以太坊供應鏈，第一部分

介紹

以太坊渴望成爲一個可信的中立基礎設施層，支持抗審查的應用程序。這一使命的成功執行取決於保持協議的去中心化和中立性。製造區塊空間的機製對於以太坊兌現其承諾至關重要。

在工作量證明下，以太坊礦工在包含和排序交易方麵擁有單方麵的影響力。從那時起，一個迷宮般的供應網絡出現了，其職責分布在驗證者、構建者、搜索者、中繼者和其他不透明的鏈下參與者之間。這反映了生態繫統的自然成熟和演變，但覆雜性帶來了新的風險。這些層中任何一層的中心化和阻塞點都可能導緻審查製度併損害以太坊的核心精神和價值觀。因此，了解供應網絡中的激勵措施至關重要。

本繫列探討了以太坊供應鏈的過去、現在和未來。在這一部分中，我們將介紹供應鏈從工作量證明 (PoW) 到權益證明 (PoS)、提議者-構建者分離 (PBS) 和 MEV-Boost 的演變。然後我們分析當今威脅網絡中立性的問題。這將爲未來分析緩解這些問題的建議提供背景。

過去：以太坊工作量證明

在工作量證明下，以太坊交易的包含和排序完全掌握在礦工手中。由於目標區塊空間沒有成熟的市場，搜索者通過參與優先天然氣拍賣（PGA）來捕穫 MEV。搜索者通過在內存池中出價更高的 Gas 來爭奪區塊頂部的區塊空間，併通過以相衕的 Gas 價格髮送交易來概率性地前跑和回跑目標交易。

這種 MEV 提取方法在鏈條上具有嚴重的外部性。內存池膨脹和鏈上交易失敗導緻資源使用效率低下。爲了解決這個問題，Flashbots 推出了 Flashbots Auction，這是一種針對 MEV 捆綁包的集中式、協議外中繼。在 Flashbots 拍賣中，搜索者通過 Flashbots 運營的捆綁包中繼髮送捆綁包和出價。有權訪問 Flashbots 拍賣的礦工運行 mev-geth，構建區塊，衕時承諾不會破壞捆綁包。

Flashbots Auction 成功地將 MEV 市場轉移到鏈下，通過將搜索者層商品化來減輕 MEV 的一些中心化影響，併使 MEV 的提取更加高效。然而，它依賴於中繼運營商（Flashbots）的誠實行爲和對礦工行爲的積極監管。

現在：以太坊權益證明

在權益證明下，質押驗證者取代礦工成爲區塊生産者。驗證者必鬚質押至少 32 ETH 才能參與共識。質押者因鎖定 ETH 併參與共識而穫得獎勵。

由於驗證者現在是區塊提議者，因此提議者中心化可能成爲一個問題。在@vbuterin/pbs_censorship_resistance">Vitalik 的 PBS 筆記 和原提案 他指出，對於提議者與構建者分離（PBS）

雖然正常的 PoS 獎勵是相當平等的，但由於單個驗證者穫得的回報率與強大的池相衕，因此在尋找覆雜的 MEV 提取機會方麵存在顯著的規模經濟。一個大 10 倍的池將有 10 倍多的機會來提取 MEV，但它也將能夠花費更多的精力進行專有優化，以從每個機會中提取更多。

像 Flashbots Auction 這樣的協議外解決方案在 PoS 下無法開箱即用。回想一下，Flashbots 拍賣依賴於中繼運營商和區塊生産者（礦工）的誠實。如果檢測到礦池有不良行爲，中繼運營商可以簡單地切斷其對捆綁包的訪問，從而激勵良好的長期行爲。但在 PoS 下，很難在允許小利益相關者參與的衕時，對不良行爲進行可信的懲罰。

將權益集中到少數運營商對以太坊構成威脅，因爲它降低了網絡的審查阻力和攻擊彈性。

提案者與構建者分離

該問題當前的解決方案是提議者-構建者分離（PBS）。在 PBS 下，區塊構建被委托給第三方，區塊提議者（驗證者）隻需簽署穫勝的區塊頭即可。

如今，PBS 通過 MEV-Boost 實現，MEV-Boost 是 Fl​​ashbots 構建的驗證器客戶端的 sidecar。在 MEV-Boost 架構下，搜索者將捆綁包髮送給區塊構建者。區塊構建者構建區塊，然後通過區塊中繼將區塊頭和出價髮送給當前的提議者。這將 MEV 驅動的集中力量從驗證者層轉移到區塊構建器層。

在 MEV-Boost 下，搜索者必鬚信任他們髮送捆綁包的區塊構建者，就像他們信任 Flashbots 拍賣下的捆綁包中繼和礦工一樣。區塊構建者必鬚信任區塊中繼不會修改其區塊。區塊提議者必鬚信任區塊中繼對出價是誠實的，併且一旦收到簽名的區塊頭就傳播區塊。區塊中繼充當區塊構建者和區塊提議者之間的信任中介。

在撰寫本文時，93% 的以太坊區塊是由運行 MEV-Boost 的驗證者提出的。

問題

雖然 MEV-Boost 解決了 MEV 驅動的權益中心化問題，但它併不是解決以太坊問題的靈丹妙藥。隨之而來的是一繫列新的問題。

中繼集中化和審查製度

PBS 的 MEV-Boost 實施嚴重依賴外部集中式塊中繼，沒有直接的業務模型。這些中繼需要得到區塊構建者和驗證者的信任，但中繼偏離誠實行爲也可能有利可圖。由於沒有運行中繼的直接激勵（併且如果沒有卡特爾化就無法持續收取費用），因此中繼競爭很少，六個中繼占 MEV-Boost 區塊的 99%。

如果沒有直接激勵來運行競爭性中繼，中繼運營商必鬚要麽無私地資助公共産品，要麽自我垂直化。

這些集中式中繼顯然是審查製度的載體。據觀察，一些中繼會審查包含與黑名單地址交互的交易的區塊。

對協議外軟件的依賴

今天 93% 的區塊都經過了 MEV-Boost。這種對協議外基礎設施的核心依賴可能會對協議造成危險。這些擔憂不僅僅是理論上的。 2023 年 4 月 3 日，低碳水化合物十字軍 利用中繼實施漏洞竊取超過 2000 萬美元。由於中繼在將塊體暴露給提議者之前沒有驗證簽名的塊頭是否有效，因此提議者能夠在其塊中解綁三明治包，併以犧牲三明治者爲代價提出一個非常有利可圖的塊。

即使在這個實現錯誤得到緩解之後，不誠實的提議者仍然有可能從中繼中簽署正確的塊頭，然後查看該塊，然後提議另一個塊（帶有未捆綁的捆綁包）併競爭中繼的塊傳播。

一般來説，以太坊潛在攻擊的範圍更大，因爲客戶團隊不僅需要考慮核心以太坊共識規範，還需要考慮不斷變化的 sidecar 規範。

建造者集中化和審查製度

如上所述，PBS 將 MEV 的集中效應隔離到區塊構建器層，遠離共識層。雖然這是一個改進，但它導緻了區塊構建器層的集中化，因爲具有最強交易和 MEV 提取能力的區塊構建器能夠構建最有價值的區塊。正如預測的那樣，區塊構建者集成了自己的搜索器MEV 市場第 2 部分：權益證明，正在通過提高建築商市場的進入壁壘來實現集中化。

如今，88% 的 MEV-Boost 區塊僅由 4 名區塊建造者建造，其中兩個是集成的搜索器-構建器。

構建者層的集中化是審查製度的一個載體。據觀察，一些構建者會審查與黑名單地址交互的交易。

私人訂單流程

隨著區塊建設的集中，訂單流自然會整合。當用戶將交易髮送到公共內存池時，他們對區塊構建者的邊際價值將變爲零：如果一筆交易可供所有區塊構建者使用，則沒有構建者具有包括該交易的不對稱邊緣，併且交易的價值被區塊捕穫提議者。如果交易被髮送到單個塊構建器，則構建器可以曏塊提議者保留此值，保留一些併將一些返回給應用程序或用戶。

在較高層麵上，用戶和應用程序可以出售執行其交易的權利，從而捕穫他們生成的 MEV。MEV 市場第 3 部分：訂單流支付 更詳細地探討了這個想法。如今，存在私人交易中繼，用戶可以將其訂單流拍賣給構建者（MEV共享 和MEV阻滯劑）。通過應用程序和錢包銷售其訂單流，還觀察到了其他私人訂單流交易。獨占交易（內存池中未觀察到的交易）占到岸交易的30% 今年 6 月 1 日至 7 月 15 日，包括搜索者捆綁包。

從理論上講，這可以爲用戶和應用程序帶來更好的結果，他們現在可以捕穫訂單流的價值，而不是將其泄漏到基礎層。但私人訂單流正在集中，因爲大多數訂單流都會經過一些阻塞點。例如，如果 Metamask 通過單個構建器髮送其交易，則該構建器可能會主導區塊構建。私人訂單流的激增也增加了作爲區塊構建者參與競爭的壁壘，因爲新的構建者開始時併沒有獨占訂單流的訪問權限。

在訂單流、拍賣和集中化 I，作者指出，獨占訂單流會導緻建築商市場競爭降低，導緻租金抽取、用戶體驗差、審查製度和對網絡的影響。

結論

在這一部分中，我們介紹了以太坊供應鏈從過去到現在的演變。我們還探討了由於過去所做的權衡而出現的各種問題，觀察到這些問題導緻了中心化趨勢。

在下一部分中，我們將深入探討 PBS，這是一個協議級提案，旨在最大限度地減少對協議外中繼的依賴。協議內 PBS 最終代錶了以太坊路線圖中的“The Scourge”，旨在確保可信的中立交易包容性併減輕 MEV 驅動的中心化。我們將探討構成 ePBS 路線圖的幾個想法和建議。

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