イーサリアムライトクライアントHelios:信頼不要のオンチェーンデータアクセスを実現

最近、Rust言語に基づくイーサリアムライトクライアントHeliosが登場しました。これにより、ユーザーは完全に信頼不要なイーサリアムアクセスを提供されます。Heliosは、イーサリアムがPoSに移行した後に実現されたライトクライアントプロトコルを利用し、信頼できない中央集権的RPCプロバイダーのデータを検証可能なローカルRPCに変換します。中央集権的RPCと組み合わせることで、Heliosは完全ノードを運用することなくデータの真実性を検証できます。

この革新は、利便性と非中央集権を両立させることが難しいという一般的な痛点を解決しました。Heliosは、約2秒で同期を完了し、ストレージスペースを必要とせず、ユーザーは(スマートフォンやブラウザ拡張)を介して、安全にオンチェーンデータにアクセスできます。しかし、中央集権的なインフラに依存することには潜在的なリスクが存在します。この記事ではその点について考察し、Heliosの設計理念を紹介します。

中央集権的なインフラの潜在的リスク

現在、ユーザーはしばしば中央集権的なRPCサービスプロバイダーを通じてイーサリアムにアクセスしています。これらの会社はクラウドサーバー上で高性能のノードを運営し、ユーザーがオンチェーンデータを照会するのを便利にしています。しかし、この方法ではユーザーがサービスプロバイダーを信頼する必要があり、照会結果の正確性を自分で検証することができません。

理論的には、悪意のあるRPCプロバイダーが分散型取引所の価格データを操作することによって、ユーザーに不利な条件で取引を署名させる可能性があります。さらに深刻なことに、プロバイダーは取引を公衆メモリプールにブロードキャストせずに秘密裏に保持し、特定の機関に直接送信して利益を得ることがあります。このような攻撃は現在のところ発生していませんが、ユーザーはRPCプロバイダーを選択する際には慎重であるべきです。

ヘリオス:信頼不要のイーサリアムアクセスソリューション

Heliosは、実行層とコンセンサス層の2つの部分で構成されており、単一のソフトウェアに密接に結合されています。その動作原理は以下の通りです:

1. コンセンサス層:既知のビーコンサインブロックハッシュを利用して、信頼できないRPCを接続し、検証可能な方法で現在のブロックに同期します。

2. 実行層: 検証された信号チェーンブロックを信頼できない実行層RPCと組み合わせて、オンチェーンの状態情報(を検証します。例えば、アカウント残高、契約ストレージなど)。

この2つのコンポーネントは協調して動作し、ユーザーに完全に信頼不要なRPCサービスを提供し、完全なノードを実行する必要がありません。

Heliosのコンセンサス層は信標チェーンライトクライアント仕様に従い、同期委員会メカニズムを利用して新しいブロックを迅速に検証します。実行層はMerkle証明を通じて信頼できないRPCからのデータを検証します。

Heliosのアプリケーションの展望

Heliosは、より多くのユーザーに対して、ハードウェアの制約を受けない信頼不要のイーサリアムデータアクセス手段を提供します。ユーザーはMetaMaskでHeliosをRPCプロバイダーとして使用することで、さまざまなDAppに安全にアクセスできます。

RustのWebAssemblyサポートのおかげで、開発者はHeliosをJavaScriptアプリケーション、例えばウォレットやDAppに簡単に統合でき、イーサリアムエコシステム全体のセキュリティを向上させることができます。

未来、HeliosにはP2Pネットワークからライトクライアントデータを直接取得することをサポートすること、WebAssemblyバージョンを構築すること、ウォレットソフトウェアへの統合など、探求すべき多くの発展方向があります。これらの進展は、イーサリアムエコシステムの去中心化と安全性の向上をさらに推進します。