを選択し、完全なブロックを提案します。この権力の集中は、戦略的なトランザクションの順序付けを通じて価値抽出の機会を生み出します。提案者とビルダーの分離は、これらの責任を切り離し、専門のアクターが特定のタスクで卓越できる競争的なダイナミクスを導入します。

プロポーザー・ビルダー分離の実際の仕組み

PBSモデルの下では、ワークフローが明確にセグメント化されます。ブロックビルダーはメモリプールを監視し、プロトコル要件(、ガス制限、ノンスシーケンス、実行)に対してトランザクションを検証し、それらを最適化された順序に配置します。彼らはトランザクションデータとシーケンスロジックを含む完全なブロックボディを構築し、このボディをブロックプロポーザーに完成品として提示します。

ブロック提案者は、これらの事前構築されたブロック本体を受け取り、必要なメタデータ—親ブロックハッシュ、タイムスタンプ、およびその他のヘッダー情報でラップします。彼らは、ビルダーが作成したものの整合性を確認し、悪意のあるものが通過しないようにします。この分離により、提案者は純粋に検証に集中でき、ビルダーは効率と公平性で競争することができます。

PBSとMEVチャレンジ

最大抽出可能価値 (MEV) は、特に DeFi プロトコル内でイーサリアムのエコシステムにおいてますます物議を醸しています。バリデータは、取引の順序を制御することで利益を得ることができます。これには、フロントラン取引、サンドイッチ取引、または特定の注文を除外することが含まれます。プロポーザー・ビルダーの分離は MEV を排除するわけではなく、2 つの役割間で再配分します。

ビルダーが取引の順序を制御するようになったため、彼らは主要なMEV抽出者となります。これにより興味深いダイナミクスが生まれます：ビルダーは提案者に魅力的なブロックの機会を提供するために競争しなければならず、結果的にMEVの分配がより公平になる可能性があります。ビルダー間の競争は、最も捕食的な慣行を抑制し、新たな均衡点が出現する可能性があります。しかし、PBSだけではMEVを完全に解決することはできません—それは問題を消去するのではなく、変化させるのです。

補完的スケーリング: PBSがダンクシャーディングと出会う

プロポーザー・ビルダー分離は、他のスケーリング革新と一緒に最も効果的に機能します。ダンクシャーディングは、ヴィタリック・ブテリンのイーサリアム2.0におけるシャーディングのアプローチであり、ブロックチェーンを複数の並行チェーンに分割し、同時にトランザクションを処理します。各シャードは、独立したまま総スループットに寄与します。

PBSとダンクシャーディングは強力な組み合わせを生み出します。ダンクシャーディングは並列化を通じて生の容量を増幅し、プロポーザー・ビルダー分離はその容量の利用方法と取引の順序から誰が利益を得るかを最適化します。一方はボリュームを通じてスケールし、もう一方は効率と公平性を通じてスケールします。

プロポーザー-ビルダー分離の約束

理論的な利点は大きいです。専門化は最適化を可能にします—ビルダーは可能な限り最良のブロックの構築に専念し、プロポーザーは純粋にバリデーションに集中します。この労働の分業は、全体的なネットワークパフォーマンスの向上につながるはずです。

分散化が拡大するのは、参入障壁が下がるからです。ブロック作成に参加するために熟練したバリデータである必要はありません。トランザクションを最適化するビルダーや、その質を評価するプロポーザーである可能性もあります。MEVダイナミクスは改善され、ビルダー間の競争を通じて、公正な報酬と少ないフロントランニング攻撃が期待できます。競争が資源の最適化を促すため、ネットワーク効率の向上は自然に続きます。

これからの本当の課題

約束にもかかわらず、重要な障害が残っています。複雑さの追加は、新しい攻撃ベクトルや調整の課題を引き起こします。ビルダーとプロポーザーは、遅延のボトルネックや共謀の機会を生み出すことなく、信頼性のあるコミュニケーションを行わなければなりません。

中央集権リスクは、高い参入障壁—計算コスト、技術的専門知識、規模の経済—が、巨大で洗練されたビルダーのみがブロックの作成を支配する状況を生み出す場合に現れます。ネットワークは、供給を制御する強力なビルダーと限られた選択肢を持つ提案者に分断される可能性があります。

MEVの再分配、排除ではなく、PBSの下で新たな抽出戦略が出現することを意味します。フロントランニングが減少する可能性はありますが、ビルダーは異なる方法で価値を捕捉するための新しいメカニズムを開発することができるでしょう。これらの問題を解決するには、継続的な研究と洗練されたインセンティブ設計が必要です。

インセンティブの整合性は、おそらく最も難しい課題です。ビルダーと提案者の両方にどのように公平に報酬を与えるのでしょうか？支払いメカニズムは、戦略的操作を防ぎつつ、実際の価値の貢献を反映する必要があります。MEVのダイナミクスが変化する中で、これらのインセンティブは常に再調整が必要です。

プロポーザー・ビルダー分離は、イーサリアムの進化において重要な要素です。完全な解決策ではありませんが、スケーラビリティとMEVの懸念に対処するための創造的な役割分離を通じて、意味のあるアーキテクチャ改善を提供します。