イーサリアムのトランザクション優先順位とブロック構築メカニズムの解説

著者：Cooper Duschang 出典：coinmetrics 翻訳：善オッパ、金色財経

要点

取引は執行前に多くの外部要因の影響を受け、それによって最大抽出可能価値（MEV）の機会が生まれます。

ブロック構築は競争の激しい市場であり、取引フローと取引順序は市場シェアを獲得・維持するための鍵となる。

取引順序はトレーダーとブロック構築者双方にとって極めて重要であり、双方が価値を最大化するためにこれが必要となる。はじめに

イーサリアムなどのパブリックチェーン上の取引は、まずブロックにパッケージ化され、その後バリデーターによってチェーンに追加されます。このプロセスにおいて、取引が最終的に確定するまでには複数のステップと関係者が関与しますが、通常はまず「メモリプール（mempool）」と呼ばれる公開された処理待ちキューに入ります。

メモリプールは公開されているため、競合する取引や専門のボットは、より高い手数料を支払うことでブロック内での優先順位を獲得できます。ブロックビルダーはこれらの手数料に基づいて取引順序を決定し、そこから最大抽出可能価値（MEV）の機会を捉えます。

MEVとは、ブロック内の取引を再順序付け、包含、または除外することで得られる追加価値を指し、高頻度取引者が注文フロー情報を活用し、未処理の取引に基づいて自身の戦略を調整して利益を得るのと類似しています。

本稿では、取引プロセスにおける重要なポイント、すなわちイーサリアム上のブロックを誰が構築するのか、取引はどのように順序付けられるのか、そしてメモリプールシステムを使用して取引を行う際に直面する課題の一部について重点的に解説します。

MEVのサプライチェーン

本節では、取引のライフサイクルに影響を与える中核的な仲介役と、それらがどのようにMEVの機会を生み出すかについて解説します。



イーサリアム MEV エコシステムにおける参加者

MEV の連鎖は検索者から始まります。スクリーナーは、DeFiプロトコルや公開取引をスキャンし、利益を得られるMEVの機会を探します。すべてのMEVが悪意のあるものというわけではありません。一部のMEVは、取引スプレッドを狭く保ち、資産のペッグを維持するためのアービトラージボットです。一方、分散型取引所（DEX）でユーザーの取引に対してサンドイッチ攻撃を行うなど、より有害な戦略を採用するものもあります。

スクリーナーは、元の取引と自身の取引を「バンドル」としてまとめ、ブロックビルダーに送信し、取引が指定された順序で実行されるようにします。

ブロックビルダーは、パブリックメモリプール、プライベートオーダーフロー、およびスクリーナーのバンドルから取引を集約し、ブロックを構成します。構築者によって受け取るMEVバンドルは異なるため、ブロックの総手数料や含まれる取引にも差異が生じ、これは構築者がオンチェーン化の権利を競り落とす際の入札能力に直接影響します。構築者はリレーヤーに入札を提出し、リレーヤーは検証者と調整を行います。構築者は、自身のブロックがオンチェーンに選ばれる見返りとして、ブロック価値の一部をこれらの参加者に分配する必要があります。

バリデーター／ブロック提案者は、最終的にどのブロックをオンチェーンにするかを決定する役割を担います。各ブロック生成のターンごとに1人のバリデーターが提案者として選出され、通常はビルダーの中で最も高い入札額を提示したブロックがオンチェーンされます。バリデーターのローテーションによるブロック生成メカニズムは、少数のノードがネットワーク活動を過度に支配することを防ぎます。ブロック生成検証者が少なすぎると取引検閲のリスクが高まり、多すぎるとネットワーク接続や全体的なパフォーマンスに負荷がかかります。

MEVサンドイッチ攻撃の例

サンドイッチ攻撃とは、ユーザーのターゲット取引が、悪意のある先回り取引と後続取引の間に挟まれて実行されることを指します。ボットは先回り取引によってターゲット取引の実行を妨害し、通常は攻撃後に影響を受けたトークンを保有したくないため、後続取引を通じてより有利な価格で売却し、その価格差を利益とする。

イーサリアムのブロック #24,650,612 において、ある取引がサンドイッチ攻撃を受け、ボットが利益を得た一方で、ユーザーは不利な交換価格を強いられた。



ユーザーがWETHをトークンAに交換するリクエストを発行し、メモリプールで10秒間待機しました。

検索者は、この取引が Uniswap V2 の流動性プールに影響を与え、先取り取引によってユーザーが得られるレートを変えられることに気づく。

ボットが先に、より高額な WETH から A への交換取引を発行する（先取り取引）。

先取り取引が先に実行され、プール資産のバランスが崩れる。その結果、ユーザーはより多くのWETHを支払って、より少ないAを受け取ることになる。

ボットは続いて追随取引を発行し、AをWETHに交換して利益確定を行う。

ブロックビルダーは、検索者が要求した順序でこれらの取引を実行します。これは、検索者がより高い優先手数料を支払ったことでブロックの総価値が向上し、ビルダーがより高い価格で入札できるようになり、バリデーターに選ばれる確率が高まるためです。

ブロックビルダーとは？

イーサリアムのブロック構築は、プロデューサー・ビルダー分離（PBS）モデルに従っています。ビルダーは12秒のブロック生成時間を活用してトランザクションの順序を最適化し、手数料を通じて価値を獲得します。12秒ごとに1回のオークションが行われ、ビルダーはブロック価値の一部をリードバリデーターに譲渡します。最高額を提示した者が落札し、バリデーターがそのブロックを公開すると、ビルダーは残りの手数料を獲得します。



現在、ブロック構築は高度に集中しており、少数のグループがトランザクションの順序を支配するリスクが存在します。市場シェアが最も高い2つのビルダーは以下の通りです：

Titan Builder：47.6%

BuilderNet：26.0%

BuilderNetは、受け取った取引を基盤となるビルダー群と共有することで分散化を実現しようとしています。同社は取引フローを争うのではなく、順序付けアルゴリズムを最適化し、中立的な実行環境を提供しています。

ブロックビルダーはバリデーターにどの程度の価値を支払うのか？

ブロック内の価値は、ビルダーのオークション入札額を直接決定します。高価値な取引を獲得できるビルダーは、バリデーターに対してより高い価格を提示してオークションに勝利することができ、フライホイール効果が生まれます。ビルダーがブロック生成権を頻繁に獲得すればするほど、そのビルダーに直接取引を送信しようとするユーザーが増え、ブロック内の取引選別権がさらに集中することになります。



オークションはMEV-Boostコンポーネントを通じて行われる：リレーヤーがバリデーターにブロック入札を共有し、バリデーターは落札したブロックを受け取り、ネットワークにブロードキャストする。

BeaverbuildとTitanbuilderはかつてイーサリアム最大の2大ビルダーであり、最も価値の高い注文フローを保有していたため、バリデーターに多額のETHを支払ってブロック生成権を獲得することができました。その後、BeaverbuildはBuilderNetと提携して取引フローを共有するようになり、そのMEV-Boostの価値は著しく低下しました。

バリデーターが1日あたりに獲得する価値が全体的に低下しているのは、ネットワークの最適化の結果である。2026年には、BuilderNetとTitanbuilderのみが1日あたりのMEV-Boost価値で500 ETHを超えている。業界では、悪意のあるMEVを削減するためにプライベート送信取引やメモリプールのスキップが推進されている。同時に、Layer 2の普及や競合パブリックチェーンへの分散も、イーサリアム上の取引数に影響を与えている。

インセンティブ構造がブロック編成に与える影響

ブロック内のトランザクションの順序は、実行順序に影響を与えるだけでなく、ブロックの価値も決定します。順序はビルダーアルゴリズムによって決定され、その基準には、ネットワーク手数料、優先手数料、トランザクションのサイズ、他の参加者に対する価値などが含まれます。

ブロック #24,120,201 では、ブロックの総価値（ネットワーク手数料 + 優先手数料）の半分以上が、最初の 44 件のトランザクション（全トランザクションのわずか 12.5%）に集中していました。これは、ブロック生成者がブロック生成オークションに勝つために、可能な限り高価値なトランザクションをブロックに詰め込もうとするインセンティブのロジックを如実に示しています。その後、トランザクションを追加する際には、計算リソースと注文フローの制約を受けることになる。



結論

イーサリアムは独自のトランザクション実行メカニズムを有しています。12秒という目標ブロック生成時間は、ブロッカーがブロックを最適化しバリデーターにオファーを出す時間を確保すると同時に、MEVの機会を捉えるための時間をスクレイパーにも与えています。

ブロック構築者には、MEV取引を組み込む強い動機があります。なぜなら、それによってブロックの価値が高まるからです。しかし、トランザクションフロー、イーサリアムのブロックサイズと計算上の制約、入札速度などの要因が相まって、構築者が理想的な順序でトランザクションを実行し、トランザクションのサプライチェーンを制御する能力を制限しています。