提案者とビルダーの分離

Proposer-Builder Separationとは

Proposer-Builder Separation（PBS）は、Ethereum 2.0の開発過程で誕生した、Ethereumのコンセンサスメカニズムにおける画期的なアーキテクチャ革新です。ブロック生成における複雑化や中央集権化リスクに対応するため、ブロック作成プロセスに明確な役割分担を導入するものです。

従来のEthereumのProof of Work方式や初期のProof of Stake実装では、マイナーやバリデーターが新規ブロックの提案と、ブロック内容の構築（トランザクションの並び替え・検証を含む）の両方を担っていました。この二重の責任は、効率低下や中央集権化圧力を生み出し、計算資源や専門知識を持つ主体が過度な優位性を得る原因となっていました。

PBSはこのモデルを抜本的に変革し、ブロック生成の責務を2つの独立した専門役割に分離します。ブロックビルダーはブロック内容の構築に特化し、トランザクションの並び替えや検証などに集中します。一方、ブロックプロポーザーは新しいブロックの提案と、チェーンの整合性・継続性確保に専念します。

この分離は現在高度な研究段階にあり、今後数年以内に最終化・実装される予定です。Ethereumのスケーラビリティと分散化の実現を目指す進化の一環です。

ブロックプロポーザーとブロックビルダーの責務

PBSによる責務の分離により、両者はそれぞれ専門性の高い機能と技術要件を持つ役割となります。

ブロックビルダーはトランザクションレベルで機能し、メンプールを継続的に監視して未処理トランザクションを収集します。各トランザクションがガスリミット、ノンス値、署名などネットワーク要件を満たすか厳密に検証し、検証済みトランザクションを構造化されたブロック本体にまとめます。並び順は、ブロックスペース効率やガス最適化を念頭に戦略的に決定します。

並び替えのプロセスは特に重要で、ビルダーはトランザクション価値の最大化、公平なユーザー対応、ネットワーク効率維持など多角的にバランスを取ります。ブロック本体構築後、ビルダーはこのデータ構造を標準化インターフェース経由でプロポーザーに提供し、他のビルダーと競合して自らのブロック本体が選ばれることを目指します。

ブロックプロポーザーはコンセンサスメカニズムの上位レイヤーで活動します。複数のビルダーから提供されるブロック本体を受け取り、次のブロックに採用するものを選定します。プロポーザーは、親ブロックのハッシュ、タイムスタンプ、ステートルートなどの重要情報を含むブロックヘッダーを付加して、完全なブロックを生成します。

プロポーザーはさらに、ビルダーが提供したブロック本体の正当性・整合性確認を行います。これにはトランザクションのフォーマット検証、サイズ制限遵守、コンセンサスルールへの適合確認などが含まれます。最終的に、プロポーザーは完成したブロックをネットワークへ放送し、検証・チェーンへの追加を担います。

Maximal Extractable ValueへのProposer-Builder Separationの影響

Maximal Extractable Value（MEV）は、マイナーやバリデーターがブロック作成時にトランザクションの並び替え・選択・除外を戦略的に行うことで得られる利益です。Ethereumでは、特にDeFiアプリケーションで、トランザクション順序が取引結果やアービトラージに直結するため、MEVが注目されています。

現状のMEV環境では、フロントランニング（バリデーターやマイナーが未処理トランザクションを観察し、自分の取引を先に配置して価格変動から利益を得る行為）が頻発し、一般ユーザーの取引手数料上昇や大規模マイナー・バリデーターによる不公平な優位性を生じさせています。

PBSの導入により、MEV抽出の機会と責任が2つの役割に再分配されます。ブロックビルダーがトランザクションの順序や採用決定を担うことで、主なMEV抽出機会はビルダーに移ります。この分離により、複数のビルダーが最も価値の高いブロック本体作成を競い合う市場が形成されます。

ビルダー間の競争は、MEV抽出戦略の効率化やネットワーク全体でのMEV価値の公平な分配につながる可能性があります。ビルダーはMEV機会発見・獲得のための技術を開発し、プロポーザーは価値の高いブロック本体を選んで利益を得ます。

さらに、PBSによってMEV抽出プロセスが透明化・競争化されることで、フロントランニングなどの悪質な行為の低減も期待されます。ただし、PBSでMEV環境が大きく変化しても、全てのMEV関連問題が解消されるわけではありません。参加者がPBSに適応する過程で新たな戦略やダイナミクスが生じる可能性があり、継続的な研究および追加の対策が求められます。

Proposer-Builder SeparationとDankshardingによるスケーラビリティ向上

Dankshardingは、Ethereum研究者Dankrad Feistにちなみ名付けられた、Ethereumのスケーリングロードマップにおける革新的な技術です。Ethereum 2.0のアップグレードにおいて、複数のシャード（小規模チェーン）に分割し、それぞれが独立かつ並列でトランザクションやスマートコントラクトを処理できる新たなスケーリング方式を導入します。

従来のシャーディングとは異なり、Dankshardingはデータ可用性に特化し、設計を簡素化します。各シャードが並行稼働することで、すべてのバリデーターが全シャードの全トランザクションを処理する必要がなくなり、トランザクションスループットが大幅に向上します。

PBSとDankshardingは、Ethereumのスケーラビリティ・セキュリティ・効率性向上という共通目標を持ちますが、アプローチは異なります。PBSはブロック生成プロセスを専門化・分業化することで最適化し、Dankshardingは複数シャードによる並列処理でネットワーク全体の処理能力を拡大します。

両技術は補完関係にあり、Ethereumのアーキテクチャ内で協調的に機能します。Dankshardingがネットワークの水平的な容量拡大を担う一方、PBSは各シャードやメインチェーンにおけるブロック生成の垂直的効率を最適化します。

PBSとDankshardingを両方実装するシステムでは、ブロックビルダーはシャーディングによるデータ可用性向上を最大限に活用し、最適なブロック本体構築に特化できます。プロポーザーはシャード間の調整やネットワーク全体の一貫性・セキュリティ確保に集中できます。この組み合わせにより、スループットやリソース利用の課題に対応する、堅牢かつ拡張性の高いインフラが実現します。

Proposer-Builder Separationの利点

Proposer-Builder Separationは、Ethereumの長期的なスケーラビリティと分散化の達成に向けて、数多くの重要な利点をもたらします。

効率性・スケーラビリティ向上：責務の分離により、それぞれの役割が専門化してタスク最適化を実現。ブロックビルダーは高度なトランザクション並び替えアルゴリズムやMEV抽出戦略の開発に専念し、プロポーザーはネットワークコンセンサス・セキュリティ維持に集中します。これにより、リソース最適活用とネットワーク性能の向上が可能となります。

分散化強化：PBSはネットワーク参加の障壁を下げ、専門化した形で貢献できる環境を提供します。両機能を担う資源や知識がない参加者でも、いずれかの役割に集中することでネットワークへの貢献が可能となり、分散化促進・中央集権リスクの低減につながります。

MEV分配効率化：PBSはブロック構築の競争市場を形成し、MEV分配の効率化・公平化を促進します。高度なインフラを持つバリデーターだけがMEVを独占するのではなく、市場原理でMEV価値が広く分配される可能性が高まり、一般ユーザーへの悪影響軽減が期待されます。

競争とイノベーション促進：分離によりビルダー・プロポーザー両者に競争環境が生まれます。ビルダーは価値の高い・効率的なブロック本体作成を目指して競争し、トランザクション並び替え技術や最適化手法が進化します。この競争がネットワーク性能向上や取引コスト削減に寄与します。

リソース配分最適化：PBSにより、参加者は自身の強みや能力に応じてリソースを効果的に配分できます。計算資源に強みがある者はビルダーに、ステーク量が多い者はプロポーザーに集中でき、ネットワーク全体でリソースの最適活用が図られます。

Proposer-Builder Separationの課題・限界

多くの利点がある一方で、PBSには慎重な対応が必要な課題・限界も存在します。

システム複雑化：PBS導入によりネットワークアーキテクチャが複雑化します。ビルダーとプロポーザー間の協調には新たなプロトコル、通信チャネル、検証機構が必要で、理解・実装・保守が難しくなり、攻撃リスクや障害ポイントが増える可能性があります。

MEV問題の不完全解決：PBSはMEVをビルダー・プロポーザー間で再分配しますが、MEV抽出に伴う負の側面を完全には排除できません。PBS下で新たなMEV抽出戦略やダイナミクスが生まれ、従来とは異なる課題が発生する可能性があります。例えば、ビルダーの高度な手法による一般ユーザーの不利や、ビルダー・プロポーザーの共謀による中央集権化リスクの再発が懸念されます。

中央集権化リスク：PBSによる分業が、場合によっては中央集権化を促進する可能性もあります。ブロック構築における規模の経済（大規模インフラ運用や独自MEV抽出技術）の恩恵が大きい場合、少数の専門ビルダーがネットワーク支配を進める恐れがあります。大口ステーク保有プロポーザーによる影響力の偏りも、分散化の恩恵を損なうリスクとなります。

協調課題：PBSはビルダーとプロポーザー間の協調に依存し、これがレイテンシやパフォーマンスのボトルネックとなる場合があります。ビルダーがブロック本体を提出し、プロポーザーが複数候補から検証・選定するコミュニケーションは追加の時間を要し、高スループット時に性能への影響が懸念されます。

インセンティブ構造の複雑化：ビルダー・プロポーザー両者の報酬体系設計は大きな課題です。双方が公正に報酬を得られる仕組みと、悪用や操作を防ぐメカニズムが必要です。MEV抽出の動的な性質や市場変化に対応したバランス設計は特に難しく、インセンティブが不適切だとビルダーによる価値あるトランザクション隠蔽やプロポーザーの偏った選択など、望ましくない行動を誘発するリスクがあります。

導入・移行リスク：現行システムからPBSアーキテクチャへの移行は慎重な計画と実行が求められます。移行期間中に一時的な脆弱性や効率低下が生じる可能性があり、既存バリデーターやインフラの互換性確保・円滑な移行も技術的課題となります。

FAQ

Proposer-Builder Separation（PBS）とは何ですか？なぜ重要なのですか？

PBSはEthereumコンセンサスレイヤーで、ブロック提案とトランザクション構築の役割を分離する仕組みです。これにより、MEV抽出の悪影響を軽減し、公平なトランザクション順序と検閲耐性を通じてネットワークセキュリティを強化します。

Proposer-Builder SeparationはMEV（Maximal Extractable Value）問題をどのように解決しますか？

PBSはブロック提案と構築の分離によって、マイナーが利益目的でトランザクションを優先するインセンティブを抑制します。この分離が公平なブロック順序を担保し、MEVの悪用機会を制限します。

PBSモデルにおけるプロポーザーとビルダーの役割・責務は？

プロポーザーは新規ブロックの提案とチェーンの検証を担当し、ビルダーはトランザクションの選択・並び替えによってブロックを構築します。この分離により、ネットワークセキュリティ・検閲耐性・MEV保護が専門性によって強化されます。

Proposer-Builder SeparationとEthereumのPoSコンセンサスメカニズムの関係は？

PBSはEthereumのPoSにおいてブロック生成役割の分担を実現します。ビルダーはトランザクションの整理・並び替えを行い、プロポーザーはブロックの検証とコンセンサス投票に参加します。この分離でネットワーク効率とセキュリティが向上します。

PBS導入はブロックチェーンの分散化・セキュリティにどのような影響を与えますか？

PBSはトランザクション順序に対する単一ノードの支配力を排除し、分散化とセキュリティを強化します。プロポーザーによる不正な操作を防ぎ、ネットワーク全体の耐障害性・検閲耐性を高めます。

Proposer-Builder Separationを導入済み・導入予定のプロジェクトやプロトコルは？

EthereumはDankshardingアップグレードでPBSを導入しています。複数のプロトコルが分散化やネットワーク効率向上のためPBSを採用しています。2026年時点でPBSはEthereumのシャードチェーン全体に展開され、様々なレイヤー2ソリューションにも採用されています。