EigenLayer: イーサリアムへのパーミッションレスな機能追加

a16z cryptoのリサーチイベントにおけるスリーラム・カナン（Sreeram Kannan）（ワシントン大学 / EigenLayer）によるリサーチトークです。EigenLayerが、オラクル、ブリッジ、データ可用性レイヤー、代替実行環境などの新しいサービスを提供する代わりに、ステーカーが同じステークされた資本をさらなるスラッシング条件にコミットできるようにすることで、イーサリアム上でのパーミッションレスなイノベーションをどのように可能にすることを目指しているかを説明しています。

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はじめに (0:00)

今日は、私たちが構築しているプロダクトの1つであり、EigenLayerと呼ばれるアイデアについてお話しします。私たちはEigenLayerをリステーキングの集合体と呼んでいますが、それが何をするかというと、誰でもイーサリアムに新しい機能を追加できるようにするものです。

ティムが紹介してくれたように、私はシアトルにあるワシントン大学の准教授であり、過去4年半にわたってブロックチェーン、コンセンサス、その他の分野に取り組んできました。過去1年間は、スタートアップのEigenLayer Labsを設立しました。私たちはコンセンサス・プロトコルについて多くの研究を行ってきました。「Everything is a Race」という論文では、プルーフ・オブ・ワーク（PoW）、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）、およびプルーフ・オブ・スペースの最長チェーン型プロトコルが安全である条件を分析しました。私たちはその理解の一部に基づいて構築を行いました。例えば、非常に低遅延のプルーフ・オブ・ワーク・プロトコルであるPrismという論文があります。また、参加者が変動する状況下でもプロトコルが機能し続ける、動的に利用可能なプルーフ・オブ・ステーク・プロトコルを作成する方法についてのPoSATと呼ばれる研究も行いました。

ブロックチェーンはいつアカウンタブルになるのか (1:31)

私たちはまた、ブロックチェーンがいつアカウンタブル（責任を追及可能）になるのかについても探求しました。1つのヒューリスティックとして、クォーラムと署名がある場合、ステーカーのグループがブロックに二重署名すると、それらのブロックチェーンはアカウンタブルになります。しかし、微妙な点もあります。例えば、Algorandのようなプロトコルもクォーラムを使用しますが、何も発言しないことで安全性の違反を引き起こすことができるタイミングの仮定に依存しているため、アカウンタブルではありません。

マルチリソース・コンセンサス (2:11)

最新の2つの研究は、マルチリソース・コンセンサスに関するものです。プルーフ・オブ・ステーク、プルーフ・オブ・スペース、プルーフ・オブ・ワークをすべて1つのプロトコルに組み合わせたプロトコルを構築したいとします。プルーフ・オブ・ステークのマイナーのごく一部が誠実である限り、プルーフ・オブ・ワークのマイナーの過半数が悪意を持っていても機能するようにしたいわけです。私たちは、複数のリソースにわたるトレードオフの領域を特徴付けました。

また、ピア・ツー・ピアのトポロジー設計にも取り組みました。ブロックチェーンのピア・ツー・ピア・ネットワークにおいて、コンセンサス・プロトコルがメッセージの順序を確実に尊重するようにするにはどうすればよいでしょうか。ブロックチェーンで蔓延していることの1つに、フロントランニングがあります。価格面で有利だからという理由で他の誰よりも先に行動したいという、非ターゲット型のフロントランニングを防ぐために、ブロックチェーンにネイティブな先入れ先出し（FIFO）の特性を与えるThemisという論文を発表しました。

コンセンサスの上に、シャーディングのようなスケーリング・ソリューションがあります。これについては、Coded Merkle TreeとFree2Shardという2つの論文を発表しました。

ブロックチェーンにおける大きな摩擦として私たちが発見したことの1つは、コンセンサス、シャーディング、ピア・ツー・ピアといったコア・レイヤーでのイノベーションの速度が、アプリケーション・レイヤーでのイノベーションの速度よりもはるかに低いということです。アプリケーションはパーミッションレスにデプロイ可能です。つまり、誰でもイーサリアムのような既存のブロックチェーン上にアプリケーションをデプロイできます。一方で、コア・プロトコルのアップグレードは非常に深い意味でパーミッションドです。これが私たちの分野をかなり停滞させてきました。

信頼とイノベーションの分離 (8:30)

話を2008年から2009年に戻しましょう。ビットコインは、プルーフ・オブ・ワークのマイニングを通じて分散型の信頼を開拓しました。マイニングの上に、有効なチェーンを決定するコンセンサス・プロトコル（最長チェーンまたは最重チェーン）があります。さらにその上に、Bitcoin Scriptが実行セマンティクスを設定します。つまり、ベースに信頼レイヤーがあり、その上にコンセンサス・レイヤー、さらにその上に実行レイヤーがあるのです。

しかし、ビットコインはアプリケーション特化型のブロックチェーンでもありました。クライアント間でのビットコインの交換という1つのアプリケーションのために設計されていたのです。2011年に遡ると、ブロックチェーン上に構築する必要がある新しいアプリケーションはすべて、独自の信頼ネットワークを必要としていました。例えば、Namecoinと呼ばれる分散型のドメインネームシステムを構築したい人がいました。ビットコインのスクリプト・レイヤーでは十分なプログラマビリティが得られなかったため、新しいスクリプト・レイヤーと新しい信頼ネットワークを作成する必要がありました。Namecoinとビットコインの間で信頼を共有する方法はありませんでした。

イーサリアムによって構築されたコアとなるアイデアは、信頼とイノベーションの分離でした。彼らはビットコインのスクリプト・レイヤーを取り除き、それを汎用のチューリング完全なプログラミング・レイヤーであるEthereum Virtual Machine（EVM）に置き換えました。これは基本的な意味では小さな技術的アップグレードでしたが、それが生み出したのは信頼のモジュール性でした。今では誰でも参加して、システムの上に分散型アプリケーション（dapp）を構築できます。ENSを構築した人は、信頼ネットワークとは何の関係もありませんでした。イーサリアム・ネットワークの信頼は、あらゆる分散型アプリケーションに提供できるモジュールになったのです。

オープン・イノベーション (10:23)

これは、偽名経済の劇的な加速につながりました。これらのアプリケーションを作成する人は誰でも、彼ら自身が信頼されているわけではなく、単にイノベーションをもたらしているだけです。アイデアを思いつけば、無名であっても、信頼される必要もなく、ただコードを書いてイーサリアム上にアップロードするだけで、イーサリアムが記載された条件を実行し続けることを誰もが信頼するのです。

これをモデル化する1つの方法は、信頼ネットワーク、コンセンサス、仮想マシンといったベース・レイヤーが、信頼を生み出す信頼ネットワークにバンドルされていると考えることです。イーサリアムのブロックチェーンは信頼の生産者です。分散型アプリケーションは信頼の消費者です。価値の交換は、dappがイーサリアムから信頼を得て、その見返りとして手数料を支払うという形で行われます。ベンチャーキャピタルが資本とイノベーションの分離であったように、イーサリアムは信頼とイノベーションを分離したのです。

しかし、オープン・イノベーションに対する障壁は依然として存在しています。もし私がイーサリアムのコンセンサス・プロトコルをアップグレードするアイデアを持っていたとします。例えば2019年で、Avalancheのコンセンサス・プロトコルを思いついたとしましょう。それをイーサリアムにデプロイする方法はありません。ではどうするか？ 私は自分自身の全く新しい世界を作りに行きます。これが代替レイヤー1（L1）ブロックチェーンの時代です。それぞれが異なるコンセンサス・プロトコル、異なる仮想マシンを持っていますが、それぞれが独自の信頼ネットワークを構築しなければなりません。

この状況は、2011年のビットコインとNamecoinの状況と全く同じに見えます。dappレベルのイノベーションは単にイーサリアム上に構築できますが、より深くスタックの核心に触れるイノベーションは、断片化された信頼エコシステムを作成しなければなりません。

さらに、イーサリアムはブロック作成、つまりトランザクションの順序付けとトランザクションの実行に関してのみ、dappに信頼を提供します。それだけです。もしdappが他のこと、例えばインターネットからのデータの読み取り、別のブロックチェーンからのデータの読み取り、異なる実行エンジンの実行、ゲームエンジンの実行、認証システムの実行などについて信頼を必要とする場合、独自の信頼ネットワークを作成しなければなりません。チェーンリンクは素晴らしい例です。これはインターネットからブロックチェーンにデータを取得するのに役立つオラクル・プロトコルですが、チェーンリンクは独自の信頼ネットワークを持っています。その信頼はイーサリアムのステーカーから借りたものではありません。

ミクロ経済学的な問題 (16:28)

ミクロ経済学的な問題として、もしあなたがミドルウェア（例えばデータ・ストレージ・システム）を運営しているなら、独自のステーキング・メカニズムを作成しなければなりません。高い経済的セキュリティが必要であり、それは多くの資本がステークされることを意味し、そして資本の機会費用が発生します。例えば、データ・ストレージ・レイヤーに100億ドルをステークしたいとします。非投機的な世界では、その資本に対して年率5%や10%を支払わなければなりません。支配的なコストはデータを保存する運用コストではなく、巨大な経済的資本基盤を維持するためのコストなのです。

どのプルーフ・オブ・ステークのエコシステムを見ても、報酬の94%は資本を保有する人に支払われ、実際に運用を行う人にはわずか6%しか支払われません。したがって、運用コストを10分の1に削減する画期的なアイデアを思いついたとしても、94%の部分は変わりません。あなたのコスト構造は資本コストによって上限が定められているのです。

もしあなたがdappである場合、ミクロ経済学的な問題は、イーサリアムのような大規模な信頼ネットワークに非常に高い手数料を支払っているにもかかわらず、依存している最も弱い信頼によって制限されてしまうことです。もし信頼性の低いオラクルやブリッジを使用している場合、そこで悪用される可能性があります。あなたのセキュリティは常に最小公分母（最も弱い部分）に依存します。

経済的な問題 (19:52)

コア・ブロックチェーンにとって、コアとなる価値提案が分散型の信頼を提供し、そこから収益を上げることであるならば、イーサリアムはブロック作成に関してのみ分散型の信頼を提供でき、分散型サービスを実行するために必要な他のすべてのことには提供できません。分散型の信頼の島々が他のミドルウェアによって作成されており、収益が連携して巨大な信頼ネットワークを作成する代わりに、収益は小さな島々に断片化されてしまいます。

EigenLayer (20:44)

実は、これらすべての問題を一度に解決する、驚くほどシンプルなアイデアがあります。

EigenLayerは、既存の信頼ネットワークを活用して、本来意図されていなかった他のことを行うためのメカニズムです。イーサリアムは順序付けと実行に関する信頼を提供します。EigenLayerはイーサリアム上のスマート・コントラクトの集合体であり、コアとなる重要な言葉はリステーキングです。

リステーキングとは何でしょうか？ プルーフ・オブ・ステークのイーサリアムでは、すでに数百億ドルがビーコン・チェーンにステークされています。EigenLayerは、ステーカーがリステークする（同じ資本をさらなるリスクにさらす）ためのメカニズムです。彼らはイーサリアムにステークをロックし、同じステークが追加のスラッシング条件にコミットされます。スラッシングはステークを没収されるメカニズムですが、EigenLayerのスマート・コントラクト上で、ペナルティを受ける追加の理由を加えることになります。

私たちが求める特性は、同じステークが追加のリスクを負うということです。何に対する追加のリスクでしょうか？ EigenLayerの上に構築された新しいサービスを提供することに対するリスクです。誰かがオラクル、ブリッジ、データ可用性レイヤー、新しいコンセンサス・プロトコルを構築したいとします。これらはすべてEigenLayerの上に構築できます。オプトインするステーカーであれば、どのサービスのサブセットにオプトインするかも指定します。これにより、追加のスラッシング・リスクを負いながら収益を得ることができます。

EigenLayerがエコシステムをどのように連携させるか (23:50)

ミドルウェアにとって：すでにイーサリアムにステークしているステーカーが、オラクルでサービスを提供することにもオプトインした場合、追加の資本コストはかかりません。彼らはすでにイーサリアムにステークしており、APRを獲得しています。EigenLayerにオプトインすることで、限界資本コストは非常に小さいか、理論的にはゼロになります。誠実なノードとして決してスラッシングされないことがわかっていれば、リスクは最小限に抑えられます。方程式は「運用コストは収益によって正当化されるか？」というものになります。ミドルウェアのコスト構造は、資本制限型から運用コスト制限型へと突然変化します。

dappにとって：特に多くのステーカーがオプトインする人気のあるサービスは、イーサリアム自体と同じ信頼を提供します。すべてのステーカーが潜在的にオプトインすれば、イーサリアムにネイティブに組み込まれていないサービスに対しても、コアとなるイーサリアムの信頼を得ることができます。

これはコア・エコシステムとも価値が一致しています。イーサリアムにステークしたステーカーは、ブロック報酬とトランザクション手数料を得ますが、オラクル手数料、データ可用性手数料、順序付け手数料など、以前は利用できなかったすべてのものも得ることができます。ETHをステーキングするための追加の収益源があるという事実は、トークン自体の価値を高めます。

EigenLayerは双方向のマーケットプレイスです。一方はオプトインするステーカーです。もう一方は、これらのステーカーを使用するためにオプトインする、EigenLayerの上に構築されたミドルウェアとサービスです。

過剰なレバレッジとリスク管理 (33:00)

聴衆の質問: ステークが過剰にレバレッジされている場合はどうなりますか？

例えば、独自のチェーンを実行している10の異なるdappがあり、それぞれが100万ドルの価値を持ち、同じ200万ドルのステーカーのクォーラムに依存しているとします。そのステークは過剰にレバレッジされています。EigenLayerはリスク管理レイヤーでもあります。私たちはこれをグラフ問題としてモデル化します。各ステーカーはノードであり、各サービスは複数のステーカーに依存しており、各サービスには不正による利益が存在します。そして、このグラフのカットを計算して、システムが過剰にレバレッジされないようにします。

システムが過剰にレバレッジされると、手数料が上がり、より多くの人がオプトインし、システムは再び適正なレバレッジになります。より多くのサービスが開始されると、利回りの機会が増え、より多くの資本がロックされます。ETHの5%がステークされる代わりに、50%になるかもしれません。

ブロック・スペースの経済学 (43:58)

ブロック・スペースは、ブロックが収容できる最大サイズであるブロック制限によって決定されます。すべてのブロックチェーン・システムには、ブロック・サイズがブロック制限に近づくにつれて価格が急騰し始めるという自己調整の経済学があります。

ブロック制限は、最も弱いノードのインフラストラクチャによって設定されます。イーサリアムの哲学は、ベネズエラのホーム・バリデータ（おそらく毎秒1メガバイト）を認めることです。そのため、ブロック制限はそのように設定されています。しかし、Amazon Web Servicesで実行されているすべてのステーカーは10ギガビットの接続を持っています。これは最も弱いノードと1万倍の差です。

EigenLayerは、これらのステーカーが他のサービスのために追加のブロック・スペースを貸し出すことができる自由市場を作成することで、これを自動的に解決します。誰かが1,500万ガスではなく、ブロックあたり15ギガガスの別のチェーンを構築するかもしれません。イーサリアムのセキュリティの60%程度を得ることができますが、それでも十分に優れています。

ステーカーの多様性 (48:57)

ステーカーの多様性は、計算能力を超えて広がっています。ステーカーは、リスクと報酬の好みにおいて非常に多様です。あなたと私は、CoinbaseのAPI出力と異なる場合にスラッシングされることに同意するかもしれませんが、他の誰かにとってはそれは完全に受け入れられないかもしれません。これをコア・プロトコルに標準化することは決してできませんが、オプトイン・レイヤーに外部化することはできます。

ステーカーは報酬の好みにおいても多様です。イーサリアムでは、ブロック・スペースは無色の量です。すべてのトランザクションは平等であり、それらを区別する唯一のシグナルは価格です。イーサリアムの上にソーシャル・ネットワークを構築するのは非常に困難です。なぜなら、すべてのソーシャル・ネットワークのトランザクションは、トランザクションごとにはるかに収益性の高い分散型金融（DeFi）のトランザクションと競合するからです。私たちの解決策は、ステーカーが異なる報酬の好みを持つ異なるサブチェーンにオプトインすることです。

民主的でアジャイルなイノベーション (51:01)

EigenLayerは、民主的でありながらイノベーションにおいてアジャイルなブロックチェーンをどのように設計するかという問題を解決します。イーサリアムは非常に民主的にガバナンスされていますが、対応も非常に遅いです。今日のすべてのプロトコルは、アジリティと民主的なガバナンスの間でトレードオフを行っています。イーサリアムとEigenLayerの組み合わせは、両方の良いとこ取りをします。民主的でゆっくりと更新されるベース・レイヤーの上に、EigenLayerが完全にパーミッションレスな方法で市場の需要に迅速に対応するイノベーションを構築できるようにします。

EigenDAと終わりに (52:56)

私たちは、ブリッジ、イベント駆動型オートメーション、公平な順序付けサービス、サイドチェーン、MEV統合の構築をすべてEigenLayer上で探求しています。EigenLayerはすでに内部のテストネットで稼働しています。私たちはすでに最初のユースケースを構築しました。EigenDAと呼ばれるイーサリアム向けのハイパースケールなデータ可用性レイヤーです。これは、イレイジャー・コーディングと多項式コミットメントの最良のアイデアを組み込んだデータ可用性レイヤーです。私たちのテストネットでは、データを書き込むことができる速度は毎秒12.4メガバイトであり、これはEthereum 2.0が出荷を予定しているものの10倍の大きさです。

重要な洞察は、イレイジャー・コーディングを使用すると、ファイルを保存する総コストはオプトインしたノードの数に依存しないということです。しかし、より多くの経済的セキュリティを提供しているため、請求できる価格はノードの数に依存します。運用コストを増やすことなくセキュリティ・プレミアムを請求できるため、ますます多くのノードがオプトインするという自己スケーリングの経済学が存在します。イレイジャー・コーディングは、スケーラビリティと分散化の間のトレードオフを打ち破ります。完全な分散化と完全なスケーラビリティを同時に得ることができるのです。

Q&Aのハイライト (58:00)

ミドルウェアの監査について: スマート・コントラクトの監査エコシステムがあるように、ミドルウェアの監査エコシステムが必要です。スマート・コントラクトの監査は、何も知らないはずのユーザーに役立ちます。ミドルウェアの監査は、何かを知っているはずのステーカーに役立ちます。ミドルウェアの監査を機能させることができないのであれば、スマート・コントラクトの監査も本当に信頼するべきではありません。

リスクについて: 極端な例として、すべてのステークがEigenLayerシステムにオプトインし、何も悪いことをしていなくてもスラッシングされる可能性があり、その後スラッシングされてプロトコル全体がリスクにさらされるとします。それは可能です。しかし、お金を失うのはステーカーなので、オプトインする際にはもっと慎重になるべきです。彼らが慎重になりやすくすることに、私たちは焦点を当てています。

L1ブロック・スペースとサイドチェーンについて: イーサリアムの信頼ネットワークの上で、Solana VMのような全く異なるシステムを実行することができます。スラッシング条件はシンプルです。同じ深さのブロックに二重署名した場合、それはオンチェーンで検証可能な条件であり、スラッシングされます。リステーカーには追加の資本コストがかからないため、コスト構造は機能します。EigenLayerのサイドチェーンと独自のチェーンを持つことの違いは、新しい価値のトークンを必要とせず、そのトークンの資本コストを維持するために支払う必要がないことです。