現在、レイヤー 2 の主な収入源は、ユーザーがロールアップでトランザクションを実行するときに支払うガス料金です。 Layer1にデータを送信する際にLayer2が支払ったガス代を差し引くと、残りの金額はほぼ純粋な利益になります。 下図のように、大まかな計算では、2023年6-12月期のOPメインネットの利益は約523万ドル、Arbitrumの通年利益は約1,650万ドル、zkSync Eraの2023年3-12月期の利益は2,224万ドルとなっています。

莫大な利益を上げた秘訣は何でしょうか? 実際、これはシーケンサーが実行していることに大きく関係しています。

では、シーケンサーとは何で、Layer2ではどのように機能するのでしょうか? 集中型選別機が直面する問題とは? コンカレントシーケンサーは今後どのように発展していくのでしょうか? この記事では、これらの問題について詳しく説明します。

シーケンサーの原理

シーケンサーは Layer2 で重要な役割を果たします。 その主な機能は、Layer2ユーザからトランザクションを受信して実行し、最終的にトランザクションをソートして圧縮したバッチ処理をLayer1に送信することです。

おそらく、これはまだ抽象的すぎるので、具体例を使って類推してみましょう。 かつては、ユーザーがイーサリアムで取引をする場合、ビジネスを処理するために都市(イーサリアム)まで車で移動することに例えることができます。 取引量がピークに達すると、当然トラフィックの混雑が発生します。 そのようなとき、ユーザーは待つか、より多くのお金を払って、彼らを迎えに行くための支援(バリデーターを参照)を雇うことしかできません。そうでなければ、他に方法はありません。

現実の世界では、公共交通機関の整備、道路の拡幅、道路の増設、時差移動制限の実施など、交通渋滞を解決するためのソリューションがたくさんあります。 Layer2はイーサリアムの公共交通機関のソリューションであり、シーケンサーはバスの運転手として機能します。 バスの運転手は、もう自分で街に車で行く必要はないとみんなに伝えます。 彼らが私にいくらかのサービス料(自分で運転する費用よりも安い)をくれる限り、私は全員を目的地に連れて行くことを保証します。 このようにして、お金と労力の両方を節約できます。 同時に、バスのスペースを最大限に活用するために、バスの運転手は通常、バスをできるだけ乗客でいっぱいにします。 また、痩せた人を太りすぎの人2人の間に挟んで、乗客を「完璧にフィットさせる」など、指示を出したり、乗客を再配置したりすることもあります。

このプロセスを理解した上で、誰もが懸念しているいくつかの質問に答えましょう。

シーケンサーを実行できるのは誰ですか?

一般的なシナリオはいくつかあります。

• 集中型シーケンサー

このソリューションは、レイヤー 2 チームが個人的に、またはシーケンサーのみを実行する組織を指定するためのものです。 この方法は非常に効率的で低コストであるため、レイヤー2チームのお気に入りのソリューションです。

もちろん、シーケンサーを実行できる人を決定するための他のソリューションもありますが、それについては「分散型シーケンサー」セクションで詳しく説明します。

• 完全にパーミッションレスなシーケンサー

つまり、誰でもトランザクションをソートしてLayer1に送信できます。 ただし、このソリューションは、一見単純で公平ですが、明らかな欠点もあります。 結局のところ、ソーターはレイヤー1のマイナーやバリデーターと同等ではなく、最終的なセキュリティを強化するものではありません。 バッチ処理をメインチェーンに送信するだけです。 複数の参加者が同時にバッチ処理を投入したとしても、最終的に1人しか含まれないため、他の選別機の計算リソースとガスの無駄遣いになります。

シーケンサーはどのような基準で並べ替えを行いますか?

通常、並べ替え方法は 2 つあります。 1つ目は先着順で、先着順で、最初にバスに乗車して座席を確保し、先に提出された取引を優先するのと似ています。 2つ目の方法は、ガス料金に基づくソートです。 ユーザーが取引を緊急に必要とする場合は、ソーターにより高い料金を提供することができます。 この場合、ソーターは、送信順序に関係なく、トランザクションのパッケージ化を優先します。

主流のLayer2は、ほとんどが前者の方法を採用していますが、本質的には、1番目と2番目の方法の両方が常識に沿っています。 Layer2 での並べ替え方法に厳密なルールはありません。 バスの運転手が誰かの乗車を拒否したり、親戚や友人に優先席を与えたりするのと同じように、常識に反しても、仕分け人は好きなように仕分けることさえできます。

シーケンサーに悪意がある可能性はありますか? どうすればそれを防ぐことができますか?

理論的には、シーケンサーは悪をなす可能性があります。

シーケンサーのパワーは、実はとても大きなものです。 彼らは意図的に誰かの取引をキャンセルし、それが成功したと偽って報告することができます。 また、悪意のあるトランザクション(レイヤー2のユーザーの資産を自分のアドレスに転送するなど)を多数のトランザクションに含めて、自分自身に利益をもたらすこともあります。

ただし、シーケンサーの潜在的な悪意のある動作を防ぐために、レイヤー 2 ソリューションごとに異なる制約メカニズムがあります。 オプティミスティック ロールアップは、シーケンサーが誠実であることを楽観的に想定する不正防止アプローチを採用しています。 異議申し立て期間(通常1週間)に、シーケンサーがLayer1に提出したデータが正しくないというバリデーターの証拠がない場合、提出されたデータを変更することはできません。 一方、ZK Rollupは妥当性証明を使用しているため、シーケンサーが公開したバッチ処理がリアルタイムで検証されます。 検証が成功すると、トランザクションは異議申し立て期間なしでレイヤー1で確認されます。

Starknetのシーケンサ動作図

現状:集中型シーケンサが引き起こす問題

OP Mainnet、Arbitrum One、Starknet、zkSync Eraなど、現在主流となっているレイヤー2はすべて、中央集権的なシーケンサーソリューションを使用しており、シーケンサーは公式または関連組織によって運営されています。 例えば、Optimism FoundationはOP MainnetとOffchain Labsのシーケンサーを運営しています。 Arbitrum Oneのシーケンサーなどで動作します。

集中型シーケンサーは、管理の容易さ、効率の向上、収益を得る能力など、レイヤー2プロジェクトにとって多くの利点があります。 それらのほとんどすべてが、ユーザーの利益を保護し、悪事を働かないことを約束していますが(この段階では、先着順の仕分け基準に厳密に従っています)、集中型ソーターは依然として多くのユーザーに心配をかけています。

検閲への抵抗力が弱い

シーケンサーが単一の中央集権的なエンティティによって実行される場合、その検閲耐性は、レイヤー1の何万人ものバリデーターやマイナーと比較することはできません。 チームは、規制要件のために一部のトランザクションを除外したり、特定の理由で一部のトランザクションをブラックリストに登録したりする場合があります。 現在、ほとんどのレイヤー2には、ユーザーがシーケンサーをバイパスしてレイヤー1に直接トランザクションを送信できるメカニズムが設計されていますが、それでもユーザーは追加コストを支払う必要があります。

ユーザーは独自の取引計画を提出します(出典:L2BEAT)

活動が弱い

弱いアクティビティは、単一障害点として理解することもできます。 毎秒数千件のトランザクション要求と比較すると、集中型ソーターは、ハードウェアの制限やその他の要因により、このような大量の要求を同時に処理できない場合があります。 シーケンサーが過負荷になり、使用可能なバックアップ シーケンサーがない場合、システム全体がクラッシュする可能性があります。 たとえば、Arbitrum でエアドロップの配布中にダウンタイムが発生しました。

不適切なMEVゲインの取得

MEVはMaximal Extractable Valueの略で、マイナー/検証者がトランザクションを操作(トランザクションの追加、削除、再配置)することで得られる追加収入を指します。 通常、ガス代を高いものから低いものへとソートして、トランザクションがブロックに含まれる順序を決定しますが、マイナーは、大きな利益の発生を監視すると、ブロックにトランザクションを追加したり、トランザクションを削除したり、トランザクションの順序を変更したりして、ブロック報酬以外の利益を得ることができます。 簡単に言うと「選手であると同時に審判でもある」と理解できます。

Layer2 では、Layer1 のマイナー/バリデーターと同様に、シーケンサーがトランザクションの順序を操作する権限を持っています。 シーケンサーはLayer2チームによって運用されていますが、特にOPメインネットがプライベートメモリプール(シーケンサーによる処理を待っているトランザクションをユーザーが一時的に保存する場所)を使用している場合、本質的にはそれらを完全に信頼することはできません。 これは、他人が取引を監視して不適切なMEV利益を得るのを防ぐためにそうしていると主張しているにもかかわらず、ブラックボックス操作と見なすことができます。

先物

メインストリームのLayer2(OP Mainnet、Arbitrum One、Starknet、zkSync Era)は、中央集権的なシーケンサーによって引き起こされる問題を認識しています。 そこで、彼らは皆、独自の分散型ソーターソリューションを提案しました。

ただし、現在は公式文書や白書にのみ反映されています。 彼らは今、彼らの力と利益を分散させるよりも、コアコンピタンス(ネットワークパフォーマンス、エコシステム構築)を構築することに重点を置いているようです。

分散型シーケンサー

次に、いくつかの分散型シーケンサーソリューションを簡単に紹介します。

• 地理的分散化

これは、世界中のさまざまな地理的な場所に複数のシーケンサーを配布し、評判の良い関連企業/組織で運用させる残酷なほど簡単な方法です。 ローテーションを通じて、特定の期間にトランザクションの並べ替えを実行するユーザーを決定できます。 まだ問題がありますが、このソリューションは、単一の集中型ソーターと比較して、検閲に対する耐性と活気を提供します。

• シーケンサーオークション

ロールアップは、スマートコントラクトを通じて直接シーケンサーオークションを行うことができます。 シーケンサーを実行する権利は誰でも入札できます。 このようなオークションはブロックごとに行われ、特定の期間に行われることもあります。 もちろん、最終的に勝った側は、悪事を働いた場合に罰せられるように、一定の保証金を誓約しなければなりません。 同時に、オークションから得られた資金のロールアップも効果的に分配することができます。

• リーダー選出

このソリューションにより、誰でもトークン(ETHまたはLayer2ネイティブトークン)をLayer2のスマートコントラクトにステークすることができます。 バッチを投入する各注文は、これらのプレッジからランダムに選択される(当選確率も決定できる)誓約金額に比例する)。

• ベースのロールアップ

これは、イーサリアムコミュニティで最近浮上した提案で、イーサリアムバリデーターがレイヤー2トランザクションの順序付けを直接主導し、レイヤー2独自のシーケンサーを完全に置き換えるというものです。 ただし、このソリューションは以前のアプローチと比較してより困難であり、解決すべき技術的な問題がまだたくさんあります。

共有シーケンサー

分散型シーケンサースキームの本質は、レイヤー2がシーケンサーを実行する権限をどのように分散できるかを議論することであり、レイヤー2チームはこのプロセスのリーダーであり続けます。 共有シーケンサーの概念は、単一のレイヤー 2 専用シーケンサーを排除し、複数のレイヤー 2 がサードパーティのソーター ネットワークを共有することを指します。

これには、レイヤー 2 (同じメモリ プール内の異なるレイヤー 2 トランザクション) 間のアトミックな構成可能性、MEV フェッチの防止など、多くの利点があります。 現在、Astria、Radius、Espressoなど、共有シーケンサーネットワークを構築しているプロジェクトが多数あります。

まとめと考察

単一障害点を排除し、システミックリスクを軽減することは、ctryptoの精神の1つであり、シーケンサーを分散化するという考え方も、この精神をある程度延長したものです。 しかし、実用的な観点から考えると、分散型シーケンサーまたは共有シーケンサーは、中央集権型シーケンサーによって引き起こされる問題を完全に軽減できるのでしょうか? そうは思いません。

MEVの観点から、イーサリアムを例にとってみましょう。 Flashbotsのデータによると、イーサリアムのマージ以来、その統計的ブロック提案者(提案者)は288,829ETHのREV抽出を達成しました。 (注:REVは抽出されたMEVです)

これはFlashbotsがまとめた不完全なデータに過ぎず、パーミッションレスなイーサリアムにおけるMEV市場がいかに巨大であるかを示しています。

良性で適切な裁定取引によって生成されたMEVは市場の安定に資しますが、MEVの巨大な利益の誘惑の下で実行される悪意のある操作(サンドイッチ攻撃など)は、ネットワーク全体に悪影響を及ぼします。 マイナー自身が悪事を働かなくても、共謀や賄賂のオフチェーン市場が生まれます。 これは明らかにイーサリアムのコンセプトの本来の意図に反し、一般ユーザーの利益を著しく損なうことになります。 イーサリアムは現在、解決策(注文者と提案者を分離するなど)を模索していますが、この状況は短期的にはまだ存在します。

現在のイーサリアムのMEVパターンは、市場によって自発的に形成されています。 では、ロールアップのシーケンサーも自由化され、分散化されると、このような市場パターンも時間の経過とともに形成されるのでしょうか? Rollup チームを信頼することによって引き起こされる単一障害点の可能性と比較すると、市場での無秩序な競争によって引き起こされる混乱と別の種類の中央集権化も恐ろしいものです。

同時に、共有シーケンサーはシーケンサーレベルで異なるロールアップを相互運用可能にすることができますが、今後このようなサードパーティの共有シーケンサーがますます使用されるようになると、本質的には複数のロールアップを制御するコントローラーになります。 ネットワークはますます強力になります。 では、同じ中央集権化の問題が再び発生するのでしょうか? 共有ソーターを分散化するためのソリューションが必要ですか? これらの問題については、さらに検討する必要があります。

ブロックチェーンの開発と分散化は、長く困難なプロセスです。 シーケンサーが注目されるのは、ロールアップ全体において非常に重要な役割を果たすからです。 これからも探求と努力を続けることで、今の私たちが抱えている課題は適切に解決されると信じています。

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