パートナーは、エコシステムにとって非常に重要であるため、ConsenSysのJames Beck氏のこの記事は重要です。彼はEthereumスケーリング・ソリューションを判断するためのフレームワークを作成しており、以下は彼の最新記事であるSKALEネットワークに関する詳細な考察となります。

EthereumユーザーのためのSKALEチェーン分析
著者: James Beck氏 - 2021年9月16日

レイヤー2ネットワークやサイドチェーンなどのスケーリング技術は、Ethereum上のトランザクションコストと時間を大幅に削減することを目的としています。当初私たちは、Ethereumユーザーが、レイヤー1のEthereumのセキュリティを継承するスケーリング・ソリューションを評価する際に、4つのシンプルな質問を元にフレームワークを提案しました:1)オペレーターは誰でしょうか? 2)データはどうなっているのでしょうか?3)スタックはどうなっているのでしょうか? 4)最悪の事態にどのように備えているのでしょうか?このブログ記事では、このようなフレームワークを適用してSKALEネットワークを分析しています。

オペレーターは誰でしょうか?

Ethereumメインネットのマイニングノードは、新しいブロックを作成するために一定の計算資源が費やされたことを証明することで、ネットワークの移動または「オペレーター」としての役割を果たします。L2ソリューションでは、L2ネットワークを動かすことができるEthereumメインネットのマイナーに相当するネットワーク上の「オペレーター」が必要となります。しかし、これらのオペレーターにはいくつかの相違点があります。例えば、L2オペレーターは、マイナーのようにトランザクションを処理して承認すると共に、ユーザーがレイヤー2自体に出入りすることを容易にすることができます。

  • SKALEネットワークを運用するために必要な人やモノとは?

SKALEは、Ethereumネイティブ・マルチチェーン・ネットワークです。ネットワーク・オペレーションの大部分はEthereum上で行われているため、Ethereumネイティブというわけです。また、Ethereumから価値を吸い取るだけの寄生チェーンとして機能するのではなく、手数料という形でEthereumに価値を還元しています。さらに、「Claimed Chain」であるため、Ethereumが機能しなくなれば、SKALEも機能しなくなります。最後に、分散化されたオープンでコミュニティが運営するブロックチェーン・ネットワークであるため、様々な規模のSKALEチェーンが絶えず拡大しています。これらのSKALEチェーンは、大規模に共有されたバリデータープールからランダムに選択され、頻繁にローテーションされるノードセットによって運用および維持されます。

バリデーション・ノードを運用する組織は、バリデーター・オペレーターと呼ばれます。バリデータ・オペレーターは、SKALEメインネットにノードをライブで統合するため、経済的および技術的なネットワーク・ノード・ベンチマークを満たす必要があります。これらの要件は、分散化されたオンチェーン・メカニズムによって実施されます。ノードの経済的要件は、バリデーター・オペレーターまたは、バリデーター・アドレスにSKLトークンをステークする個人/団体/組織が提出できるステーク最小要件(MSR)を満たしていることを意味しています。これは、ノードが準拠状態になるためには、最小量のSKLを常にスタックする必要があることを意味します。現在、5つの固有エンティティがEthereumメインネット上でマルチシグ・コントラクトを使用して新しいノードの承認をする暫定的なステップが実施されています。この措置は短期的なもので、近い将来に期限切れとなるように設定されています。

MSRは、ネットワークの成長を促進するために、最初は高い要件レベルからはじまり、時間の経過と共に要件レベルが低くなるように設計されています。現在のMSRは20,000,000SKLトークンに設定されています。2021年後半にはこれを10,000,000SKLトークンまで移行するように提案されており、オンチェーン投票によって最終決定されます。さらに後日、ネットワークの成長を促進するためにMSRを半減させる提案が続けられる予定です。ネットワークの成長は、SKALEチェーンの需要の価格弾力性によって促進され、ネットワークが過負荷になると価格が上昇し、より多くのノードがネットワークに参加する動機となります。

バリデーター・オペレーターに求められる技術要件は、SLAの基準値を満たすことや、ノードの技術仕様をすべて満たすことです。SLAの仕組みは、パフォーマンス、レイテンシー、メモリなどマシン上の物理的コンポーネント、接続性の高さや速度などを評価するために採用されています。ハードウェアやネットワーク接続に必要な要件を満たさず、最適なパフォーマンスを発揮できないノードは、高いパフォーマンスを発揮するバリデーターと同等の報酬を獲得することはできません。

  • SKALEネットワークのオペレーターになる方法と守るべきルールとは?

最も重要なことは、ノードは誠実かつ高いパフォーマンスを維持した上で実行されなければならないということです。その上で誠実な行動をインセンティブとし、不誠実なノードや結託しているノードを処罰する厳しいオンチェーン・ペナルティがあります。さらに、ノードは前の上述した要件を満たしている必要があります。ノードはMSR、ETH残高、ハードウェアの最小要件を満たし、レイテンシーやアップタイムなどのネットワーク・パフォーマンス指標を維持する必要があります。また、オペレーターは適切なバージョンでSKALEソフトウェアを実行する必要があります。そうでない場合は、ノードが準拠するまで、自動的にメンテナンスモードになります。

SKALEネットワークは、バリデーター・オペレーターのテストネット機能を提供しており、オペレーションチームは、SKALEアンバサダーおよびコミュニティ全体と連携して、バリデーター・オペレーターを支援する体制を整えています。

  • SKALEユーザーは、オペレーターに対してどのような信頼を想定しているのでしょうか?

つまり、ユーザーは悪意のあるノードが2/3以下であることに信頼をおいています。悪意のあるノードが2/3以下の場合、チェーン上のお金や資産を盗むことはできません。1/3以上2/3以下のノードに悪意がある場合、動作に影響を与える可能性があります。このシナリオでは、ネットワークはすべてのノード上でバックアップされた一貫したデータのスナップショットを作成します。悪意のあるノードはペナルティを受け、SKALEマネージャーと呼ばれるEthereumメインネット上のスマートコントラクトを介してチェーンから自動削除されます。その後、SKALEマネージャー・コントラクトは、新しいノードリソースを割り当ててチェーンを「自己修復」し、最後に作成されたスナップショットに基づいて新しいチェーンを現在のチェーンと同期させるために、リカバリーとキャッチアップを行います。

共謀や贈収賄を防止するために、追加のセキュリティ対策が実施されています。各ノードはコンテナ化されたソフトウェアを実行しており、同時に多数の異なるチェーンに配置することができます。これにより、ネットワークに大きなリソースを供給することができるだけでなく、チェーン間でセキュリティを共有することができます。1つのチェーン上のノードが悪意のあるものであれば、そのノードはペナルティを受け、そのノードが動作するすべてのチェーンに追加のセキュリティが施されます。エントロピーやノードの割り当ても重要です。悪質なバリデーター・オペレーターは、可能な限り多くのノードを1つのチェーンに配置し、共謀を容易性を高めようとするでしょう。Ethereumネットワークでは、ノードをチェーンにランダムに割り当て、それらを断続的にローテーションさせることで、このような共謀に対してセキュリティを確保しています。乱数発生器には、BLS Randaoのマッシュアップを使用しており、ネットワーク内のすべてのノードが乱数を作成する必要があります。その後、しきい値暗号化を使用して、総数をEthereumメインネットにメッセージし、チェーン割り当てのノードコンテナの選択に使用されます。

要約すると、SKALEコンセンサスは、BLSしきい値暗号を使用してブロックに署名する、リーダーレス非同期BFTコンセンサスです。このコンセンサスアルゴリズムの本質は、ノードオペレーターのうち、2/3が悪意がないということを想定しています。もし、1/3よりも大きな悪意があれば、チェーンを一時停止することができます。もし2/3以上の悪意があれば、台帳を書き換えて資金を盗み、虚偽の真実を作り出すことができます。

各ノードはMSR要件を満たす必要があります。要件とは、ネットワークの「ステーク」です。ノードが悪意を持っている場合、ペナルティが課されます。SKALEネットワークのネットワーク・モニタリング・メカニズムは、パフォーマンスの低いノードや、悪意のあるノードを特定するように設計されています。パフォーマンスの低下に関連する問題は、報酬の削減によって対処されます。また悪意のあるノードを特定した場合は、ガバナンス構造を介して、スラッシングやノード削除などの措置がとられます。

  • オペレーターの責任者とは?また、どのような権限を持っているのでしょうか?

バリデーター・オペレーターは、サーバーをネットワークにプロビジョニングし、正しいバージョンのSKALEソフトウェアの実行、ステーク要件が満たされていることを確認し、適切なSLAを維持する責任を負います。

ノードはバリデーターセットに割り当てられると、スマートコントラクトを実行し、ブロックをバリデートします。彼らはパワーを持っていますが、SKALEのEthereumとのユニークな統合とセキュリティモデルにより、共謀は困難で、大きなコストが発生するようになっています。

  • SKALEノードのオペレーターになる動機とは?

SKALEバリデーターは、SKLノードを安全かつ効果的に運用することで、SKLバウンティトークンを獲得します。その報酬はEthereumネットワーク上のスマートコントラクトを介してオンチェーンで提供されます。SKLバウンティは、毎月のインフレーションとSKALEチェーンをネットワークからレンタルするDAppsからの手数料で構成されています。バウンティプールは、Ethereumネットワーク上のオンチェーン・メカニズムを介して分割され、バリデーターがEthereumネットワークに入力した手数料設定に基づき、ステーカーとバリデーター・オペレーターに自動的に報酬が配布されます。

プルーフ・オブ・ステーク・ネットワークは、スケーラビリティ、スループット、決済時間、ガス手数料、エネルギーに関する現在の問題を大幅に改善することができるため、ブロックチェーン技術の次のステップとして論理的に考えられています。しかし、適切なネットワーク設計は、単なるプルーフ・オブ・ステークモデルに留まらず、バリデーターセットの構造や配置、ノードワーク、コンセンサスモデル、セキュリティモード、チェーン間のメッセージングや、ブリッジアプローチなどを含みます。

SKALEネットワークは、Ethereumネイティブのマルチチェーン・プルーフ・オブ・ステーク・ネットワークで、Ethereumメインネットの重要なセキュリティ特性を引き継いで運用されています。SKALEはEthereumなしでは動作しません。また、SKALEを利用するには、チェーンへのノード割り当て、ステ―キング、スラッシング、トークン転送、SKALEとEthereum間のブリッジアクティビティなどの機能に対するガス手数料をEthereumにお支払いする必要があります。SKALEは革新的な共有プールアプローチを使用して、ノード効率、チェーン・パフォーマンス、およびネットワーク経済性を最適化しながらセキュリティを維持します。

SKALEネットワークは、Web3の成長に合わせて拡張することができるように設計されており、バリデーターがSKALEノードを実行することで、多大なROIを獲得することができます。

詳細はこちら: https://skale.network/blog/validator-economics/

その他のSKALEバリデーターに関するリソースは以下の通りです:

バリデーター・オペレーターのよくある質問と回答 - https://skale.network/blog/the-skale-network-validator-faq/

バウンティとワークフロー - https://skale.network/blog/network-bounties-and-delegation-workflow/

データはどうなっているのでしょうか?

定義上、レイヤー2技術はレイヤー1(Ethereumメインネット)上にデータのチェックポイントを作成する必要があります。ここで懸念されるのは、これらの定期的なレイヤー1チェックポイント間の時間です。具体的には、レイヤー1のセーフハーバーから離れている間、レイヤー2のデータはどのように生成・保存・管理されるのでしょうか?私たちが最も懸念しているのは、ユーザーがパブリック・メインネット上の信頼できるセキュリティから離反している時です。

  • SKALEのロックアップ条件とは?

SKALEチェーン上のアセットは、SKALEチェーンとEthereumメインネットの間で流動的です。エンドユーザーにより良いUXと資本効率を提供します。SKALEからEthereumへのアセットの移動は18秒で完了します。

ただし、「ロールバック」を使用してチェーン上のユーザーを保護することができます。SKALEチェーンのオーナーは、Ethereumブリッジ・コントラクトを介して出金数量を制限することができます。例えば、Y期間にロックされた総価値のX%までの出金を制限することができます。悪意のあるバリデーターが攻撃を行った場合、指定された期間内にSKALEチェーンからX分しか出金することができません。例えば、 DeFiプロトコルでは、10分ごとにTVLの5%を超えないように出金を制限することができます。

このスマートコントラクトがトリガーすることで、チェーンが自動的に一時停止される分散型ガバナンス・メカニズムが開始されます。チェーンを再開し、悪質な行為者にペナルティを与えるためには、2つの特別なセキュリティキーを組み合わせることで、ステートを最後の正確なスナップショット時に戻すことができます。多様なコミュニティメンバーがマルチシグ・スマートコントラクトの下で保有する特別なセキュリティキーが1つ目のキーのトリガーとなります。このキーと、チェーンオーナー(ほとんどの場合、マルチシグ)が保有する特別なセキュリティキーを組み合わせることで、リセットが開始されます。このようにして、分散化を維持しつつ、エンドユーザーが直面する最悪なシナリオへの対応を制限することができます。

さらに、ゼロ知識(ZK)ロールアップは、SKALEチェーン・アプリケーション事業者の統合オプションとなります。SKALEは、ZKオペレーターがSKALEチェーンのアプリケーション開発者にサービスやソフトウェアを販売し、ZK技術を実行することができるオープンなフレームワークです。SKALEコミュニティはこの技術に反対せず、SKALEチェーン上で企業がサービスを分散して実行することができます。

  • SKALE上で資金はいつ頃利用可能になるのでしょうか?

Ethereum上でトランザクションがマイニングされると、すぐにブリッジはSKALEチェーンに関連するメッセージを送信します(インバウンド・トランザクションはEthereum上で10ブロックの確認が必要であり、アウトバウンド・トランザクションはすべてSKALEチェーンを制御するDAppによって設定されます)。具体的には、SKALEチェーンの各ノード(16ノード)が独立してEthereumを監視し、入金トランザクションを実行します。このトランザクションは少なくとも、2/3のノードでトランザクションがマイニングされたことが確認されてからブロックが確認された時点でマイニングが開始されます。Ethereum側からの実行には数分掛かりますが、SKALE側での確認には約4秒しかかかりません。

  • SKALEは、L1 ロックアップを使用しないユーザーへのサポートを提供していますか(例:ユーザーをSKALEに直接オンボーディング後、そのユーザーがEthereumのメインネットにExitすることを希望している場合)?

はい、SKALEチェーン上で直接トークンをマイニングすることができます。流動性プロバイダーやフィアット・オンランプ・サービスは、SKALEに直接接続することができます。

また、NFTはSKALE上で直接マイニングすることができ、バーンさせてメインネットに移動させることができます。

ユーザーが無効なSKALEトランザクションに異議申請をする方法と有効なSKALEトランザクションを証明する方法

紛争は、SKALEチェーンを運営するチェーンオーナーやDAOに直接伝えられます。これらの紛争は、チェーンオーナーのセキュリティ・マルチシグとネットワークDAOの保有するマルチシグを組み合わせた「ロールバック」によって解決されます。ステートは、チェーンオーナーとネットワークDAOのガバナンス・メカニズムによって合意された最新の正確な状態スナップショットに基づいてロールバックすることができます。

SKALEユーザーがExitを希望した場合、ロックアップされたレイヤー1の資金(L2の損益)はどの位の時間でL1に戻すことができるのでしょうか?

現在の指標では、18秒となっています。Exitトランザクションは、SKALE上で秒単位でマイニングされ、その後、ExitメッセージがEthereumに送信され、Ethereum上でマイニングされた資金は利用可能となります。

SKALEでExitを希望するユーザーは、すぐに償還可能なL1資金を提供する流動性プロバイダーがレイヤー1上に存在することを想定していますか?

アセットの転送を効率化するためにSKALEプラグインを構築している流動性プロバイダーは数多く存在します。目標は、UXを可能な限り合理化することです。

スタックはどうなっているのでしょうか?

スタックの比較は、レイヤー2がEthereumメインネットからの変更点を強調するために重要となります。

SKALEスタックはEthereumメインネットのスタックとどの位共有されるのでしょうか?

SKALEは、EthereumのAleth(cpp-ethereum)からフォークされたクライアント(skale-d)を実行します。EVM、RLP、および殆どのRPCコールは変更されていません。一般的にEthereumで動作するコントラクトはSKALE上でも動作します。

SKALEとEthereumメインネットのスタックの違い / それによってどのようなリスクとリターンが生じるのでしょうか?

SKALEは、高速かつガス手数料不要のトランザクション、より大きな計算ブロックサイズ、およびオンチェーン上で直接ファイルを保存することができます。セキュリティ面では、16人のバリデーター・オペレーターだけが常にチェーンを運営しているという点で異なります。しかし、この16人のオペレーターは、ネットワーク上で実行されるより大規模なセキュリティプールの一部です。

最悪の事態にどのように備えているのでしょうか?

SKALEシステムはどのような準備をしているのでしょうか。

  • ユーザーによる大量のExit
  • 無秩序なExitを防止するため、ブリッジでのExitトランザクションはレートが制限されています。
  • チェーンオーナーは、「ロールバック」メカニズムの詳細に従ってExit率を変更することができます。つまり、Y秒間にX%以上のトークンがチェーンからExitした場合、チェーンは一時停止します。
  • SKALEの参加者は、SKALEのコンセンサスをゲーム化しよう考えます(例ば、カルテルを組むこと)。

SKALEは、バリデーター・オペレーターの2/3以下が悪意を持っていることを前提として構築されたブロックチェーンです。もし、2/3以上のオペレーターが悪意を持っていた場合、システムの正常な動作は期待できません。このようなケースは、チェーンへのランダムなノード割り当て、チェーン上で既に実行されているオペレーターのローテーション、良好な動作に対するスラッシングやステーキング報酬等のインセンティブによって防止され、不正が発生する確率は信じられないほど低くなります。

結局、ブロックチェーンとは、人間の行動を数学やコンピューター・サイエンスで調整することを意味します。Bitcoinが安全なのは、人々がお金を失うよりも儲けたいと思っているからです。SKALEは、バリデーター間のインセンティブ調整という同様の特性に依存しています。

さらに、SKALEネットワークを運営するバリデーター・オペレーターは、ETH2を運営する主要なオペレーターであり、Solana、Avalanche、Nearなどの他のあらゆる主要なチェーンも運営しています。プルーフ・オブ・ステーク・ネットワークの80%は、20%以下のバリデーターで運営されています。これらのバリデーターはエンドユーザーからお金を盗むために意図的に共謀してカルテルを組むことで、SKALEチェーンだけでなく、すべてのネットワークで仕事を失うことになります。さらに、これらのバリデーターの多くは、デリゲーターに自社のビジネスを宣伝し、オンチェーンIDを自社のブランドと結びつけている有名な企業です。これらの企業は、風評被害のリスクを失うだけでなく、特定法域において法的および刑事上の罰則を受ける可能性があります。全体的に見て、これらの団体が共謀してお金を盗むことは、6つの主要なEthereumマイニングプールが共謀してお金を盗むことよりもさらに可能性が低いといえます。

システムの重要な部分にバグや脆弱性が発見された場合について?

ネットワーク全体を統括し、デリゲーションフローやトークンのステートを制御するSKALEマネージャー・コントラクトは、3件の監査を受けています(ConsenSys社、Diligence社、Quantstamp社)マネージャー・コントラクトはアップグレード可能です。

SKALE - Ethereumブリッジ(IMA)の場合、コントラクトもアップグレード可能で、2回の監査を受けています。セキュリティ上の重大な問題が発生した場合、チェーンオーナーとセカンドパーティがブリッジを無効にして、IMA Ethereumの入金先から資金を出金することができるようにするコアの無効化機能があります。

また、SKALEは1年以上に渡って活発なバグ報酬金プログラムを実施していますが、今のところ致命的な脆弱性に関わる問題は発見されていません。

元記事 - https://consensys.net/blog/blockchain-explained/analyzing-skale-chains-for-an-ethereum-user/