Slow and Steady: Preventing MEV with Verifiable Delays
本論文は、トランザクション生成に対して検証可能な遅延を強制することにより、分散型台帳における最大抽出可能価値（MEV）に対する防御メカニズムを提案し、ビザンチンモデルおよびゲーム理論的モデルの両方におけるその有効性を実証するとともに、歴史的データに基づいた理論的な限界と実用的な実現可能性を概説するものである。
原論文は CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) でライセンスされています。 これは以下の論文のAI生成解説です。著者が執筆または承認したものではありません。技術的な正確性については原論文を参照してください。 免責事項の全文を読む
デジタルマネーが単なる銀行口座の中の数字ではなく、誰もが見ることができ、更新することもできる巨大で公開された台帳である世界を想像してみてください。これが、ビットコインやイーサリアムのような暗号資産の背後にある技術、ブロックチェーンの世界です。これは、すべての取引が新しい「ブロック」というページの束に書き込まれていく、大規模で共有されたノートのようなものだと考えてください。このノートの誠実さを保つために、「ブロック作成者」と呼ばれる特別なグループ（あるいはコンピュータ）が、これらの新しいページを書き込む順番を交代で行います。彼らはこのゲームの審判です。
しかし、この高速なデジタルレースにおいて、「MEV（最大抽出価値）」と呼ばれる巧妙な問題が発生しました。想像してみてください。レースのトラックを走っている人（ブロック作成者）が、ランナーたちがスタートする前に、彼らの計画を覗き見ることができるレースを。もし審判が、あるランナーが希少なアイテムを買おうとしているのを見つけたら、審判は割り込んで、そのアイテムを先に買い、それをランナーに高い価格で売りつけて、その差額を懐に入れることができます。ブロックチェーンの世界では、これはブロックを書き込む人が、一般のユーザーを犠牲にして素早い利益を得るために、取引の順序を並べ替えることができることを意味します。それは、審判が横で賭けに勝ち、ゲームを操作するようなものです。大きな疑問は、ゲーム全体の速度を極端に落とすことなく、どのようにして審判がゲームを操作するのを防ぐか、ということです。
「Slow and Steady: Preventing MEV with Verifiable Delays（ゆっくり、着実に：検証可能な遅延によるMEVの防止）」と題されたこの論文は、寓話の「ウサギとカメ」から着想を得た巧妙な解決策を提案しています。著者であるゼータ・アバリキオティとそのチームは、時にはスピードを落とすことこそが勝利のために必要なのだと示唆しています。彼女たちは、すべての取引に対して「検証可能な遅延」を強制するメカニズムを導入しています。これは、ユーザーが取引を受け入れられる前に、必ずひっくり返さなければならない「魔法の砂時計」のようなものです。この砂時計は、一定の時間が経過するまで動き続け、重要なのは、たとえスーパーコンピュータを使ったとしても、誰もこの時間を早めることができないということです。
この「魔法」がどのように機能するかを説明しましょう。ユーザーが取引を送りたいとき、単にネットワークに叫ぶのではありません。代わりに、まず取引を「ロックされた箱」（暗解密的なコミットメント）に入れ、次に「検証可能な遅延関数（VDF）」と呼ばれる特別なパズルを実行します。このパズルは、解くのに特定の時間（例えば30分間）がかかるように設計されており、どれほど多くのコンピュータを投入しても、これより早く解く方法はありません。パズルが解かれた後になって初めて、取引は公開され、ブロックチェーンに追加されることができます。
論文では、この遅延がMEVに対する強力な盾となることが示されています。その論理は以下の通りです。もしブロック作成者が、金儲けの機会（例えば、ユーザーの取引を「サンドイッチ」するチャンス）に見える取引を見つけた場合、通常であれば、彼はその利益を盗むために順序を並べ替えようと介入します。しかし、この新しいシステムでは、ブロック作成者がその機会に気づき、それを搾取するための新しいブロックを作ろうとする頃には、強制的な遅延によって、元の取引はすでにロックされ、確定してしまっています。ブロック作成者の反応が間に合わないのです。論文は、遅延が通常の取引確定時間よりも長く設定されていれば、「操作者」は単純に勝つことができないことを数学的に証明しています。
著者らはまた、「ゲーム理論」の側面についても検討し、合理的な人々が依然としてゲームを操作しようとするかどうかを問い直しました。その結果、全員がルールに従っていれば、遅延によって操作による利益を得ることが不可能になるため、ルールを破る動機はなくなることがわかりました。しかし、彼らはもう一つの「ネガティブな」シナリオも特定しました。もし全員が結託して共にルールを無視すると決めた場合、依然として問題を引き起こす可能性がありますが、これはこのシステムに限ったことではなく、あらゆるシステムに共通する問題です。
決定的なことに、この論文は単なる理論にとどまりません。著者らは現実の世界を検証しました。彼女たちはイーサリアムやその他のネットワークの履歴データを分析しました。その結果、一部のMEVの機会は非常に巨大（数百、数千ドル規模）ですが、大多数（99%以上）は実際には非常に小さく、多くの場合数ドル、あるいは1ドルにも満たないものであることがわかりました。このことは、約30分間の遅延（これはイーサリアムの通常の安全時間の約2倍です）を設定すれば、ほとんどの小さくて厄介な詐欺、特に予測不可能なものに対する防壁として十分であることを示唆しています。
論文は、この「Slow and Steady（ゆっくり、着実に）」というアプローチが現実的な防御策であると結論づけています。少しの「遅さ」を受け入れることで、ブロックチェーンをより公平でユーザーフレンドリーにできると示唆しています。しかし、著者らは、これが万能薬ではないことにも注意を促しています。NFTの登録や送金のように、30分間の待ち時間が問題にならないケースでは非常にうまく機能します。しかし、価格が数秒単位で変動する分散型取引所での高速取引のような場合、この遅延は長すぎて、守ろうとしているユーザーにむしろ不利益を与える可能性があります。論文は、このツールを賢明に使用すべきであり、おそらくスピードが最も重要ではない特定の種類のアプリケーションにのみ適用すべきであると提案しています。
要約すると、この論文は、操作不可能な「待ち時間」を強制することで、公平な競争環境を作れると主張しています。これにより、レースは「最も速い者（そして時には最もずる賢い者）が勝つスプリント」から、「全員が同時に到着する着実な行進」へと変わり、審判がゴールラインを操作することを不可能にするのです。
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