Введение

Ethereum стремится быть достоверно нейтральным инфраструктурным уровнем, обеспечивающим приложения, устойчивые к цензуре. Успешное выполнение этой миссии зависит от поддержания децентрализации и нейтральности протокола. Механизмы, производящие блокпространство, критичны для того, чтобы Ethereum выполнил свое обещание.

При доказательстве работы майнеры Ethereum имели одностороннее преимущество включения и упорядочивания транзакций. С тех пор сложилась лабиринтная сеть поставок с распределением обязанностей между валидаторами, строителями, искателями, ретрансляторами и другими непрозрачными внеланцетными участниками. Это отражает естественное созревание и эволюцию экосистемы, однако сложность вносит новые риски. Централизация и узкие места на любом из этих уровней могут способствовать цензуре и дискредитировать основные этику и ценности Ethereum. Понимание инцентивов в сети поставок поэтому является важным.

Этот сериал исследует прошлое, настоящее и будущее Блокчейна поставок Ethereum. В этой части мы рассмотрим эволюцию цепочки поставок от доказательства работы (PoW) к доказательству доли (PoS), разделению инициатора-строителя (PBS) и MEV-Boost. Затем мы проанализируем проблемы, угрожающие нейтралитету сети сегодня. Это даст фон для будущих частей, где будут рассмотрены предложения по устранению этих проблем.

Прошлое: доказательство работы Ethereum

Под доказательством работы включение и упорядочивание транзакций Ethereum полностью находилось в руках майнеров. Не имея зрелых рынков для целевого блокчейна, исследователи захватывали MEV, участвуя в приоритетных газовых аукционах (PGA). Исследователи соревновались за верхнее пространство блока, делая ставки на более высокий газ в пуле памяти и вероятностно фронтран и бекран целевые транзакции, отправляя транзакции с тем же ценой газа.

Этот метод извлечения MEV имел серьезные внешние эффекты на цепочку. Увеличение Mempool и неудачные транзакции, появляющиеся на цепочке, привели к неэффективному использованию ресурсов. Для борьбы с этим Flashbots запустил Flashbots Auction, централизованное, вне протокола реле для пакетов MEV. Под управлением Flashbots Auction искатели отправляли пакеты вместе с заявками через реле пакетов, управляемое Flashbots. Шахтеры с доступом к Flashbots Auction запускали mev-geth, создавая блоки, обещая не нарушать пакеты.

Аукцион Flashbots успешно перенес торговые рынки MEV вне цепи, смягчил некоторые централизующие эффекты MEV, коммодифицировав слой поиска, и сделал извлечение MEV более эффективным. Однако он полагался на честное поведение оператора ретрансляции (Flashbots) и активное контролирование поведения майнеров.

Настоящее: доказательство доли Эфириума

При доказательстве доли участники, заложившие свои монеты, заменяют майнеров в качестве производителей блоков. Участники должны заложить не менее 32 монет Эфира, чтобы принять участие в консенсусе. Участники получают вознаграждение за блокировку своих монет Эфира и участие в консенсусе.

Поскольку валидаторы теперь являются предлагателями блоков, централизация предлагателей может стать проблемой. В@vbuterin/pbs_censorship_resistance">Заметки Виталика PBS и исходное предложениедля разделения заявителя-строителя (PBS) он отмечает

Хотя награды за обычный PoS довольно эгалитарны, поскольку отдельные валидаторы зарабатывают ту же самую ставку доходности, что и мощные пулы, существуют значительные экономии масштаба при поиске сложных возможностей извлечения MEV. Пул, который в 10 раз больше, будет иметь в 10 раз больше возможностей для извлечения MEV, но он также сможет приложить гораздо больше усилий для создания собственных оптимизаций для извлечения большего из каждой возможности.

Решение вне протокола, подобное аукциону Flashbots, не работает из коробки в рамках PoS. Напомним, что аукцион Flashbots полагался на честность оператора ретрансляции и на производителей блоков (майнеров). Если обнаруживалось недобросовестное поведение майнинг-пула, оператор ретрансляции мог просто отрезать ему доступ к пакетам, поощряя хорошее долгосрочное поведение. Но в рамках PoS сложно убедительно наказывать за плохое поведение, позволяя при этом малым держателям участвовать.

Централизация доли в руках небольшого числа операторов представляет угрозу для Ethereum, поскольку это снижает устойчивость сети к цензуре и защиту от атак.

Разделение заявителя и строителя

Текущее решение для этой проблемы - разделение предлагающего и строящего (PBS). При PBS строительство блока делегируется третьей стороне, причем предлагающему блоку (валидатору) нужно только подписать победный заголовок блока.

Сегодня PBS реализуется через MEV-Boost, дополнение к клиентам валидаторов, созданное Flashbots. В архитектуре MEV-Boost искатели отправляют пакеты строителям блоков. Строители блоков создают блоки, затем отправляют заголовки блоков и ставки через блочные реле текущему предложителю. Это перемещает силы централизации, управляемые MEV, с уровня валидатора на уровень строителя блока.

Под MEV-Boost искателям необходимо доверять строителям блоков, которым они отправляют пакеты, так же, как они доверяли ретрансляторам пакетов и майнерам в рамках аукциона Flashbots. Строителям блоков необходимо доверять ретрансляторам блоков, чтобы те не изменяли их блоки. А предлагающему блоку необходимо доверять ретрансляторам блоков, чтобы те были честными относительно ставок, а также чтобы распространяли блок, как только получат подписанный заголовок блока. Ретранслятор блоков посредничает в доверии между строителями блоков и предлагающими блок.

На момент написания настоящей статьи 93% блоков Ethereum предлагаются валидаторами, запускающими MEV-Boost.

Проблемы

Хотя MEV-Boost решает проблему централизации стейк MEV, это не панацея для проблем Ethereum. Вместе с этим возникает новый набор проблем.

Централизация и цензура ретрансляции

Реализация MEV-Boost PBS критически зависит от внешних централизованных ретрансляторов блоков без прямой бизнес-модели. Эти ретрансляторы должны быть доверены строителями блоков и валидаторами, но для ретрансляторов может быть выгодно отклониться от честного поведения. Поскольку нет прямого стимула запустить ретранслятор (и без картелизации взимать комиссию устойчиво не получится), конкуренция между ретрансляторами невелика, и шесть ретрансляторов приходится на 99% блоков MEV-Boost.

Без прямого стимула для запуска конкурентной эстафеты операторы эстафеты должны либо альтруистически финансировать общественные блага, либо вертикализироваться.

Эти централизованные ретрансляторы очевидно являются векторами цензуры. Наблюдалось, что некоторые ретрансляторы цензурируют блоки, содержащие транзакции, взаимодействующие с адресами в черном списке.

Зависимость от программного обеспечения вне протокола

93% блоков проходят через MEV-Boost сегодня. Эта основная зависимость от внепротокольной инфраструктуры может быть опасной для протокола. Эти опасения не только теоретические. 3 апреля 2023 года,Крестоносец с низким содержанием углеводовзлоупотреблял уязвимостью реализации реле, чтобы извлечь более 20 млн долларов. Поскольку реле не проверяло, что подписанный заголовок блока был действителен, прежде чем раскрывать тело блока предлагающему, предлагающий смог разгрузить бутербродные пакеты в своем блоке и предложить очень прибыльный блок за счет бутербродов.

Даже после устранения этой ошибки в реализации все равно есть возможность для нечестного предлагающего подписать правильный заголовок блока с реле, затем просмотреть блок и предложить другой блок (с разъединенными пакетами), чтобы опередить передачу блока реле.

В целом площадь потенциальных атак на Ethereum больше, поскольку команды клиентов должны учитывать не только основную спецификацию консенсуса Ethereum, но и изменяющиеся спецификации побочных компонентов.

Централизация строителей и цензура

Как отмечалось выше, PBS изолирует централизующие эффекты MEV на уровне построения блока, вдали от уровня консенсуса. Хотя это улучшение, оно приводит к централизации на уровне построения блока, поскольку блокстроители с самыми сильными торговыми и извлекающими MEV способностями могут строить наиболее ценные блоки. Блокстроители интегрируют свои собственные поисковики, как предсказано в Рынки MEV Часть 2: Доказательство доли, централизуется за счёт увеличения барьеров для входа на рынок строителей.

Сегодня 88% блоков MEV-Boost созданы всего лишь 4 строителями блоков,два из которых являются интегрированными поисковиками-строителями.

Централизация на уровне строителя является вектором для цензуры. Наблюдалось, что некоторые строители цензурируют транзакции, взаимодействующие с адресами в черном списке.

Частный поток заказов

Поскольку централизуется блок-строительство, поток ордеров естественным образом консолидируется. Когда пользователи отправляют транзакции в общую память, их предельная ценность для строителя блока становится равной нулю: если транзакция доступна всем строителям блоков, ни один строитель не имеет асимметричного преимущества, включая транзакцию, и стоимость транзакции захватывается блок-предложителем. Если транзакции вместо этого отправляются одному строителю блока, строитель может удерживать эту стоимость у блок-предложителя, оставляя некоторую часть и возвращая некоторую обратно приложению или пользователю.

На высоком уровне пользователи и приложения могут продавать право на выполнение своих транзакций, тем самым захватывая создаваемое ими MEV.MEV Markets Часть 3: Оплата за поток заказоврассматривает эту идею более подробно. Сегодня существуют частные транзакционные ретрансляторы, где пользователи могут аукционировать свой поток заказов для строителей (MEV-ShareиБлокировщик MEV). Другие сделки по закрытому порядку были замечены с приложениями и кошельками, продающими свой поток заказов. Эксклюзивные транзакции (транзакции, не наблюдаемые в памяти) составили 30% от совершенных сделокс 1 июня по 15 июля этого года, включая поисковые пакеты.

В теории это приводит к лучшим результатам для пользователей и приложений, которые теперь могут захватывать ценность своего потока заказов, а не утекать на базовый уровень. Но приватный поток заказов централизуется, потому что большинство заказов проходит через несколько узких мест. Например, если Metamask отправляет свои транзакции через одного строителя, этот строитель, скорее всего, станет доминирующим в процессе построения блока. Распространение приватного потока заказов также увеличивает барьеры для входа в конкуренцию как строителя блока, поскольку новые строители начинают без эксклюзивного доступа к потоку заказов.

В Порядок потока, аукционы и централизация I, автор отмечает, что исключительный поток заказов может привести к снижению конкуренции на рынке строителей, что приведет к извлечению ренты, плохому пользовательскому опыту, цензуре и влиянию на сеть.

Заключение

В этой части мы рассмотрели эволюцию блокчейна поставок Ethereum от прошлого к настоящему. Мы также исследовали различные проблемы, возникающие из-за сделанных в прошлом компромиссов, отмечая, что они привели к централизующим тенденциям.

В следующей части мы погружаемся в закрепленный протокол PBS, который является предложением на уровне протокола для минимизации зависимости от протокольных реле. Протокольный PBS в конечном итоге представляет собой "Бич" в дорожной карте Ethereum, которая направлена на обеспечение нейтрального включения транзакций с достоверностью и смягчение централизации, вызванной MEV. Мы рассмотрим несколько идей и предложений, составляющих дорожную карту ePBS.

Отказ от ответственности：

1. Эта статья перепечатана с [umbraresearch]. Все авторские права принадлежат оригинальному автору [@0x_emperor]. Если у вас есть возражения по поводу этого перепечатывания, пожалуйста, свяжитесь с Gate Learnкоманде, и они незамедлительно разберутся с этим.
2. Ответственность за отказ: Взгляды и мнения, высказанные в этой статье, являются исключительно мнением автора и не являются инвестиционным советом.
3. Переводы статьи на другие языки выполняются командой Gate Learn. Если не указано иное, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещены.