著者：Pranav Garimidi、Joachim Neu、Max Resnick、a16z cryptoリサーチャー；出典：a16z crypto；翻訳：Shaw 金色财经現在のブロックチェーンは、自身が既存の金融インフラと競争できるだけの処理能力を備えていると胸を張って宣言できる段階に達している。現行の生産環境システムは毎秒数万件の取引を処理可能であり、将来的にはその性能は桁違いに向上していく見込みだ。しかし、単なるスループットの向上だけでなく、金融アプリケーションには予測可能性も求められる。取引が発行された際—それが取引、入札、オプション行使であれ—、その取引が確実に上链（オンチェーンに記録）されるまでの時間を信頼性高く保証できることは、金融システムの正常な運用にとって極めて重要だ。もし取引に予測不能な遅延（悪意の干渉や偶発的な事情を問わず）が生じると、多くのアプリケーションは正常に機能しなくなる。チェーン上の金融アプリケーションに競争力を持たせるには、ブロックチェーンは短期的な取引の上链保証を提供しなければならない。すなわち、有効な取引がネットワークに提出された瞬間に、それができるだけ早くブロックに記録されることを保証する必要がある。例として、オンチェーンの注文簿を考えてみよう。効率的な注文簿は、マーケットメイカーが継続的に売買注文を出すことで流動性を提供する仕組みだ。マーケットメイカーの核心的な課題は、買値と売値の差（スプレッド）をできるだけ縮小しつつ、価格の乖離による逆選択リスクを避けることだ。そのため、マーケットメイカーは常に最新の市場状況を反映した注文を更新し続ける必要がある。例えば、米連邦準備制度理事会（FRB）の公告による資産価格の大きな変動時には、即座に注文を新価格に更新しなければならない。このとき、注文更新に用いる取引が即座に上链されないと、アービトラージャーは古い価格で取引を行い、損失を被ることになる。マーケットメイカーはこのリスクを低減するためにスプレッドを拡大せざるを得ず、その結果、オンチェーンの取引プラットフォームの競争力が低下してしまう。**予測可能な取引の上链メカニズム**は、マーケットメイカーに信頼できる保証を提供し、チェーン外の出来事に迅速に対応できるようにし、オンチェーン市場の効率的な運営を維持する。現状とニーズのギャップ==========現状、既存のパブリックブロックチェーンは、数秒スケールで比較的信頼できる最終的な上链保証を提供できるに過ぎない。この保証は決済用途には十分だが、多数の市場参加者がリアルタイムで情報に反応する必要のある金融アプリケーションには不十分だ。前述の注文簿の例を挙げると、マーケットメイカーにとって、もしアービトラージャーの取引がより早くブロックに取り込まれるなら、「数秒以内に上链」する保証は意味をなさない。強力な上链保証がなければ、マーケットメイカーはスプレッドを拡大し、ユーザーにより悪い価格を提示して逆選択リスクをヘッジせざるを得なくなる。これにより、オンチェーンの取引は他のより強力な保証を持つ取引所に比べて魅力を失う。もしブロックチェーンが資本市場の近代化インフラとして真に実現されるなら、開発者はこれらの課題を解決し、注文簿などの高付加価値アプリケーションがオンチェーンで繁栄できる環境を整える必要がある。予測可能性はどこで難しいのか？===========既存のパブリックチェーン上で取引の上链保証を強化し、こうした金融シナリオを支えることは非常に困難だ。現在の一部プロトコルは、単一のノード（「ブロック提案ノード」）に依存し、そのノードが指定された時間内にどの取引をパッキング（まとめて記録）するかを決定している。この設計は高性能なパブリックチェーンの構築の技術的難易度を下げる一方で、潜在的な経済的独占点を生み出している—すなわち、ブロック提案ノードはそこから価値を獲得できる。一般に、ノードがブロック提案者に選ばれる期間中、そのノードはブロック内に含める取引を絶対的にコントロールできる。金融活動を担うパブリックチェーンにとって、提案ノードは特権的な立場にある。もしそのノードが特定の取引をパッキングしないと決めた場合、ユーザーは次の提案ノードがその取引をパッキングしてくれるのを待つしかない。非許可型ネットワークでは、提案ノードは本質的に価値を獲得しようとする動機を持つ—これが一般に「マイナー・エクストラクト・バリュー（MEV）」と呼ばれるものだ。MEVは単なるAMMの取引に対する三明治攻撃だけにとどまらない。たとえ提案ノードが取引のパッキングを数十ミリ秒遅らせるだけでも、巨額の利益を得ることができ、基盤となるアプリケーションの効率も大きく低下させる。注文簿が一部のトレーダーの取引だけを優先処理する場合、他の参加者にとって不公平となる。極端なケースでは、提案ノードの悪意ある行動により、取引者がそのプラットフォームを完全に放棄する事態も起こり得る。例を挙げると、米連邦準備制度理事会（FRB）が利上げを発表し、ETH価格が瞬間的に5%下落したとき、注文簿のすべてのマーケットメイカーは慌てて既存の注文を取り消し、新価格で再注文を行う。同時に、すべてのアービトラージャーも取引を提出し、古い注文に従ってETHを売ろうとする。もしこの注文簿が単一の提案ノード設計のプロトコル上で動作している場合、そのノードは非常に大きな権力を持つことになる。すべてのマーケットメイカーの取り消し取引を直接審査し、アービトラージャーに巨額の利益をもたらすこともできるし、取り消しを完全に審査せず遅延させて処理し、アービトラージャーの取引が上链された後に放行することも可能だ。さらには、自らのアービトラージ取引を直接挿入し、価格差から全額利益を得ることもできる。二つの核心的要求：検閲耐性と取引の秘匿性-----------------このような優位性を持つ提案ノードに対して、マーケットメイカーの積極的な参加は無益となる—価格が変動すればするほど、逆に利用されるリスクが高まる。根本的な問題は、提案ノードが二つの側面で過剰な特権を持っていることにある。すなわち、提案ノードは任意の取引を審査できるし、他者の取引内容を見てそれに応じた対応取引を提出できる。### 例を用いた説明問題を明確にするために一つのケースを考えよう。仮に、オークションに二人の入札者—アリスとボブ—がいるとする。ボブはちょうどそのオークションのブロック提案ノードだとする（入札者は二人だけと仮定し、説明のために簡略化しているが、実際には任意の数の入札者に適用できる）。オークションはブロック生成中に受付けられ、時間範囲は t=0 から t=1 とする。アリスは tA で入札 bA を提出し、ボブは tB（tB > tA）で入札 bB を提出する。ボブはそのブロックの提案者なので、常に最後の入札を行うことができる。アリスとボブは、継続的に更新される資産の実勢価格（例：中央集権的取引所の中間価格）を読み取ることができるとする。時刻 t における価格を pt とし、任意の時刻 t で、オークション終了時（t=1）の資産価格は現在の pt と等しいと期待している。オークションのルールは単純で、より高い入札者が勝ち、自己の入札価格で取引される。### 検閲耐性の必要性今、ボブが提案ノードの優位性を悪用した場合を考えよう。もしボブがアリスの入札を審査できるなら、オークションの仕組みは破綻する。彼は極めて低い価格を提示するだけで勝利を確実にし、他の入札はすべて遮断されるためだ。これにより、最終的なオークションの収益はほぼゼロに近づく。### 取引の秘匿性の必要性より複雑なケースとして、ボブはアリスの入札を直接審査できないが、自分の入札前に彼女の入札内容を見ることができるとする。この場合、ボブは単純な戦略を取る。すなわち、入札時に現在の価格 ptB が bA より高いかどうかを判断し、高ければ bA より少し高い価格を提示し、そうでなければ入札を見送る。この戦略により、アリスは常に逆選択に直面することになる。価格更新後に、彼女の入札が資産の予想価値を上回る場合だけ勝てる。そうでないときは、負けることになり、最終的には入札に参加しなくなる。すべての競争相手が離脱した後、ボブは再び極低価格を提示して勝ち、オークションの収益はゼロになる。このケースの核心的結論は、「オークションの時間は重要ではない。もしボブがアリスの入札を審査できるか、あるいは事前に見られるなら、そのオークションは破綻する」ということだ。この論理は、現物取引、永久スワップ、デリバティブ取引所などの高頻度資産取引のすべてに適用できる。もし、ボブのような権限を持つ提案ノードが存在すれば、市場の仕組みは根底から崩壊する。こうしたシナリオに対応できるサービスを提供するチェーン上のプロダクトを実現するには、提案ノードにこのような特権を与えてはならない。これらの問題は、現実にはどのように発生しているのか？=================上記の記述は、無許可の単一提案ノードプロトコルを採用したオンチェーン取引の未来像を悲観的に描いている。しかし、多くのこの種のプロトコル上の分散型取引所（DEX）の取引量は依然として良好だ。なぜか？実際には、二つの力が相殺し合っている。* 提案ノードは、その経済的特権を完全に乱用していない。なぜなら、彼ら自身が基盤となるパブリックチェーンの成功に対して大きな利益を持っているからだ。 * さまざまなアプリケーションは、こうした問題に対して回避策を構築しており、自身の脆弱性を低減させている。 これら二つの要素により、今のところDeFi（分散型金融）は動いているが、長期的には、オンチェーン市場が伝統的なオフチェーン市場と本当に競争できるレベルには達していない。経済活動が盛んなパブリックチェーン上で提案資格を得るには、多くのトークンをステーク（預け入れ）する必要がある。そのため、提案ノードは大量のステークを持つか、十分な信用を有し、他のトークン保有者から委任を受けている必要がある。いずれの場合も、大規模なノード運営者は一般に公開された実体であり、信用リスクに直面している。信用だけでなく、保有するステークも、彼らがブロックチェーンの健全な発展を促進する動機となる。こうした理由から、現状では、上記のように提案ノードが市場権力を乱用している例はほとんど見られない—しかし、それが問題の不存在を意味するわけではない。一方、社会的圧力や長期的利益に訴えることでノード運営者の善意を促すのは、未来の金融システムの信頼できる基盤にはならない。オンチェーンの金融活動が拡大するにつれ、提案ノードの潜在的な利益も比例して増大する。この潜在的利益が大きくなるほど、短期的な利益に反して行動させる社会的な制約はより困難になる。また、提案ノードの市場権力の乱用は、緩やかに進行する連続的なスペクトルの上にある。彼らは一方的に段階的に試行し、より高い収益を得るために権力を行使できる。特定の運営者が許容範囲を超える行動を繰り返すと、他のノードもそれに追随し始める。個々のノードの行動は限定的に見えるが、全体が同じ方向に動き出すと、その衝撃は非常に大きい。この現象を最もよく示す例は、時系列ゲーム（タイムシーケンス・ゲーム）だ。提案ノードは、ブロックを遅延させつつも、依然として有効な状態を保つことで、より高い報酬を狙う。この戦略は、ブロック生成時間を長引かせる結果となり、過激な行動を取るとブロックがスキップされることさえある。こうした戦略の収益性は広く知られているが、最初は良好な管理者のイメージを守るために採用されなかった。しかし、この社会的なバランスは非常に脆弱だ。ある運営者がこの戦略を採用し、より高い収益を得て罰せられなければ、他の運営者も追随し始める。時系列ゲームは、提案ノードが完全に権力を乱用しない範囲で収益を増やす一例にすぎない。彼らは他にも多くの手段を用いて、アプリケーションのコストを犠牲にして自己の利益を高めることができる。これらの手段は単体では許容範囲内に見えるかもしれないが、最終的には、運用コストが利益を超える臨界点に達する。もう一つのDeFiの正常な運用を支える要素は、アプリケーションがコアロジックをオフチェーンに移し、その結果だけを上链することだ。例えば、すべての高速なオークションを必要とするプロトコルは、チェーン外で実行される仕組みを採用している。こうしたアプリは、許可されたノードのグループ上で動作し、悪意のある提案ノードの問題を回避している。例えば、UniswapXは、イーサリアムのメインネット上で荷蘭式オークションをオフチェーンで実行し、Cowswapもバッチオークションをオフチェーンで行っている。この方法はアプリの運用を保証する一方で、基盤となるパブリックチェーンとその上に構築されるコアバリューの主張を危うくしている。アプリの実行ロジックがすべてオフチェーンにある場合、基盤となるパブリックチェーンは単なる決済層に過ぎなくなる。DeFiの最大の強みの一つは「合成性（コンポーザビリティ）」だが、すべての実行がオフチェーンで行われる世界では、これらのアプリは本質的に分断された環境に置かれる。オフチェーン実行に依存すると、これらのアプリの信頼モデルに新たな前提が加わる。すなわち、アプリは基盤となるパブリックチェーンの正常な動作だけでなく、オフチェーンのインフラも正常に稼働している必要がある。予測可能性をどう実現するか========これらの問題を解決するには、プロトコルは二つの主要な特性を満たす必要がある：**安定した取引の上链とソートルール、そして取引確定前のプライバシー保護**。核心的要件一：検閲耐性----------**最初の特性は「短期的な検閲耐性」と総称できる**。もしあるプロトコルが短期的な検閲耐性を備えていれば、誠実なノードに到達した取引は次の利用可能なブロックに確実に記録される。**短期的検閲耐性**：時間通りに誠実なノードに到達した有効な取引は、必ず次のブロックに含まれる。より正確には、プロトコルが一定のクロックに基づいて動作し、ブロックが一定間隔で生成されると仮定しよう。例えば、100ミリ秒ごとにブロックが生成されるとする。このとき、次の保証が必要だ：もし取引が250ミリ秒に誠実なノードに到達した場合、その取引は300ミリ秒に生成されるブロックに必ず含まれるべきだ。攻撃者は、取引を選別したり、意図的に遅延させたり、特定の取引を除外したりする権限を持つべきではない。この定義の核心は、ユーザーやアプリケーションが、任意の時点で取引を確実に上链できる高度な信頼性を持つ仕組みを持つべきだという点にある。単一ノードの提案型プロトコルでは、この特性は満たされない。なぜなら、もしその時点の唯一の提案ノードが悪意を持てば、取引は他の経路なく上链されないからだ。しかし、たとえ4つのノードのうち少なくとも一つが常に正直に動き、各時点で少なくとも一つのノードが取引を確実にパッキングできる仕組みがあれば、取引の上链の予測性は大きく向上する。アプリケーションの安定した発展のためには、性能の一部を犠牲にしてでも信頼性を高めることが価値がある。最適なバランスを見つけるにはさらなる研究が必要だが、現行のプロトコルが提供する保証は十分ではない。一旦取引の上链が保証されれば、ソート（並び替え）の問題は解決する。プロトコルは、優先料金に基づくソートや、アプリケーションが状態とやり取りする取引の柔軟な並び替えを採用できる。最適なソート方法は研究の活発なテーマだが、いずれにせよ、取引が確実に上链されて初めて、ソートルールの意義が生まれる。核心的要件二：情報の秘匿性-----------短期的検閲耐性を実現した後、次に必要なのは、「我々が『隠蔽性』と呼ぶプライバシー保護機能」だ。**隠蔽性**：取引が最終的に確定して上链されるまでの間、その内容を、取引を受理したノード以外のいかなる参加者も知ることができない。この条件を満たすプロトコルは、受理ノードは提出された取引を平文で閲覧できるが、その他の部分は、合意形成や取引の最終ログへの記録前には内容を知られないように設計される。例えば、タイムロック暗号化を用いて、一定時間前はブロックの内容を見えなくしたり、閾値暗号を採用して、委員会がブロックの不可逆性を確認した後に解読したりできる。これにより、ノードは提出された取引情報を悪用できる可能性があるが、ネットワークの他のノードは合意形成前にその内容を知ることはできない。取引がネットワークに公開された時点で、すでにソートと確定が完了しているため、他の参加者は先行して取引を仕掛けることはできない。この特性を実用的にするには、任意の時点で複数のノードが取引を上链できる必要がある。なぜより強いプライバシーの定義—例えば、取引確定前はユーザ本人だけが内容を知る（暗号化された取引プールのような方式）—を採用しなかったのか？それは、プロトコルの一部にゴミ取引（スパム）を排除する仕組みが必要だからだ。取引内容が完全に隠されていると、ネットワークはゴミと有効な取引を区別できなくなる。唯一の解決策は、取引に一部の非秘匿メタデータ（例：支払いアドレス）を残すことだが、これも攻撃者に情報漏洩のリスクをもたらす。したがって、我々は、「単一ノードは取引の全内容を見られるが、ネットワークの他のノードは見られない」設計を好む。ただし、これを実現するには、ユーザは少なくとも一つの誠実なノードを持ち、そのノードを通じて取引を上链させる必要がある。結論==短期的検閲耐性と情報の隠蔽性の両方を備えたプロトコルは、金融アプリケーションの理想的な基盤となる。例えば、オンチェーンのオークションの例に戻ると、これら二つの特性は、ボブが市場崩壊を引き起こす可能性を根本的に排除する。ボブはアリスの入札内容を審査できず、またそれを利用して自らの入札を操作することもできない。これにより、前述の問題点1と問題点2は正確に解決される。短期的検閲耐性の保証の下、取引を提出したユーザ—それが取引や入札であれ—は、即座に取引が上链されることを確信できる。マーケットメイカーは注文を更新でき、入札者は迅速に価格を提示でき、清算も効率的に行える。ユーザは、自分が行った操作が即座に実行されることを信頼できる。これにより、新世代の低遅延なリアルワールド金融アプリケーションが完全にオンチェーン上に構築可能となる。ブロックチェーンが既存の金融インフラと競争し、さらにはその性能を超えるためには、スループットだけでなく、これらの課題も解決しなければならない。
a16z: Empowering the Future of On-Chain Markets The Critical Role of Predictability
著者：Pranav Garimidi、Joachim Neu、Max Resnick、a16z cryptoリサーチャー；出典：a16z crypto；翻訳：Shaw 金色财经
現在のブロックチェーンは、自身が既存の金融インフラと競争できるだけの処理能力を備えていると胸を張って宣言できる段階に達している。現行の生産環境システムは毎秒数万件の取引を処理可能であり、将来的にはその性能は桁違いに向上していく見込みだ。
しかし、単なるスループットの向上だけでなく、金融アプリケーションには予測可能性も求められる。取引が発行された際—それが取引、入札、オプション行使であれ—、その取引が確実に上链（オンチェーンに記録）されるまでの時間を信頼性高く保証できることは、金融システムの正常な運用にとって極めて重要だ。もし取引に予測不能な遅延（悪意の干渉や偶発的な事情を問わず）が生じると、多くのアプリケーションは正常に機能しなくなる。チェーン上の金融アプリケーションに競争力を持たせるには、ブロックチェーンは短期的な取引の上链保証を提供しなければならない。すなわち、有効な取引がネットワークに提出された瞬間に、それができるだけ早くブロックに記録されることを保証する必要がある。
例として、オンチェーンの注文簿を考えてみよう。効率的な注文簿は、マーケットメイカーが継続的に売買注文を出すことで流動性を提供する仕組みだ。マーケットメイカーの核心的な課題は、買値と売値の差（スプレッド）をできるだけ縮小しつつ、価格の乖離による逆選択リスクを避けることだ。そのため、マーケットメイカーは常に最新の市場状況を反映した注文を更新し続ける必要がある。例えば、米連邦準備制度理事会（FRB）の公告による資産価格の大きな変動時には、即座に注文を新価格に更新しなければならない。このとき、注文更新に用いる取引が即座に上链されないと、アービトラージャーは古い価格で取引を行い、損失を被ることになる。マーケットメイカーはこのリスクを低減するためにスプレッドを拡大せざるを得ず、その結果、オンチェーンの取引プラットフォームの競争力が低下してしまう。
予測可能な取引の上链メカニズムは、マーケットメイカーに信頼できる保証を提供し、チェーン外の出来事に迅速に対応できるようにし、オンチェーン市場の効率的な運営を維持する。
現状とニーズのギャップ
現状、既存のパブリックブロックチェーンは、数秒スケールで比較的信頼できる最終的な上链保証を提供できるに過ぎない。この保証は決済用途には十分だが、多数の市場参加者がリアルタイムで情報に反応する必要のある金融アプリケーションには不十分だ。前述の注文簿の例を挙げると、マーケットメイカーにとって、もしアービトラージャーの取引がより早くブロックに取り込まれるなら、「数秒以内に上链」する保証は意味をなさない。強力な上链保証がなければ、マーケットメイカーはスプレッドを拡大し、ユーザーにより悪い価格を提示して逆選択リスクをヘッジせざるを得なくなる。これにより、オンチェーンの取引は他のより強力な保証を持つ取引所に比べて魅力を失う。
もしブロックチェーンが資本市場の近代化インフラとして真に実現されるなら、開発者はこれらの課題を解決し、注文簿などの高付加価値アプリケーションがオンチェーンで繁栄できる環境を整える必要がある。
予測可能性はどこで難しいのか？
既存のパブリックチェーン上で取引の上链保証を強化し、こうした金融シナリオを支えることは非常に困難だ。現在の一部プロトコルは、単一のノード（「ブロック提案ノード」）に依存し、そのノードが指定された時間内にどの取引をパッキング（まとめて記録）するかを決定している。この設計は高性能なパブリックチェーンの構築の技術的難易度を下げる一方で、潜在的な経済的独占点を生み出している—すなわち、ブロック提案ノードはそこから価値を獲得できる。一般に、ノードがブロック提案者に選ばれる期間中、そのノードはブロック内に含める取引を絶対的にコントロールできる。
金融活動を担うパブリックチェーンにとって、提案ノードは特権的な立場にある。もしそのノードが特定の取引をパッキングしないと決めた場合、ユーザーは次の提案ノードがその取引をパッキングしてくれるのを待つしかない。非許可型ネットワークでは、提案ノードは本質的に価値を獲得しようとする動機を持つ—これが一般に「マイナー・エクストラクト・バリュー（MEV）」と呼ばれるものだ。MEVは単なるAMMの取引に対する三明治攻撃だけにとどまらない。たとえ提案ノードが取引のパッキングを数十ミリ秒遅らせるだけでも、巨額の利益を得ることができ、基盤となるアプリケーションの効率も大きく低下させる。注文簿が一部のトレーダーの取引だけを優先処理する場合、他の参加者にとって不公平となる。極端なケースでは、提案ノードの悪意ある行動により、取引者がそのプラットフォームを完全に放棄する事態も起こり得る。
例を挙げると、米連邦準備制度理事会（FRB）が利上げを発表し、ETH価格が瞬間的に5%下落したとき、注文簿のすべてのマーケットメイカーは慌てて既存の注文を取り消し、新価格で再注文を行う。同時に、すべてのアービトラージャーも取引を提出し、古い注文に従ってETHを売ろうとする。もしこの注文簿が単一の提案ノード設計のプロトコル上で動作している場合、そのノードは非常に大きな権力を持つことになる。すべてのマーケットメイカーの取り消し取引を直接審査し、アービトラージャーに巨額の利益をもたらすこともできるし、取り消しを完全に審査せず遅延させて処理し、アービトラージャーの取引が上链された後に放行することも可能だ。さらには、自らのアービトラージ取引を直接挿入し、価格差から全額利益を得ることもできる。
二つの核心的要求：検閲耐性と取引の秘匿性
このような優位性を持つ提案ノードに対して、マーケットメイカーの積極的な参加は無益となる—価格が変動すればするほど、逆に利用されるリスクが高まる。根本的な問題は、提案ノードが二つの側面で過剰な特権を持っていることにある。すなわち、提案ノードは任意の取引を審査できるし、他者の取引内容を見てそれに応じた対応取引を提出できる。
例を用いた説明
問題を明確にするために一つのケースを考えよう。仮に、オークションに二人の入札者—アリスとボブ—がいるとする。ボブはちょうどそのオークションのブロック提案ノードだとする（入札者は二人だけと仮定し、説明のために簡略化しているが、実際には任意の数の入札者に適用できる）。
オークションはブロック生成中に受付けられ、時間範囲は t=0 から t=1 とする。アリスは tA で入札 bA を提出し、ボブは tB（tB > tA）で入札 bB を提出する。ボブはそのブロックの提案者なので、常に最後の入札を行うことができる。アリスとボブは、継続的に更新される資産の実勢価格（例：中央集権的取引所の中間価格）を読み取ることができるとする。時刻 t における価格を pt とし、任意の時刻 t で、オークション終了時（t=1）の資産価格は現在の pt と等しいと期待している。オークションのルールは単純で、より高い入札者が勝ち、自己の入札価格で取引される。
検閲耐性の必要性
今、ボブが提案ノードの優位性を悪用した場合を考えよう。もしボブがアリスの入札を審査できるなら、オークションの仕組みは破綻する。彼は極めて低い価格を提示するだけで勝利を確実にし、他の入札はすべて遮断されるためだ。これにより、最終的なオークションの収益はほぼゼロに近づく。
取引の秘匿性の必要性
より複雑なケースとして、ボブはアリスの入札を直接審査できないが、自分の入札前に彼女の入札内容を見ることができるとする。この場合、ボブは単純な戦略を取る。すなわち、入札時に現在の価格 ptB が bA より高いかどうかを判断し、高ければ bA より少し高い価格を提示し、そうでなければ入札を見送る。
この戦略により、アリスは常に逆選択に直面することになる。価格更新後に、彼女の入札が資産の予想価値を上回る場合だけ勝てる。そうでないときは、負けることになり、最終的には入札に参加しなくなる。すべての競争相手が離脱した後、ボブは再び極低価格を提示して勝ち、オークションの収益はゼロになる。
このケースの核心的結論は、「オークションの時間は重要ではない。もしボブがアリスの入札を審査できるか、あるいは事前に見られるなら、そのオークションは破綻する」ということだ。
この論理は、現物取引、永久スワップ、デリバティブ取引所などの高頻度資産取引のすべてに適用できる。もし、ボブのような権限を持つ提案ノードが存在すれば、市場の仕組みは根底から崩壊する。こうしたシナリオに対応できるサービスを提供するチェーン上のプロダクトを実現するには、提案ノードにこのような特権を与えてはならない。
これらの問題は、現実にはどのように発生しているのか？
上記の記述は、無許可の単一提案ノードプロトコルを採用したオンチェーン取引の未来像を悲観的に描いている。しかし、多くのこの種のプロトコル上の分散型取引所（DEX）の取引量は依然として良好だ。なぜか？
実際には、二つの力が相殺し合っている。
提案ノードは、その経済的特権を完全に乱用していない。なぜなら、彼ら自身が基盤となるパブリックチェーンの成功に対して大きな利益を持っているからだ。
さまざまなアプリケーションは、こうした問題に対して回避策を構築しており、自身の脆弱性を低減させている。
これら二つの要素により、今のところDeFi（分散型金融）は動いているが、長期的には、オンチェーン市場が伝統的なオフチェーン市場と本当に競争できるレベルには達していない。
経済活動が盛んなパブリックチェーン上で提案資格を得るには、多くのトークンをステーク（預け入れ）する必要がある。そのため、提案ノードは大量のステークを持つか、十分な信用を有し、他のトークン保有者から委任を受けている必要がある。いずれの場合も、大規模なノード運営者は一般に公開された実体であり、信用リスクに直面している。信用だけでなく、保有するステークも、彼らがブロックチェーンの健全な発展を促進する動機となる。こうした理由から、現状では、上記のように提案ノードが市場権力を乱用している例はほとんど見られない—しかし、それが問題の不存在を意味するわけではない。
一方、社会的圧力や長期的利益に訴えることでノード運営者の善意を促すのは、未来の金融システムの信頼できる基盤にはならない。オンチェーンの金融活動が拡大するにつれ、提案ノードの潜在的な利益も比例して増大する。この潜在的利益が大きくなるほど、短期的な利益に反して行動させる社会的な制約はより困難になる。
また、提案ノードの市場権力の乱用は、緩やかに進行する連続的なスペクトルの上にある。彼らは一方的に段階的に試行し、より高い収益を得るために権力を行使できる。特定の運営者が許容範囲を超える行動を繰り返すと、他のノードもそれに追随し始める。個々のノードの行動は限定的に見えるが、全体が同じ方向に動き出すと、その衝撃は非常に大きい。
この現象を最もよく示す例は、時系列ゲーム（タイムシーケンス・ゲーム）だ。提案ノードは、ブロックを遅延させつつも、依然として有効な状態を保つことで、より高い報酬を狙う。この戦略は、ブロック生成時間を長引かせる結果となり、過激な行動を取るとブロックがスキップされることさえある。こうした戦略の収益性は広く知られているが、最初は良好な管理者のイメージを守るために採用されなかった。しかし、この社会的なバランスは非常に脆弱だ。ある運営者がこの戦略を採用し、より高い収益を得て罰せられなければ、他の運営者も追随し始める。
時系列ゲームは、提案ノードが完全に権力を乱用しない範囲で収益を増やす一例にすぎない。彼らは他にも多くの手段を用いて、アプリケーションのコストを犠牲にして自己の利益を高めることができる。これらの手段は単体では許容範囲内に見えるかもしれないが、最終的には、運用コストが利益を超える臨界点に達する。
もう一つのDeFiの正常な運用を支える要素は、アプリケーションがコアロジックをオフチェーンに移し、その結果だけを上链することだ。例えば、すべての高速なオークションを必要とするプロトコルは、チェーン外で実行される仕組みを採用している。こうしたアプリは、許可されたノードのグループ上で動作し、悪意のある提案ノードの問題を回避している。例えば、UniswapXは、イーサリアムのメインネット上で荷蘭式オークションをオフチェーンで実行し、Cowswapもバッチオークションをオフチェーンで行っている。
この方法はアプリの運用を保証する一方で、基盤となるパブリックチェーンとその上に構築されるコアバリューの主張を危うくしている。アプリの実行ロジックがすべてオフチェーンにある場合、基盤となるパブリックチェーンは単なる決済層に過ぎなくなる。DeFiの最大の強みの一つは「合成性（コンポーザビリティ）」だが、すべての実行がオフチェーンで行われる世界では、これらのアプリは本質的に分断された環境に置かれる。オフチェーン実行に依存すると、これらのアプリの信頼モデルに新たな前提が加わる。すなわち、アプリは基盤となるパブリックチェーンの正常な動作だけでなく、オフチェーンのインフラも正常に稼働している必要がある。
予測可能性をどう実現するか
これらの問題を解決するには、プロトコルは二つの主要な特性を満たす必要がある：安定した取引の上链とソートルール、そして取引確定前のプライバシー保護。
核心的要件一：検閲耐性
最初の特性は「短期的な検閲耐性」と総称できる。もしあるプロトコルが短期的な検閲耐性を備えていれば、誠実なノードに到達した取引は次の利用可能なブロックに確実に記録される。
短期的検閲耐性：時間通りに誠実なノードに到達した有効な取引は、必ず次のブロックに含まれる。
より正確には、プロトコルが一定のクロックに基づいて動作し、ブロックが一定間隔で生成されると仮定しよう。例えば、100ミリ秒ごとにブロックが生成されるとする。このとき、次の保証が必要だ：もし取引が250ミリ秒に誠実なノードに到達した場合、その取引は300ミリ秒に生成されるブロックに必ず含まれるべきだ。攻撃者は、取引を選別したり、意図的に遅延させたり、特定の取引を除外したりする権限を持つべきではない。この定義の核心は、ユーザーやアプリケーションが、任意の時点で取引を確実に上链できる高度な信頼性を持つ仕組みを持つべきだという点にある。単一ノードの提案型プロトコルでは、この特性は満たされない。なぜなら、もしその時点の唯一の提案ノードが悪意を持てば、取引は他の経路なく上链されないからだ。しかし、たとえ4つのノードのうち少なくとも一つが常に正直に動き、各時点で少なくとも一つのノードが取引を確実にパッキングできる仕組みがあれば、取引の上链の予測性は大きく向上する。アプリケーションの安定した発展のためには、性能の一部を犠牲にしてでも信頼性を高めることが価値がある。最適なバランスを見つけるにはさらなる研究が必要だが、現行のプロトコルが提供する保証は十分ではない。
一旦取引の上链が保証されれば、ソート（並び替え）の問題は解決する。プロトコルは、優先料金に基づくソートや、アプリケーションが状態とやり取りする取引の柔軟な並び替えを採用できる。最適なソート方法は研究の活発なテーマだが、いずれにせよ、取引が確実に上链されて初めて、ソートルールの意義が生まれる。
核心的要件二：情報の秘匿性
短期的検閲耐性を実現した後、次に必要なのは、「我々が『隠蔽性』と呼ぶプライバシー保護機能」だ。
隠蔽性：取引が最終的に確定して上链されるまでの間、その内容を、取引を受理したノード以外のいかなる参加者も知ることができない。
この条件を満たすプロトコルは、受理ノードは提出された取引を平文で閲覧できるが、その他の部分は、合意形成や取引の最終ログへの記録前には内容を知られないように設計される。例えば、タイムロック暗号化を用いて、一定時間前はブロックの内容を見えなくしたり、閾値暗号を採用して、委員会がブロックの不可逆性を確認した後に解読したりできる。これにより、ノードは提出された取引情報を悪用できる可能性があるが、ネットワークの他のノードは合意形成前にその内容を知ることはできない。取引がネットワークに公開された時点で、すでにソートと確定が完了しているため、他の参加者は先行して取引を仕掛けることはできない。この特性を実用的にするには、任意の時点で複数のノードが取引を上链できる必要がある。
なぜより強いプライバシーの定義—例えば、取引確定前はユーザ本人だけが内容を知る（暗号化された取引プールのような方式）—を採用しなかったのか？それは、プロトコルの一部にゴミ取引（スパム）を排除する仕組みが必要だからだ。取引内容が完全に隠されていると、ネットワークはゴミと有効な取引を区別できなくなる。唯一の解決策は、取引に一部の非秘匿メタデータ（例：支払いアドレス）を残すことだが、これも攻撃者に情報漏洩のリスクをもたらす。したがって、我々は、「単一ノードは取引の全内容を見られるが、ネットワークの他のノードは見られない」設計を好む。ただし、これを実現するには、ユーザは少なくとも一つの誠実なノードを持ち、そのノードを通じて取引を上链させる必要がある。
結論
短期的検閲耐性と情報の隠蔽性の両方を備えたプロトコルは、金融アプリケーションの理想的な基盤となる。例えば、オンチェーンのオークションの例に戻ると、これら二つの特性は、ボブが市場崩壊を引き起こす可能性を根本的に排除する。ボブはアリスの入札内容を審査できず、またそれを利用して自らの入札を操作することもできない。これにより、前述の問題点1と問題点2は正確に解決される。
短期的検閲耐性の保証の下、取引を提出したユーザ—それが取引や入札であれ—は、即座に取引が上链されることを確信できる。マーケットメイカーは注文を更新でき、入札者は迅速に価格を提示でき、清算も効率的に行える。ユーザは、自分が行った操作が即座に実行されることを信頼できる。これにより、新世代の低遅延なリアルワールド金融アプリケーションが完全にオンチェーン上に構築可能となる。ブロックチェーンが既存の金融インフラと競争し、さらにはその性能を超えるためには、スループットだけでなく、これらの課題も解決しなければならない。