原文
Building towards Multi-Party Block Construction — remosm (2026-05-27)
共同執筆者: Michael M.、Kubi M.、Alex T.、Drew V. コメントとレビューに協力してくれたJason V.、George D.、Thomas T.、Barnabe M.、Justin D.、Quasar Builder、Max W.、Davide R.に感謝します。
TL;DR
- 現在のトランザクションパイプラインには構造的なギャップがあり、複数のチームとコミュニティがその解決に取り組んできました。
- Ethereumエコシステム全体のチームとのワークショップや議論に基づき、本稿ではトランザクションがブロックを見つけ、ブロックが構築される方法を根本的に再設計するマルチパーティ・ブロック構築 (MPBC) を紹介します。
- MPBCは、1つのブロックにつき1つのモノリシックなビルダーから、複数のビルダーの貢献によって組み立てられるマルチパーティ・ブロックへと移行し、ブロックスペースの割り当てを共有ビューへと広げます。
- この設計は、構造的なギャップに対処し、Ethereumの堅牢性を向上させ、個々のビルダーには知られていない、またはフィルタリングされたトランザクションでもインクルージョンを見つけられるようにすることで、ブロックスペースの需要と供給をより適切に一致させます。
- この設計は最初のイテレーションです。残されたギャップや未解決の疑問があり、すでに貢献してくれたチームやより広範なEthereumコミュニティと協力して引き続き取り組んでいきたいと考えています。
背景
ブロックスペース・フォーラムは、Ethereum上でのトランザクションの旅路を改善することを目的とした業界参加者の集まりです。最新の会合は2026年4月にカンヌで開催され、プロトコル外で構築される全ブロックの95%以上を占めるブロック構築者とリレーを含む32チームが集まりました。ワークショップの詳細な要約はこちらからアクセスできます。
カンヌ・ワークショップの目標は、フォーラムの前回のブエノスアイレス会合で特定されたトランザクションパイプラインにおける構造的なギャップに対する解決策を探ることでした。これらのギャップは、ブロックスペースの経済性、堅牢性、パフォーマンス、サービス互換性を制限し、トランザクションのオリジネーター、ビルダー、リレーのようなインフラプロバイダー、そしてバリデーターに機会費用を課しています。これらの課題の詳細な説明はこちらで入手できます。
本稿では、複数のパーティが単一のブロックに貢献することを可能にするマルチパーティ・ブロック構築 (MPBC) を紹介します。この設計は厳密に付加的であり、ブロックスペースの割り当てを単一のビルダーの限られたビューから、複数のビルダーの共有ビューへと拡張します。これらの複数のインクルージョンレーンにより、トランザクションは個々のビルダーには利用できない場合やフィルタリングされた場合でもインクルージョンを見つけることができます。この再設計は、ブロックスペースの需要と供給をより適切に一致させ、トランザクションパイプラインの構造的なギャップに対処することを目指しています。
MPBCは、カンヌとブエノスアイレスのワークショップ、およびEthereumエコシステム全体での研究と議論に基づいています。この初期設計は、ブロックスペース・フォーラムおよび関連研究にすでに貢献している多くのパーティを含むコミュニティとの協力により進化していくと予想されます。フィードバックを歓迎し、引き続きここやXで議論を続けていきたいと考えています。
本稿は、PBS（プロポーザー・ビルダー分離）と、Ethereumの現在のトランザクションパイプラインにおける構造的なギャップについて精通していることを前提としています。両方をカバーする入門書はブロックスペース・フォーラムのウェブサイトで入手できます。
現在のソリューションの状況
ブロックスペース・フォーラムのワークショップでは、プロトコル外のブロック構築を改善するためのいくつかの活発なアプローチが調査されました。これらは、異なるオリジネーターの好みに対応するために互いに補完し合っています。
- BuilderNet (Flashbots, Beaverbuild, Nethermind) は、トラステッド実行環境 (TEE)を使用して信頼の仮定を減らし、共有オーダーフローを可能にします。
- TOOL / Nuconstruct は、オープンな共同環境でサブスロット駆動の早期実行確認を目標としています。
- ETHGas は、暗号経済的に裏付けられた事前確認 (preconfirmations) と先物取引を探索し、インクルージョンリスクを価格設定し、手数料を平滑化します。ETHGasはサブブロックもサポートしています。
- mev-commit は、インクルージョンのための事前確認とブロック配置入札を開発しています。
MPBCは、これらおよびその他の新しいソリューション、そして集中型ブロック構築者全体での協調的なブロック構築を可能にすることを目指しています。この初期設計は、リレー・ブロックマージ、リレー・インクルージョンリスト、およびマルチリレー・インクルージョンリストを含む以前の提案を拡張したものです。
用語
このドキュメントでは、以下の用語を使用します。
| 用語 | 説明 |
|---|---|
| PBS（プロポーザー・ビルダー分離） | Ethereumコミュニティが採用したメカニズムで、ブロック構築を専門のモノリシックなビルダー市場に外部委託することで、バリデーターの分散化を維持します。 |
| マルチパーティ・ブロック構築 (MPBC) | 複数のパーティがブロックに貢献し、独立したインクルージョンパスを作成し、ブロックスペースの割り当てを共有ビューへと広げるメカニズムです。 |
| シングルパーティ・ブロック | 1つのモノリシックなビルダーのみが貢献したトランザクションを含むブロックです。 |
| マルチパーティ・ブロック | 複数のパーティが貢献したトランザクションを含むブロックです。 |
| ベースブロック | オペレーターが利用できる最高額のシングルパーティ・ブロックで、マルチパーティ・ブロック構築の出発点として使用されます。 |
| プロポーザー（バリデーター） | ETHをステークし、アテステーション、Ethereumブロックの生成、署名など、Ethereumネットワークをサポートするための様々な操作を実行するステークホルダーです。 |
| オリジネーター | トランザクションを実行し、Ethereumブロックスペースを消費するステークホルダーです。例としては、ステーブルコインの送信、DEXでの取引、L2によるブロブの提出などがあります。 |
| ビルダー | トランザクションがブロックを見つけ、ブロックが構築される方法を最適化する責任を負う洗練されたパーティです。 |
| ベースビルダー | ベースブロックを構築したビルダーです。 |
| 貢献ビルダー | マルチパーティ・ブロックにトランザクションを貢献したビルダーです。 |
| リレー | PBSの下で必須の中間者であり、単一のビルダーによって構築された最高額のブロックをエスクローし、プロポーザーにリレーします。 |
| オペレーター | ビルダーからブロックとトランザクションを受け取り、適格な貢献をマルチパーティ・ブロックに結合し、最高額のブロックをプロポーザーに提出するパーティです。 |
マルチパーティ・ブロック構築の初期設計
MPBCは、最高額のシングルビルダーブロックを、他のビルダーからの適格な貢献で改善することを可能にすることで、PBSを拡張します。以下の図は、現在のパイプラインとMPBCの初期設計を比較しています。
現在のPBSブロック構築パイプライン
図1: 現在のPBSブロック構築パイプラインの模式図。
現在のブロック構築パイプラインは、最高額のブロックを提出した単一のビルダーをプロポーザーに接続します。この単一のレーンを通じて、プロポーザーコミットメントのようなサービス・トランザクションを含む、勝利したビルダーが利用できるトランザクションのみがインクルージョンを見つけることができます。
MPBCブロック構築パイプライン
図2: MPBCパイプラインの模式図。
MPBCの下では、ベースブロックにないトランザクションやサービスコミットメントも、現在のスロットに含めることができます。各スロットは次のように進行します。
- オリジネーターはトランザクションをビルダーとメンプールに提出します。
- ビルダーは、自身のローカルトランザクションビューからシングルパーティ・ブロックを構築し、それらのブロックをオペレーターに提出し、どのブロックとトランザクションがMPBCに適格であるかを示します。
- オペレーターは、最高額のシングルパーティ・ブロックを、競合するビルダーによって提出された非競合トランザクションで拡張します。
- オペレーターは、デリバリー時にマルチパーティ・ブロックと最高額のシングルパーティ・ブロックを比較し、全体で最高額のブロックをプロポーザーに提出します。
- プロポーザーは、すべてのオペレーターから受け取った最高額のブロックヘッダーに署名します。
MPBCは、複数の競合するオペレーターによって促進されます。オペレーターは、ビルダーからブロックとトランザクションを受け取り、ベースブロックにない適格なトランザクションを特定し、それらを追記してより高価値なマルチパーティ・ブロックを生成します。
オペレーター間の競争は、当初は適格なトランザクションの追記に焦点を当てます。時間が経つにつれて、入札のキャンセル、ペイロード伝播、およびブロック配信とトランザクションインクルージョンを改善するその他のサービスに拡大する可能性があります。長期的には、これによりオペレーターはカスタムソフトウェアや独立したインフラストラクチャを含む独自のインプリメンテーションを開発するインセンティブを得て、相関故障のリスクを低減します。
オペレーターは、信頼の仮定を減らすためにTEEベースのインスタンスやその他の検証メカニズムを展開することも選択できます。これにより、TEEベースのビルダーが発行するプライバシー保証を維持できます。このハイブリッドアプローチは、TEE内外で構築されたブロックの調整を可能にし、検証可能なプライバシー保証とMPBCを組み合わせます。
MPBCの影響
以下の表は、両パイプラインの主要な特性と影響をまとめたものです。
| 側面 | シングルパーティ・ブロック構築 | マルチパーティ・ブロック構築 |
|---|---|---|
| ブロックに貢献するパーティ | 1つの勝利したビルダー。 | 1つのベースビルダーと任意の数の貢献ビルダー。 |
| インクルージョンに適格なトランザクション | 勝利したビルダーに知られているトランザクション。 | ベースビルダーと貢献ビルダーに知られているトランザクション。 |
| インクルージョンパス | 勝利したビルダーを通じて。 | ベースビルダーおよび他の貢献者を通じて。 |
| サービスサポート | プロポーザーコミットメントやその他のサービスは、インクルージョンのために勝利したビルダーによるオプトインに依存します。 | プロポーザーコミットメントやその他のサービスは、ベースビルダーまたは貢献ビルダーによって含めることができます。 |
| パフォーマンスとUX | 勝利したビルダーに知られていないトランザクションは、将来のスロットに繰り越されます。ユーザーはインクルージョンのために防御的に過剰入札します。 | どのビルダーによるトランザクションもインクルージョンを見つけることができます。高い利用率と予測可能なインクルージョンにより、防御的な過剰入札を減らすことができます。より良いサービスサポートは、早期インクルージョン確認など、異質なユーザーニーズに対応します。 |
この設計は、ブロック構築パイプラインのアクターに以下の影響を与えます。
- オリジネーターは、追加のインクルージョンパスと高いブロックスペース利用率により、より速く、安く、予測可能なインクルージョンを享受できます。
- ビルダーは、トランザクションを貢献するすべてのブロックに対して収益を得るため、新規ビルダーの参入障壁が低くなります。
- オペレーターは、貢献ビルダーからのトランザクションをベースブロックに追加することで生み出す価値に比例した収益を得ます。
- プロポーザーは、より価値のあるブロックを受け取り、複数のビルダーがトランザクションを貢献できるため、プロポーザーサービスに対するより信頼性の高いサポートを得られます。
- Ethereumプロトコルは、複数のインクルージョンチャネルによる高い検閲耐性と堅牢性、高いブロックスペース利用率による経済性の向上、およびサービスに対するより良いサポートから恩恵を受けます。
MPBCは主にオペレーターとビルダーによって実装され、Ethereumプロトコルの変更は必要ありません。オリジネーターとプロポーザーは、事前確認 (preconfirmations) などのサービスをオプトインしない限り、追加の要件に直面することはありません。この設計はリレーに依存しません。なぜなら、リレーの主要なエスクローの役割は、プロトコル内でシングルパーティ・ブロックの信頼できるハンドオフを処理するePBSに置き換えられたからです。リレーとは対照的に、オペレーターは必須ではなく、そのサービスがブロック価値を向上させる場合にのみ使用されます。
MPBCとPBSパイプラインの構造的ギャップ
以下の表は、MPBCがシングルパーティ・ブロック構築パイプラインの経済性、堅牢性、パフォーマンス、サービスサポートの問題に与える影響をまとめたものです。
| 側面 | シングルパーティ・ブロック構築 | マルチパーティ・ブロック構築 |
|---|---|---|
| 経済性 | • 価格発見は単一のビルダーのトランザクションビューに限定される。• 主要なアクターへの報酬がない。• 先物市場のサポートがなく、ユーザーはガス価格の変動に晒される。 | • 複数のビルダーのトランザクションビュー全体での価格発見。• オペレーターへの報酬は価値生成に比例する。• 事前コミットメントのための複数のインクルージョンパスを通じて先物市場が可能になる。 |
| 堅牢性 | • 勝者総取りの力学により、ビルダーとリレーのセットが集中する。• 単一のビルダーがインクルージョンに対する裁量権を持つ。• プロポーザーの裁量権が限定的。 | • 複数のパーティがブロックに貢献できるため、より多様なビルダーとオペレーターのセットが形成される。• 複数のインクルージョンチャネル。• プロポーザーサービスをサポートするため、プロポーザーの裁量権が向上する。 |
| パフォーマンス | • 容量が制約されている場合のトランザクションの繰り越し。• グローバルオークションによるレイテンシのばらつき。 | • ベースビルダーに知られていないトランザクションは、後続のスロットに繰り越される代わりに含めることができる。• 協調オークションによりレイテンシのばらつきが減少する。 |
| サービス | • サービスサポートには、勝利したビルダーによるオプトインが必要。• 競合するビルダーによるオプトインを放棄することの機会費用が高い。 | • サービス・トランザクションは、ベースビルダーまたは貢献ビルダーによって含めることができる。• オペレーターはブロック制約を収集し、ビルダーと共有する。• 小規模なビルダーは、多くのサービスプロトコルをサポートするために特化できる。 |
MPBCメカニズム
オペレーターは、貢献ビルダーからの適格なトランザクションを、最高額のシングルパーティ・ブロックに追記します。デリバリー時に、結果として得られるマルチパーティ・ブロックを、デリバリー時に利用可能な最新の最高額シングルパーティ・ブロックと比較し、より高額な方をプロポーザーに配信します。
このメカニズムの価値は、分散化とそれに参加するビルダーの数に比例して拡大します。トランザクションフローがビルダー間でより断片化されているほど、個々のビルダーが提供できる実行保証は包括的でなくなります。ベースビルダーが特定の状態に対して実行保証を発行していない場合、マージされたトランザクションによってその状態にアクセスできます。
初期のスコープは、単純な転送や自己完結型トランザクションバンドルなど、競合する状態を争わないトランザクションに限定されます。これにより、ベースブロックの実行保証を維持しながら、高速な追記のみのマージが可能になります。
将来のイテレーションでは、このスコープを、オラクル更新、事前確認 (preconfirmations) などのプロポーザーサービスのアクティブな強制、追加のオペレーター調整、およびネットワーキングの改善に拡大する可能性があります。
実装
オペレーターは、プロポーザーコミットメントなどの不足しているサービス・トランザクションを追記し、次にブロック価値を高めるその他の適格なトランザクション、そして新しく追加された余剰を分配するトランザクションを追記することで、ベースブロックを拡張します。このメカニズムは、マージとデリバリーの2つの段階で展開されます。
ブロックごとにアンロックされる価値は、マルチパーティ・ブロック B_{\text{MP}} の価値とシングルパーティ・ブロック B_{\text{SP}} の価値の差に対応します。
\Delta V_{\text{block}} = \text{val}(B_{\text{MP}}) - \text{val}(B_{\text{SP}})
オペレーターは、最高額のシングルパーティ・ブロックの価値を向上させます。たとえ複数の他のブロックの組み合わせがより価値のあるものであったとしてもです。これにより、ビルダーが最高のブロックのサブセットを含むブロックをスパムして、インクルージョンの可能性を高めることを防ぎます。
複数のビルダーがトランザクションを貢献する場合、分配可能な余剰はトランザクションごとに計算されます。複数のビルダーが同じトランザクションを貢献する場合、それはより高いPBSオークション入札を行ったビルダーに帰属し、競争入札を奨励します。正確な価値分配ルールは現在議論中であり、今後の研究課題です。
マージ段階
マージ段階は、オペレーターがマージに適格なブロックとトランザクションを受け取ったときに開始されます。オリジネーターに予期せぬレイテンシやインクルージョンの負担をかけないように、ビルダーはどのブロックを拡張できるか、どのトランザクションを他のブロックに追加できるかを決定します。これらのフラグはブロックのメタデータとともに提出されます。ビルダーがブロックの拡張を許可すると、トランザクションの選択はマージルールに従ってオペレーターによって実行されます。
オペレーターは以下の手順を実行します。
- オペレーターは、制約の完全なセット C のうち、最高額のシングルパーティ・ブロック B_{\text{SP}} にない制約を特定します。
C_{\text{missing}} = \{\text{tx} \in C \mid \text{tx} \notin B_{\text{SP}}\}
-
オペレーターは、これらの制約トランザクションを B_{\text{SP}} にマージしようとします。B_{\text{SP}} の実行保証を変更せずにこれが達成できない場合、それは破棄され、2番目に高い入札額のシングルパーティ・ブロックが B_{\text{SP}} に指定され、オペレーターはステップ1に戻ります。
-
各オプトインしたビルダー i の最高額ブロック B_i について、オペレーターは B_{\text{SP}} にない適格なトランザクションを特定します。
\text{Txns}_{i/\text{SP}} = \{\text{tx} \in B_i \mid \text{tx} \notin B_{\text{SP}}\}
-
オペレーターは \text{Txns}_{i/\text{SP}} から B_{\text{SP}} にマージし、リバートするトランザクションをフィルタリングして、マルチパーティ・ブロック B_{\text{MP}} を作成します。
-
オペレーターは、マルチパーティ・ブロック B_{\text{MP}} の余剰を計算し、分配トランザクションを追記します。
デリバリー段階
デリバリー段階は、オペレーターがマルチパーティ・ブロックを確定したときに開始され、その後、デリバリー時に利用可能な最高額のシングルパーティ・ブロックと比較されます。最高額のブロックがプロポーザーに配信されます。これにより、このメカニズムがPBSオークションによって設定された入札フロアを改善することが保証されます。
オペレーターは以下の手順を実行します。
-
オペレーターは、現在最高額のシングルパーティ・ブロック \hat{B}_{\text{SP}} を確認します。
-
オペレーターは、B_{\text{MP}} を B_{\text{SP}} と \hat{B}_{\text{SP}} の最大値と比較することで、ブロックスペース利用率とブロック価値の改善を検証します。
\Delta V = \text{val}(B_{\text{MP}}) - \max(\text{val}(B_{\text{SP}}), \text{val}(\hat{B}_{\text{SP}}))
- もし \Delta V \geq 0 であれば、オペレーターは B_{\text{MP}} のヘッダーをプロポーザーに返し、価値分配ルールに従って余剰を分割します。そうでなければ、最高額のシングルパーティ・ブロックにフォールバックします。
ネットワーキングと調整
マージメカニズムは、個々のオペレーターが利用できる情報と、プロポーザーへの予想される伝播レイテンシの制約内で動作します。オペレーターは、ブロック構築の予想される時間的視野と精度を高める情報を共有することで、競争優位性を譲ることなくブロック価値を向上させるために調整できます。これは、オペレーターの報酬が生成された価値に比例してスケールすると予想されるため、インセンティブ互換性があります。
当初、オペレーターは以下のカテゴリの情報を互いに共有する可能性があります。
- 制約: スロットの開始時にプロポーザーコミットメントのようなブロック制約を共有することで、複数のオペレーターがそのインクルージョンを検証し、ビルダーにブロック要件を通知できます。
- 地理的位置: スロットの開始時にプロポーザーの地理的位置を中心に調整することで、プロポーザーの近くでブロックオークションを実施でき、レイテンシのばらつきを減らし、地理的に離れたプロポーザーの予想されるブロック価値を高めることができます。
- ペイロード: スロットの終了時に実行ペイロードを共有することで、オペレーターは地理的カバー範囲を組み合わせて、アテスターへのより効率的な伝播を実現できます。
- 降格: スロット全体でビルダーの降格に関する情報を共有することで、オペレーターはどのビルダーが一時的に除外されているかについて一貫した見解を強制でき、ビルダーが各オペレーターに個別の担保を投稿する必要性を減らします。
今後の展望
本稿で説明したMPBC設計は、ブエノスアイレスとカンヌのブロックスペース・フォーラム・ワークショップでの議論に基づいており、チームがシステムを実装し、本番環境でテストするにつれて進化し続けるでしょう。ブロック構築パイプラインのすべてのチームからのフィードバックを歓迎し、設計が成熟するにつれて積極的に求められるでしょう。
未解決の疑問と今後の方向性
具体的な未解決の疑問と制限事項は以下の通りです。
- 価値分配: MPBCの下で貢献された新しい価値の正確な分配メカニズム。これは、ブロック構築パイプラインのすべてのアクターの収益を増加させるはずです。
- 信頼できるオペレーター: 経済的およびコンセンサスベースのシステム、またはTEEやFHEのような技術的ソリューションを含む追加のメカニズムを通じて、信頼の仮定を減らす方法。
- トランザクションカバレッジ: ビルダーが競合するトランザクションやオラクル更新など、追加のカテゴリのトランザクションをベースブロックに貢献できるようにするMPBCメカニズムの拡張。
- アクティブなサービス強制: ビルダーがプロポーザーコミットメントのようなサービス・トランザクションを含めることに失敗した場合でも、オペレーターがそれらを追記するオプション。
- 技術的改善: ネットワーク接続やピアツーピアの実装を含む技術インフラのアップグレード。
MPBCは、より頻繁なマルチビルダー貢献と高速な実行事前確認 (preconfirmations) を可能にするサブスロットを通じてスケールできます。これにより、より高い頻度で需要をクリアすることでブロックスペースの割り当てが改善され、単一のスロット内で各トランザクションに複数のインクルージョン試行を与えることで堅牢性が向上します。サブスロットはカンヌのブロックスペース・フォーラム・ワークショップで議論され、より詳細な探求の方向性となっています。
本稿で提示された初期設計は、Ethereumエコシステム全体のチームの議論と貢献に基づいて、マルチパーティ・ブロック構築に向けた第一歩です。今後の出版物では、この入門的な設計を技術仕様で補完し、価値分配や信頼の仮定などのギャップに対処する予定です。ブロックスペース・フォーラムは今年後半に再開されますので、皆様にお会いできることを楽しみにしています。
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