SUAVE如何地址建築商集中化

1. 以太坊的下一個挑戰：建設者 中心化以太坊通常被認為是與比特幣一起最去中心化的網路之一。由於操作以太坊節點的硬體要求相對較低，因此幾乎任何人都可以運行節點。雖然有一些冗餘，但網路擁有超過100萬驗證者。

（建築商市場份額 |來源：中繼掃描）

然而，一個經常被忽視的關鍵問題是建設者集中化。構建者是收集交易和捆綁以在以太坊網路上創建區塊的實體。在過去的七天里，95%的區塊是由三個建築商生成的。

儘管如此，正如V神所指出的，構建器集中化不會對以太坊網路的整體安全構成嚴重威脅。這是因為，即使區塊構建在某種程度上是集中的，驗證這些區塊的驗證者（提議者）仍然是分散的。儘管如此，建築商集中化會導致各種問題，例如審查、尋租和活躍問題。

本文將探討Flashbots在解決以太坊最大可提取價值(MEV)的負面外部性方面的旅程，並研究SUAVE如何最終解決與最大可提取價值(MEV)相關的問題，包括構建器集中化。

2. 到目前為止的進展### 2.1 工作量證明在合併升級之前，以太坊網路工作量證明共識上運行，類似於比特幣網路，礦工使用硬體來挖掘區塊。在此期間，當搜索者在內存池中發現最大可提取價值(MEV)機會時，將他們的交易或捆綁包包含在區塊中的唯一方法是通過優先gas拍賣（PGA），他們出價比其他搜索者更高的gas費用。

這種方法存在根本問題。首先，最大可提取價值(MEV)偷是一個問題。礦工可以看到搜索者提交的交易或捆綁包的內容，而不是將它們包含在區塊中以收取優先費用，他們可以複製這些交易並自己竊取最大可提取價值(MEV)。因此，搜索者必須信任礦工來賺取最大可提取價值(MEV)利潤。

第二個問題是網絡擁塞。每當出現最大可提取價值(MEV)機會時，搜索者就會通過競標更高的優先順序費用來競爭，這導致以太坊網路的擁塞加劇。這使得平均交易費用昂貴且不可預測，對普通用戶產生了負面影響。

（閃光機器人拍賣 |來源：閃光機器人）

為了解決工作量證明 以太坊網路上最大可提取價值(MEV)的負面外部性，Flashbots引入了Flashbots Auction，由mev-geth和mev-relay組成。關鍵組成部分是：1）將礦工列入白名單，2）建立私人內存池，3）實施密封投標拍賣系統。

使用者和搜索者可以將交易或捆綁包提交給Flashbots Auction的私人內存池，然後通過集中式mev-relay發送給使用mev-geth用戶端的白名單礦工。搜索者對他們的捆綁包表示出價，礦工使用mev-geth將出價最高的捆綁包包含在區塊中。

與以前的系統不同，搜索者使用私人內存池，因此他們的行為不會影響以太坊 gas市場，並且他們看不到其他搜索者的出價，從而減少了競爭。因此，Flashbots Auction有效地減少了以太坊網路上的擁塞。但是，將礦工列入白名單仍然是必要的，因為他們仍然可以看到搜索者提交的捆綁包的內容。

（來源：閃光機器人）

Flashbots Auction被廣泛採用，超過90%的人採用了mev-geth。這大大減少了失敗的最大可提取價值(MEV)交易，並降低了以太坊網路上的平均gas費用，有效地減輕了與最大可提取價值(MEV)相關的許多負面外部性。

2.2 權益證明 （權益證明）2022 年 9 月，隨著合併升級的啟動，以太坊網络從工作量證明過渡到權益證明。將使用者提交的交易納入區塊的過程與工作量證明基本沒有變化。但是，直接採用Flashbots Auction存在一個關鍵問題：白名單。

在工作量證明 以太坊，礦工實際擁有自己的硬體，這使得白名單過程相對簡單。但是，隨著切換到權益證明，廣泛的實體可以匿名參與驗證，這使得白名單變得極其困難。

為了解決權益證明 以太坊上最大可提取價值(MEV)的負面外部性，Flashbots引入了一個名為最大可提取價值(MEV)-Boost的新協議。以太坊網路路線圖包括PBS（提議者-建造者分離）升級以分散最大可提取價值(MEV)，以及最大可提取價值(MEV)-Boost實現PBS的一部分。

在這個新的設置中，區塊構建者從使用者和搜索者那裡接收交易和捆綁包，以創建最有價值的完整區塊，而提議者則從區塊構建者中選擇出價最高的完整區塊並將其傳播到網路。與mev-geth不同，最大可提取價值(MEV)-Boost充當共識用戶端的挎斗，使其與任何客戶端類型相容。

以下是最大可提取價值(MEV)-Boost的運作方式：

（最大可提取價值(MEV)升壓 |來源：特徵層）

• 區塊構建者從搜索者和私人單子流接收交易，使用他們的最大可提取價值(MEV)提取演演演算法對交易進行重新排序，以獲得最大的盈利能力。然後，他們創建一個完整的區塊並向中繼提交出價。- 中繼驗證從構建器接收的塊的有效性並存儲它們。- 中繼將區塊頭連同投標一起發送給投標人。- 提議者從中繼發送的區塊頭中選擇出價最高的區塊頭並簽名。- 中繼向提議者顯示與簽名標頭對應的完整塊內容。- 投標人將完整的區塊提交給網路，並收集區塊構建者附加的投標。

（來源：mevboost.pics）

從以太坊 驗證者的角度來看，最大可提取價值(MEV)-Boost提供了一個顯著的優勢：不需要白名單過程。驗證者只需運行Flashbots的最大可提取價值(MEV)-Boost，區塊構建者只需提取最高價值最大可提取價值(MEV)並將其作為出價提交。這意味著驗證者無需自己的最大可提取價值(MEV)提取演演演算法即可賺取最大可提取價值(MEV)收入。因此，最大可提取價值(MEV)利潤是分散的，而不是集中在少數幾個實體之間。

（來源：mevboost.pics）

儘管是外部中間件而不是內置協議，但最大可提取價值(MEV)-Boost已被超過90%的以太坊 驗證者長期成功採用。雖然有一個缺點，即構建者和提議者必須信任中繼，但中繼的數量已增加到八個，從而降低了Flashbots中繼的主導地位，並減輕了審查等相關問題。

3. Builder Centralization### 3.1 為什麼建設者傾向於集中化雖然最大可提取價值(MEV)-Boost減輕了許多與最大可提取價值(MEV)相關的負面外部性，但前面提到的建築商集中化問題仍未解決。目前，大約90%的以太坊網路塊是由三到四個塊構建者創建的。但是為什麼區塊構建者傾向於中心化呢？主要有兩個原因：

獨家訂單流 （EOF）

首先，砌塊建造者市場基本上是一個贏家通吃的市場。想像一下，你是一個搜索者，他已經發現了一個最大可提取價值(MEV)提取機會並將其捆綁在一起。您會將捆綁包發送給哪些建築商？雖然您可以將其發送給所有構建器，但您參與的構建器越多，最大可提取價值(MEV)竊取的風險就越高，因為構建器可以看到捆綁包的內容。因此，您的最佳策略是僅將捆綁包發送給區塊包含概率最高的前幾個構建器。

（來源：前沿研究，2023 年 6 月）

上圖顯示，從搜索者那裡收到更多捆綁包的構建者包含區塊的可能性更高。這種現象加速了中心化飛輪：如果構建者從搜索者那裡收到更多的捆綁包，它更有可能構建更有利可圖的區塊。因此，這些區塊更有可能被以太坊網路上的提議者採用，從而激勵更多的搜索者將他們的捆綁包發送給該構建器。將捆綁包發送給不太佔主導地位的構建者可能會導致區塊包含延遲，使礦工費預測變得困難，並可能失去最大可提取價值(MEV)提取機會。

除了這種集中化的自然趨勢之外，建築商還可以通過EOF獲取額外的交易或捆綁包。例如，特定構建器可能會向專門向他們發送交易或捆綁包的使用者和搜索者提供隱私保證或提取最大可提取價值(MEV)的一部分。其他構建者無法訪問的這種額外的單子流進一步加速了構建器的集中化。

事實上，如圖所示，與同行相比，BloXroute 的塊包含率要高得多。這是因為BloXroute不僅作為區塊構建器運行，還作為中繼服務運行，使其在處理交易方面具有延遲優勢。此外，BloXroute 通過 BackRunMe 等服務獲取 EOF。

（最大可提取價值(MEV)分佈 |來源：BloXroute）

BackRunMe允許使用者提交私人交易，保護他們免受惡意攻擊，如搶先和三明治攻擊。此外，如果通過回溯提交給BackRunMe的私人交易產生最大可提取價值(MEV)利潤，則利潤將根據圖表中顯示的比率進行分配。使用者和搜索者可以通過使用BackRunMe的交換UI或簡單地更改其提交交易遠程過程調用(RPC)來享受各種好處。

那麼，新的區塊建造者可以做什麼呢？不幸的是，除了虧本增加市場份額或提供服務以吸引使用者和搜索者的EOF之外，他們的選擇有限。前一種方法被稱為區塊補貼戰略，涉及設定比建築區塊產生的最大可提取價值(MEV)利潤更高的出價，以提高區塊納入率。例如，f1b 構建器成功地使用這種策略來快速增加他們的搜索者數量。

跨域最大可提取價值(MEV)

區塊構建者可以訪問的單子流越多，生成更有利可圖的區塊的可能性就越高。如果某些區塊構建器還為其他網路創建區塊，則它們不僅可以訪問來自以太坊網路的單子流，還可以訪問外部單子流。這種能力可能會導致圍繞這些構建器的進一步集中。

3.2 我們應該怎麼做？我們已經探討了為什麼建築商市場傾向於集中。儘管由於驗證和傳播區塊的提議者（驗證者）的分散性，建築商的中心化不會構成嚴重的安全威脅，但它仍然可能導致諸如1）審查，2）尋租和3）活躍性問題。

審查制度可能會通過未來的以太坊 協議功能來解決，例如crList，這將本機強制構建者包含提議者要求的所有交易。然而，解決壟斷市場中的尋租問題和解決由於停機而導致的活體問題更具挑戰性。

因此，最好的解決方案是通過減輕其主要原因（EOF和跨域最大可提取價值(MEV)）來首先防止構建器集中化。為了解決這些問題，Flashbots引入了單一統一價值表達拍賣（SUAVE）協議。（值得注意的是，SUAVE並不是構建器集中化的唯一潛在解決方案;有關其他各種潛在解決方案，請參閱Jon Charbonneau的“Decentralizing the Builder Role”）。

4. SUAVE來了### 4.1 TL;DRSUAVE專注於解決導致建築商集中化的兩個主要因素：EOF和跨域最大可提取價值(MEV)。首先，SUAVE可以接受來自所有網路的交易，使去中心化建設者能夠固有地提取跨域最大可提取價值(MEV)。其次，SUAVE通過私下處理偏好並提供最大可提取價值(MEV)利潤份額來優化用戶的條件。

4.2 Overview

（溫文爾雅概述 |來源：閃光機器人）

SUAVE是一個獨立於以太坊網路的區塊鏈，提供隨插即用的內存池和分散的構建器服務，可供多個網路使用。這允許其他網路將內存池管理和分散區塊構建的複雜過程外包給SUAVE。SUAVE由三個主要部分組成：

通用偏好環境

使用者和搜索者向SUAVE的內存池提交交易，捆綁包，意圖和其他偏好表達，而不是原始網路的內存池，以及他們的出價。在 SUAVE 中，這些首選項被視為本機事務類型。通過將來自不同域的首選項聚合到單個內存池中，最佳執行的概率會增加。這種設置通過降低進入門檻和增加潛在利潤使建築商受益。

最佳執行市場

執行者（搜索者、構建者等）監視 SUAVE 內存池並競爭創建具有最佳執行條件的捆綁包。這裡介紹的一個關鍵概念是單子流拍賣 （OFA）。

在傳統的最大可提取價值(MEV)-Boost模型中，最大可提取價值(MEV)利潤從使用者到搜索者到建設者再到提議者。然而，在OFA中，執行者爭奪使用者的偏好，允許使用者也獲得最大可提取價值(MEV)利潤的一部分。這種策略類似於BackRunMe等服務，旨在通過將一些最大可提取價值(MEV)利潤重新分配給使用者和搜索者來吸引更多的EOF。此外，SUAVE確保其內存池中首選項的隱私，保護它們免受惡意最大可提取價值(MEV)攻擊。

不同之處在於，雖然這些策略可以導致當前建築商市場中特定建築商的集中化，但SUAVE將OFA嵌入協議本身，使所有分散的建築商都可以訪問這些偏好。Flashbots提出的OFA概念已經通過最大可提取價值(MEV)-Share在以太坊網络中實現，稍後將被納入SUAVE。

去中心化區塊建築

在前面的元件中，大多數首選項都找到其最佳執行路由。然後，去中心化區塊構建者使用這些資訊來構建部分或全部區塊，以最大限度地提高最大可提取價值(MEV)利潤，然後將其傳遞給各種網路的驗證者。

並非所有其他網路驗證者都可以使用SUAVE，類似於並非所有以太坊 驗證者都使用最大可提取價值(MEV)-Boost。監聽SUAVE的驗證者可以接受SUAVE區塊並向其網路添加有利可圖的區塊。如果他們不知道，SUAVE的區塊建造者必須參加優先gas拍賣（PGA）才能將他們的區塊包括在內。一旦在目標鏈中滿足偏好，預言機就會通知SUAVE網路，並將出價發送給執行者進行結算。

4.3 MEVMSUAVE是一個使用MEVM作為其執行環境的區塊鏈。MEVM 基於以太坊虛擬機(EVM)框架構建，為最大可提取價值(MEV)用例添加了預編譯。開發人員可以使用 Solidity 創建最大可提取價值(MEV)應用程式作為智能合約，從而實現以前集中式最大可提取價值(MEV)相關基礎設施的分散構建。例如，可以智能合約實現不同的區塊構建或單子流拍賣方法。

鑒於對敏感數據和計算的需求，MEVM還提供隱私功能。敏感計算由執行節點鏈下執行。最初，Flashbots 或第三方將以集中方式提供此功能，但最終，它將在英特爾 SGX 等可信執行環境 （TEE） 中執行。

5. 總結和未來的挑戰總之，SUAVE旨在從所有區塊鏈網路收集交易，併為這些網路提供最有效的執行區塊。如果SUAVE的願景完全實現，它將實現真正的去中心化最大可提取價值(MEV)，為區塊鏈生態系統中的各種參與者提供以下好處：

• 使用者：通過隱私保護免受惡意最大可提取價值(MEV)攻擊，並提供最佳執行。- 建築商：由於SUAVE固有的隱私交易和單子流拍賣（OFA），可以與其他建築商公平競爭，並可以訪問跨域偏好，使他們能夠構建比在單個域內運營更有利可圖的區塊。- 網路：可以輕鬆地將塊構建過程外包給SUAVE。 儘管其雄心勃勃的願景，但SUAVE仍處於早期階段，在完全實現之前面臨一些挑戰。

• 安全模型：SUAVE的安全模型仍未定義。鑒於SUAVE塊可能用於基於以太坊和以太坊的L2網路，其安全級別理想情況下應與以太坊相匹配，但實現這一目標很複雜。關於SUAVE是否應該構建為以太坊L2或使用EigenLayer的加密經濟安全性的討論。- 原子跨域事務：這些是不保證。跨具有不同區塊時間的網路以原子方式處理交易具有挑戰性。事務可能會在快速區塊時間網路上成功，但在較慢的網路上失敗。此外，由於並非所有網路上的所有驗證者都是 SUAVE 感知的，因此包括通過優先順序gas拍賣 （PGA） 進行的區塊可能會失敗。- 預言機設計：需要複雜的預言機設計來準確快速地將外部域的結果導入 SUAVE 進行結算。預言機必須至少與SUAVE一樣安全，因為它們可能成為攻擊媒介。- 用戶體驗：必須為SUAVE設計使用者友好的用戶體驗。使用者需要根據自己的偏好設置出價，並在SUAVE網路中保留二餅。一個允許使用者輕鬆表達各種類型的偏好的介面也是必要的。 最大的擔憂是SUAVE能否實現類似於mev-geth或最大可提取價值(MEV)-Boost的顯著採用率。為了使SUAVE實現其願景，它必須實現規模經濟。來自眾多網路的許多使用者需要將他們的偏好發送到SUAVE，許多構建者必須參與以創建一個高效的系統。雖然mev-geth是一個用戶端，最大可提取價值(MEV)-Boost是一個現有驗證者可以輕鬆採用的中間件挎斗，但SUAVE是一個基於MEVM的區塊鏈網路。因此，這個大型系統能否在許多網路中實現有意義的採用還有待觀察。

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