以太坊供应链，第一部分

介绍

以太坊渴望成为一个可信的中立基础设施层，支持抗审查的应用程序。这一使命的成功执行取决于保持协议的去中心化和中立性。制造区块空间的机制对于以太坊兑现其承诺至关重要。

在工作量证明下，以太坊矿工在包含和排序交易方面拥有单方面的影响力。从那时起，一个迷宫般的供应网络出现了，其职责分布在验证者、构建者、搜索者、中继者和其他不透明的链下参与者之间。这反映了生态系统的自然成熟和演变，但复杂性带来了新的风险。这些层中任何一层的中心化和阻塞点都可能导致审查制度并损害以太坊的核心精神和价值观。因此，了解供应网络中的激励措施至关重要。

本系列探讨了以太坊供应链的过去、现在和未来。在这一部分中，我们将介绍供应链从工作量证明 (PoW) 到权益证明 (PoS)、提议者-构建者分离 (PBS) 和 MEV-Boost 的演变。然后我们分析当今威胁网络中立性的问题。这将为未来分析缓解这些问题的建议提供背景。

过去：以太坊工作量证明

在工作量证明下，以太坊交易的包含和排序完全掌握在矿工手中。由于目标区块空间没有成熟的市场，搜索者通过参与优先天然气拍卖（PGA）来捕获 MEV。搜索者通过在内存池中出价更高的 Gas 来争夺区块顶部的区块空间，并通过以相同的 Gas 价格发送交易来概率性地前跑和回跑目标交易。

这种 MEV 提取方法在链条上具有严重的外部性。内存池膨胀和链上交易失败导致资源使用效率低下。为了解决这个问题，Flashbots 推出了 Flashbots Auction，这是一种针对 MEV 捆绑包的集中式、协议外中继。在 Flashbots 拍卖中，搜索者通过 Flashbots 运营的捆绑包中继发送捆绑包和出价。有权访问 Flashbots 拍卖的矿工运行 mev-geth，构建区块，同时承诺不会破坏捆绑包。

Flashbots Auction 成功地将 MEV 市场转移到链下，通过将搜索者层商品化来减轻 MEV 的一些中心化影响，并使 MEV 的提取更加高效。然而，它依赖于中继运营商（Flashbots）的诚实行为和对矿工行为的积极监管。

现在：以太坊权益证明

在权益证明下，质押验证者取代矿工成为区块生产者。验证者必须质押至少 32 ETH 才能参与共识。质押者因锁定 ETH 并参与共识而获得奖励。

由于验证者现在是区块提议者，因此提议者中心化可能成为一个问题。在@vbuterin/pbs_censorship_resistance">Vitalik 的 PBS 笔记 和原提案 他指出，对于提议者与构建者分离（PBS）

虽然正常的 PoS 奖励是相当平等的，但由于单个验证者获得的回报率与强大的池相同，因此在寻找复杂的 MEV 提取机会方面存在显着的规模经济。一个大 10 倍的池将有 10 倍多的机会来提取 MEV，但它也将能够花费更多的精力进行专有优化，以从每个机会中提取更多。

像 Flashbots Auction 这样的协议外解决方案在 PoS 下无法开箱即用。回想一下，Flashbots 拍卖依赖于中继运营商和区块生产者（矿工）的诚实。如果检测到矿池有不良行为，中继运营商可以简单地切断其对捆绑包的访问，从而激励良好的长期行为。但在 PoS 下，很难在允许小利益相关者参与的同时，对不良行为进行可信的惩罚。

将权益集中到少数运营商对以太坊构成威胁，因为它降低了网络的审查阻力和攻击弹性。

提案者与构建者分离

该问题当前的解决方案是提议者-构建者分离（PBS）。在 PBS 下，区块构建被委托给第三方，区块提议者（验证者）只需签署获胜的区块头即可。

如今，PBS 通过 MEV-Boost 实现，MEV-Boost 是 Fl​​ashbots 构建的验证器客户端的 sidecar。在 MEV-Boost 架构下，搜索者将捆绑包发送给区块构建者。区块构建者构建区块，然后通过区块中继将区块头和出价发送给当前的提议者。这将 MEV 驱动的集中力量从验证者层转移到区块构建器层。

在 MEV-Boost 下，搜索者必须信任他们发送捆绑包的区块构建者，就像他们信任 Flashbots 拍卖下的捆绑包中继和矿工一样。区块构建者必须信任区块中继不会修改其区块。区块提议者必须信任区块中继对出价是诚实的，并且一旦收到签名的区块头就传播区块。区块中继充当区块构建者和区块提议者之间的信任中介。

在撰写本文时，93% 的以太坊区块是由运行 MEV-Boost 的验证者提出的。

问题

虽然 MEV-Boost 解决了 MEV 驱动的权益中心化问题，但它并不是解决以太坊问题的灵丹妙药。随之而来的是一系列新的问题。

中继集中化和审查制度

PBS 的 MEV-Boost 实施严重依赖外部集中式块中继，没有直接的业务模型。这些中继需要得到区块构建者和验证者的信任，但中继偏离诚实行为也可能有利可图。由于没有运行中继的直接激励（并且如果没有卡特尔化就无法持续收取费用），因此中继竞争很少，六个中继占 MEV-Boost 区块的 99%。

如果没有直接激励来运行竞争性中继，中继运营商必须要么无私地资助公共产品，要么自我垂直化。

这些集中式中继显然是审查制度的载体。据观察，一些中继会审查包含与黑名单地址交互的交易的区块。

对协议外软件的依赖

今天 93% 的区块都经过了 MEV-Boost。这种对协议外基础设施的核心依赖可能会对协议造成危险。这些担忧不仅仅是理论上的。 2023 年 4 月 3 日，低碳水化合物十字军 利用中继实施漏洞窃取超过 2000 万美元。由于中继在将块体暴露给提议者之前没有验证签名的块头是否有效，因此提议者能够在其块中解绑三明治包，并以牺牲三明治者为代价提出一个非常有利可图的块。

即使在这个实现错误得到缓解之后，不诚实的提议者仍然有可能从中继中签署正确的块头，然后查看该块，然后提议另一个块（带有未捆绑的捆绑包）并竞争中继的块传播。

一般来说，以太坊潜在攻击的范围更大，因为客户团队不仅需要考虑核心以太坊共识规范，还需要考虑不断变化的 sidecar 规范。

建造者集中化和审查制度

如上所述，PBS 将 MEV 的集中效应隔离到区块构建器层，远离共识层。虽然这是一个改进，但它导致了区块构建器层的集中化，因为具有最强交易和 MEV 提取能力的区块构建器能够构建最有价值的区块。正如预测的那样，区块构建者集成了自己的搜索器MEV 市场第 2 部分：权益证明，正在通过提高建筑商市场的进入壁垒来实现集中化。

如今，88% 的 MEV-Boost 区块仅由 4 名区块建造者建造，其中两个是集成的搜索器-构建器。

构建者层的集中化是审查制度的一个载体。据观察，一些构建者会审查与黑名单地址交互的交易。

私人订单流程

随着区块建设的集中，订单流自然会整合。当用户将交易发送到公共内存池时，他们对区块构建者的边际价值将变为零：如果一笔交易可供所有区块构建者使用，则没有构建者具有包括该交易的不对称边缘，并且交易的价值被区块捕获提议者。如果交易被发送到单个块构建器，则构建器可以向块提议者保留此值，保留一些并将一些返回给应用程序或用户。

在较高层面上，用户和应用程序可以出售执行其交易的权利，从而捕获他们生成的 MEV。MEV 市场第 3 部分：订单流支付 更详细地探讨了这个想法。如今，存在私人交易中继，用户可以将其订单流拍卖给构建者（MEV共享 和MEV阻滞剂）。通过应用程序和钱包销售其订单流，还观察到了其他私人订单流交易。独占交易（内存池中未观察到的交易）占到岸交易的30% 今年 6 月 1 日至 7 月 15 日，包括搜索者捆绑包。

从理论上讲，这可以为用户和应用程序带来更好的结果，他们现在可以捕获订单流的价值，而不是将其泄漏到基础层。但私人订单流正在集中，因为大多数订单流都会经过一些阻塞点。例如，如果 Metamask 通过单个构建器发送其交易，则该构建器可能会主导区块构建。私人订单流的激增也增加了作为区块构建者参与竞争的壁垒，因为新的构建者开始时并没有独占订单流的访问权限。

在订单流、拍卖和集中化 I，作者指出，独占订单流会导致建筑商市场竞争降低，导致租金抽取、用户体验差、审查制度和对网络的影响。

结论

在这一部分中，我们介绍了以太坊供应链从过去到现在的演变。我们还探讨了由于过去所做的权衡而出现的各种问题，观察到这些问题导致了中心化趋势。

在下一部分中，我们将深入探讨 PBS，这是一个协议级提案，旨在最大限度地减少对协议外中继的依赖。协议内 PBS 最终代表了以太坊路线图中的“The Scourge”，旨在确保可信的中立交易包容性并减轻 MEV 驱动的中心化。我们将探讨构成 ePBS 路线图的几个想法和建议。

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