BNB Smart Chain (BSC) は、2024年初頭にプロポーザー・ビルダー分離（PBS）メカニズムであるBEP-322を実装しました。この重要なアップグレードにより、BSC Builderマーケットが誕生し、新たなエコシステムのダイナミクスが導入されました。大手ブロックチェーンセキュリティ企業として、BlockSecはBSCの発展を継続的に監視し、PBSメカニズムとその進化するエコシステムを研究することで潜在的な派生リスクを分析しています。私たちの目標は、BSCセキュリティを強化するための堅牢なリスク軽減策を提供することです。
BSCのバリデータとビルダーの進化する状況
BSCバリデータはBSCエコシステム内で大きな影響力を持っています。 BSCバリデータの参入ハードルは非常に高く、その数は常に約40〜50に維持されています。イーサリアムの数百万のバリデータノードと比較すると、BSCバリデータは権力が集中しているため、オンチェーンエコシステムに対してより強い影響力を及ぼします。
数ヶ月の激しい競争の後、BSC Builderマーケットは安定した構造を形成しました。BlockrazorやCa48Club-pussaintのような主要プレイヤーが現在、ブロック構築の約80%を占め、Bloxroute、Blocksmith、Nodereal が合わせて約19%を占めています。末端のプレイヤーは散発的にのみ貢献しています。BlockSecの分析では、BSCチェーン上でのValidatorとBuilder間の垂直統合の現象も明らかになっており、これがさらに中央集権化リスクを悪化させ、全体的なBNB Smart Chainのセキュリティに影響を与える可能性があります。
新しいメカニズムはオンチェーン取引リスクも導入し、リスク防止製品の登場につながりました。BSC独自の0 Gwei取引メカニズムは取引コストを削減しますが、残念ながら頻繁なフィッシング活動を引き起こしています。PBSメカニズムの下では、Builderが取引バンドルを受け取るプロセスがサンドイッチ攻撃のコストを下げ、取引がこのような攻撃に対してより脆弱になっています。これにより、最大抽出可能価値（MEV）を軽減し、BSCセキュリティを強化することを目的としたプライバシーRPC製品の開発が促進されています。
BSCとイーサリアムのPBS実装の主な違い
BSC PBSメカニズムの良い比較対象はイーサリアムです。BSCはイーサリアムの実装原則の大部分を採用していますが、特にコンセンサスメカニズムとバリデータネットワークのトポロジーにおいて、まだ詳細な違いがあります。これらの違いを理解することは、PBS後のBNB Smart Chainの独自の性能特性を把握するために重要です。
リレーメカニズムの廃止
BSCのバリデータ数が比較的少ないため、BuilderとValidator間の通信の複雑さを軽減するための中央集権的なリレーは必要ありません。さらに、BSCのブロック間隔が短いため、リレーを使用して取引を転送することは、実際には通信リンクを増やし、対話時間を延長することになります。
リレーの補完として、BSCはmev-sentryサービスを導入し、各バリデータが独自のsentryを運用しています。このsentryサービスはBuilderと直接対話し、Validatorから分離されていることで保護が強化されています。リレーとは異なり、Validatorはsentryを通じてBuilderのビッドからブロック内容を直接取得できるため、Builderのビッドの有効性を独自に検証することができます。これにより、Validatorの利益がさらに保護されます。各ブロック間隔中、Builderはsentryに最大3つのビッドしか送信できず、これによりBSC BuilderとイーサリアムBuilder間のビッド戦略に大きな違いが生じています。
Coinbase転送設定の違い
イーサリアムのPBSメカニズムでは、BuilderがCoinbaseアドレスを自分のものに変更することが許可されており、これによりイーサリアムの優先手数料がBuilderによって実行・再分配されることが可能になっています。しかし、BSCのPBSメカニズムにはこの機能がなく、Builderのビッドと配分の柔軟性がある程度制限されています。
0 Gwei取引のサポート
BEP-322アップグレード以前、0 Gwei取引メカニズムは、当初48Clubによってメンバーシップ機能として導入され、Validatorが KOGEトークン保有者に提供する特別なサービスとして提供されていました。
BEP-322アップグレード後、すべてのBSCバリデータが0 Gwei取引を含むブロックを受け入れることが許可されました。イーサリアムの動的なBase Feeメカニズムとは異なり、BSCの取引Base Feeはデフォルトで0に設定されており、これはGas Priceが0の取引が許可されることを意味します。これを補完する最低Gas Feeの保護策として、BSCはブロックのEffective Gas Priceが1未満にならないよう制限を設けています。この独自のメカニズムにより、Builderはブロック構築時に0 Gwei取引を含めることができ、ブロックスペースをより効率的に活用できるようになり、BSCセキュリティに影響を与えています。
BSC Builderマーケットの発展
イーサリアムと同様に、PBSの実装後、BSC Builderマーケットが出現し、急速な発展期間を経て、最終的に安定した構造を形成しました。
Duneが提供する統計によると、合計8つのBuilderプレイヤーがBSC Builderマーケットに参加しています。PBS実装の初期段階では、Nodereal、Blocksmith、Blockrazorが一時的に市場全体を支配していました。しかし、6月下旬に48ClubとBloxrouteが競争に参入したことで、市場は引き合いの段階に入りました。
現在、BlockrazorとCa48ClubがBSC上のブロック構築の80%以上を占め、Builderマーケットの主要プレイヤーとして確立されています。一方、Bloxroute、Blocksmith、Noderealは「ティア2」のプレイヤーとなり、Jetbldr、Blockbus、Darwinは散発的にしかブロック生成に貢献していません。この統合は、PBS後のBSCの性能に大きく影響を与えています。
BSCバリデータの発展
イーサリアムとは異なり、BSCのバリデータ数は参入ハードルの違いにより安定した範囲内に留まっています。イーサリアムでは、誰でも32 ETHをステーキングすることでバリデータになることができ、その結果バリデータ数は100万を超えています。イーサリアムのバリデータはリレーと統合してBuilderと接続し、ブロック提案を受け取り、ブロック生成を完了します。
しかし、BSCでは、バリデータになるには大量のBNBをステーキングする必要があり、参入障壁が大幅に高くなっています。現在、BSCには45のバリデータしかおらず、21がCabinet、残りの24がCandidatesとして分類されています。BSCScanの統計によると、これら45のバリデータは合計で29,244,219 BNBをステーキングしており（2024年12月18日現在）、最も少ない量をステーキングしているバリデータでも73,446 BNBを保有しています。
このバリデータの集中度の違いは、ある程度、BSCとイーサリアムの間の生態系の違いにつながっています。例えば、BSCでは、BuilderとValidatorを結びつけるコストが低いため、リレーサービスの市場空間がなくなっています。同時に、バリデータの影響力が高いため、オンチェーンエコシステムの発展はバリデータの利益を優先しなければなりません。これは、バリデータグループ以外のパブリックチェーンの協力エコシステム内の他のプロジェクトチームの競争力と熱意に影響を与える可能性があり、長期的なBNB Smart Chainのセキュリティにとって課題となります。
PBS実装後の潜在的なオンチェーンリスク
BSCにおけるPBSの完全な実装は、アーキテクチャの改善をもたらしましたが、特にBSCセキュリティに関して注意が必要な潜在的なリスクもいくつか浮上させています。
Builder-Validatorの垂直統合
BSCにはBuilder-Validatorの垂直統合という重要な現象があります。BlockSecは、12月1日00:00:00（UTC）から12月18日00:00:00（UTC）までの全ValidatorにわたるBuilder生成ブロックの分布を分析しました。データによると、一部のバリデータノードのブロック生成統計は市場平均から大きく偏っており、垂直統合が存在することを示しています。
例えば：
- NoderealはTWStakingと100%のシェアを持っています。
- BloxrouteはFigmentと100%のシェアを持っています。
- 48ClubはTuring、The48Club、Shannon、Lista、Feynman、Avengersと90%以上のシェアを保持しています。
この垂直統合から生じる潜在的なリスクは、イーサリアムでより一般的に見られるSearcher-Builder統合とは異なります。具体的には、Builder-Validator統合メカニズムが取引フローを制御するために悪用され、特定のValidatorにのみ取引を送信する可能性があります。これはユーザーの利益に損失をもたらし、中央集権化リスクを悪化させ、BNB Smart Chainのセキュリティに直接影響を与える可能性があります。
0 Gwei取引メカニズムのリスク
0 Gwei取引メカニズムは、コストを削減する一方で、フィッシングコントラクトによる悪用の機会を生み出しています。0 Gwei取引により、フィッシングコントラクトは無料で資金を転送でき、フィッシング攻撃の頻発を悪化させています。
BSCでは、BlockSecは既に0 Gwei取引を利用する複数のフィッシングコントラクトを検出しています。当初、これらのコントラクトはKogeを保有することで48Clubの0 Gwei取引サービスを利用していました。48Clubは一定の制限を実施しましたが、本稿執筆時点でも、48Clubの0 Gwei取引サービスを通じて実行されている複数のフィッシング活動が観察されており、BSCセキュリティに重大な脅威をもたらしています。
MEV攻撃がより横行、特にサンドイッチ攻撃
現在のBSC PBSメカニズムはMEV攻撃市場を再編しており、この新しい構造の下でユーザーがMEV保護戦略を把握することが不可欠になっています。様々なMEV攻撃の中で、サンドイッチ攻撃はブロックチェーン上で最も悪名高いものの一つです。
サンドイッチ攻撃の仕組み：
- 対象取引の監視： 攻撃者はブロックチェーンの取引プール（mempool）を監視し、対象取引を特定します。これらの対象は通常、大規模なトークンスワップ取引です（例：DEXでのETHとUSDTのスワップ）。
- 対象取引のフロントランニング： 攻撃者は対象取引の前に取引を送信し（フロントランニング）、市場価格に影響を与えます。例えば、攻撃者は対象トークンを購入し、その価格を上昇させます。
- 対象取引のバックランニング： 対象取引が実行された後、攻撃者はその後に別の取引を送信し（バックランニング）、フロントランニングステップで取得したトークンを売却します。これにより、攻撃者は対象取引によって引き起こされた価格変動から利益を得ることができます。
MEVの詳細については、私たちの詳細な分析をお読みください：Harvesting MEV Bots by Exploiting Vulnerabilities in Flashbots Relay。
PBSの実装以前、取引は公開の取引プールに完全に露出しており、攻撃者にも見えていました。攻撃者はすべての利益が出る取引を分析し、ガス価格を制御することで取引順序を操作し、攻撃を実行することができました。
BSC PBSメカニズムは取引のためのプライバシーチャネルを導入し、ユーザーが自分の取引をBuilderのみに見えるプライベート取引プールに送信できるようにしています。これにより、取引は攻撃者から隠されたままになり（Builderが意図的に漏洩しない限り）、ユーザーの取引にMEV保護の層が提供されます。
私たちは、以前ガス価格を制御してサンドイッチ攻撃を実行していた主要なサンドイッチボット（0x00000000004e660d7929B04626BbF28CBECCe534）が100日以上前に完全に活動を停止したことを観察しました。これは、BSC上のPBSメカニズムがMEV攻撃の状況を再編したことを示しています。
しかし、オンチェーンの行動を観察し、統計データ（例：Dune Analytics）を分析することで、PBSの実装後（2024年5月）、BSCチェーン上のサンドイッチ攻撃取引の数が大幅に増加していることがわかりました。このパラドックスは、BSCにおける現在のMEV保護戦略の重大なギャップを浮き彫りにしています。
サンドイッチ攻撃増加の主な理由は、大多数のトレーダーやプロジェクトチームがPBSによって提供されるプライバシーチャネルを効果的に活用していないことです。代わりに、彼らは公開の取引プールに取引を送信し続けています。攻撃者にとって、攻撃機会を得るためのコストは大幅には増加していません。
それどころか、攻撃者はBuilderがバンドルを受け入れる能力を悪用し、対象取引と攻撃取引を単一のバンドルにパッケージ化してBuilderに提出しています。バンドルが正常にオンチェーンに含まれれば、サンドイッチ攻撃は成功します。失敗した場合、Searcherは損失を被りません。これによりサンドイッチ攻撃はより費用効率が良く効率的になり、堅牢なMEV保護の必要性がさらに強調されています。
結論
BEP-322が発効してから1年以上が経過し、PBSはBSCのブロック生成を再形成しました：Builderマーケットが形成され統合され、バリデータセットとBuilderマーケットは今や密接に絡み合っています。その代償として、Builderとバリデータ間の垂直統合、0 Gwei取引メカニズム、そして減少ではなく増加傾向にあるサンドイッチ攻撃といった、一連の新たな構造的リスクが生じています。これらのリスクが抑制された状態を保てるかどうかは、メカニズム自体よりも、PBSが提供するプライバシーチャネルをエコシステムがどれだけ実際に採用するかにかかっています。
