V神最新思考：两种途径解决PoS共识机制下的MEV问题

注：原文作者是以太坊联合创始人Vitalik Buterin。

特别感谢Justin Drake以及Flashbots团队给予的反馈和讨论。

威胁共识网络持续去中心化的一个主要风险是围绕矿工可提取价值（MEV）的经济学，这是从选择下一个区块内容的能力中获取利润的复杂技巧。列举一个简单的MEV示例：针对自上一个区块以来发生的价格变动对所有链上去中心化交易所进行套利。虽然一般的PoS奖励是相当平等的，因为单一验证器的回报率与强大的验证池相同，但在寻找复杂的MEV提取机会方面，存在着显著的规模经济性。简单说，一个规模大10倍的池子就拥有10倍的机会来提取MEV，并且它可以花费更多的精力来进行优化，以从每个利润机会中提取更多。除了这个问题之外，MEV 还使得去中心化池复杂化，因为在去中心化池子中，仍然需要一个实体来负责打包并提出区块，并且他们可以轻松地秘密提取MEV，而无需和池子本身分割收入。

最出名的解决方案就是提议者（proposer）/区块构建者（block-builder）分离。与区块提议者试图自己生产收益最大化的区块不同，他们依赖于一个市场，在这个市场中，我们称之为区块构建者的外部参与者生产包含完整区块内容和提议者费用的bundle包，而提议者选择最高费用的bundle包。提议者的选择被简化为选取费用最高的bundle包，这种算法非常简单，以至于在一个去中心化池子中，它甚至可以在 MPC 内完成以防止欺诈。

这篇文章提出了一些关于如何实现这一点的设计。

另请参阅 2018 年的想法，这些想法与此处的想法密切相关：优化提议承诺方案（Optimised proposal commitment scheme）

我们将重点关注五个主要的期望属性：

在这一点上，分叉选择规则有能力做出三个判断中的一个（而不是通常的两个）：

请注意，在第二种情况下，proposal仍然成为了链的一部分，并且至关重要的是，区块构建者向提出者的付款仍在处理（但区块构建者自己不会获得任何费用或自己获取MEV）。

五个属性中的三个很容易满足：

而共识层属性，以及不受信任的提议者友好性要更加棘手。这种设计确实改变了分叉选择的工作方式，将其从2个选项增加到3个选项，这也意味着提议者不再是游戏中的最后一个参与者。从理论上讲，人们可以推断，如果分叉选择能够做出决定，那么这应该是好的，但这仍然是一个潜在未知的重大变化。

提议者看不到bundle包内容，也不能通过bundle包窃取来欺骗区块构建者，但是他们可以对区块构建者使用更微妙的攻击。他们可以在一个slot时间段的末尾发布他们的提议，确保证明人（可能）按时看到proposal提议，但不能给区块构建者足够的时间发布body，因此证明人很有可能没有按时看到body。这给区块构建者带来了风险，并激励他们青睐值得信赖的提议者。此外，它还创造了一个机会，通过这个机会，恶意的大多数人可以对自己不喜欢的区块构建者进行重罚。

对于这一问题，我认为有两种缓解方法：

（1）诚实的行为将导致（构建者，提议者）回报为（0.05, 1）；

（2）提议者或证明人发布太晚，导致一个只有header头的区块被接受，则回报为 (-0.5, 0.5) ；

有一个新的罚没条件，它可以驱逐和惩罚任何发布不属于（相同slot时间段内）列表提议的提议者。

还要注意的是，提议者在步骤（2）中提交的bundle包头列表也可以是包头的加密哈希列表，其中每个哈希都加密到该bundle包的构建者的公钥，以便只有构建者知道它们是否被接受。这降低了DoS攻击风险。

同样，五个属性中有三个很容易满足：

在这种情况下要确保的两个较难的属性是，弱提议者友好性和不受信任的区块构建者友好性。令人担忧的是，恶意的区块构建者可以通过提出大量的提议来攻击提议者，这些提议都提供了非常高的费用，但从不公布其中任何一个提议的body。如果提议者对他们接受多少bundle包有上限，那么这种攻击可以将所有合法bundle包定价，并使提议者没有可合法包含在其区块中的bundle包。如果提议者可接受的bundle包数量没有上限，那么这可能导致向提议者发送无限数量的全bundle包体（相想每个500 kb），这是一个巨大的带宽需求。

该难题的一个解决方案是以某种非硬性限制的方式对bundle包头提交进行速率限制。

费用本身也可能仅在你的bundle包未包含，但较低价格的undle包包含在内的情况下收取，因为这是你可能存在恶意行为的具体情况（或提议者是恶意的或网络当时是坏的）。

这是有先例的，比如ENS拍卖收取0.5%的失败者费用，以阻止人们在显然不会获胜的情况下进行出价（只是为了增加获胜者必须支付的金额）。

然而，这些技术存在对提议者引入信任要求的风险，因此需要谨慎完成，并且未能将bundle包包含在内的惩罚不能太高。

另一种解决方案是允许免费和无限制的bundle包主体发布，但限制网络层的主体传播。一种简单的算法是：

秒。

这两种技术可以结合在一起：你可以收取少量费用来将预期的bundle包数量减少到（例如）每slot 50个，然后使用这样的网络层机制进一步降低带宽需求。

截至目前，我还无法确定上述两种方法是否是解决问题的唯一途径，可能还会有其他的方法。在这两种方法中，想法 (1) 在概念上更简单，但它给区块构建者带来了风险以及更复杂的分叉选择规则要求。

而从分叉选择和共识角度来看，想法 (2)要更简单，但它在处理恶意区块构建者DoS攻击方面存在挑战，并且该问题的任何解决方案也有可能产生其他的问题（尽管可以想象这可以最小化）。到目前为止，我仍然不确定哪个方案会更好一些。

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编译者/作者：隔夜的粥

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