EIP-7732（ePBS）はブロック検証プロセスをどのように最適化するのか？

著者：0XNATALIE出典：chainfeeds

EIP-7732の背景と動機

。MEVの問題は根本的な解決が困難であるため、セキュリティ・リスクの発生を避けるためには、競争条件を平準化するための対策が必須です。イーサネットの合併後、公平性を維持し、大規模な誓約プールがMEVの引き出しに及ぼすスケール効果を緩和するため、フラッシュボッツはMEV-Boostを開始しました。MEV-Boostは、検証者がMEVの活動に直接関与する可能性を減らすため、PBS（提案者と構築者の分離）メカニズムを採用することで、MEVのステークホルダーを多様化しています。現在、MEV-Boostブロックは全体の90％以上を占めている。

MEV-Boostが広く採用されるにつれて、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に伴うセキュリティリスクを懸念するようになり、その結果、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、すなわち検証者がMEV活動に直接参加する可能性を減らし、MEVステークホルダーを多様化するメカニズムであるePBS（Enshrined Proposer-Builder Separation。Builder Separation）である。ePBSは、コンセンサス層の変更であり、実行層の変更を必要としない。その核心は、論理的かつ時間的に実行検証をコンセンサス検証から分離し、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、検証者が（MEV-Boostなどの）サードパーティに依存して実行ペイロードを構築する問題に対処することに加えて、検証プロセスの効率を最適化するために提案されました。現在、検証者はすべてのコンセンサスを完了し、状態遷移関数を非常に短い時間内（4 秒以内）に実行しなければならないが、これは計算リソースとネットワーク帯域幅に非常に負荷がかかる。このウィンドウの間に、検証者は大量の取引情報を検証・確認し、ブロックチェーンの状態を更新する必要があり、個々の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る。実行検証とコンセンサス検証を分離することで、ノードは重要な4秒のウィンドウの間に比較的少数のタスクを完了するだけでよくなり、計算負荷が軽減され、ネットワークの伝播が速くなります。

EIP-7732のコア

EIP-7732は、「ビルダー」という新しい役割、検証者のための新しいオプションの役割、およびビーコンチェーンに誓約する十分な資金とブロック構築タスクを実行する能力を持つ任意のノードを作成します。とブロック構築タスクを実行する能力を持つノード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誓約を構築し、提出する責任を負う。検証者は、ペイロードのビルドを実行するタスクをビルダーに委託し、コンセンサスレベルのタスクに集中することができます。

実行ペイロードはブロックの中核であり、すべてのトランザクションと状態変更情報を含んでいます。実行ペイロードを構築するプロセスでは、メモリのプールからトランザクションを選択し、トランザクションを並べ替え、トランザクションを順次実行し、すべての情報をパッケージ化して実行ペイロードを形成します。

この分離を達成するために、EIP-7732は、トランザクション・リストや状態遷移の結果など、トランザクション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ことで、実行コンテンツの作成と検証をビーコンブロックの作成と検証から分離する。その代わりとして、EIP-7732は新しいデータ構造SignedExecutionPayloadHeaderを導入します。このデータ構造には、将来明らかになる実行ペイロードに対するビルダーのコミットメントが含まれます。

全体の流れ

ビルダーのタスク: ビルダーは実行ペイロードの作成を担当します。そして、実行ペイロードが公開されるという約束を生成します。この約束は SignedExecutionPayloadHeader  データ構造にカプセル化され、実行ペイロードのハッシュと、データが改ざんされずソースが検証されることを保証するためのこのハッシュに対するデジタル署名を含みます。この約束は、構築者が将来の定義された時点で完全な実行ペイロードを一般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う金額を指定します。

ビーコンブロック提案者のタスク: ビーコンブロック提案者（Validator）はBuilderと協働して、トランザクションの実行詳細を直接扱う必要のない新しいビーコンブロックを作成します。にブロードキャストしてコンセンサスを得る。プロミスだけを含めることで、ネットワークの負担を減らし、ビーコンブロックの伝播とコンセンサス検証プロセスを加速する。ビルダーの約束を処理した後、約束のチップは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る。ビーコン・ブロック提案者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、ビルダーは定義された時間内に完全な実行ペイロードを開示することが要求される。

PTC検証： ビルダーがタイムリーに実行ペイロードを開示しているかどうかを監視するために、ビーコンチェーン・ネットワークから無作為に選ばれた検証者のグループがペイロード適時委員会（PTC）を形成し、ビルダーが指定された時間内に約束に一致する実行ペイロードを開示しているかどうかをチェックします。PTC は、指定された時間内に、約束に合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。もし業者がタイムリーかつ正確な方法で開示を行わなかった場合、PTC は否定的な結果を公表し、業者は 誓約の減額という形でペナルティに直面する。PTCの検証に合格した場合、実行ペイロードの完全な検証は、次のビーコンブロックの間に別の処理を行うために延期されます。

これに加えて、この提案では、検証プロセス全体の厳密性と公平性を確保するために、PTCに対する規制ルールと新たな罰則を導入しています。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が新しい検証プロセスに適合しており、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る。一連の設計変更により、EIP-7732はイーサネットの処理効率を向上させ、ネットワークの待ち時間を短縮します。