1. Наступний виклик для Ethereum: Централізація будівельників

Ethereum часто вважається однією з найбільш децентралізованих мереж поряд з Біткойн. У зв'язку з відносно низькими вимогами до апаратного забезпечення для роботи Ethereum вузла, практично будь-хто може запустити вузол. Хоча є деяка надмірність, мережа може похвалитися більш ніж 1 мільйон валідатори.

(Частка ринку забудовників | Джерело: Relayscan)

Однак критичною проблемою, яку часто не беруть до уваги, є централізація забудовників. Будівельники — це сутності, які збирають транзакції та пакети для створення блоків у мережі Ethereum. За останні сім днів 95% блоків було згенеровано лише трьома будівельниками.

Незважаючи на це, як зазначив Віталік Бутерін, централізація будівельників не становить серйозної загрози загальній безпеці мережі Ethereum. Це пов'язано з тим, що, навіть якщо будівництво блоків є певною мірою централізованим, валідатори(ініціатори), які перевіряють ці блоки, залишаються децентралізованими. Тим не менш, централізація забудовників може призвести до різних проблем, таких як цензура, пошук орендної плати та проблеми з життям.

У цій статті ми розглянемо шлях флеш-ботів у вирішенні негативних зовнішніх ефектів MEV Ethereum і розглянемо, як SUAVE може в кінцевому підсумку вирішити проблеми, пов'язані з MEV, включаючи централізацію будівельників.

2. Прогрес на даний момент

2.1 Доказ роботи

До оновлення The Merge мережа Ethereum працювала на основі PoW консенсусу, подібно до мережі Біткойн, де майнери використовували апаратне забезпечення для майнінгу блоків. У цей період, коли пошуковики визначили MEV можливості в пул пам'яті, єдиним способом включити свої транзакції або пакети в блок був аукціон пріоритетних газ (PGA), де вони ставили вищі газ комісії, ніж інші пошуковики.

З таким підходом були принципові проблеми. По-перше, MEV крадіжка була проблемою. Майнери могли бачити вміст транзакцій або бандлів, надісланих пошукачами, і, замість того, щоб включати їх у блок за пріоритетну плату, вони могли скопіювати ці транзакції та самостійно вкрасти MEV. Таким чином, пошуковцям доводилося довіряти майнерам, щоб отримати MEV прибуток.

Друга проблема полягала в перевантаження мережі. Щоразу, коли з'являлися MEV можливості, пошуковики конкурували, встановлюючи вищі пріоритетні комісії, що призводило до збільшення перевантажень у мережі Ethereum. Це зробило середні комісії за транзакції дорогими та непередбачуваними, що негативно вплинуло на звичайних користувачів.

(Аукціон флеш-ботів | Джерело: Flashbots)

Щоб вирішити проблему негативних зовнішніх ефектів MEV в мережі PoW Ethereum, Flashbots представили аукціон Flashbots, що складається з mev-geth і mev-relay. Ключовими компонентами були: 1) внесення майнерів до білого списку, 2) створення приватної пул пам'яті та 3) впровадження системи аукціонів із закритими ставками.

Користувачі та пошуковики могли надсилати транзакції або пакети на приватну пул пам'яті аукціону Flashbots, які потім надсилалися майнерам із білого списку за допомогою клієнта mev-geth через централізований mev-relay. Пошукачі висловлювали ставки за свої бандли, а майнери використовували mev-geth, щоб включити в блок пакети з найвищими ставками.

На відміну від попередньої системи, пошукачі використовували приватну пул пам'яті, тому їхні дії не впливали на ринок Ethereum газ, і вони не могли бачити ставки інших користувачів, що знижувало конкуренцію. Отже, аукціон Flashbots ефективно зменшив перевантаження Ethereum мережі. Однак додавання майнерів до білого списку все ще було необхідним, оскільки вони все ще могли бачити вміст бандлів, надісланих пошукачами.

(Джерело: Flashbots)

Аукціон флеш-ботів набув широкого поширення, з більш ніж 90% прийняттям mev-geth. Це значно зменшило кількість невдалих MEV транзакцій і знизило середні комісії за газ в мережі Ethereum, ефективно пом'якшивши багато негативних зовнішніх ефектів, пов'язаних з MEV.

2.2 Доказ стейкінгу (PoS)

У вересні 2022 року мережа Ethereum перейшла з PoW на PoS з активацією оновлення The Merge. Процес включення транзакцій, надісланих користувачами, у блоки залишився в основному незмінним порівняно з PoW. Однак існувала критична проблема з прямим впровадженням Flashbots Auction: білий список.

У PoW Ethereum майнери фізично володіли своїм обладнанням, що робило процес внесення білого списку відносно простим. Однак з переходом на PoS широке коло організацій може брати участь у перевірці анонімно, що надзвичайно ускладнює внесення до білого списку.

Щоб усунути негативні зовнішні ефекти MEV на PoS Ethereum, Flashbots представили новий протокол під назвою MEV-Boost. Дорожня карта мережі Ethereum включає оновлення PBS (Proposer-Builder Separation) для децентралізації MEV, а MEV-Boost реалізує частину PBS.

У цій новій конфігурації конструктори блоків отримують транзакції та пакети від користувачів і пошукачів, щоб створити найцінніший повний блок, тоді як ініціатори вибирають повний блок із найвищою ставкою від конструкторів блоків і поширюють його в мережі. На відміну від mev-geth, MEV-Boost діє як допоміжний автомобіль для клієнта консенсусу, що робить його сумісним з будь-яким типом клієнта.

Ось як працює MEV-Boost:

(MEV-Boost | Джерело: EigenLayer)

1. Блок конструктори отримують транзакції від пошукачів і приватних ордер flow, використовуючи свої алгоритми вилучення MEV для повторного замовлення транзакцій для максимальної прибутковості. Потім вони створюють повний блок і подають заявку на естафету.
2. Реле перевіряє дійсність блоків, отриманих від будівельників, і зберігає їх.
3. Реле надсилає заголовки блоків разом із заявками ініціатору.
4. Той, хто запропонував, вибирає заголовок блоку з найвищою ставкою з тих, що надсилаються ретранслятором, і підписує його.
5. Ретранслятор показує ініціатору повний вміст блоку, що відповідає підписаному заголовку.
6. Ініціатор подає весь блок у мережу та збирає ставку, прикріплену конструктором блоків.

(Джерело: mevboost.pics)

З точки зору Ethereum валідатори, MEV-Boost має значну перевагу: немає необхідності в білому списку. Валідатори просто запускають MEV-Boost від Flashbots, а конструктори блоків просто витягують найбільшу цінність MEV і надсилають її у вигляді ставок. Це означає, що валідатори можемо отримувати MEV дохід, не потребуючи власних алгоритмів вилучення MEV. Отже, MEV прибуток децентралізований, а не концентрується між кількома суб'єктами.

(Джерело: mevboost.pics)

Незважаючи на те, що MEV-Boost є зовнішнім проміжним програмним забезпеченням, а не вбудованим протокол, його успішно впровадили понад 90% Ethereum валідатори протягом тривалого періоду. Хоча існує недолік, який розробники та ініціатори повинні довіряти ретранслятору, кількість ретрансляторів зросла до восьми, що зменшило домінування ретрансляторів Flashbots і пом'якшило пов'язані з цим проблеми, такі як цензура.

3. Централізація будівельників

3.1 Чому будівельники тяжіють до централізації Хоча

MEV-Boost пом'якшив багато негативних зовнішніх ефектів, пов'язаних з MEV, питання централізації будівельників, згадане раніше, залишається невирішеним. В даний час близько 90% Ethereum мережевих блоків створюються лише трьома-чотирма конструкторами блоків. Але чому конструктори блоків схильні до централізації? Є дві основні причини:

Ексклюзивний потік ордерів (EOF)

По-перше, ринок блокового конструктора – це, по суті, ринок, де переможець отримує все. Уявіть, що ви шукач, який визначив можливість вилучення MEV та об'єднав її. Яким будівельникам ви надішлете свій пакет? Хоча ви можете надіслати його всім розробникам, чим більше розробників ви залучите, тим вищий ризик крадіжки MEV, оскільки розробники можуть бачити вміст пакета. Тому вашою оптимальною стратегією буде відправка бандла тільки кільком кращим будівельникам з найбільшою ймовірністю включення блоку.

(Джерело: Frontier Research, червень 2023 р.)

На графіку вище видно, що конструктори, які отримують більше бандлів від пошукачів, мають вищу ймовірність включення блоків. Це явище прискорює маховик централізації: якщо будівельник отримує більше зв'язок від пошукачів, він з більшою ймовірністю побудує більш прибуткові блоки. Отже, ці блоки з більшою ймовірністю будуть прийняті ініціаторами в мережі Ethereum, що стимулює більше пошукачів надсилати свої пакети цьому конструктору. Надсилання бандлів менш домінуючим розробникам може призвести до затримок у включенні блоків, що ускладнить прогнозування Комісія за газ та потенційно втратить можливості вилучення MEV.

Крім цієї природної тенденції до централізації, будівельники можуть отримувати додаткові транзакції або пакети через EOF. Наприклад, конкретний конструктор може пропонувати гарантії конфіденційності або частку видобутого MEV користувачам і пошукачам, які надсилають транзакції або пакети виключно їм. Цей додатковий потік ордер, недоступний для інших будівельників, ще більше прискорює централізацію забудовників.

Дійсно, як показано на графіку, BloXroute має значно вищий рівень включення блоків порівняно зі своїми аналогами. Це пов'язано з тим, що BloXroute працює не тільки як конструктор блоків, але і як ретрансляційний сервіс, що дає йому затримка перевагу в обробці транзакцій. Крім того, BloXroute отримує EOF через такі сервіси, як BackRunMe.

(MEV розповсюдження | Джерело: BloXroute)

BackRunMe дозволяє користувачам надсилати приватні транзакції, захищаючи їх від зловмисних атак, таких як фронт-ран і сендвіч-атаки. Крім того, якщо MEV прибуток генерується від підтримки приватних транзакцій, поданих до BackRunMe, прибуток розподіляється відповідно до коефіцієнтів, показаних на графіку. Користувачі та пошукачі можуть користуватися різноманітними перевагами, використовуючи інтерфейс обміну BackRunMe або просто змінюючи свої RPC для подання транзакцій.

Отже, що можуть робити нові конструктори блоків? На жаль, у них є обмежені можливості, крім збільшення своєї частки ринку в збиток або пропозиції послуг для залучення користувачів і EOF пошукачів. Перший підхід, відомий як стратегія субсидування блоків, передбачає встановлення вищих ставок, ніж MEV прибутку, отриманого від будівельних блоків, для збільшення коефіцієнта включення блоків. Наприклад, конструктор f1b успішно використав цю стратегію для швидкого збільшення кількості пошукових запитів.

Крос-доменні MEV

Чим до більшого потоку ордер має доступ блоковий конструктор, тим вища ймовірність генерації більш прибуткових блоків. Якщо деякі конструктори блоків також створюють блоки для інших мереж, вони можуть отримати доступ не тільки до потоку ордер з Ethereum мережі, але й до зовнішнього потоку ордер. Ця можливість, ймовірно, призведе до подальшої централізації навколо цих будівельників.

3.2 Що нам робити?

Ми дослідили, чому ринок будівельників має тенденцію до централізації. Хоча централізація забудовників не становить серйозної загрози безпеці через децентралізований характер ініціаторів (валідатори), які перевіряють і розповсюджують блоки, вона все одно може призвести до таких проблем, як 1) цензура, 2) пошук орендної плати та 3) проблеми з життям.

Цензура потенційно може бути вирішена за допомогою майбутніх функцій Ethereum протокол на кшталт crList, які змусять розробників включати всі транзакції, як того вимагають ініціатори. Однак вирішення проблеми ренти на монополістичному ринку та вирішення проблем з життям через простої є більш складним завданням.

Тому найкращим рішенням є запобігання централізації забудовників, в першу чергу, шляхом пом'якшення її основних причин — EOF та міждоменних MEV. Щоб вирішити ці проблеми, Flashbots запровадили протокол Єдиного об'єднавчого аукціону для вираження вартості (SUAVE). (Варто зазначити, що SUAVE не є єдиним потенційним рішенням для централізації будівельників; для багатьох інших потенційних рішень див. статтю Джона Шарбонно «Decentralizing the Builder Role').

4. Ось і SUAVE

4.1 TL; DR

SUAVE зосереджується на вирішенні двох основних факторів, що сприяють централізації будівельників: EOF та міждоменних MEV. По-перше, SUAVE може приймати транзакції з усіх мереж, що дозволяє децентралізованим будівельникам за своєю суттю витягувати міждоменні MEV. По-друге, SUAVE оптимізує умови для користувачів, приватно обробляючи преференції та пропонуючи частку MEV прибутку.

4.2 Огляд

(Огляд SUAVE | Джерело: Flashbots)

SUAVE — це окремий блокчейн від мережі Ethereum, що пропонує пул пам'яті plug-and-play і децентралізовану послугу конструктора, яку можна використовувати кількома мережами. Це дозволяє іншим мережам передавати складні процеси управління пул пам'яті та децентралізованої побудови блоків на аутсорсинг SUAVE. SUAVE складається з трьох основних компонентів:

Універсальне середовище преференцій

Користувачі та пошукачі надсилають транзакції, пакети, наміри та інші вирази вподобань до пул пам'яті SUAVE, а не пул пам'яті вихідної мережі, разом зі своїми ставками. У SUAVE ці налаштування розглядаються як нативний тип транзакції. Об'єднуючи переваги з різних доменів в єдину пул пам'яті, ймовірність оптимального виконання зростає. Така установка приносить користь будівельникам, знижуючи вхідні бар'єри та збільшуючи потенційний прибуток.

Ринок оптимального виконання

Виконавці (Searchers, Builders і т.д.) стежать за пул пам'яті SUAVE і змагаються за створення бандлів з найкращими умовами виконання. Ключовою концепцією, представленою тут, є аукціон ордер потоку (OFA).

У традиційній моделі MEV-Boost MEV прибуток тече в єдиному напрямку від користувачів до пошукачів, від будівельників до пропозицій. Однак з OFA виконавці конкурують за вподобання користувачів, дозволяючи користувачам також отримувати частку прибутку MEV. Ця стратегія схожа на такі сервіси, як BackRunMe, які мають на меті залучити більше EOF шляхом перерозподілу частини прибутку MEV між користувачами та пошукачами. Крім того, SUAVE забезпечує конфіденційність налаштувань у своїх пул пам'яті, захищаючи їх від зловмисних атак MEV

Різниця полягає в тому, що, хоча такі стратегії можуть призвести до централізації конкретних будівельників на поточному ринку будівельників, SUAVE вбудовує OFA в саму протокол, надаючи всім децентралізованим будівельникам доступ до цих переваг. Концепція OFA, запропонована Flashbots, вже реалізована в мережі Ethereum через MEV-Share, а пізніше буде включена в SUAVE.

Децентралізована будівля Блок

У попередніх компонентах більшість переваг знаходять свій оптимальний маршрут виконання. Потім децентралізовані конструктори блоків використовують цю інформацію для побудови часткових або повних блоків, які максимізують MEV прибуток, який вони потім передають валідатори різних мереж.

Не всі валідатори інших мереж можуть використовувати SUAVE, подібно до того, як не всі Ethereum валідатори використовують MEV-Boost. Валідатори, які слухають SUAVE, можуть приймати блоки SUAVE та додавати прибуткові блоки до своєї мережі. Якщо вони не знають про це, розробники блоків SUAVE повинні взяти участь в аукціоні пріоритетного газ (PGA), щоб включити свої блоки. Після того, як преференції виконані в ланцюжку призначення, оракул повідомляє мережу SUAVE, і ставка надсилається виконавцям для розрахунку.

4.3 MEVM

SUAVE - це блокчейн, який використовує MEVM як середовище виконання. MEVM побудований на фреймворку EVM з додаванням прекомпіляцій для MEV випадків використання. Розробники можуть використовувати Solidity для створення MEV додатків як смартконтракти, що дозволяє децентралізовано створювати раніше централізовану інфраструктуру, пов'язану з MEV. Наприклад, в якості смартконтракти можуть бути реалізовані різні методи побудови блоків або аукціони ордер потоків.

Враховуючи потребу в конфіденційних даних та обчисленнях, MEVM також пропонує функції конфіденційності. Чутливі обчислення виконуються поза блокчейном вузлами виконання. Спочатку Flashbots або треті сторони надаватимуть це централізовано, але згодом це буде виконуватися в довірених середовищах виконання (TEE), таких як Intel SGX.

5. Підсумки та виклики попереду

Таким чином, SUAVE прагне збирати транзакції з усіх блокчейн-мереж і надавати блокам найбільш ефективне виконання для цих мереж. Якщо бачення SUAVE буде повністю реалізовано, це дозволить справжню децентралізацію MEV, пропонуючи наступні переваги різним учасникам блокчейн-екосистеми:

1. Користувачі: Захищений від зловмисних атак MEV завдяки конфіденційності та пропонує найкраще виконання.
2. Конструктори: Можуть чесно конкурувати з іншими конструкторами завдяки властивим SUAVE транзакціям конфіденційності та аукціонам ордер потоку (OFA), а також мають доступ до міждоменних налаштувань, що дозволяє їм створювати більш прибуткові блоки, ніж при роботі в одному домені.
3. Мережі: Можна легко передати процес створення блоків на аутсорсинг компанії SUAVE.

Незважаючи на своє амбітне бачення, SUAVE все ще знаходиться на ранніх стадіях і стикається з кількома проблемами, перш ніж вона може бути повністю реалізована.

1. Модель безпеки: Модель безпеки SUAVE все ще не визначена. Враховуючи, що блоки SUAVE, швидше за все, будуть використовуватися в мережах L2 на основі Ethereum і Ethereum, рівень його безпеки в ідеалі повинен відповідати рівню Ethereum, але досягти цього складно. Ведуться дискусії про те, чи слід будувати SUAVE як Ethereum L2 або використовувати криптоекономічну безпеку EigenLayer.
2. Атомарні міждоменні транзакції: це не гарантовано. Складно атомарно обробляти транзакції в мережах з різним часом блокування. Транзакція може бути успішною в мережі з швидким блоковим часом, але зазнати невдачі в повільнішій. Крім того, оскільки не всі валідатори у всіх мережах знають про SUAVE, включення блоків через аукціон з пріоритетним газ (PGA) може зазнати невдачі.
3. Дизайн оракула: Складний дизайн оракула необхідний, щоб точно та швидко переносити результати із зовнішніх доменів у SUAVE для розрахунків. Оракули повинні бути принаймні такими ж безпечними, як SUAVE, оскільки вони можуть стати векторами атаки.
4. Користувацький досвід: Зручний UX повинен бути розроблений для SUAVE. Користувачам потрібно встановити ставки відповідно до своїх уподобань і утримувати ETH в мережі SUAVE. Також необхідний інтерфейс, який дозволяє користувачам легко висловлювати різні типи переваг.

Найбільше занепокоєння викликає те, чи зможе SUAVE досягти значного рівня впровадження, подібного до mev-geth або MEV-Boost. Для того, щоб SUAVE реалізував своє бачення, він повинен досягти економії на масштабі. Багато користувачів з численних мереж повинні надсилати свої уподобання до SUAVE, а численні розробники повинні брати участь, щоб створити ефективну систему. У той час як mev-geth був клієнтом, а MEV-Boost був допоміжним програмним забезпеченням проміжного шару, яке існуючі валідатори могли легко прийняти, SUAVE — це блокчейн-мережа, заснована на MEVM. Тому ще належить з'ясувати, чи зможе ця велика система досягти значного впровадження в багатьох мережах.

Відмова від відповідальності:

1. Цю статтю передруковано з [mirror]. Всі авторські права належать оригінальному автору [00y]. Якщо є заперечення проти цього передруку, будь ласка, зв'яжіться з командою Sanv Nurlae, і вони оперативно впораються з цим.
2. Відмова від відповідальності: Погляди та думки, висловлені в цій статті, належать виключно автору і не є жодною інвестиційною порадою.
3. Переклад статті на інші мови здійснює команда Sanv Nurlae. Якщо не зазначено, копіювання, розповсюдження або плагіат перекладених статей заборонено.