MegaETHホワイトペーパー解説：インフラは眠らない、Vitalikも出資参加した巨額資金調達L2の優位性とは？

2024.06.28

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MegaETHホワイトペーパー解説：インフラは眠らない、Vitalikも出資参加した巨額資金調達L2の優位性とは？

すべての市場関係者がパブリックチェーンのパフォーマンスをめぐるストーリーに審美的疲労を感じている今、MegaETHは一体何によって抜け出せるのか？

2024.06.28 - 01:34:16

MegaETH

Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察

執筆：TechFlow

インフラは眠らない。チェーンはアプリより多い。

市場がさまざまな「天王」プロジェクトのエアドロップによるマーケティングに辟易している中、プライマリーマーケットは依然として新たな「天王」を生み出そうと猛進している。

昨夜、また一つ豪華なバックラインを持つL2が登場した――MegaETH。シードラウンドで2000万ドルを調達し、Dragonflyが主導、Figment Capital、Robot Ventures、Big Brain Holdingsなどが参加。エンジェル投資家にはVitalik、Cobie、Joseph Lubin、Sreeram Kannan、Kartik Talwarらが名を連ねている。

トップVCの主導、Vitalikら業界の大物たちによるエンジェル投資、プロジェクト名に直接「ETH」を冠する……注目リソースが限られる暗号資産市場において、これらのタグはすべてプロジェクトに「正統性」を与えるためのものだ。

公式のプロジェクト説明によれば、MegaETHもまた、ある一つの馴染み深い言葉で要約できる――速さ。

初のリアルタイムブロックチェーン（Real-Time Blockchain）、稲妻のようなトランザクション処理速度、サブミリ秒遅延、毎秒10万件以上のトランザクション処理……

現在、市場参加者の多くがパブリックチェーンのパフォーマンスに関するストーリーに飽きている中、MegaETHはどのようにして差別化を図るのか？

我々はMegaETHのホワイトペーパーを精査し、その答えを探ってみた。

チェーンは多いが、「リアルタイム化」はできていない

仮にストーリーや騒ぎを除いて、なぜ市場にMegaETHというブロックチェーンが必要なのか？

MegaETH自身が提示する答えは、単純にチェーンを増やしてもスケーラビリティ問題は解決できないというものであり、現在のL1/L2は共通の課題に直面している：

すべてのEVMチェーンは取引スループットが低い；
計算能力が不足しており、複雑なアプリケーションをオンチェーンに載せられない；
高い更新頻度または迅速なフィードバックループを必要とするアプリケーションは、長いブロック生成時間のために実現不可能。

つまり、現行のすべてのブロックチェーンは以下の点を満たせていない：

リアルタイム決済：トランザクションがブロックチェーンに到達した瞬間に即座に処理され、結果がほぼ即時に公開される。
リアルタイム処理：ブロックチェーンシステムが極めて短い時間で大量のトランザクションを処理・検証できる。

この「リアルタイム化」が実際の応用シーンでは何を意味するのか？

例えば、高頻度取引（HFT）では、ミリ秒単位で注文の発注とキャンセルを行う必要がある。あるいはリアルタイムのバトルや物理シミュレーションを伴うゲームでは、ブロックチェーンが非常に高い頻度で状態を更新できる必要がある。明らかに、現在のチェーンではこれらは不可能だ。

ノードの専門化、性能のリアルタイム化

では、「リアルタイム化」を実現するために、MegaETHの概略的なアプローチとは何か？要点だけ言えば：

ノードの専門化：取引実行タスクとフルノードの責務を分離し、合意形成のオーバーヘッドを削減する。

もう少し詳しく言うと、MegaETHには三つの主要な役割がある：ソーケンサー（Sequencer）、プローバー（Prover）、フルノード。

具体的には、任意の時点でMegaETHには1つのアクティブなソーケンサーノードのみが取引を実行し、他のノードはP2Pネットワークを通じて状態差分を受け取り、取引を再実行することなくローカルの状態を更新する。

ソーケンサーはユーザーの取引を順序付けし、実行する責任を負う。しかし、MegaETHでは任意の時点でアクティブなソーケンサーは1つだけであるため、通常の実行中のコンセンサスオーバーヘッドが排除される。

プローバーはステートレス検証方式を使用し、非同期かつ順序なしでブロックを検証する。

MegaETHの簡易的な動作フローは以下の通り：

1.取引処理と順序付け：ユーザーが提出した取引はまずソーケンサーに送信され、ソーケンサーがそれらを順番に処理し、新しいブロックと証拠データを生成する。

2.データ公開：ソーケンサーは生成されたブロック、証拠データ、および状態差分をEigenDA（データ可用性レイヤー）に公開し、ネットワーク内でデータが利用可能になるようにする。

3.ブロック検証：プローバーネットワークがソーケンサーからブロックと証拠データを取得し、専用ハードウェアで検証を行い、証明を生成してソーケンサーに返却する。

4. 状態更新：フルノードネットワークがソーケンサーから状態差分を受け取り、ローカルの状態を更新する。同時に、プローバーネットワークを通じてブロックの有効性を検証し、ブロックチェーンの一貫性と安全性を確保する。

先に測定し、その後実行する

ホワイトペーパーの他の内容を見ると、MegaETH自身もこの「ノードの専門化」というアイデアは良いが、それを簡単に実践できるわけではないと認識している。

実際にチェーンを開発する際、MegaETHが持つ優れた考え方は、「先に測定し、その後実行する」こと。すなわち、既存のブロックチェーンシステムの真の問題点を特定するために詳細なパフォーマンス測定を行い、その後に「ノードの専門化」というアイデアを現行システムに適用して問題を解決する。

では、MegaETHはどのような問題を突き止めたのか？

以下はやや初心者向けからは遠い内容であり、興味がない場合は次のセクションまで飛ばしてもよい。

取引実行：彼らの実験によると、512GBメモリを搭載した強力なサーバーを使用しても、既存のイーサリアム実行クライアントRethはリアルタイム同期設定で約1000TPS（1秒あたりの取引数）しか達成できず、既存システムにおける取引実行と更新に顕著なパフォーマンスボトルネックがあることを示している。
並列実行：注目の並列EVMの概念にも、未解決のパフォーマンス問題がある。並列EVMの実際の生産環境での加速効果は、ワークロードの並列度に制限される。MegaETHの測定によると、最近のイーサリアムブロックでは中央値の並列度が2未満であり、複数のブロックを結合しても中央値の並列度は2.75までしか上昇しない。

（並列度が2未満ということは、ほとんどの場合、各ブロック内で同時実行可能な取引が2件未満であることを意味する。これは、現在のブロックチェーンシステムでは取引のほとんどが相互依存しており、大規模な並列処理ができないことを示している。）

インタプリタのオーバーヘッド：revmのような高速EVMインタプリタでも、ネイティブ実行よりも1〜2桁遅い。
ステート同期：毎秒10万回のERC-20転送を同期するには152.6 Mbpsの帯域幅が必要であり、より複雑な取引ではさらに多くの帯域幅を必要とする。Rethでは、ステートルートの更新にかかる計算リソースは取引実行の10倍以上である。つまり、現在のブロックチェーンのリソース消費はかなり大きい。

こうした問題を測定した後、MegaETHはようやく対症療法を施し、前述の解決策の論理がより明確になる：

高性能ソーケンサー：

ノードの専門化：MegaETHはタスクを専門ノードに分配することで効率を向上させる。ソーケンサーノードは取引の順序付けと実行を専門に行い、フルノードは状態更新と検証を担当し、プローブノードは専用ハードウェアでブロックを検証する。

ハイエンドハードウェア：ソーケンサーは高性能サーバー（例：100コア、1TBメモリ、10Gbpsネットワーク）を使用して大量の取引を処理し、迅速にブロックを生成する。

ステートアクセスの最適化：

メモリストレージ：ソーケンサーノードは大量のRAMを備えており、ブロックチェーン全体のステートをメモリ内に保持できるため、SSD読み取り遅延が解消され、ステートアクセスが高速化される。

並列実行：既存のワークロードでは並列EVMの加速効果が限定的だが、MegaETHは並列実行エンジンを最適化し、取引の優先度管理をサポートすることで、ピーク時でも重要な取引が確実に処理されることを保証する。

インタプリタの最適化：

AOT/JITコンパイル：MegaETHはAOT/JITコンパイル技術を導入し、計算量の多いコントラクトの実行を加速する。生産環境では大多数のコントラクトのパフォーマンス向上は限定的だが、特定の高負荷計算シナリオでは、これらの技術がパフォーマンスを大幅に向上させる。

ステート同期の最適化：

効率的なデータ転送：MegaETHは、帯域幅が限られた状況でも大量のステート更新を同期できる、効率的なステート差分符号化と転送方法を設計している。

圧縮技術：高度な圧縮技術を採用することで、Uniswap交換のような複雑な取引のステート更新を帯域制限内でも同期できる。

ステートルート更新の最適化：

最適化されたMPT設計：MegaETHは最適化されたMerkle Patricia Trie（例：NOMT）を採用し、読み書き操作を削減し、ステートルート更新の効率を向上させる。

バッチ処理技術：ステート更新をまとめて処理することで、ランダムなディスクIO操作を削減し、全体的なパフォーマンスを向上させる。

上記の内容は非常に技術的だが、細部から離れると、MegaETHが技術的に一定の実力を備えていることが見て取れ、以下の動機も感じ取れる：

詳細な技術データとテスト結果を公開することで、プロジェクトの透明性と信頼性を高め、技術コミュニティや潜在的なユーザーに自社システムのパフォーマンスに対する深い理解と信頼を得ようとしている。

名門出身チーム、度々注目を集める？

ホワイトペーパーを読む中で、MegaETHの名称はやや派手だが、文書や説明は常に技術オタク的な厳密さと過剰な詳細さを感じさせる。

公開情報によると、MegaETHのチームは華人背景があり、CEOのLi Yilong氏はスタンフォード大学出身のコンピュータサイエンス博士。CTOのYang Lei氏はMIT博士。CBO（ビジネス担当）のKong Shuyao氏はハーバード・ビジネススクールのMBAで、ConsenSysなど複数の業界機関での勤務経験を持つ。成長責任者もCBOと一部経歴が重なり、NYU出身である。