Introdução

O Ethereum aspira a ser uma camada de infraestrutura credível neutra que permite aplicações resistentes à censura. A execução bem-sucedida desta missão depende da manutenção da descentralização e neutralidade do protocolo. Os mecanismos que produzem espaço de bloco são críticos para o Ethereum cumprir sua promessa.

Sob a prova de trabalho, os mineradores do Ethereum tinham alavancagem unilateral na inclusão e na ordenação de transações. Desde então, uma rede de cadeia de suprimentos labiríntica emergiu com responsabilidades distribuídas entre validadores, construtores, pesquisadores, relayers e outros atores off-chain opacos. Isso reflete uma maturação natural e evolução do ecossistema, mas a complexidade introduz novos riscos. A centralização e os pontos de estrangulamento em qualquer uma dessas camadas podem possibilitar censura e desacreditar a ética e os valores centrais do Ethereum. Compreender os incentivos na cadeia de suprimentos é, portanto, essencial.

Esta série explora o passado, presente e futuro da cadeia de suprimento do Ethereum. Nesta parte, abordamos a evolução da cadeia de suprimento, desde a prova de trabalho (PoW) até a prova de participação (PoS), separação de proponente-construtor (PBS) e MEV-Boost. Em seguida, analisamos os problemas que ameaçam a neutralidade da rede hoje. Isso fornecerá um contexto para futuras partes que analisam propostas para mitigar esses problemas.

O Passado: Ethereum de Prova de Trabalho

Sob a prova de trabalho, a inclusão e ordenação das transações do Ethereum estavam inteiramente nas mãos dos mineradores. Sem mercados maduros para espaço de bloco direcionado, os buscadores capturavam MEV participando de leilões de gás prioritários (PGAs). Os buscadores competiam pelo espaço de bloco no topo do bloco fazendo lances mais altos de gás na mempool, e probabilisticamente antecipavam e atrasavam transações alvo enviando transações com o mesmo preço de gás.

Este método de extração de MEV teve externalidades graves na cadeia. O inchaço da mempool e transações falhadas que acabavam na cadeia levaram a um uso ineficiente de recursos. Para combater isso, Flashbots lançou o Flashbots Auction, um relé centralizado, fora do protocolo para pacotes de MEV. Sob o Flashbots Auction, os buscadores enviavam pacotes juntamente com lances através do relé de pacotes operado pela Flashbots. Os mineradores com acesso ao Flashbots Auction rodavam mev-geth, construindo blocos enquanto prometiam não quebrar os pacotes.

O leilão Flashbots conseguiu mover com sucesso os mercados de MEV para fora da cadeia, mitigou alguns efeitos centralizadores do MEV ao tornar a camada de busca uma commodity e tornou a extração de MEV mais eficiente. No entanto, ele dependia de comportamento honesto por parte do operador de relé (Flashbots) e da fiscalização ativa do comportamento dos mineradores.

O Presente: Prova de Participação Ethereum

Sob o sistema de prova de participação, os validadores substituem os mineradores como produtores de blocos. Os validadores devem apostar um mínimo de 32 ETH para participar do consenso. Os apostadores recebem recompensas por travar seus ETH e participar do consenso.

Porque os validadores agora são proponentes de bloco, a centralização do proponente pode se tornar um problema. In @vbuterin/pbs_censorship_resistance">Notas do PBS do Vitalik e proposta originalpara separação de proponente-construtor (PBS), ele observa

Embora as recompensas normais do PoS sejam razoavelmente igualitárias, já que os validadores únicos ganham a mesma taxa de retorno que os pools poderosos, existem economias significativas de escala na busca de oportunidades sofisticadas de extração de MEV. Um pool que seja 10x maior terá 10x mais oportunidades de extrair MEV, mas também será capaz de dedicar muito mais esforço para fazer otimizações proprietárias e extrair mais de cada oportunidade.

Uma solução fora do protocolo como o Leilão Flashbots não funciona imediatamente sob PoS. Lembre-se de que o Leilão Flashbots dependia da honestidade do operador de retransmissão e dos produtores de blocos (mineradores). Se fosse detectado que um pool de mineração estava se comportando mal, o operador de retransmissão poderia simplesmente cortar seu acesso aos pacotes, incentivando um bom comportamento a longo prazo. Mas sob PoS, é difícil penalizar de forma crível um mau comportamento enquanto se permite que pequenos validadores participem.

A centralização da participação em um pequeno número de operadores é uma ameaça ao Ethereum, pois reduz a resistência à censura e a resiliência da rede a ataques.

Separação de Propositor-Construtor

A solução atual para este problema é a separação de proponente-construtor (PBS). Sob a PBS, a construção de blocos é delegada a um terceiro, com o proponente de bloco (validador) precisando apenas assinar o cabeçalho do bloco vencedor.

Hoje, o PBS é implementado via MEV-Boost, um sidecar para clientes validadores construído por Flashbots. Sob a arquitetura MEV-Boost, os pesquisadores enviam pacotes para construtores de blocos. Os construtores de blocos constroem blocos e, em seguida, enviam cabeçalhos de bloco e lances por meio de retransmissões de blocos para o proponente atual. Isso move as forças de centralização orientadas por MEV da camada do validador para a camada do construtor de blocos.

Sob o MEV-Boost, os pesquisadores devem confiar nos construtores de blocos para os quais enviam pacotes, assim como confiavam nos relés de pacotes e mineradores sob o Leilão Flashbots. Os construtores de blocos devem confiar nos relés de blocos para não modificar seus blocos. E o proponente de bloco deve confiar nos relés de blocos para serem honestos sobre os lances e também para propagar o bloco assim que receberem o cabeçalho de bloco assinado. O relé de bloco intermedeia a confiança entre os construtores de blocos e os proponentes de blocos.

No momento da redação deste artigo, 93% dos blocos do Ethereum são propostos por validadores que executam o MEV-Boost.

Questões

Embora o MEV-Boost aborde a centralização de stakes impulsionada pelo MEV, não é a panaceia para os problemas do Ethereum. Com ele vêm um novo conjunto de questões.

Centralização e censura de relé

A implementação MEV-Boost do PBS coloca uma dependência crítica em retransmissões de bloco externas e centralizadas sem um modelo de negócios direto. Essas retransmissões precisam ser confiáveis pelos construtores de blocos e validadores, mas pode ser lucrativo para as retransmissões desviar-se do comportamento honesto. Como não há incentivo direto para executar uma retransmissão (e uma taxa não pode ser sustentavelmente cobrada sem cartelização), há pouca competição de retransmissão, e seis retransmissões representam 99% dos blocos MEV-Boost.

Sem um incentivo direto para executar um revezamento competitivo, os operadores de retransmissão devem financiar altruisticamente bens públicos, ou verticalizar-se.

Esses relays centralizados são obviamente vetores de censura. Alguns relays foram observados censurando blocos contendo transações que interagem com endereços na lista negra.

Dependência de software fora do protocolo

93% dos blocos passam pelo MEV-Boost hoje. Essa dependência central em uma peça de infraestrutura fora do protocolo pode ser perigosa para o protocolo. Essas preocupações não são apenas teóricas. Em 3 de abril de 2023, low-carb-crusaderexplorou uma vulnerabilidade de implementação de relé para extrair mais de $20m. Como o relé não verificou se o cabeçalho de bloco assinado era válido antes de expor o corpo do bloco ao proponente, o proponente conseguiu desagrupar pacotes de sanduíche em seu bloco e propor um bloco muito lucrativo às custas dos sanduíches.

Mesmo depois que esse bug de implementação foi atenuado, ainda é possível para um proponente desonesto assinar o cabeçalho de bloco correto do relé, visualizar o bloco, propor outro bloco (com pacotes desagrupados) e competir com a propagação de bloco do relé.

Em geral, a área de superfície de possíveis ataques ao Ethereum é maior, já que as equipes de clientes precisam considerar não apenas a especificação central de consenso do Ethereum, mas também as especificações de sidecar em constante mudança.

Centralização e censura de construtores

Como observado acima, o PBS isola os efeitos de centralização do MEV na camada de construção de blocos, longe da camada de consenso. Embora isso seja uma melhoria, leva à centralização na camada de construção de blocos, já que os construtores de blocos com as capacidades de negociação e extração de MEV mais fortes conseguem construir os blocos mais valiosos. Os construtores de blocos integrando seus próprios buscadores, como previsto em Mercados MEV Parte 2: Prova de Participação, está centralizando ao aumentar as barreiras de entrada para o mercado construtor.

Hoje, 88% dos blocos MEV-Boost são construídos por apenas 4 construtores de blocos.dois dos quais são pesquisadores-construtores integrados.

A centralização na camada construtora é um vetor de censura. Alguns construtores têm sido observados para censurar transações que interagem com endereços na lista negra.

Fluxo de Ordens Privadas

À medida que a construção de blocos se centraliza, o fluxo de pedidos naturalmente se consolida. Quando os usuários enviam transações para o mempool público, seu valor marginal para um construtor de blocos vai a zero: se uma transação está disponível para todos os construtores de blocos, nenhum construtor tem uma vantagem assimétrica, incluindo a transação, e o valor da transação é capturado pelo proponente de bloco. Se as transações forem enviadas para um único construtor de blocos, o construtor pode reter esse valor do proponente de bloco, mantendo parte dele e devolvendo parte para o aplicativo ou usuário.

Em um alto nível, usuários e aplicativos podem vender o direito de executar suas transações, capturando assim o MEV que geram. Mercados de MEV Parte 3: Pagamento pelo Fluxo de Pedidosexplora essa ideia com mais detalhes. Hoje, existem relés de transações privadas onde os usuários podem leiloar seu fluxo de pedidos para construtores (MEV-CompartilhareBloqueador de MEV). Outros acordos de fluxo de pedidos privados foram observados com aplicativos e carteiras vendendo seu fluxo de pedidos. Transações exclusivas (transações não observadas na mempool)representou 30% das transações desembarcadasde 1 de junho a 15 de julho deste ano, incluindo pacotes de pesquisadores.

Na teoria, isso gera melhores resultados para os usuários e aplicativos, que agora podem capturar o valor do fluxo de pedidos, em vez de vazá-lo para a camada base. Mas o fluxo de pedidos privados é centralizador porque a maioria do fluxo de pedidos passa por alguns pontos de estrangulamento. Por exemplo, se o Metamask enviasse suas transações por meio de um único construtor, esse construtor provavelmente dominaria a construção de blocos. A proliferação do fluxo de pedidos privados também aumenta as barreiras de entrada para competir como um construtor de blocos, pois os novos construtores começam sem acesso exclusivo ao fluxo de pedidos.

Em Fluxo de pedidos, leilões e centralização I, o autor observa que o fluxo de pedidos exclusivo pode levar a uma menor concorrência no mercado de construção, resultando em extração de aluguel, experiência do usuário pobre, censura e influência sobre a rede.

Conclusão

Nesta parte, cobrimos a evolução da cadeia de suprimento do Ethereum do passado ao presente. Também exploramos vários problemas que surgem devido aos compromissos feitos no passado, observando que estes levaram a tendências de centralização.

Na próxima parte, mergulhamos na PBS consagrada, que é uma proposta em nível de protocolo para minimizar a dependência de relés fora do protocolo. A PBS em protocolo representa, em última análise, 'O Flagelo' no roadmap do Ethereum, que tem como objetivo garantir a inclusão de transações credivelmente neutra e mitigar a centralização impulsionada pelo MEV. Vamos explorar várias ideias e propostas que compõem o roadmap do ePBS.

Aviso Legal：

1. Este artigo é reproduzido a partir de [umbraresearch]. Todos os direitos autorais pertencem ao autor original [@0x_emperor]. Se houver objeções a esta reimpressão, entre em contato com o Portão Aprenderequipe e eles vão lidar com isso prontamente.
2. Isenção de responsabilidade: As opiniões expressas neste artigo são exclusivamente do autor e não constituem qualquer conselho de investimento.
3. As traduções do artigo para outros idiomas são feitas pela equipe Gate Learn. A menos que seja mencionado, copiar, distribuir ou plagiar os artigos traduzidos é proibido.