a16z:強鏈の質の再定義、ブロックチェーンにおける「ブロックスペース割当権」

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著者:@ittaia、@PGarimidi と @jneu_net 編纂:AididiaoJP、Foresight News
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声明:本文は転載内容であり、読者は原文リンクを通じて詳細情報を得ることができます。著者が転載形式に対して異議を唱えた場合は、ご連絡ください。著者の要求に従って修正いたします。転載は情報共有の目的のみであり、投資アドバイスを構成するものではなく、Wuの意見や立場を示すものではありません。

チェーン品質(Chain Quality, CQ)はブロックチェーンのコア属性の一つです。一般的に言えば、その意味は次の通りです:もしあなたが3%のステーキング権益を持っている場合、平均的な時間範囲内で、3%のブロックスペースを制御できるということです。スループットが低い初期のブロックチェーンには、チェーン品質は十分に適用されます。しかし、現代のブロックチェーンの帯域幅ははるかに大きく、単一のブロック内に大量の取引を含めることができます。これにより、より強力で、より詳細な概念が引き出されます。それは、時間を通じて平均的なブロックスペースの割合だけでなく、各ブロック内部のブロックスペースの分配にも焦点を当てています。これを「強チェーン品質」(Strong Chain Quality, SCQ)と呼びます:もしあなたが3%のステーキング権益を持っている場合、各ブロック内で、3%のブロックスペースを制御できるのです。本質的に、この属性は利害関係者が高スループットのブロックチェーン内部で「仮想レーン」を持つことを可能にし、自身の取引が含まれることを保証します。ブロックチェーンにおける「チェーン品質」 ビットコインの重要な革新の一つ—現在ほぼすべてのブロックチェーンが備えているもの—は、プロトコル内部にブロック提案者に対する報酬メカニズムを導入したことです:状態機械にブロックを追加することに成功した側は、新たに鋳造されたトークンと取引手数料を得ることができます。これらの報酬は状態変換関数によって規定され、最終的にはシステムの状態に反映されます。伝統的な分散計算モデルでは、参加者は誠実な者と悪意のある者に分けられます。ここでは、誠実な者を報酬する必要はありません、なぜなら誠実な行動自体がモデルのデフォルトの仮定だからです。しかし、暗号経済モデルにおいては、参加者は合理的な行動者と見なされ、その効用関数は未知である可能性があります。目的は、これらの参加者が自身の利益最大化を追求する過程で、自然にプロトコルの成功した運用と一致するようなインセンティブを設計することです。プロトコル内部の報酬メカニズムを考慮すると、次のような理想的なチェーン品質の定義を導き出すことができます: チェーン品質(CQ):総ステーキング権益X%を持つアライアンスが、全体の安定時間(GST)後に、各ブロックの提案者となる確率がX%であること。 もしチェーンがチェーン品質の要求から逸脱すると、一部のアライアンスが通常の割合を超えた報酬を得てしまい、誠実な行動の動機を弱め、プロトコルの安全性を脅かす可能性があります。多くのブロックチェーンは「ステーキング重みに基づくランダムリーダー交代メカニズム」を通じて、この属性を満たそうとしています。現在直面している典型的な課題には、ビットコインの「自己中心的な採掘」問題、Monadの尾部分岐耐性問題、さらにはEthereum LMD GHOSTプロトコルの問題が含まれます。 「強チェーン品質」の由来 ブロックスペースが十分に豊富な場合、私たちは全体のブロックの内容を単一の提案者に独占させる必要はありません。むしろ、同じブロックのブロックスペースは複数の参加者によって共同で分割することができます。強チェーン品質という暗号経済の定義が表現しているのは、まさにこの考えです: 強チェーン品質(SCQ):総ステーキング権益X%を持つアライアンスが、全体の安定時間(GST)後に、各ブロック内でX%のブロックスペースを制御できること。 この理想的な属性は、「仮想レーン」という抽象的な概念を暗黙的に引き出しています。つまり、アライアンスは実際に各ブロック内で一定の割合の専用のブロックスペースを制御できるということです。 経済的な観点から見ると、仮想レーンを持つことは、収益を生む生産的資産を持つことに相当します。これらの収益は取引手数料から来る可能性もあれば、MEV(最大可抽出価値)から来る可能性もあります。外部の実体は、これらのレーンを獲得し維持するために、ステーキング権益を巡って競争します。これにより、基盤となるL1トークンに対する持続的な需要が創出されます。一つのレーンが生み出す経済的価値が大きければ大きいほど、各方面がステーキング権益を競う動機が強くなり、これらのブロックスペースへのアクセス権を制御するL1ステーキング権益が蓄積できる価値も高くなります。この抽象を通じて、より強い検閲耐性をプロトコルのSCQ有効性属性に変換することができます。 強チェーン品質と検閲耐性 最近の研究は、検閲耐性を持つプロトコルが非常に重要であることを示しています。この種のプロトコルは、誠実な者の入力が最終的に含まれるだけでなく、彼らが即座に含まれることを保証する必要があります。強チェーン品質(SCQ)は、この属性をブロック容量が限られている状況下で拡張したものと考えることができます。 実際のシーンでは、含まれるべき取引量が利用可能なブロックスペースを超える場合、理想的な意味での検閲耐性を満たすプロトコルは存在しません。SCQはこの制約に対処するために、より実務的な考え方を採用しています:すべての誠実な取引が常に含まれることを強制するのではなく、各ステーキングノードに「予算」を割り当て、この予算の範囲内でその取引が含まれることを保証します。 MCPプロトコルは、既存の実用的ビザンチンフォールト耐性(PBFT)式コンセンサスプロトコルの上に構築されたコンポーネントとして提案され、これらのプロトコルに検閲耐性を持たせることを目的としています。このプロトコルは、SCQの要求も満たし、ステーキング権益の割合に基づいて提案者に適切なブロックスペースを割り当てます。既存の有向非巡回グラフ(DAG)に基づくBFTプロトコルは、マルチライターのメモリプールを実現する方法を提供し、一定の程度の検閲耐性も備えています。 これらのプロトコルの標準実装は、通常、リーダーが特定の取引のサブセットを選択的に遅延させることを許可するため、厳密にSCQを満たしていません。しかし、これらのプロトコルを少し修正すれば、SCQを再実現することが可能です。これに関連する方向性は「強制取引包含」であり、検閲行動を減少させるために使用されます。 MCPは、より強力な隠蔽属性を実現する方法も示しています。この属性を利用することで、利害関係者は仮想のプライベートレーンを作成でき、そのレーン内の内容はブロック全体が公開されるまで明らかにされません。この点については、今後の文章でさらに展開します。 強チェーン品質を実現するには 全体の安定時間(GST)後に強チェーン品質を得るためには、提案者が利害関係者の入力を自由に検閲できないことを保証することが鍵です。これは二段階プロトコルを通じて実現できます。ほぼすべての視点に基づくBFTプロトコルの基礎の上で、わずかに2つの変更を加えるだけで済みます: 第一段階:各参加者は、その認証された入力を他のすべての参加者に送信します。 第二段階:各参加者は、参加者iから認証された入力を受け取った場合、iを自分の包含リストに追加します。次に、その参加者はその包含リストをリーダーに送信します。この操作は、自己がそのリストにあるすべての入力を含むブロックのみを受け入れるという約束に相当します。 BFT提案:リーダーはこれらのメッセージを受け取った後、受け取った包含リストの和集合をブロックに収録します。 BFT投票:あるブロックがその参加者自身の包含リスト内のすべての入力を含んでいる場合にのみ、その参加者は賛成票を投じます。 明らかに、このプロトコルのスケッチに従って、完全なプロトコルを構築することが可能です。このプロトコルは、全体の安定時間(GST)後に強チェーン品質を満たし、検閲耐性を提供し、リーダーが誠実な者である場合に活性を維持します。もしGST以前にもSCQを実現する必要がある場合は、各ラウンドで十分な数(法定数)の値またはリストを待つ必要があります。このプロトコルおよびその拡張形態については、今後の文章で詳しく説明します。 最近の研究は、強チェーン品質と検閲耐性を実現するには、通常のBFTプロトコルの投票ラウンドの上にさらに2ラウンドを追加する必要があることを示しています(上記のプロトコルスケッチに示されているように)。この結果についても、今後の文章で詳しく説明します。 強チェーン品質(SCQ)は、アライアンスが制御できるブロックスペースの割合を規定していますが、それはブロック内の取引の順序を完全には限定していません。SCQは、各ステーキングノードにスペースを予約することと理解することができますが、これらのスペース内の取引の順序については何の保証もありません。 これにより、取引順序メカニズムの設計に豊富な研究空間を開きます。良い順序付けメカニズムは、ブロックチェーンエコシステムの公平性と効率をさらに向上させることが期待されます。注目すべき方向性は、優先手数料に基づいて取引を順序付けることです。

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