EIP-7732 (ePBS) はブロック検証プロセスをどのように最適化しますか?

EIP-7732の背景と動機

MEVの問題は根本原因からの解決が難しいため、セキュリティリスクを回避するには公正な競争措置を講じるしかありません。イーサリアムの合併後、公平性を維持し、MEV 抽出に対する大規模なプレッジプールの規模効果を軽減するために、Flashbots は PBS (提案者とビルダーの分離) メカニズムを使用してバリデーターが直接参加する機会を減らす MEV-Boost を開始しました。 MEV 活動に取り組み、MEV ステークホルダーの多様性を転換します。現在、MEV-Boostブロックの割合は90％を超えています。

MEV-Boost の普及に伴い、イーサリアム コミュニティは、このサードパーティ サービスに依存することで生じる可能性のあるセキュリティ リスクを懸念し始めました。そのため、イーサリアム プロトコル内に PBS を実装するというアイデアが生まれました。 ePBS (祀られた提案者 - 構築者の分離)。最近、ePBS には正式な EIP 番号 EIP-7732 が割り当てられました。 EIP-7732 は、実行層への変更を必要としないコンセンサス層への変更です。その核心は、実行検証をコンセンサス検証から論理的および時間的に分離し、コンセンサス検証が完了するまで実行検証を延期することです。

EIP-7732 は、実行ペイロードの構築をサードパーティ (MEV-Boost など) に依存する検証者の問題を解決することに加えて、検証プロセスの効率を最適化することも目的として提案されています。現在のバリデーターは、すべてのコンセンサスを完了し、非常に短い時間 (4 秒以内) で状態遷移機能を実行する必要があり、これには非常に多くのコンピューティング リソースとネットワーク帯域幅が必要です。このウィンドウ期間中、バリデーターは大量のトランザクション情報を検証および確認し、ブロックチェーンのステータスを更新する必要があります。これにより、単一ノードの計算負荷が増大するだけでなく、エラーの可能性も高まります。実行検証とコンセンサス検証を分離することにより、ノードは重要な 4 秒のウィンドウ内で比較的少数のタスクのみを完了する必要があることが保証され、それによって計算負荷が軽減され、ネットワーク伝播が高速化されます。

EIP-7732 のコアコンテンツ

EIP-7732 は、バリデーターの新しいオプションの責任である新しいロール「ビルダー」を作成します。ブロック構築タスクを実行する人はビルダーになることができます。ビルダーは、ペイロードを実行するためのプロミスを構築して送信する責任があります。バリデーターは、ペイロードの実行をビルダーにアウトソーシングしながら、コンセンサスレベルのタスクに重点を置くことができるようになりました。

実行ペイロードはブロックのコア部分であり、すべてのトランザクションとステータス変更情報が含まれています。実行ペイロードを構築するプロセスには、メモリ プールからのトランザクションの選択、トランザクションの並べ替え、トランザクションの順番の実行、実行ペイロードを形成するためのすべての情報のパッケージ化が含まれます。

この分離を実現するために、EIP-7732 は、トランザクション リストや状態遷移結果など、トランザクションの実行に関連するすべてのデータを含む ExecutionPayload フィールドを削除します。このフィールドを削除すると、実行コンテンツの作成と検証がビーコン ブロックの作成と検証から分離されます。代替として、EIP-7732 では、新しいデータ構造である SignedExecutionPayloadHeader が導入されています。これには、将来公開される実行ペイロードのビルダーの約束が含まれています。

全体のプロセス

Builder のタスク: Builder は、実行ペイロードを作成し、実行ペイロードを公開する Promise を生成する責任があります。 Promise は、SignedExecutionPayloadHeader データ構造にカプセル化されます。これには、データの不変性と発信元の検証を保証するための実行ペイロードのハッシュとこのハッシュのデジタル署名が含まれます。この約束は、ビルダーが将来のある時点で完全な実行ペイロードを公開することを示し、ビーコン ブロック提案者にこの約束を含めるようにインセンティブを与えるためにビーコン ブロック提案者に支払われる金額を指定します。

ビーコン ブロック プロポーザーのタスク: ビーコン ブロック プロポーザー (バリデーター) はビルダーと連携し、新しいビーコン ブロックを作成するときにトランザクションの実行詳細を直接処理する必要はありませんが、ビルダーによって提供されるコミットメントが含まれます。次に、ビーコン ブロック全体をイーサリアム ネットワークにブロードキャストして、コンセンサスに達します。コミットメントのみを含めると、ネットワークの負担が軽減され、ビーコン ブロックの伝播とコンセンサス検証プロセスが高速化されます。ビルダーのコミットメントが処理された後、コミットメント内のチップがビルダーのビーコン チェーン残高から差し引かれ、ビーコン ブロック提案者に入金されます。ビーコン ブロック プロポーザーがコミットメントを含むビーコン ブロックのブロードキャストに成功した後、ビルダーは指定された時間枠内で完全な実行ペイロードを公開する必要があります。

PTC 検証: ビルダーがペイロードをタイムリーに公開実行するかどうかを監視するために、ビーコン チェーン ネットワークによってランダムに選択されたバリデーターのグループがペイロード適時性委員会 (PTC) を形成します。 PTC は、ビルダーが指定された時間枠内で Promise に一致する実行ペイロードを公開したかどうかをチェックする責任があります。建設業者が適時かつ正確な方法で開示を怠った場合、PTC は否定的な結果を公表し、建設業者はステーキング削減のペナルティに直面することになります。 PTC 検証に合格した場合、実行ペイロードの完全な検証は延期され、次のビーコン ブロック中に個別に処理されます。つまり、検証が延期されます。

さらに、この提案では、検証プロセス全体の厳格さと公平性を確保するために、PTC に対する規制規則と新しいペナルティメカニズムも導入されています。同時に、実行ペイロードとビーコン ブロックの分離により、フォーク選択ロジックも新しい検証プロセスに適応するように調整されました。これらの変更により、ネットワークのセキュリティと効率が大幅に向上することが期待されます。 EIP-7732 は一連の設計を通じて、イーサリアムの処理効率を向上させ、ネットワーク遅延を削減します。

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