1. Следующий вызов для Ethereum: Builder Centralization

Ethereum часто рассматривается как одна из самых децентрализованных сетей наряду с Биткойн. Из-за относительно низких требований к оборудованию для работы узла Ethereum практически любой может запустить узел. Тем не менее, есть некоторая избыточность, сеть может похвастаться более чем 1 миллион валидаторы.

(Доля строительного рынка | Источник: Relayscan)

Тем не менее, критически важной проблемой, которую часто упускают из виду, является централизация сборщиков. Строители — это сущности, которые собирают транзакции и пакеты для создания блоков в сети Ethereum. За последние семь дней 95% блоков были сгенерированы всего тремя строителями.

Несмотря на это, как указал Виталик Бутерин, централизация сборщика не представляет серьезной угрозы для общей безопасности сети Ethereum. Это связано с тем, что, даже если создание блоков в некоторой степени централизовано, валидаторы (предлагатели), которые проверяют эти блоки, остаются децентрализованными. Тем не менее, централизация строителей может привести к различным проблемам, таким как цензура, погоня за рентой и проблемы с жизнеспособностью.

В этой статье мы рассмотрим путь Flashbots в устранении негативных внешних эффектов MEV Ethereum и рассмотрим, как SUAVE может в конечном итоге решить проблемы, связанные с MEV, включая централизацию сборщиков.

2. Прогресс на данный момент

2.1 Доказательство работы

До обновления The Merge сеть Ethereum работала на PoW консенсусе, аналогично сети Биткойн, где майнеры использовали оборудование для добычи блоков. В течение этого периода, когда пользователи выявляли возможности MEV в мемпуле, единственным способом получить свои транзакции или пакеты, включенные в блок, был приоритетный аукцион газа (PGA), где они предлагали более высокие сборы за газ, чем другие поисковики.

С таким подходом были принципиальные проблемы. Во-первых, кража MEV была проблемой. Майнеры могли видеть содержимое транзакций или пакетов, отправленных поисковиками, и вместо того, чтобы включать их в блок за приоритетную плату, они могли копировать эти транзакции и красть MEV сами. Таким образом, поисковикам приходилось доверять майнерам, чтобы получать прибыль MEV.

Второй проблемой была перегрузка сети. Всякий раз, когда появлялись возможности MEV, поисковики конкурировали, предлагая более высокие приоритетные сборы, что приводило к увеличению перегрузки в сети Ethereum. Это сделало средние комиссии за транзакции дорогими и непредсказуемыми, что негативно сказалось на обычных пользователях.

(Аукцион Flashbots | Источник: Flashbots)

Чтобы устранить негативные внешние эффекты MEV в сети PoW Ethereum, Flashbots ввели аукцион Flashbots, состоящий из mev-geth и mev-relay. Ключевыми компонентами были: 1) внесение майнеров в белый список, 2) создание частного мемпула и 3) внедрение системы закрытых аукционов.

Пользователи и поисковики могли отправлять транзакции или пакеты в частный мемпул аукциона Flashbots, которые затем отправлялись майнерам, внесенным в белый список, с помощью клиента mev-geth через централизованный mev-relay. Пользователи выражали ставки на свои пакеты, а майнеры использовали mev-geth, чтобы включить в блок пакеты с самыми высокими ставками.

В отличие от предыдущей системы, пользователи использовали приватный мемпул, поэтому их действия не влияли на рынок Ethereum Газ, и они не могли видеть ставки других пользователей, снижая конкуренцию. Следовательно, Flashbots Auction эффективно снизил перегрузку сети Ethereum. Тем не менее, белый список майнеров по-прежнему был необходим, потому что они по-прежнему могли видеть содержимое пакетов, отправленных поисковиками.

(Источник: Flashbots)

Аукцион Flashbots получил широкое распространение, более 90% пользователей приняли mev-geth. Это значительно сократило количество неудачных транзакций MEV и снизило среднюю комиссию за газ в сети Ethereum, эффективно смягчая многие негативные внешние эффекты, связанные с MEV.

2.2 Доказательство стейкинга (PoS)

В сентябре 2022 года сеть Ethereum перешла с PoW на PoS с активацией обновления The Merge. Процесс включения транзакций, отправленных пользователями, в блоки остался в значительной степени неизменным по сравнению с PoW. Тем не менее, существовала критическая проблема с прямым внедрением Flashbots Auction: белый список.

В PoW Ethereum майнеры физически владели своим оборудованием, что делало процесс внесения в белый список относительно простым. Однако с переходом на PoS широкий круг организаций может участвовать в валидации анонимно, что делает белый список чрезвычайно сложным.

Чтобы справиться с негативными внешними эффектами MEV на PoS Ethereum, Flashbots представила новый Протокол под названием MEV-Boost. Дорожная карта сети Ethereum включает в себя обновление PBS (Proposer-Builder Separation) для децентрализации MEV, а MEV-Boost реализует часть PBS.

В этой новой конфигурации создатели блоков получают транзакции и пакеты от пользователей и поисковиков для создания наиболее ценного полного блока, в то время как инициаторы выбирают полный блок с самой высокой ставкой от создателей блоков и распространяют его в сети. В отличие от mev-geth, MEV-Boost действует как дополнение к консенсусному клиенту, что делает его совместимым с любым типом клиента.

Вот как работает MEV-Boost:

(MEV-Boost | Источник: EigenLayer)

1. Создатели блоков получают транзакции от поисковиков и частного потока ордеров, используя свои алгоритмы извлечения MEV для изменения порядка транзакций для максимальной прибыльности. Затем они создают полный блок и отправляют заявку на ретранслятор.
2. Реле проверяет валидность блоков, полученных от строителей, и сохраняет их.
3. Ретранслятор отправляет заголовки блоков вместе с заявками инициатору.
4. Инициатор предложения выбирает заголовок блока с наибольшей ставкой из тех, которые были отправлены ретранслятором, и подписывает его.
5. Ретранслятор раскрывает автору предложения полное содержимое блока, соответствующее подписанному заголовку.
6. Инициатор предложения отправляет весь блок в сеть и собирает ставку, прикрепленную создателем блока.

(Источник: mevboost.pics)

С точки зрения Ethereum валидаторы, MEV-Boost предлагает существенное преимущество: нет необходимости в процессе внесения в белый список. Валидаторы просто запускают MEV-Boost от Flashbots, а строители блоков просто извлекают MEV с наибольшей ценностью и отправляют его в качестве ставок. Это означает, что валидаторы могут получать доход от MEV, не нуждаясь в собственных алгоритмах извлечения MEV. Следовательно, прибыль MEV децентрализована, а не сосредоточена среди нескольких организаций.

(Источник: mevboost.pics)

Несмотря на то, что MEV-Boost является внешним промежуточным ПО, а не встроенным Протокол, он успешно используется более чем 90% Ethereum валидаторы в течение длительного периода времени. Несмотря на то, что есть недостаток, заключающийся в том, что строители и авторы должны доверять ретранслятору, количество ретрансляторов увеличилось до восьми, что уменьшило доминирование ретранслятора Flashbots и уменьшило связанные с ним проблемы, такие как цензура.

3. Централизация строителей

3.1 Почему строители стремятся к централизации В

то время как MEV-Boost смягчил многие негативные внешние эффекты, связанные с MEV, проблема централизации строителей, упомянутая ранее, остается нерешенной. В настоящее время около 90% сетевых блоков Ethereum создаются всего тремя-четырьмя строителями блоков. Но почему строители блоков стремятся к централизации? Основных причин две:

Эксклюзивный поток ордеров (EOF)

Во-первых, рынок блочного строительства – это, по сути, рынок, где победитель получает все. Представьте, что вы поисковик, который определил возможность извлечения MEV и объединил ее. Каким конструкторам вы отправите свой набор? Хотя вы можете отправить его всем строителям, чем больше строителей вы привлечете, тем выше риск кражи MEV, так как строители могут видеть содержимое пакета. Поэтому оптимальной стратегией будет отправка бандла только нескольким лучшим конструкторам с наибольшей вероятностью включения блока.

(Источник: Frontier Research, июнь 2023 г.)

На графике выше видно, что строители, получающие больше бандлов от поисковиков, имеют более высокую вероятность включения блоков. Это явление ускоряет маховик централизации: если строитель получает больше связок от поисковиков, он с большей вероятностью будет строить более прибыльные блоки. Следовательно, эти блоки с большей вероятностью будут приняты теми, кто предлагает свои пакеты в сети Ethereum, что стимулирует больше пользователей отправлять свои пакеты этому разработчику. Отправка пакетов менее доминирующим строителям может привести к задержкам во включении блоков, что затруднит прогнозирование платы за газ и потенциально приведет к потере возможностей извлечения MEV.

Помимо этой естественной тенденции к централизации, разработчики могут получать дополнительные транзакции или пакеты через EOF. Например, конкретный конструктор может предлагать гарантии конфиденциальности или долю извлеченного MEV пользователям и пользователям, которые отправляют транзакции или пакеты исключительно им. Этот дополнительный поток ордеров, недоступный другим строителям, еще больше ускоряет централизацию строителей.

Действительно, как показано на графике, BloXroute имеет значительно более высокий уровень включения блоков по сравнению со своими аналогами. Это связано с тем, что BloXroute работает не только как конструктор блоков, но и как служба ретрансляции, что дает ему преимущество в задержке при обработке транзакций. Кроме того, BloXroute получает EOF через такие службы, как BackRunMe.

(Распределение MEV | Источник: BloXroute)

BackRunMe позволяет пользователям отправлять частные транзакции, защищая их от вредоносных атак, таких как фронтраннинг и сэндвич-атаки. Кроме того, если прибыль MEV генерируется в результате выполнения частных транзакций, отправленных в BackRunMe, прибыль распределяется в соответствии с коэффициентами, показанными на диаграмме. Пользователи и поисковики могут пользоваться различными преимуществами, используя пользовательский интерфейс подкачки BackRunMe или просто изменяя свой Remote Procedure Call для отправки транзакций.

Итак, что же могут сделать новые строители блоков? К сожалению, у них есть ограниченные возможности, кроме как увеличивать свою долю рынка в убыток или предлагать услуги по привлечению пользователей и EOF пользователей. Первый подход, известный как стратегия субсидирования блоков, включает в себя установление более высоких ставок, чем прибыль MEV, полученная от строительных блоков, для увеличения коэффициента включения блоков. Например, построитель f1b успешно использовал эту стратегию, чтобы быстро увеличить количество поисковиков.

Междоменный MEV

Чем больше потоков ордеров имеет доступ к конструктору блоков, тем выше вероятность создания более прибыльных блоков. Если некоторые строители блоков также создают блоки для других сетей, они могут получить доступ не только к потоку ордеров из сети Ethereum, но и к внешнему потоку ордеров. Эта возможность, вероятно, приведет к дальнейшей централизации вокруг этих строителей.

3.2 Что делать?

Мы рассмотрели, почему строительный рынок имеет тенденцию к централизации. Хотя централизация разработчиков не представляет серьезной угрозы безопасности из-за децентрализованного характера валидаторов, которые проверяют и распространяют блоки, она все же может привести к таким проблемам, как 1) цензура, 2) погоня за рентой и 3) проблемы с живостью.

Цензура потенциально может быть решена с помощью будущих функций Ethereum Протокол, таких как crList, которые изначально заставят разработчиков включать все транзакции в соответствии с требованиями авторов предложений. Тем не менее, решение проблем с погоней за рентой на монопольном рынке и решение проблем с качеством жизни из-за простоев является более сложной задачей.

Поэтому лучшим решением является предотвращение централизации сборщиков в первую очередь путем устранения ее основных причин — EOF и междоменного MEV. Чтобы решить эти проблемы, Flashbots представила протокол Single Unifying Auction for Value Expression (SUAVE). (Стоит отметить, что SUAVE — не единственное потенциальное решение для централизации сборщиков; множество других потенциальных решений см. в статье Джона Шарбонно (Jon Charbonneau) «Decentralizing the Builder Role»).

4. А вот и SUAVE

4.1 TL; DR

SUAVE фокусируется на двух основных факторах, способствующих централизации сборщиков: EOF и междоменном MEV. Во-первых, SUAVE может принимать транзакции из всех сетей, что позволяет децентрализованным строителям по своей сути извлекать междоменные MEV. Во-вторых, SUAVE оптимизирует условия для пользователей, обрабатывая предпочтения в частном порядке и предлагая долю прибыли MEV.

4.2 Overview

(Обзор SUAVE | Источник: Flashbots)

SUAVE — это отдельный блокчейн от сети Ethereum, предлагающий мемпул plug-and-play и децентрализованный сервис сборки, который может использоваться несколькими сетями. Это позволяет другим сетям передавать сложные процессы управления мемпулом и децентрализованного построения блоков SUAVE. SUAVE состоит из трех основных компонентов:

Универсальная среда предпочтений

Пользователи и пользователи отправляют транзакции, пакеты, намерения и другие выражения предпочтений в мемпул SUAVE, а не в мемпул исходной сети, вместе со своими ставками. В SUAVE эти предпочтения рассматриваются как собственный тип транзакции. За счет агрегирования предпочтений из различных доменов в единый мемпул повышается вероятность оптимального выполнения. Такая схема приносит пользу строителям, снижая барьеры входа и увеличивая потенциальную прибыль.

Рынок оптимального исполнения

Исполнители (Searchers, Builders и т.д.) следят за мемпулом SUAVE и соревнуются в создании бандлов с наилучшими условиями исполнения. Ключевым понятием, представленным здесь, является аукцион потоков ордеров (OFA).

В традиционной модели MEV-Boost прибыль MEV течет в одном направлении от пользователей к искателям, строителям и предложениям. Однако с OFA исполнители конкурируют за предпочтения пользователей, позволяя пользователям также получать долю прибыли MEV. Эта стратегия похожа на такие сервисы, как BackRunMe, которые нацелены на привлечение большего количества EOF за счет перераспределения части прибыли MEV между пользователями и пользователями. Кроме того, SUAVE обеспечивает конфиденциальность настроек в своем мемпуле, защищая их от вредоносных атак MEV.

Разница в том, что, хотя такие стратегии могут привести к централизации конкретных строителей на текущем рынке строителей, SUAVE встраивает OFA в сам протокол, предоставляя всем децентрализованным строителям доступ к этим предпочтениям. Концепция OFA, предложенная Flashbots, уже реализована в сети Ethereum через MEV-Share и позже будет включена в SUAVE.

Децентрализованное строительство блоков

В предыдущих компонентах большинство настроек находят свой оптимальный маршрут выполнения. Затем децентрализованные строители блоков используют эту информацию для создания частичных или полных блоков, которые максимизируют прибыль MEV, которую они затем передают валидаторам различных сетей.

Не все валидаторы других сетей могут использовать SUAVE, подобно тому, как не все Ethereum валидаторы используют MEV-Boost. Валидаторы, прослушивающие SUAVE, могут принимать блоки SUAVE и добавлять прибыльные блоки в свою сеть. Если они не знают о SUAVE, строители блоков SUAVE должны участвовать в приоритетном аукционе газа (PGA), чтобы включить свои блоки. После того, как предпочтения выполнены в цепочке назначения, оракул уведомляет сеть SUAVE, и заявка отправляется исполнителям для расчета.

4.3 MEVM

SUAVE — это блокчейн, который использует MEVM в качестве среды выполнения. MEVM построен на платформе EVM с добавленными предварительными компиляциями для сценариев использования MEV. Разработчики могут использовать Solidity для создания приложений MEV в виде смарт-контрактов, что позволяет децентрализованно создавать ранее централизованную инфраструктуру, связанную с MEV. Например, в виде смарт-контрактов могут быть реализованы различные методы построения блоков или аукционы потоков ордеров.

Учитывая потребность в конфиденциальных данных и вычислениях, MEVM также предлагает функции конфиденциальности. Конфиденциальные вычисления выполняются вне блокчейна узлами выполнения. Первоначально Flashbots или третьи стороны будут обеспечивать это централизованно, но в конечном итоге это будет выполняться в доверенных средах выполнения (TEE), таких как Intel SGX.

5. Резюме и предстоящие задачи

Таким образом, SUAVE стремится собирать транзакции из всех блокчейн-сетей и предоставлять блоки с наиболее эффективным исполнением этим сетям. Если видение SUAVE будет полностью реализовано, это обеспечит настоящую децентрализацию MEV, предлагая следующие преимущества различным участникам экосистемы блокчейна:

1. Пользователи: Защищены от вредоносных атак MEV благодаря конфиденциальности и предлагают наилучшее исполнение.
2. Строители: Могут честно конкурировать с другими строителями благодаря присущим SUAVE транзакциям конфиденциальности и аукционам потоков ордеров (OFA) и имеют доступ к междоменным предпочтениям, что позволяет им создавать более прибыльные блоки, чем при работе в пределах одного домена.
3. Сети: Можно легко передать процесс создания блоков на аутсорсинг SUAVE.

Несмотря на свою амбициозную концепцию, SUAVE все еще находится на ранних стадиях и сталкивается с рядом проблем, прежде чем она может быть полностью реализована.

1. Модель безопасности: Модель безопасности SUAVE до сих пор не определена. Учитывая, что блоки SUAVE, скорее всего, будут использоваться в сетях Ethereum и L2 на основе Ethereum, его уровень безопасности в идеале должен соответствовать уровню Ethereum, но достичь этого сложно. Ведутся дискуссии о том, следует ли создавать SUAVE как Ethereum L2 или использовать криптоэкономическую безопасность EigenLayer.
2. Атомарные междоменные транзакции: не гарантируется. Сложно обрабатывать транзакции атомарно в сетях с разным временем блока. Транзакция может быть успешной в сети с быстрым временем блока, но завершиться сбоем в более медленной. Кроме того, поскольку не все валидаторы во всех сетях поддерживают SUAVE, включение блоков через приоритетный аукцион газа (PGA) может завершиться неудачей.
3. Oracle Design: Сложный дизайн оракула необходим для точного и быстрого переноса результатов из внешних доменов в SUAVE для расчета. Оракулы должны быть как минимум такими же безопасными, как и SUAVE, так как они могут стать векторами атаки.
4. Пользовательский опыт: Удобный пользовательский интерфейс должен быть разработан для SUAVE. Пользователям необходимо устанавливать ставки для своих предпочтений и держать ETH в сети SUAVE. Также необходим интерфейс, позволяющий пользователям легко выражать различные типы предпочтений.

Самая большая проблема заключается в том, сможет ли SUAVE достичь значительного уровня внедрения, аналогичного mev-geth или MEV-Boost. Для того, чтобы SUAVE могла реализовать свое видение, она должна достичь экономии за счет масштаба. Многие пользователи из многочисленных сетей должны отправлять свои предпочтения в SUAVE, и многочисленные конструкторы должны участвовать, чтобы создать эффективную систему. В то время как mev-geth был клиентом, а MEV-Boost был промежуточным программным обеспечением, которое существующие валидаторы могли легко принять, SUAVE — это блокчейн-сеть, основанная на MEVM. Таким образом, еще предстоит выяснить, сможет ли эта большая система достичь значимого внедрения во многих сетях.

Отказ от ответственности:

1. Эта статья перепечатана с [mirror]. Все авторские права принадлежат оригинальному автору [00y]. Если у вас есть возражения против этой перепечатки, пожалуйста, свяжитесь с командой Sanv Nurlae, и они оперативно разберутся с этим.
2. Отказ от ответственности: Взгляды и мнения, выраженные в этой статье, принадлежат исключительно автору и не являются какими-либо инвестиционными рекомендациями.
3. Переводом статьи на другие языки занимается команда Sanv Nurlae. Если не указано иное, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещены.