Vitalik：EthereumThe Scourge階段的關(guān)鍵目標(biāo)
作者：Ethereum創(chuàng)始人Vitalik；編譯：鄧通，金色財(cái)經(jīng)
按：本文為Ethereum創(chuàng)始人Vitalik近期發(fā)表的“Ethereum協(xié)議的未來發(fā)展”系列文章的第三部分“PossiblefuturesoftheEthereumprotocol,part3:TheScourge”。第二部分見金色財(cái)經(jīng)“Vitalik：TheSurge階段Ethereum協(xié)議應(yīng)該怎么發(fā)展”，第一部分見“EthereumPoS還有哪些可以改進(jìn)”。以下為第三部分全文：
EthereumL1面臨的最大風(fēng)險(xiǎn)之一是由于經(jīng)濟(jì)壓力而導(dǎo)致的權(quán)益證明中心化。如果參與核心權(quán)益證明機(jī)制存在規(guī)模經(jīng)濟(jì)，這自然會(huì)導(dǎo)致大型利益相關(guān)者占據(jù)主導(dǎo)地位，而小型利益相關(guān)者則退出加入大型礦池。這導(dǎo)致51%攻擊、交易審查和其他危機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)更高。除了中心化風(fēng)險(xiǎn)之外，還存在價(jià)值提取的風(fēng)險(xiǎn)：一小部分人獲取了原本會(huì)流向Ethereum用戶的價(jià)值。
去年，我們對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)的了解大大增加。眾所周知，這種風(fēng)險(xiǎn)存在于兩個(gè)關(guān)鍵地方：（i）區(qū)塊構(gòu)建，以及（ii）質(zhì)押資本規(guī)定。較大的參與者可以運(yùn)行更復(fù)雜的算法（“MEV提取”）來生成區(qū)塊，從而為他們帶來更高的區(qū)塊收入。大型參與者還可以通過將資金作為流動(dòng)質(zhì)押Tokens（LST）釋放給其他人，更有效地解決資金被鎖定的不便。除了小質(zhì)押者與大質(zhì)押者的直接問題之外，還存在是否（或?qū)?huì)）過多質(zhì)押ETH的問題。
MEVBoost正在做的事情的程式化圖表：專門的構(gòu)建者承擔(dān)紅色的任務(wù)，利益相關(guān)者承擔(dān)藍(lán)色的任務(wù)。
有多種版本，包括“提議者-構(gòu)建者分離”（PBS）和“證明者-提議者分離”（APS）。它們之間的區(qū)別與finegrained的細(xì)節(jié)有關(guān)，即哪些責(zé)任由兩個(gè)參與者中的哪一個(gè)承擔(dān)：粗略地說，在PBS中，驗(yàn)證者仍然提出區(qū)塊，但從構(gòu)建者那里接收有效負(fù)載，而在APS中，整個(gè)槽位都成為構(gòu)建者的責(zé)任。最近，APS比PBS更受青睞，因?yàn)樗M(jìn)一步降低了提案者與構(gòu)建者共處一地的動(dòng)機(jī)。請(qǐng)注意，APS僅適用于包含交易的執(zhí)行塊；包含權(quán)益證明相關(guān)數(shù)據(jù)（例如證明）的共識(shí)塊仍將被隨機(jī)分配給驗(yàn)證者。
這種權(quán)力分離有助于保持驗(yàn)證者的Decentralization，但它有一個(gè)重要的成本：執(zhí)行“專門”任務(wù)的參與者很容易變得非常中心化。這是今天的Ethereum區(qū)塊構(gòu)建：
在時(shí)間T，隨機(jī)選擇的質(zhì)押者創(chuàng)建一個(gè)包含列表，即在當(dāng)時(shí)Blockchain當(dāng)前狀態(tài)下有效的交易列表。在時(shí)間T+1，區(qū)塊構(gòu)建者（可能是通過協(xié)議內(nèi)拍賣機(jī)制提前選擇的）創(chuàng)建一個(gè)區(qū)塊。該區(qū)塊需要包含包含列表中的每筆交易，但他們可以選擇順序，并且可以添加自己的交易。
分叉選擇強(qiáng)制包含列表（FOCIL）提案涉及每個(gè)區(qū)塊的多個(gè)包含列表創(chuàng)建者組成的委員會(huì)。為了將交易延遲一個(gè)區(qū)塊，k個(gè)包含列表創(chuàng)建者中的k個(gè)（例如k=16）必須審查該交易。FOCIL與通過拍賣選出的最終提議者的組合需要包括包含列表，但可以重新排序和添加新交易，通常稱為“FOCIL+APS”。
解決該問題的另一種方法是多個(gè)并發(fā)提議者(MCP)方案，例如BRAID。BRAID試圖避免將區(qū)塊提議者角色分為低規(guī)模經(jīng)濟(jì)部分和高規(guī)模經(jīng)濟(jì)部分，而是嘗試將區(qū)塊生產(chǎn)過程分配給許多參與者，這樣每個(gè)參與者提議者只需要具有中等程度的復(fù)雜性就可以最大化他們的收入。MCP的工作原理是讓k個(gè)并行提議者生成交易列表，然后使用確定性算法（例如，按費(fèi)用從高到低排序）來選擇順序。
BRAID并不尋求實(shí)現(xiàn)運(yùn)行默認(rèn)軟件的dumb-pipe塊提議者是最佳的目標(biāo)。它不能這樣做的兩個(gè)容易理解的原因是：
后動(dòng)者套利攻擊：假設(shè)提案者提交的平均時(shí)間為T，而你最后可能提交并仍然被納入的時(shí)間約為T+1。現(xiàn)在，假設(shè)在CEX上，ETH/USDC價(jià)格在T和T+1之間從2500美元到2502美元。提議者可以多等一秒鐘，然后添加額外的交易來對(duì)鏈上DEX進(jìn)行套利，每ETH可獲得高達(dá)2美元的利潤(rùn)。與網(wǎng)絡(luò)有良好聯(lián)系的老練的提議者更有能力做到這一點(diǎn)。
獨(dú)占訂單流：用戶有動(dòng)力將交易直接發(fā)送給單個(gè)提議者，以最大程度地減少其遭受搶先交易和其他攻擊的脆弱性。經(jīng)驗(yàn)豐富的提議者具有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗麄兛梢越⒒A(chǔ)設(shè)施來接受這些直接來自用戶的交易，并且他們擁有更強(qiáng)的聲譽(yù)，因此向他們發(fā)送交易的用戶可以相信提議者不會(huì)背叛并搶先交易（這可以緩解使用可信硬件，但可信硬件有自己的信任假設(shè)。）
在BRAID中，證明者仍然可以分離并作為dumb-pipe功能運(yùn)行。
除了這兩個(gè)極端之外，還存在一系列介于兩者之間的可能設(shè)計(jì)。例如，您可以拍賣僅有權(quán)附加到塊，而無權(quán)重新排序或前置的角色。您甚至可以讓它們附加或前置，但不能插入中間或重新排序。這些技術(shù)的吸引力在于，拍賣市場(chǎng)的獲勝者可能非常集中，因此降低他們的權(quán)威有很多好處。內(nèi)存池加密
對(duì)于成功實(shí)施許多此類設(shè)計(jì)（具體來說，BRAID或APS版本，其中對(duì)拍賣功能有嚴(yán)格限制）至關(guān)重要的一項(xiàng)技術(shù)是加密內(nèi)存池。加密內(nèi)存池是一種技術(shù)，用戶以加密形式廣播其交易，并附上某種有效性證明，并且交易以加密形式包含在區(qū)塊中，而區(qū)塊構(gòu)建者不知道其內(nèi)容。交易內(nèi)容稍后公布。
實(shí)現(xiàn)加密內(nèi)存池的主要挑戰(zhàn)是提出一種設(shè)計(jì)，確保所有交易稍后都會(huì)被披露：簡(jiǎn)單的“提交和披露”方案行不通，因?yàn)槿绻妒亲栽傅模瑒t選擇披露或不披露的行為本身就是對(duì)可被利用的區(qū)塊的一種“最后推動(dòng)者”影響。兩種主要技術(shù)是(i)閾值解密和(ii)延遲加密，這是一種與可驗(yàn)證延遲函數(shù)(VDF)密切相關(guān)的原語。
與現(xiàn)有研究有哪些聯(lián)系？
MEV和構(gòu)建器集中化解釋：https://vitalik.eth.limo/general/2024/05/17/decentralization.html#mev-and-builder-dependence
MEVBoost：https://github.com/flashbots/mev-boost
EnshrinedPBS（早期提出的針對(duì)這些問題的解決方案）：https://ethresear.ch/t/why-enshrine-proposer-builder-separation-a-viable-path-to-epbs/15710
MikeNeuder的包含列表相關(guān)讀物列表：https://gist.github.com/michaelneuder/dfe5699cb245bc99fbc718031c773008
包含列表EIP：https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-7547
FOCIL：https://ethresear.ch/t/fork-choice-enforced-inclusion-lists-focil-a-simple-committee-based-inclusion-list-proposal/19870
MaxResnick的BRAID演示：https://www.youtube.com/watch?v=mJLERWmQ2uw
“優(yōu)先級(jí)就是您所需要的”，作者：DanRobinson：https://www.paradigm.xyz/2024/06/priority-is-all-you-need
關(guān)于多提議者小工具和協(xié)議：https://hackmd.io/xz1UyksETR-pCsazePMAjw
VDFResearch.org：https://vdfresearch.org/
可驗(yàn)證的延遲函數(shù)和攻擊（重點(diǎn)關(guān)注RANDAO設(shè)置，但也適用于加密內(nèi)存池）：https://ethresear.ch/t/verABLE-delay-functions-and-attacks/2365
MEV執(zhí)行票證捕獲和Decentralization：https://www.arxiv.org/pdf/2408.11255
APS集中化：https://arxiv.org/abs/2408.03116
多塊MEV和包含列表：https://x.com/_charlienoyes/status/1806186662327689441
還需要做什么，需要權(quán)衡什么？
我們可以將上述所有方案視為劃分參與stake的權(quán)限的不同方式，按照從較低規(guī)模經(jīng)濟(jì)（“dumb-pipe”）到較高規(guī)模經(jīng)濟(jì)（“專業(yè)化友好”）的范圍排列。2021年之前，所有這些權(quán)限都捆綁在一個(gè)參與者中：
BRAID則完全不同。“質(zhì)押者”部分更大，但它分為兩部分：輕質(zhì)押者和重質(zhì)押者。同時(shí)，由于交易是按優(yōu)先費(fèi)用降序排列的，因此區(qū)塊頂部的選擇事實(shí)上通過費(fèi)用市場(chǎng)被拍賣，這一方案可以被視為類似于PBS。
請(qǐng)注意，BRAID的安全性在很大程度上取決于加密的內(nèi)存池；否則，塊頂拍賣機(jī)制很容易受到策略竊取攻擊（本質(zhì)上是：復(fù)制其他人的交易，交換接收者地址，并支付0.01%的高額費(fèi)用）。這種對(duì)預(yù)包含隱私的需求也是PBS實(shí)施起來如此棘手的原因。
最后，F(xiàn)OCIL+APS的更“激進(jìn)”版本，例如。APS僅確定塊末尾的選項(xiàng)如下所示：
剩下的主要任務(wù)是（i）致力于鞏固各種提案并分析其后果，以及（ii）將這種分析與對(duì)Ethereum社區(qū)的目標(biāo)的理解結(jié)合起來，即它將容忍何種形式的中心化。每個(gè)單獨(dú)的提案還需要完成一些工作，例如：
繼續(xù)致力于加密內(nèi)存池設(shè)計(jì)，并達(dá)到這樣的程度：我們的設(shè)計(jì)既穩(wěn)健又相當(dāng)簡(jiǎn)單，并且似乎已經(jīng)準(zhǔn)備好納入其中。
優(yōu)化多個(gè)包含列表的設(shè)計(jì)，以確保(i)不會(huì)浪費(fèi)數(shù)據(jù)，特別是在包含blob的包含列表的上下文中，以及(ii)對(duì)無狀態(tài)驗(yàn)證器友好。
關(guān)于APS最優(yōu)拍賣設(shè)計(jì)的更多工作。
此外，值得注意的是，這些不同的提議并不一定是彼此不兼容的岔路口。例如，實(shí)施FOCIL+APS可以輕松地作為實(shí)施BRAID的墊腳石。一個(gè)有效的保守策略是“觀望”方法，我們首先實(shí)施一個(gè)解決方案，其中質(zhì)押者的權(quán)限受到限制，大部分權(quán)限被拍賣，然后隨著時(shí)間的推移，隨著我們對(duì)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)上的MEV市場(chǎng)運(yùn)作的了解更多，慢慢增加利益相關(guān)者的權(quán)力。
特別是，質(zhì)押的中心化瓶頸是：
區(qū)塊建設(shè)集中化（本節(jié)）
出于經(jīng)濟(jì)原因的質(zhì)押中心化（下一節(jié)）
由于32ETH最低限額而導(dǎo)致質(zhì)押中心化（通過Orbit或其他技術(shù)解決；請(qǐng)參閱有關(guān)合并的帖子）
由于硬件要求而進(jìn)行質(zhì)押集中化（在Verge中通過無狀態(tài)客戶端和后來的ZK-EVM解決）
解決這四個(gè)問題中的任何一個(gè)都會(huì)增加解決其他任何一個(gè)問題的收益。
此外，塊構(gòu)建管道和單時(shí)隙最終設(shè)計(jì)之間存在相互作用，特別是在嘗試減少時(shí)隙時(shí)間的情況下。許多區(qū)塊施工管道設(shè)計(jì)最終都會(huì)增加時(shí)隙時(shí)間。許多區(qū)塊構(gòu)建管道在流程的多個(gè)步驟中涉及證明者的角色。因此，值得同時(shí)考慮區(qū)塊構(gòu)建管道和單時(shí)隙最終性。修復(fù)質(zhì)押經(jīng)濟(jì)學(xué)
我們要解決什么問題？
如今，大約30%的ETH供應(yīng)量正在積極質(zhì)押。這足以保護(hù)Ethereum免受51%攻擊。如果質(zhì)押的ETH比例變得更大，研究人員擔(dān)心會(huì)出現(xiàn)不同的情況：如果幾乎所有ETH都被質(zhì)押，就會(huì)出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)。這些風(fēng)險(xiǎn)包括：
質(zhì)押從專家的一項(xiàng)有利可圖的任務(wù)變成了所有ETH持有者的責(zé)任。因此，普通的質(zhì)押者會(huì)更加不熱情，并會(huì)選擇最簡(jiǎn)單的方法（實(shí)際上，將他們的Tokens委托給最方便的中心化運(yùn)營(yíng)商）
如果幾乎所有ETH都被質(zhì)押，那么削減機(jī)制的可信度就會(huì)減弱
單一流動(dòng)質(zhì)押Tokens可以接管大部分股權(quán)，甚至接管ETH本身的“貨幣”網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)
Ethereum每年不必要地額外發(fā)行約100萬個(gè)ETH。在一種流動(dòng)性質(zhì)押Tokens獲得主導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)的情況下，該價(jià)值的很大一部分甚至可能被LST捕獲。
它是什么，它是如何工作的？
從歷史上看，一類解決方案是：如果每個(gè)人都不可避免地進(jìn)行質(zhì)押，并且流動(dòng)性質(zhì)押Tokens是不可避免的，那么讓我們讓質(zhì)押變得友好，以擁有實(shí)際上是去信任的、中立的和最大程度Decentralization的流動(dòng)性質(zhì)押Tokens。一種簡(jiǎn)單的方法是將質(zhì)押懲罰限制在1/8，這將使7/8的質(zhì)押ETH不可削減，因此有資格放入相同的流動(dòng)性質(zhì)押Tokens中。另一種選擇是明確創(chuàng)建兩層質(zhì)押：“承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)”（可削減）質(zhì)押。
然而，對(duì)這種方法的一個(gè)批評(píng)是，它在經(jīng)濟(jì)上似乎相當(dāng)于簡(jiǎn)單得多的事情：如果股權(quán)接近某個(gè)預(yù)先確定的上限，則大幅減少發(fā)行量。基本論點(diǎn)是：如果我們最終進(jìn)入一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)層回報(bào)率為3.4%，無風(fēng)險(xiǎn)層（每個(gè)人都參與）回報(bào)率為2.6%的世界，那實(shí)際上與質(zhì)押ETH的世界是一樣的回報(bào)率為0.8%，僅持有ETH回報(bào)率為0%。風(fēng)險(xiǎn)承擔(dān)層的動(dòng)態(tài)，包括質(zhì)押總量和中心化程度，在兩種情況下都是相同的。所以我們應(yīng)該做簡(jiǎn)單的事情并減少發(fā)行。
對(duì)這一論點(diǎn)的主要反駁是，我們是否可以使“無風(fēng)險(xiǎn)層”仍然具有一些有用的作用和一定程度的風(fēng)險(xiǎn)（例如，如Dankrad在此提出的）。
這兩條建議都意味著改變發(fā)行曲線，如果股權(quán)數(shù)量過高，回報(bào)率就會(huì)極低。
https://issuance.wtf/
Endgame質(zhì)押經(jīng)濟(jì)學(xué)，定位案例：https://ethresear.ch/t/endgame-stake-economics-a-case-for-targeting/18751
發(fā)行級(jí)別的屬性，AndersElowsson：https://ethresear.ch/t/properties-of-issuance-level-consensus-incentives-and-variability-across-pottial-reward-curves/18448
驗(yàn)證器設(shè)置大小上限：https://notes.ethereum.org/@vbuterin/single_slot_finality?type=view#Economic-capping-of-total-deposits
關(guān)于多層質(zhì)押想法的思考：https://notes.ethereum.org/@vbuterin/stake_2023_10?type=view
彩虹質(zhì)押：https://ethresear.ch/t/unbundling-stake-towards-rainbow-stake/18683
Dankrad的流動(dòng)質(zhì)押提案：https://notes.ethereum.org/Pcq3m8B8TuWnEsuhKwCsFg
MEVsmoothing，作者：Francesco：https://ethresear.ch/t/committee-driven-mev-smoothing/10408
MEVburn，作者：JustinDrake：https://ethresear.ch/t/mev-burn-a-simple-design/15590
還需要做什么，需要權(quán)衡什么？
剩下的主要任務(wù)是要么同意不采取任何行動(dòng)，并接受幾乎所有ETH都在LST內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)，要么最終確定并就上述提案之一的細(xì)節(jié)和參數(shù)達(dá)成一致。收益和風(fēng)險(xiǎn)的大致總結(jié)如下：
它如何與路線圖的其他部分交互？
一個(gè)重要的交叉點(diǎn)與單獨(dú)投注有關(guān)。如今，可以運(yùn)行EthereumNode的最便宜的VPS每月費(fèi)用約為60美元，主要是由于硬盤存儲(chǔ)成本。對(duì)于32ETH質(zhì)押者（在撰寫本文時(shí)為84,000美元），這會(huì)使APY降低(60*12)/84000~=0.85%。如果總質(zhì)押回報(bào)率低于0.85%，那么對(duì)于許多處于這個(gè)水平的人來說，單獨(dú)質(zhì)押是不可行的。
如果我們希望單獨(dú)質(zhì)押繼續(xù)可行，這進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)需要降低Node運(yùn)營(yíng)成本，這將在Verge中完成：無狀態(tài)將消除存儲(chǔ)空間需求，這本身可能就足夠了，然后是L1EVM有效性證明將使成本變得微不足道。
另一方面，MEV銷毀可以說有助于單獨(dú)質(zhì)押。盡管它降低了每個(gè)人的回報(bào)，但更重要的是減少了方差，使質(zhì)押不再像彩票一樣。
最后，發(fā)行的任何變化都會(huì)與質(zhì)押設(shè)計(jì)的其他根本變化相互作用（例如彩虹質(zhì)押）。一個(gè)特別值得關(guān)注的問題是，如果質(zhì)押回報(bào)變得非常低，這意味著我們必須在以下兩者之間做出選擇：(i)降低處罰力度，減少對(duì)不良行為的抑制因素；(ii)保持較高的處罰力度，這會(huì)增加一系列情況即使是善意的驗(yàn)證者，如果不幸遇到技術(shù)問題甚至攻擊，也會(huì)意外地獲得負(fù)回報(bào)。應(yīng)用層解決方案
上述部分重點(diǎn)介紹了EthereumL1的變化，這些變化可以解決重要的中心化風(fēng)險(xiǎn)。然而，Ethereum不僅僅是一個(gè)L1，它是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，還有重要的應(yīng)用層策略可以幫助減輕上述風(fēng)險(xiǎn)。一些例子包括：
專門的質(zhì)押硬件解決方案——一些公司（例如Dappnode）正在銷售專門設(shè)計(jì)的硬件，以便盡可能輕松地操作質(zhì)押Node。使該解決方案更有效的一種方法是提出一個(gè)問題：如果用戶已經(jīng)花費(fèi)精力讓一個(gè)盒子運(yùn)行并連接到互聯(lián)網(wǎng)，它還可以提供哪些其他服務(wù)（向用戶或其他人））從權(quán)力下放中受益？我想到的例子包括(i)出于自我主權(quán)和隱私原因運(yùn)行本地托管的法學(xué)碩士，以及(ii)運(yùn)行DecentralizationVPN的Node。
小隊(duì)質(zhì)押——Obol的這一解決方案允許多人以M-of-N格式一起質(zhì)押。隨著時(shí)間的推移，這可能會(huì)變得越來越流行，因?yàn)闊o狀態(tài)和后來的L1EVM有效性證明將減少運(yùn)行更多Node的開銷，并且每個(gè)參與者無需擔(dān)心始終在線的好處開始占據(jù)主導(dǎo)地位。這是減少質(zhì)押認(rèn)知開銷的另一種方法，并確保單獨(dú)質(zhì)押在未來蓬勃發(fā)展。
空投——Starknet向單獨(dú)的質(zhì)押者提供空投。其他希望擁有Decentralization且價(jià)值觀一致的用戶群的項(xiàng)目也可以考慮向被確定為可能是單獨(dú)權(quán)益持有者的驗(yàn)證者提供空投或折扣。
Decentralization的區(qū)塊構(gòu)建市場(chǎng) ——使用ZK、MPC和TEE的組合，可以創(chuàng)建一個(gè)Decentralization的區(qū)塊構(gòu)建器，參與并贏得APS拍賣游戲，但同時(shí)提供預(yù)確認(rèn)隱私和抗審查保證它的用戶。這是APS世界中改善用戶福利的另一條途徑。
應(yīng)用層MEV最小化 ——單個(gè)應(yīng)用程序可以以“泄漏”更少M(fèi)EV到L1的方式構(gòu)建，從而減少區(qū)塊構(gòu)建者創(chuàng)建專門算法來收集MEV的動(dòng)力。一個(gè)簡(jiǎn)單但通用的策略是合約將所有傳入操作放入隊(duì)列并在下一個(gè)區(qū)塊中執(zhí)行，并拍賣插隊(duì)的權(quán)利，盡管不方便且破壞可組合性。其他更復(fù)雜的方法包括在鏈下進(jìn)行更多工作，例如。就像Cowswap所做的那樣。預(yù)言機(jī)還可以重新設(shè)計(jì)，以最大限度地減少預(yù)言機(jī)可提取的價(jià)值。
特別感謝JustinDrake、CasparSchwarz-Schilling、PhilDaian、DanRobinson、CharlieNoyes和MaxResnick的反饋和審查，以及ethstakers社區(qū)的討論。