MEV-Boost 使得參與 MEV 的利益相關者多樣化,從而在未來提高創新的可能性,並推動乙太坊上的 DeFi 發展處比傳統金融更公平的環境。

原文:MEV: Maximal Extractable Value Pt. 2

作者:Christine Kim,Galaxy 研究副總裁

編譯: Babywhale,Foresight News

要點

  • 自 MEV-Boost 創建以來,MEV 供應鏈變得更加複雜,MEV-Boost 是以太坊上 PoS 驗證者用於賺取 MEV 的標準化軟體;
  • 新的利益相關者,被稱為區塊構建者(builders),負責構建一個完整的區塊,他們通過優化區塊包含的交易,以最大限度地提高小費和 MEV 的回報;
  • 區塊構建者開發專有模型來類比區塊並通過稱為中繼器(relays)的鏈下 MEV 市場進行有效的傳播;
  • 由於成為構建者所需的專業技能,人們擔心從長遠來看,構建者的格局將變得中心化;
  • 為了對抗構建者中心化的負面網路效應,乙太坊開發人員和 Flashbots 團隊正在討論幾種潛在的解決方案,例如審查抵制清單、部分區塊拍賣和 SUAVE。

簡介

2022 年 1 月 1 日至 2022 年 12 月 31 日期間,乙太坊實現了 1.33 億美元的最大可提取價值(MEV)。(下表中的數據包含 Flashbots 根據一種在乙太坊上識別 MEV 的新方法獲得的數據,數位可能與 Galaxy Research 去年 MEV 報告中的數據不同)。

與去年同期相比,2022 年的 MEV 收入總量明顯低於 2021 年,原因之一是熊市導致乙太坊上的 DeFi 活動急劇下降。 此外,MEV 搜索者(searchers)之間的競爭加劇也提高了 DeFi 市場的效率,從而降低了 MEV 的獲利率。 直到第三季度末,大部分 MEV 收益都歸於乙太坊礦工。 然而,在合併啟動后,大部分 MEV 收益開始給到驗證者,因為驗證者取代礦工成為了網路的主要安全提供者和區塊提議者。

截至 2022 年 12 月,大约 80% 的以太坊验证者通过称为 MEV-Boost 的第三方中立软件获得 MEV 收益。MEV-Boost 由 Flashbots 与以太坊核心开发人员合作设计,是一种使验证者能够连接到多个链下市场以拍卖区块空间(也称为中继器)的软件。通过中继器,验证者接收包含小费和由第三方区块构建者构建的包含 MEV 的区块。

由于 MEV-Boost 软件的出现以及区块构建者和中继器代码的开源,第三方区块构建者和中继器成为以太坊 MEV 领域中的新实体。历史上,Flashbots  曾是唯一的中继器运营商,矿池连接到 Flashbots 中继器以赚取 MEV 收益。然而,由于 MEV-Boost 和中继器技术的开源,其他 MEV 中继器(例如 Blocknative 运营的 Dreamboat 中继器)开始与 Flashbots MEV 中继器竞争并帮助去中心化 MEV 基础设施。Flashbots MEV 中继器仍然是迄今为止使用率最高的,产生了 81% 的 MEV-Boost 区块。

多种中继器在以太坊上持续存在的长期动机仍不清楚。此外,令人担忧的是,随着时间的推移,区块构建者的专业化以及订单流支付(PFOF)活动的兴起可能导致单一构建者的垄断。由于 MEV-Boost 旨在仅支持完整的区块拍卖,因此还有另一个担忧,即 Flashbots 等占主导地位的 MEV 基础设施运营商的交易审查会导致网络的中立性下降。截至 2023 年 1 月 20 日,以太坊上每天产生的区块中约有 67% 受到中继器的主动审查。

本报告将概述以太坊合并后的 MEV 格局。首先,我们将概述 MEV-Boost 架构及其主要利益相关者,包括搜索者、区块构建者、中继器和验证者。然后,我们将讨论由于 MEV-Boost 以及以太坊核心开发人员和 Flashbots 团队正在开发的长期解决方案来解决这些问题而引起的中继器审查和构建者中心化的担忧。要深入了解以太坊上 MEV 的基础知识,包括它是什么、它是如何创建的以及它与传统金融的相似之处,请阅读这份 Galaxy Research 报告作为本报告的基础。

MEV-Boost 概述

MEV-Boost 是以太坊上 Proposer Builder Separation(PBS)的早期实现。PBS 是指将构建区块和区块提议的职责拆分。传统上,公共区块链的安全提供者,无论是矿工还是验证者(或由两者组成的矿池),都负责构建包含用户交易的区块并将这些区块提交给网络进行验证。在 PBS 下,安全提供者的角色仅限于提交区块,而区块构建的责任交由第三方负责。拆分这些职责的动机是减少运行以太坊验证者所需的专业知识和硬件的数量。通过确保验证者之间的竞争不依赖于专业技能或设备,新参与者进入验证者池的门槛仍然很低。鼓励尽可能多的参与者为以太坊的安全和去中心化做出贡献是 PBS 的主要目标。

MEV-Boost 是实现 PBS 完整愿​​景的初步,因为 MEV-Boost 软件依赖于链下市场,也称为中继器。中继器的作用是通过检查区块奖励支付、监控参与者之间的活动并确保验证者不会通过「窃取」区块信息来领先于构建者,从而确保构建者和验证者之间的诚实行为。PBS 的完整愿景是无需信任第三方中继器,并将构建者和验证者之间诚实参与的规则写入以太坊的协议层。由于合并的复杂性,以太坊核心开发者同意推迟将 PBS 的编码植入以太坊的协议层。同时,为了解决 MEV 动态对验证者的直接影响,以太坊核心开发者和 Flashbots 研发团队创建了 MEV-Boost。

MEV-Boost 是一种「附属」软件,与以太坊验证者的核心软件(即执行层和共识层客户端软件包)一起运行。通过运行 MEV-Boost 软件,验证器节点操作员可以连接到多个中继器并开始接受来自包含 MEV 的区块构建者的预构建区块。验证者仅从中继器接收区块奖励和区块头。在区块被包含在链上之前,他们看不到区块的内容。这种隐私级别可确保验证者无法通过复制和重建第三方构建者构建的区块来抢先构建区块。据估计通过 Flashbots MEV 中继器生产的区块的利润是其他区块的两倍。本地构建的区块是指验证者从以太坊内存池的本地视图中自行构建的区块。来自中继的区块由构建者构建,构建者打包来自搜索者的交易、私人订单流(意味着直接来自个人和实体)以及本地内存池。

搜索者(Searchers)

搜索者通过对区块内的用户交易进行排序来寻找提取 MEV 的机会。搜索者会积极监控公共内存池,并确定利润最大化的方案,有时会导致 DEX 的滑点增加或无法执行。有关 MEV 类型和策略的更多信息,请阅读这份 Galaxy Research 报告。MEV 的策略通常模仿传统股票市场中的做法,例如抢先交易、「三明治攻击」、止损和套利。在 2022 年,获取最多利益的 MEV 策略是套利。根据 EigenPhi 的数据,套利约占 2022 年产生的所有 MEV 收入的一半。下图说明了搜索者每天赚取的套利收入占 MEV 总收入的百分比:

虽然某些类型的 MEV 对最终用户有利,例如套利和跟随交易,但其他类型的 MEV 则不然。某些 DEX,例如 CowSwap,旨在通过使最终用户受益的订单执行更有利可图,来减少链上的有害 MEV。在 CowSwap 上,称为解决者(solvers)的专业搜索者拥有竞标在链上执行用户交易的权利。能够提供最佳订单执行的 solvers 将能够为用户的交易提供最具竞争力的价格,通过与构建者建立排他性关系以使用户交易优先被执行,或者通过将多个用户交易组合在一起来最小化交易滑点,solvers 可以获得竞争优势。虽然无法在执行用户交易时被常规搜索者抢先或受到「三明治攻击」。但在这些情况下,solvers 是为订单执行不力付出代价的人,因为 solvers 向用户支付交易费用发生在任何交易在链上执行之前。

CowSwap 上有 10 多个 solvers 竞争用户交易。然而,CowSwap 只是以太坊上众多 DEX 中的一个,在以太坊上监控用户交易并将其捆绑可能是一项有利可图的活动。在 Uniswap 和 Curve 等其他 DEX 上,用户直接在链上执行他们自己的交易,一般搜索者竞标在中继器上对交易执行顺序进行重新排序的权利,这将在本报告后面更详细地讨论。以太坊上最赚钱、最熟练的搜索者是那些擅长监控和分析链上活动的专家,尤其是 DeFi 交易。搜索还需要对金融市场和交易有深入的了解,因为这些技能对于识别和利用创造 MEV 的低效市场至关重要。下图是 2022 年以太坊上最具竞争力的十大搜索者。

MEV 是一个零和游戏。从重新对交易排序中提取价值的机会有限,识别 MEV 机会最快的搜索者通常是赚取最多 MEV 的搜索者。为了最大化收入,有竞争力的搜索者将编写脚本来自动执行任务,以抓住易于识别的 MEV 机会。此外,搜索者可以运行专用硬件或订阅提供以太坊内存池低延迟可视化工具的付费服务,以更快地了解待处理的用户交易。为了战胜其他搜索者,经验丰富的搜索者可能会部署复杂的策略,包括多个代币交易、机器人和通过链上活动进行手动搜索,以获得更高的利润。有关搜索者在以太坊和后来的 Avalanche 上的套利策略的详细视图,可以阅读 Google 产品经理 Daniel McKinnon 撰写的这篇博文。有关更复杂的 MEV 策略的详细概述,请阅读 Flashbots 产品负责人 Robert Miller 的推文

区块构建者(Builders)

构建者是 MEV 供应链中新的利益相关者,负责将来自搜索者的交易,以及来自公共内存和私人交易订单流的交易打包成区块。构建者本身也是某种程度上的搜索者,因为构建一个利润最大化的区块的任务并不仅仅取决于对搜索者的捆绑交易进行重新排序,还取决于如何用来自 mempool 和其他来源的有利可图的交易来填补捆绑交易以外的区块空间。后一种活动需要对基本搜索策略有一定的了解。虽然搜索者可能专门从事从特定的 DeFi 协议中提取 MEV 的任务,但构建者通常对包含在区块中的合格交易有更广泛的认知,并专门从事从多个来源进行全区块模拟的任务。

高性能硬件

在一个区块中模拟多个交易,计算和评估它们的价值的任务是计算密集型的,需要类似全节点的复杂硬件。区块构建者需要像搜索者一样,拥有自己独特的技术,以便根据传入的交易数据有效地模拟完整的区块。构建者通常会等到最后一刻才提交一个完整的区块,以最大化包含在区块中的潜在 MEV 价值,这需要极低的延迟来提出区块和查看以太坊内存池。

在合并之前,将搜索者的交易包打包成区块的任务曾经是矿工和矿池的责任。根据用户的匿名 Twitter 资料,以太坊上的顶级区块构建者之一 Builder 0x69 本身就是前矿池运营商也就不足为奇了。

在合并前,矿工花费了大部分电力来计算哈希值。第一个找到可接受哈希值的矿工将有权打包下一个区块。矿工还消耗电力从搜索者那里订购交易包,以最大化他们从一个区块中获得的奖励。快进到 2023 年 1 月,现在取代矿工的验证者在以太坊上提交区块几乎不消耗电力,因为是由协议随机选出的。此外,如果他们没有赚取 MEV 奖励并从本地内存池中构建区块,验证者将按照从高到低的优先级费用对区块内的交易进行排序,无需复杂的区块模拟。

搜索者协作

除了复杂的硬件外,区块构建者还依赖于与专业搜索者的密切合作,这些搜索者从比他们自己的策略更复杂、利润更高的策略中识别出 MEV。从搜索者的角度来看,构建者可能抢先运行搜索者交易包并窃取他们的 MEV,这就是为什么一些搜索者在有足够的资金和资源的情况下选择自己构建区块的原因,以及为什么作为诚实的构建者的信誉是促进专业建设者和独立搜索者之间密切合作的关键。除了与搜索者密切合作外,区块构建者还通过私人订单流进行竞争。经营区块构建者和中继器的区块链基础设施公司 Blocknative 估计,由第三方构建者构建的区块中大约 3.8% 的交易来自公共内存池之外的私人来源。

区块补贴

一旦构建者确定了一个有利可图的区块,他们就会计算包含在该区块中的出价,该出价将作为优先打包区块的竞标费用或者作为区块构建者直接支付给验证者的费用。出价越高,构建者就越有可能让其构建的区块被打包上链。构建者之间的最后一个竞争领域是补贴。以太坊上至少有五位构建者似乎在提交出价高于区块奖励价值的区块,这表明这些构建者正在以某种方式补贴他们的区块。每日提交的区块数量排名前 10 位的区块构建者中,有四位正在补贴他们的区块。

根据 BloXroute 创始人 Uri Klarman 的说法,BloXroute 构建者可以使用来自其他业务的收入来持续地补贴他们的区块。Builder 0x69  似乎是将补贴作为一种临时手段,以鼓励更多来自搜索者的交易包流量并与搜索者建立信任关系。另一种解释可能是,某些区块补贴是通过从搜索者直接支付给构建者以获取未在链上捕获的交易包来实现的。

补贴的盛行帮助某些构建者(例如 Builder0x69 和 BloXroute)超越了其他人。然而,最终决定其盈利能力的是多种因素的结合。在过去的一周里,以太坊上最赚钱的两个区块构建者 Flashbots 和 beaver.build 在没有使用任何补贴的情况下总共上链了超过 16,000 个区块

中继器

深入研究区块构建者的竞争动态需要考虑一个事实,即像 Flashbots 这样的区块构建者也在运营他们自己的 MEV 中继器。尽管企业运行自己的中继器几乎没有经济激励,但自从转向 PoS 以来,中继器运营商的数量只增不减。大多数运营商不从他们的中继器运营中赚取收入,部分原因是第一个建立开源、无许可和高性能中继的实体提供了免费的服务,并将其作为一种公共产品。

Flashbots  是一家风投支持的企业,多年来一直在以太坊上构建和运营与 MEV 相关的基础设施。鉴于当今最流行的中继器仍然由 Flashbots 运营,对于大多数中继来说,收费运营高性能和有竞争力的中继器性价比是不高的。然而,BloXroute 是一家区块链基础设施公司,它也经营并补贴自己的区块构建者,是为数不多的对其中继器服务收费的公司之一。大多数其他人,包括 Blocknative、Relayooor、Agnostic 和 Ultrasound  都没有收费

实体运营中继器的动机

实体启动中继器的动机可能在于提高他们的品牌知名度和帮助以太坊上的 MEV 变得更加去中心化。Builder 0x69 在 Discord 上的一篇帖子中表示,他们启动 relayooor 中继器的目标是「至少有 1 个完全开源的非审查无需许可中继器」在以太坊上运行。但随着另外两个中继器的出现,Builder 0x69 补充说,relayooor 可能会在下一次以太坊网络升级时被淘汰。中继器数量的增加有利于以太坊的健康发展,多样性确保任何一个中继器的软件中的潜在错误都不会大规模妨碍验证者获得 MEV,因为他们可以轻松切换到使用其他中继其。这与在以太坊上促进客户端多样性的理由相同。

MEV-Boost 软件实现的核心是验证器能够连接到多个中继器,从而避免过度依赖一个 MEV 基础设施提供商。从验证者的角度来看,中继器的可选性是一个特别重要的特性,因为在合并之前,矿工用来通过操作 MEV-Geth 软件赚取 MEV 的唯一中继是 Flashbots 中继。Flashbots 中继审查交易以遵守美国的制裁。截至 2022 年 12 月,以太坊上有 10 个中继,其中 6 个不审查用户交易。在包括 Agnostic、Ultrasound、Relayoor、Bloxroute Ethical、Bloxroute Max Profit 和 Manifold 在内的六个非审查中继中,有五个是无需许可的,这意味着任何构建者都可以向中继器提交块。唯一需要许可并要求在提交区块之前将区块构建者列入白名单的非审查中继是 Bloxroute Ethical。Bloxroute Ethical 有意拒绝被检测到来自私人订单流的区块构建者的区块,目的是为用户提供一个更「有道德」的中继选择。Flashbots 中继是一种需要审查但无需许可的中继,作为最受欢迎的中继占据市场主导地位,也赢得了最多的区块。然而,它的主导地位正在逐渐减弱,如下图所示:

除了利他主义的原因,构建者可能会选择运行他们自己的高性能中继,以便他们的区块可以比其他方式更快地到达验证者。接受来自任何构建者的区块的无许可中继必须模拟构建者提出的每个区块,以确保提交的区块是有效的。这会在未经许可的中继上托管的盲目拍卖中产生一定的延迟。被列入白名单且其区块不需要检查的可信中继构建者可以通过区块投标过程快速跟踪,这就是为什么某些构建者可能会选择垂直整合他们的 MEV 操作并运营他们自己的中继。

运行中继的成本

根据中继器的性能,操作中继器的成本可能会有很大差异。例如,无需许可的中继器向更多的构建者开放,因此可能会产生更有利可图的 MEV 区块,需要设置防护以防止拒绝服务攻击和垃圾邮件。此外,在向以太坊上的验证器发送区块时试图最小化延迟量的高性能中继必须设置多个服务器来处理可变负载条件并维护高带宽网络。考虑到中继器必须模拟第三方或非白名单区块构建者提交的区块以确保它们有效,并在每个 epoch 重新显示连接到其中继器的所有验证者,这一点尤其重要。这些用于运行高性能和有竞争力的中继器的成本可能是每月数千美元。然而,并不是所有的中继都针对性能进行了优化,尤其是那些作为公共产品获得资助的中继器。

除了每个中继器的技术能力和容量的差异之外,可靠程度也有所不同。中继器最大的竞争优势是正常运行时间、可靠性,以及在区块构建者和验证者之间公平处理区块的可靠记录。中继器在以太坊上的 MEV 供应链中处于独特的位置。作为基础设施,中继器可以在验证者在链上提交区块及其内容之前了解有关区块及其内容的信息。因此,区块建构建者和验证者必须相信中继运营商不会作恶。作恶的中继运营商可能会对 Flashbots 发布的原始版本中继规范进行修改,从而允许他们抢先于其他区块构建者进行出价。为了提高对中继器的信任,大多数中继器运营商开源了他们的软件,并创建了公共端点供任何人实时监控他们的中继活动。

BloXroute 的 MEV 中继器在合并激活几天后出现了问题,导致验证者错过了网络上提交的大约 88 个区块。BloXroute 补偿了验证者因中继器临时故障而损失的资金。对验证者的补偿是一个有争议的决定,被 Blocknative 等其他中继运营商视为创造了「负面经济效益」。基于运行与 Flashbots 中继器竞争的高性能中继器的成本,Flashbots 中继器对用户来说是零成本运营,加之补偿用户中继器故障的预期,中继运营商似乎没有强烈的动机来构建高性能中继。事实上,尽管以太坊上的大多数主要质押池都连接到多个中继器,但 Flashbots 中继器因提交区块数量最多而占据主导地位。因此中继器之间的竞争,就像区块构建者之间的竞争一样,可能会随着时间的推移而减少并导致中心化。

验证者

以太坊上的验证者赚取被动收入。除了他们最初存入的 32 枚以太坊和软件配置之外,验证者几乎没有实质性地增加他们的奖励进一步优化的空间,这是设计使然。如果消耗更多的电力或使用昂贵的专用硬件确实能影响验证者的奖励,那么验证者之间的竞争将导致专业化和潜在的中心化。正如以太坊创始人 Vitalik Buterin 所说,目标是让验证者保持「尽可能愚蠢」。

对 MEV-Boost 的批评之一是为了降低验证者之间专业化和中心化的风险,网络将这种风险转移给了第三方构建者。Flashbots 和以太坊核心开发人员认为,与验证者相比,不直接与以太坊协议交互的实体所包含的风险要低一些。然而,区块构建者之间集中化的趋势仍然导致同样的担忧,即 MEV 奖励会集中到一小群经验丰富的参与者,然后他们可以通过积累更多的 ETH 来对以太坊施加影响。在本报告的下一节中,将详细讨论有关区块构建者中心化问题的解决方案。

虽然在操作验证器时专业化的机会很小,但在涉及到质押池时却有这样的问题。质押池是代表个人运营验证者的实体。通过池质押而不是设置独立的验证器有几个优点。有关以太坊上验证者池的更多详细信息,请阅读这份 Galaxy Research 报告。最有能力提供质押服务的实体通常是加密货币交易所,因为它们已经代表个人保管和部署资本。

从交易所的角度来看,提供质押服务是一种简单的方式,可以通过向用户提供存款收益来激励用户将资产在其平台上持有更长时间。大多数质押池还为用户提供质押少于 32 ETH 的能力,并提供一定程度的保险以防止验证者的技术设置失败。以太坊上第二大和第三大质押实体是交易所。

最大的質押實體是流動性質押服務提供者 Lido。 流動性質押衍生品(LSD)是代表質押 ETH 的資產,可以在乙太坊上自由交易和轉移。 用戶經常將他們的 LSD 重新抵押到 DeFi 應用(例如 Aave)以獲得額外收益。 Index Coop 協定為使用者提供了一種稱為 icETH 的衍生資產,它自動將質押 ETH 獲得的 LSD 代幣抵押到 Aave 中獲得收益,然後用於購買更多質押的乙太坊。 有時,Index Coop 的收益率幾乎是普通抵押 ETH 收益率的兩倍。

重複質押的 ETH 帶來的豐厚收益使流動性質押服務提供者在採用方面相對於個人質押者和常規質押池具有競爭優勢。 然而,在流動性質押服務提供者中,競爭格局的特徵是「贏者通吃」。 儘管還有其他流動性質押供應商,但沒有一個像 Lido 一樣受歡迎,因為 Lido 的 stETH 代幣在 DeFi 市場上積累了最高的流動性。 stETH 的深度流動性部分是由於與 Curve 和 Yearn Finance 等主要 DeFi 協定的關鍵集成。 由於更大的技術或監管風險,stETH 的替代品通常以比 ETH 更大的折扣進行交易,並且沒有提供與 stETH 一樣高的回報。 與過去的趨勢相反,像 Frax Finance 這樣的新質押協定部署了雙代幣模型,讓用戶獲得高於平均水準的收益。 在中心化交易所之外,唯一最適合作為質押池競爭的實體是為使用者提供 LSD 的服務,而在這些服務中,擁有最高市場深度的 LSD 協定通常是首選。

中繼器審查問題

由於過度依賴 Flashbots 中繼器等 Flashbots 產品,合併后乙太坊上的 MEV 供應鏈仍然容易受到監管。 在乙太坊上發佈的所有區塊中,超過 60% 是通過 Flashbots 中繼構建的,因此強制執行使用者交易的審查行為。 除了 Bloxroute 的「受監管」中繼器等其他審查中繼器外,審查使用者交易的區塊百分比大約為 70%

自合併和 MEV-Boost 軟體激活以來,在乙太坊上運行的非審查中繼器的數量逐漸增加。 2022 年 11 月,三個新的運營商,Gnosis、Ultrasound Money 和 Builder 0x69 啟動了他們自己的中繼基礎設施,以提高乙太坊的抗審查能力。 然而,Flashbots 中繼器的主導地位並沒有因為其他新中繼器的出現而實質性下降,因為 Flashbots 中繼器自推出以來一直保持著近乎完美的正常運行時間的記錄,並擁有免費、無需許可等特點,這意味著驗證者和區塊構建者無需付費或被列入白名單才能連接到中繼。 如前所述,可靠性是中繼最重要的競爭力之一,這就是為什麼 Flashbots 中繼器保持無中斷運行的時間越長,它就越能成為所有驗證者信任並使用 MEV-Boost 連接的中繼器之一。

乙太坊核心開發人員和 Flashbots 團隊將中繼審查視為一個短期問題,因為即使中繼多樣化沒有改善,也有計劃將中繼完全從 MEV 供應鏈中移除。 啟發 MEV-Boost 的 PBS 的完整願景將中繼的作用納入乙太坊協定。

協定內置 PBS

將區塊的提議和構建分離,有時稱為協定內置 PBS,是構建 MEV-Boost 作為臨時解決方案的最初動機,以減輕 MEV 在乙太坊合併後的中心化影響。 PBS 的實施是以太坊核心開發人員的一個活躍研究領域,此外還有其他正在進行的重要協定級更改,重點是可擴展性和狀態增長,例如 danksharding 和 state expiry。 PBS 的核心挑戰之一是設計一種以去中心化方式促進區塊拍賣的方法。 協定內置 PBS 將要求乙太坊協定創建並記錄來自區塊構建者的區塊出價的規範清單,並確保驗證者在執行構建者提交區塊后從構建者那裡收到付款。

Vitalik Buterin 於 2021 年 6 月撰寫的關於 PBS 的原始提案提供了兩種不同的實施思路。 第一個思路建議區塊構建者將他們首先創建的區塊的一部分發佈到鏈上,連同他們向驗證者支付的數額以及驗證該區塊是其提交的區塊的加密簽名。 選擇在乙太坊上提交下一個區塊的驗證者將審查支付清單,選擇最高的那個,然後「獲勝」的區塊構建者將公開區塊的全部內容以供驗證者提交。

第二種方法類似,但不是驗證者從部分區塊清單中挑選,而是驗證者簽署一份聲明,承諾將從一個不同交易包中進行挑選,為驗證者鏈上執行提供更高級別的可選性和靈活性。 第二種方法需要一個新的限制條件,如果他們沒有在他們的清單中提出其中一個交易包,則會受到懲罰。 自 Vitalik Buterin 最初的提議以來,社區圍繞著 PBS 的替代範例進行了新的討論,例如重新設計核心機制,使投標過程發生在單個 slot  而不是兩個(slot 是信標鏈上持續 12 秒的時間單位,在這 12 秒內,驗證者可以提交一個區塊)。

Flashbots 的創始人菲爾·戴安(Phil Daian)也提出了一個「輕型」版本的 PBS  的想法,其中驗證者和構建者根本不參與區塊拍賣。 相反,驗證者通過創建新的交易類型從構建者那裡選擇最有利可圖的付款。 新的交易類型會將區塊數據可用性的權利轉移給所選的構建者。

協定強制驗證者承諾(PEPC)

除了協定內置 PBS,乙太坊開發人員正在考慮另一種可能的框架,用於在協定中啟用區塊拍賣。 稱為協議強制驗證者承諾(PEPC),該框架試圖通過讓驗證者圍繞區塊的創建方式執行更複雜的規則來實行區塊獎勵的分配機制,例如強制限制 Gas 使用、限制塊空間的使用、通信狀態訪問清單,並規定交易流的相容性。 EigenLayer 是目前正在開發的智慧合約協定,可以作為 PEPC 和其他與對驗證者應用額外罰沒條件相關的實驗的測試場。

EigenLayer 協定使驗證者能夠通過將其質押的 ETH 重新質押到乙太坊、其他應用和替代區塊鏈協定中來獲得額外收益。 在 EigenLayer 上設想了兩種再質押模式:通過更新驗證者取款憑證進行本地再質押,以及通過將流動性質押衍生代幣存入 EigenLayer 智慧合約來進行流動性再質押。 通過對驗證者實施額外的罰沒條件,EigenLayer 的再質押成為可能。 根據驗證者通過 EigenLayer 協定加入加入的中間件和規則,對不當行為有額外的懲罰,可以最大限度地減少再質押對乙太坊安全的危害。

EigenLayer 預計將在 2023 年內推出其再質押服務。 在其推出的第一階段,EigenLayer 將只允許驗證者選擇一組精選的再質押中間件。 例如,驗證者將能夠再質押到 Eigen 數據可用性層,該層旨在通過高度可定製和高可擴展的數據可用性服務為 Arbitrum 和 Optimism 等 Layer 2 Rollup 提供服務。 然而,隨著時間的推移,EigenLayer 的願景是實現無需許可的創新,並使用戶能夠創建和啟動他們自己的再質押中間件。 理論上可以在未來的 EigenLayer 上開發的一種再質押中間件是部分區塊拍賣元件。

因 MEV-Boost 和中繼器的使用,驗證者不能將他們自己的交易插入到由第三方構建者構建的區塊中,因為他們在向鏈上提交區塊之前看不到區塊的內容。 中繼器只向驗證者顯示區塊頭和獎勵。 只有在驗證者通過簽署區塊頭來提交特定區塊后,中繼才會發回區塊的全部內容,供驗證者在鏈上進行提交。 這是為了確保驗證者無法通過查看區塊內容並自行重建。 但是,如果通過 EigenLayer 對驗證者重建區塊施加額外的懲罰規則,則可以更有力地保證區塊構建者最初構建的區塊被正確地保留,否則再質押驗證者將受到嚴厲地懲罰。

EigenLayer 協定將充當中間件軟體,以促進區塊構建者和驗證者之間對部分區塊空間的競標過程。 這是一項重要的功能,可以消除對中繼器審查的擔憂,並通過歸還驗證者提議包含在區塊中的交易的能力來確保乙太坊的抗審查能力得到加強。 此外,EigenLayer 的長期願景是支援一整套再質押中間件和懲罰方案,這是 PEPC 研究的基礎。 PEPC 的許多元件將通過 EigenLayer 的開發進行測試,例如 PBS 背後的核心原則目前如何在協定內置 PBS 之前通過 MEV-Boost 進行測試。

協定內置 PBS 和 PEPC 距離實施可能還需要數年時間。 需要進一步研究協議內解決方案的複雜性和對驗證者行為的影響。 除了進一步的研究之外,還有其他旨在改進乙太坊的虛擬機和可擴展性的協定級別的升級,現在合併已經結束,這些升級可能會優先考慮。 然而,在 MEV 區塊拍賣的協議內解決方案準備就緒之前,還是會存在中繼器對區塊構建者的搶先交易風險。 為了減輕這種風險,短期內的中繼多樣性很重要,其他臨時解決方案也很重要,例如通過新的智慧合約協定(如 EigenLayer)或替代網路級解決方案(如封閉式信標鏈概念 )。 作為背景,由 Gnosis 首席執行官 Martin Köppelmann 提出的封閉式信標鏈概念建議通過分散式密鑰生成,選擇性地加密使用者交易,以便交易內容在被包含在鏈上之前不會被洩露。 封閉式信標鏈的概念驗證預計將於今年晚些時候在 Gnosis Chain 上實施。

區塊構建器中心化問題

在中繼器審查之外,人們擔心區塊構建者將集中於少數專業實體。 構建有利可圖的區塊是一項資源密集型活動,因為區塊構建者只有很短的時間(大約 12 秒)來運行多個不同的區塊類比,以確定收益最大化的區塊。 將資源密集型和高度可優化的區塊構建者活動留給合併后的驗證者自然會為大型、複雜的質押池提供優於獨立驗證者的優勢,因為前者可以投資於最好的區塊構建解決方案,而後者則不能。 因此,為了防止 MEV 成為乙太坊的中心化力量,MEV-Boost 將區塊構建活動與驗證者分開。 在 PBS 模型下,驗證者無論是由大型質押池運營還是由獨立節點運營商運營,都可以將構建包含 MEV 獎勵的盈利區塊的責任外包給第三方區塊構建者,並通過這種方式避免了 MEV 獎勵集中到大型質押實體。

然而,將區塊構建活動外包給第三方區塊構建者意味著區塊構建者市場仍有可能變得中心化。 雖然這比驗證者因為 MEV 而變得中心化更好,但仍不夠理想,並且會在 MEV 供應鏈的開頭產生監管風險。 為了減輕構建者中心化的負外部性,Flashbots 在最近幾個月對 MEV-Boost 軟體進行了小幅調整,其中最引人注目的是允許驗證者設置最低出價,通過將最低出價設置為高於零,如果第三方構建者構建的區塊的獎勵不超過特定閾值,驗證器節點運營商可以自動從乙太坊記憶體池在本地構建區塊。 除了最低出價外,乙太坊核心開發人員正在對乙太坊引擎 API 進行調整,以幫助驗證者更輕鬆地比較本地構建區塊和第三方構建區塊的獎勵。

截至 2022 年 12 月 31 日,75% 的 MEV-Boost 區塊由 Flashbots 構建。 通過競爭,Flashbots 區塊構建者的主導地位正在逐漸減弱。 截至 2022 年 12 月底,匿名建造者建造的區塊比例從 2022 年 9 月的不到 10% 增加到接近 50%。

除了日益激烈的競爭之外,乙太坊核心開發人員和 Flashbots 團隊正在討論其他一些解決方案,以解決區塊構建者中心化的負外部性。

審查抵制清單

第一個也是最簡單的解決方案是審查抵制清單(crLists)。 這是乙太坊核心開發人員早在 2022 年 1 月就開始討論的想法。 它提出了第三方區塊構建者在構建區塊時必須包含的交易清單。 這確保即使區塊構建市場確實變得中心化,構建者也無權審查交易從而通過構建符合監管的區塊來降低乙太坊的可信中立性。 通過使用 crLists,驗證者將能夠強制將區塊構建者必須接受的來自公共記憶體池的交易清單包含到他們的區塊中。 在實現方面,crLists 並不難。 Flashbots 的產品負責人 Robert Miller 在播客中表示,如果乙太坊核心開發人員之間有足夠的共識來進行代碼更新,crLists 可以在短短 2 到 3 個月內實施。 然而,開發人員之間幾乎沒有就在協定級別強制執行 crLists 達成共識,因為一些人認為 crLists 無法短期解決構建器中心化問題。 一些開發人員認為,通過去中心化構建器的角色而不是實施 crLists 來解決問題的根源將是更有效的解決方案。

協作構建區塊

目前乙太坊社區正在研究如何重新設計區塊構建者的核心職責,以便多個構建者協作創建一個區塊。 構建者依靠高度專業化的演算法組合來自搜索者和本地記憶體池的交易。 多個構建者可以運行他們的演算法來協作構建一個區塊,不同的聚合技術的組合可能會產生比一個收益更高的區塊。 不與其他人合作而是獨立創建區塊的情況,只有在構建者可以獨立運行他們的演算法並且隱藏部分區塊的內容以防止其他構建者竊取其 MEV 時才有可能。 通過去中心化計算和硬體的發展,幾個獨立的構建者可以在不洩露敏感信息的情況下將資源集中在一起構建區塊。 圍繞打破區塊構建者責任的討論通常依賴於使用高級密碼學,例如零知識和多項式承諾。 與 crLists 相比,去中心化區塊構建器的方法 幾個獨立的建設者可能會在不洩露敏感信息的情況下將資源集中在一起進行區塊建設。 圍繞打破區塊構建者責任的討論通常依賴於使用高級密碼學,例如零知識和多項式承諾。 與 crLists 相比,去中心化區塊構建者的方法是一個不太明確和發達的研究領域

SUAVE

Flashbots 正在積極研究一種解決方案,通過協作構建區塊來分散構建區塊的角色。 該專案稱為 Single Unifying Auction for Value Expression(SUAVE)。 SUAVE 於 2022 年 10 月 14 日在一年一度的乙太坊開發者大會 Devcon 期間由 Flashbots 的聯合創始人 Phil Daian 提出。 Daian 將其描述為一個 MEV 感知的加密記憶體池,用於將 MEV 利潤返還給最終使用者。 11 月下旬,Flashbots 發表了一篇博文,標題為《MEV 的未來是 SUAVE》,揭示了有關該專案的更多細節。 該博客將 SUAVE 描述為一個獨立的區塊鏈網路,可用於提取跨鏈 MEV。 文章稱,「重要的是,SUAVE 超越了單個區塊鏈的排序。 我們將 SUAVE 設計為所有區塊鏈的記憶體池和區塊生成器」。

今天,關於 SUAVE 如何工作的技術細節很少。 當前有關 SUAVE 的可用資訊說明了啟發產品架構的思維框架,而不是詳細說明 SUAVE 本身的架構。 理論上,SUAVE 將是一個區塊鏈,它能夠接受來自多個區塊鏈的使用者偏好表達,然後協助區塊構建者的去中心化網路以無需信任的方式向每一個網路提出區塊。 SUAVE 鏈將由三個主要部分組成:通用偏好環境、最優執行市場和去中心化區塊構建網路。

偏好環境被設想為盡可能靈活,意味著用戶不僅應該能夠表達他們對 MEV 的偏好,還應該能夠表達他們對區塊內任何類型的交易排序或放置的偏好。 這種偏好將與競標合約相關聯,使用者將在其中鎖定一定數量的 ETH 以激勵對其偏好的執行,可能會複雜到區塊的狀態表示,也可能只是簡單地將某個交易打包進下一個區塊。

之後,偏好將被傳遞到執行市場。 在執行市場中,稱為執行者的參與者進行競爭以提供盡可能最佳的使用者偏好執行。 今天,區塊構建者可以被認為是搜索者出價的執行者。 在 SUAVE 鏈上,執行者將處理各種交易偏好,以換取使用者在偏好市場鎖定的 ETH。 SUAVE 鏈的最後一部分是去中心化的構建者市場。 關於該市場的細節是三者中最稀少的。 最好的情況下,SUAVE 鏈將使區塊能夠在構建者之間協作構建,使用安全飛地來保護區塊內容隱私。

執行者將掃描偏好市場並運行演算法以在一個區塊內合併不同的使用者偏好和搜索者交易包。 這些區塊將在執行者之間反覆運算、改進和傳播,這樣最終的區塊就會因多個執行者的貢獻而變得豐富起來。 這樣,雖然 SUAVE 的去中心化區塊構建網路可能會在區塊構建過程中引入更多延遲,但它也可能會產生更有價值的區塊,因為這些區塊產生的區塊受益於許多構建器和區塊構建演算法。

為確保使用者偏好在區塊構建過程中不被洩露,構建者將被要求在安全飛地內運行他們的交易排序演算法,安全飛地指的是在計算機上處理代碼和數據的隔離計算環境。 從歷史上看,存在涉及使用安全飛地的硬體相關漏洞,這就是為什麼它們在 SUAVE 中的使用可能會帶來安全風險。 Flashbots 曾提及他們正在探索安全飛地的替代方案,包括可信執行環境、完全同態加密、門限加密和多方計算。 然而,根據 Flashbots 的說法,基於當今可用技術的成熟度,安全飛地是在未來 3 到 6 個月內促進去中心化區塊構建的最佳短期解決方案。 支援上述所有三個元件的 SUAVE 的完整願景可能需要多年才能實施。

Flashbots 曾就 SUAVE 大談特談,但今天公開的細節很少。 SUAVE 設計的一些值得注意的方面仍不清楚,包括:

跨域區塊空間拍賣。  目前尚不清楚 SUAVE 鏈將如何支援跨域區塊空間拍賣並插入其他替代的 Layer 1 區塊鏈。 為了使優先市場中的競標合約以 ETH 計價和支付,SUAVE 鏈將要求使用者橋接他們的資產,但有關此類橋的架構的詳細資訊尚不清楚。 然而,最近 Flashbots 論壇上的一項提案建議將 SUAVE 構建為乙太坊上的 Layer 2 Rollup,而不是 Layer 1 區塊鏈,這將降低橋接風險。

使用者回扣。  目前,使用者將從交易中提取的 MEV 獲得回扣的確切機制仍不清楚,儘管據報導這將是 SUAVE 實施的第一部分。

使用安全飛地。  還不清楚 SUAVE 將如何使用安全飛地來分散區塊構建者的角色,因為 SUAVE 可能允許執行者在他們自己的設備上託管他們自己的飛地,或者可能要求執行者使用受信任的雲託管解決方案。

與上面強調的緩解構建者中心化的研究密切相關,Flashbots 和乙太坊基金會的開發人員正在討論 MEV 其他幾個領域的解決方案,例如:

提高使用者交易隱私。  有時被稱為可程式設計隱私,開發人員正在積極研究通過增強使用者交易的隱私保證來降低構建者之間合作障礙的方法。

MEV 返還給終端使用者。  乙太坊上當前的 MEV 供應鏈確保 MEV 的大部分價值增長都流向區塊提議者,即乙太坊上的驗證者,這可能會激勵驗證者串通。 MEV smoothing  是以太坊核心開發人員的另一個研究領域,試圖最小化 MEV 的區塊獎勵差異並阻止驗證者串通。

跨鏈 MEV。  人們也對其他 Layer 1 區塊鏈(如 Cosmos)上的 MEV 緩解策略如何與乙太坊上開發的策略相互作用產生了新的興趣,特別是考慮到其他鏈上 DeFi 活動不斷增加的趨勢。

結論

MEV-Boost 使更去中心化的 MEV 供應鏈開始成為可能,其中幾個不同的實體可以作為區塊搜索者、構建者、驗證者或中繼器參與其中。 Flashbots 的主導地位應該被視為對乙太坊在合併之前狀態的描述,這需要時間才能擺脫。 儘管最初對網路審查和構建者中心化表示擔憂,但自合併以來乙太坊上有關 MEV 的早期數據表明,構建者之間的競爭正在加劇,各種抗審查的中繼正在慢慢削弱 Flashbots 中繼的主導地位。 然而,由於缺乏強有力的激勵措施來鼓勵搜索者、區塊構建者和中繼者之間的競爭,人們擔心 MEV 供應鏈會被少數博學的利益相關者所主導。

Flashbots 作為一個組織繼續致力於 MEV 民主化,通過補貼其他中繼器和開源他們的戰略成為乙太坊的有力建設者。 乙太坊開發人員和研究人員正在研究移除將構建者連接到驗證者所需的可信中繼設置的方法。 然而,有幾個與實施 PBS 相關的懸而未決的問題,乙太坊核心開發人員可能會在 PBS 實施之前優先對乙太坊協議進行其他主要升級,例如 proto-danksharding。 因此,Flashbots 團隊和 MEV 供應鏈中的其他新實體正在努力進一步優化區塊構建和中繼技術,以使其更具彈性和效率。

對區塊構建者中心化的擔憂雖然不太現實,但仍有可能,尤其是如果 DeFi 活動回升且 MEV 收益變得更有利可圖的話。 因此,開發人員正在尋求多種臨時實施解決方案,即 SUAVE 和通過 EigenLayer 等智慧合約協議進行的部分區塊拍賣。 乙太坊開發人員正在逐步解決 MEV 相關問題,但在 MEV 的負外部性被抵消之前,還有很多工作要做。 雖然 Flashbots 帶頭開展了這項工作的很大一部分,但 MEV 基礎設施的開源預計將使參與的利益相關者多樣化。 這可能會增加未來的創新數量,並增加乙太坊上的 DeFi 創造比傳統金融更公平的貿易環境的機會。

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