深入分析PBS的潛在解決方案與挑戰
Foresight
2023-02-01 02:00
本文约6213字,阅读全文需要约25分钟
實現去中心化區塊構建者的兩種方法和四種設計。

原文編譯:0x 11 ,Foresight News

原文編譯:0x 11 ,Foresight News

報告Endgame報告報告一級標題

一級標題

一級標題

區塊構建的中心化程度如何,為什麼我們需要去中心化?以太坊一直在努力成為最抗審查、無需許可和無需信任的區塊鏈,任何類型的中心化因素都可能損害這些屬性。我將列出主要問題,並解釋為什麼有些問題很重要,而有些則不重要。

  • 排他性訂單流:

  • Flashbots 和社區都在積極討論關於排他性訂單流如何導致單個區塊構建者壟斷中標和訂單流。假設構建者提供激勵措施,例如MEV 共享、私有交易和MEV backrun 保證,以收集其他人無法訪問的訂單流,從而構建更高價值的區塊,始終如一地贏得拍賣。但是,我認為將導致排他性的所有類型的激勵措施歸於一類問題過於寬泛,因此我將它們分為以下子類別:通過MEV 再分配的排他性訂單流和通過MEV backrun 保證、私人交易的排他性訂單流。要注意這些子類別並不相互排斥並且具有不同的含義。

MEV 再分配:隨著更多訂單流市場在未來幾年推出,這種擔憂可能會變得不那麼重要。市場競爭加劇,他們將需要通過訂單流拍賣提供更多的MEV 回扣,以吸引用戶和交易。這種競爭最終將影響用戶選擇在哪裡提交交易。區塊構建者的去中心化程度不足可能會導致一部分構建者勾結和審查交易。雖然crList圖片描述

圖片描述

排名前三的區塊構建者在該月共同控制了成功提交區塊總數的60% ,這表明需要對他們不串通或審查交易的行為給予了極大的信任。為了解決這個問題,實施一個去中心化區塊構建過程的框架將增加串通和審查的成本,從而實現更加去信任的區塊生產系統。

圖片描述

圖片描述

圖片描述

  • 出塊成功率圖

  • 該圖說明了合併之前和之後一段時間內的出塊成功率。值得注意的是,可以看出Flashbots(以深藍色表示)出塊成功率已經減少並達到與其他主要區塊構建者相似的平衡點,而不是完全主導區塊生產。這與提議中由於網絡效應導致的集中化相矛盾,這個結果可能有多種解釋。

  • 競爭對手的排他性訂單流:其他競爭的構建者可能擁有獨家訂單流(私人交易等),可以生產更高價值的區塊。

  • Flashbots 開源構建者和中繼代碼以引來了更多競爭。

一級標題

一級標題

一級標題

  • 我們去中心化什麼?

  • 通過新的架構和算法去中心化塊構建者,允許競爭性區塊生產(大量設計空間)

一級標題

一級標題

目前有此處此處此處

圖片描述

圖片描述

PBS 系統通過將驗證者的權限限制在更高價值區塊的提議上,增強了以太坊的抗審查能力。然而,Eigenlayer 提出了一個名為MEV+ 的MEV 管理框架,它允許區塊提議者在現有區塊之上包含額外的交易。這是通過施加額外的罰沒條件來實現的。

圖片描述

圖片描述

這種機制在與crList 結合使用時也很有效,crList 是提議者必須包含在區塊中的交易列表。這有助於減少在構建者級別對交易進行審查的可能性。雖然已經提出了其他解決方案,例如對Merkle 根的預先承諾或KZG 承諾,以允許提議者參與區塊生產,但EigenLayer 提供了一種更簡單的替代方案,不需要提議者提供額外的計算資源,並且可以同時參與區塊生產。

一級標題

一級標題

一級標題

  • 方法2 :去中心化區塊構建者

  • 設計去中心化區塊構建者是一個引人入勝的探索領域,像Flashbots 這樣的團隊已經在嘗試不同的設計。在考慮如何去中心化構建者時,重要的是要意識到以下挑戰:

  • MEV 竊取:構建者可以訪問搜索者提交的捆綁交易中的信息並竊取搜索者的MEV。為了防止這種情況,提交的捆綁包和交易的隱私應該在設計上得到保護。

  • 次優MEV:理想情況下,應該在保持最佳MEV 的同時實現構建者的去中心化。由於去中心化,一些設計可能會導致區塊構建效率低下,並導致區塊的MEV 減少,進而導致區塊競爭力下降。但也可以爭辯說,只要去中心化的構建者比其他構建者吸引更多的訂單流,次優的區塊生產是可以接受的。

  • 與中心化構建者的競爭:去中心化構建者需要在生產MEV 方面與中心化構建者競爭。去中心化構建者的目標是聚合盡可能多的訂單流,以與中心化構建者之間集中的訂單流競爭。

延遲:區塊生產是時間敏感的,可能存在嚴重的延遲問題。

  • 管轄範圍(抗審查):去中心化的構建者應該分佈在多個司法管轄區,這樣他們才能抵制司法審查(如OFAC)。大多數國家/ 地區的監管仍處於灰色地帶,並且不希望冒著構建者網絡被單個監管實體取締的風險。

  • 插槽拍賣模型:區塊空間按順序進行拍賣,區塊由多個構建者逐步構建,沒有聚合器。

二級標題

設計1 :使用TEE/TPM 的搜索者- 聚合器模型

圖片描述

圖片描述

圖片描述基於TEE 的區塊構建者示意圖,來源VitalikFlashbots 發布了一份

  • 進度報告

  • ,介紹了他們在SGX 中運行Geth 的經驗,SGX 是英特爾開發的一種TEE。雖然存在許多技術挑戰,但他們已經成功地使用SGX 中的加密交換空間和Gramine 運行Geth,Gramine 是為SGX 設計的庫操作系統之一,具有500 GB RAM、 1 TB SSD 交換空間和64 GB 受保護內存。以下是該實驗的一些關鍵要點:

  • 在SGX 中運行Geth 是可行的,但資源密集且耗時,需要大量內存和3 小時的啟動時間來存儲和加密鏈上數據。

此外,使用SGX 時還需要考慮其他問題:

有一些方法有一些

方法

可以減輕信息洩漏問題,但某些方法可能會導致性能下降,需要更多的試驗和錯誤來磨練出性能最好的框架來運行SGX。

複雜的設置和SGX 兼容芯片的稀缺性導致進入門檻很高。雲服務商可能會提供SGX 的可訪問性,並且可以作為一個臨時解決方案,但從長遠來看,雲運營商將是一個重要的中心化因素。

如果運行聚合器的實體數量較少,則可能存在地理分佈不足導致管轄範圍傾斜的情況,使網絡更容易受到監管審查。

二級標題

設計2 :具有閾值加密和ZK-SNARK 的搜索者- 聚合器模型

圖片描述

圖片描述

圖片描述

  • 基於TE 和ZKP 的區塊生成器示意圖

  • 這種設計可能存在聚合器和提議者之間的串通。閾值加密僅在計算狀態根之前確保捆綁包的隱私,並且計算狀態根的聚合器需要訪問交易信息或狀態更新。這種訪問可以通過追踪相應的交易來實現MEV 竊取。該設計消除了對TEE/TPM 的需求,但它無法在不增加額外複雜性的情況下防止這種串通,例如要求提議者在允許計算狀態根的解密之前提交到區塊。以下是此類設計的一些問題:

  • 提議者對區塊的早期承諾可以通過重新抵押基礎設施(如Eigenlayer)來實現,但會產生額外的運營成本,因為需要充分激勵ETH 抵押者來平衡相關的罰沒條件。

  • 關於誰將是閾值加密包的合格密鑰持有者的問題,如果搜索者持有密鑰,偽裝成搜索者的攻擊者可以阻止解密並延遲區塊生產。相反,聚合器不能持有密鑰,因為它們中的每一個都在競爭區塊生產並且可能被激勵去阻礙其他聚合器。這可能需要第三方,既不是搜索者也不是聚合者,並引入額外的信任假設,這些假設可能會降低作為去中心化構建者的無信任/ 信任最小化屬性。

  • 二級標題

設計3 :基於混沌迭代搜索的插槽拍賣模型

圖片描述

圖片描述

圖片描述

  • 基於插槽拍賣的區塊構建者示意圖

  • 該設計旨在允許多個塊構建者通過將區塊的最大gas 劃分為n 個插槽來參與構建單個塊,給定x 個構建者,其中n = f(x) 且n

  • 當插槽按順序解密時,中心化構建者可以竊取一些MEV。如果用戶僅通過這個基於插槽拍賣的構建者網絡提交訂單流,那麼MEV 竊取問題就不會那麼嚴重,但如果通過中心化構建者和這個構建者網絡提交訂單流,那麼MEV 竊取可能會出現問題。

  • 二級標題

設計4 :提議者承諾的順序插槽拍賣

一級標題

一級標題

一級標題

對區塊構建前景的看法

去中心化是區塊鏈技術的一個重要方面,確保區塊構建者去中心化是至關重要的。在本文中,我們討論了幾種可能的去中心化區塊構建者的方法。然而,這仍然是一個供研究界探索和合作的開放設計空間。

Foresight
作者文库