金色觀察 | 萬字長文讀懂以太坊MEV區塊構建者

發表於 2023-02-07 10:49 作者： 金色財經

文/Christine Kim，Galaxy Digital副研究員；譯/金色財經xiaozou

1、本文要點

• 自MEV-Boost創建以來，MEV（Maximal Extractable Value，即最大可提取價值）供應鏈變得更加復雜，MEV-Boost是以太坊上的驗證者用於賺取MEV的標准化軟件權益證明（PoS）。

• 新的利益相關者（即構建者）負責構建一個完整的包含優化交易的區塊，以最大化優先費用（priority fees）和MEV獎勵。

• 構建者專門开發用於模擬區塊的專有模型，並通過鏈下MEV市場（即中繼）進行有效傳播。

• 由於成爲以太坊的構建者需要專業技能，有人擔心構建者生態將在長期內變得中心化。

• 爲對抗構建者中心化的負面網絡影響，以太坊开發人員和Flashbots團隊正在就若幹潛在解決方案進行探討，例如包含列表（inclusion lists）、部分區塊拍賣及S.U.A.V.E.。

2、前言

2022年1月1日至2022年12月31日期間，以太坊產出的最大可提取價值（MEV）爲1.33億美元。（下圖數據包含Flashbots根據以太坊上MEV的新識別方法更新的數據，可能與Galaxy Research去年的MEV報告中數據有所不同）。

與去年相比，2022年生成的MEV總量明顯低於2021年的MEV總量，部分原因是由於熊市環境導致以太坊上的去中心化金融（DeFi）活動急劇下降。此外，MEV搜尋者之間日益激烈的競爭也有助於提高DeFi市場效率，從而降低MEV的利潤率。截至第三季度末，大部分MEV收益都歸以太坊礦工所有。然而，在以太坊合並升級之後，大部分MEV收益开始流向驗證者，因爲他們取代了礦工成爲網絡的主要安全提供者和區塊提議者。（在以太坊上，驗證者代表32個ETH的質押存款。）

截至2022年12月，大約有80%的以太坊驗證者通過MEV-Boost這一中立第三方軟件獲取MEV。MEV-Boost是由Flashbots與以太坊核心开發人員合作設計的，是一個允許驗證者與多個鏈下市場連接以拍賣區塊空間（也稱爲中繼）的軟件。通過中繼，驗證者接收包含優先費用及由第三方區塊構建者構建的MEV區塊。

第三方構建者和中繼是以太坊MEV領域裏的新實體，是隨着MEV-Boost軟件以及構建者和中繼代碼的开源而出現的。歷來，Flashbots是唯一的中繼運營商，礦池連接到Flashbots中繼以獲取MEV。然而，由於MEV-Boost和中繼技術的开源，其他MEV中繼（如由Blocknative運營的Dreamboat中繼）开始與Flashbots MEV中繼展开競爭，進一步分散MEV基礎設施。Flashbots MEV中繼仍然是迄今爲止最受歡迎的中繼，生產81%的MEV-Boost區塊。

在以太坊上堅持中繼多樣化的長期動機尚不清楚。此外，還有一個擔憂是，隨着時間的推移，構建者的專業化以及訂單流支付（PFOF）活動的增加有利於促成單個構建者的主導地位。由於MEV-Boost的設計僅支持完整的區塊拍賣，另一個擔憂就是，主要MEV基礎設施運營商（如Flashbots）的交易審查可能會導致網絡的可信中立性降低。截至2023年1月20日，以太坊每天產生的約67%的區塊都由中繼主動審查。

本報告將概述以太坊合並後經改進的MEV生態。首先，我們將概覽MEV-Boost架構及其主要利益相關者，包括搜尋者、構建者、中繼和驗證者。然後，我們將討論圍繞MEV-Boost帶來的中繼審查和構建者中心化的相關問題，以及以太坊核心开發人員和Flashbots團隊正在开發的針對這些問題的長期解決方案。

3、MEV-Boost概述

MEV-Boost是以太坊上“提議者構建者分離”（PBS）的早期實現。PBS指的是將構建塊和提出塊的責任劃分爲兩個獨立的角色。傳統上，公共區塊鏈的安全提供者，無論是礦工還是驗證者（或由兩者組成的池），負責構建包含用戶交易的區塊，並將這些區塊提交給網絡進行驗證。在PBS下，安全提供者的角色獨立於區塊提議者角色，而構建區塊的責任轉移給第三方。分離這些責任的動機是減少以太坊驗證者運營所需的專業知識和硬件要求。通過確保驗證者之間的競爭不依賴於專門的技能或設備，新參與者進入驗證者池的門檻仍然很低。PBS的主要目標是鼓勵盡可能多的參與者爲以太坊的安全和去中心化做出貢獻。

MEV-Boost是實現PBS全面愿景的初步步驟，因爲MEV-Boost軟件依賴於鏈下市場（中繼）。中繼的作用是通過檢查區塊獎勵付款，監控參與者之間的活動，並確保驗證者不會通過竊取構建者的區塊來搶跑（front-run）構建者，從而確保構建者和驗證者之間的誠實行爲。PBS的完整愿景削弱了中繼的可信角色，並將構建者和驗證者之間誠實參與的規則寫入以太坊的協議層。由於合並升級的復雜性，以太坊核心开發人員同意將PBS的編碼延遲到以太坊的協議層。同時，爲了解決MEV動態對驗證者的直接影響，以太坊核心开發人員和Flashbots研發團隊創建了MEV-Boost。

MEV-Boost是一個“side car”軟件，與以太坊驗證者運行所需的核心軟件（即雙執行層和共識層客戶端軟件包）一起運行。通過運行MEV-Boost軟件，驗證節點運行者可以連接多個中繼，並开始從含MEV的構建者那裏接收預構建區塊。驗證者只從中繼接收區塊獎勵金額和區塊頭。在區塊被包含到鏈上之前，他們不會看到區塊的內容。這種級別的隱私性確保驗證者不能通過復制和重建第三方構建者構建的區塊來搶跑構建者。據估計，通過Flashbots MEV中繼產生的區塊利潤是其他區塊的兩倍。本地構建的區塊是指驗證者從其以太坊內存池的本地視圖進行自身構建。來自中繼的區塊由構建者構建，這些構建者打包來自搜尋者、私人訂單流（意味着直接來自個人和實體）以及本地內存池的交易。

接下來，我們將深入研究搜尋者、構建者、驗證者和中繼的關鍵特性。

搜尋者

搜尋者通過在一個區塊內對用戶交易的執行進行排序來確定提取MEV的機會。搜尋者在積極監控公共內存池，並確定利潤最大化方法，以從用戶交易中提取價值，有時還會導致去中心化交易所（DEXs）交易下滑和更糟的執行。MEV策略通常模仿傳統股票市場的做法，如frontrunning（搶先交易）、sandwiching（三明治交易）、stop hunting（獵殺止損）和arbitrage（套利）。在2022年提取最多價值的MEV策略是套利。根據EigenPhi的數據，套利約佔2022年所有MEV收入的一半。下圖顯示了搜尋者每天賺取的套利收入佔總MEV收入的百分比：

雖然某些類型的MEV對最終用戶有利，如套利和尾隨（backrunning），但其他類型的MEV，如sandwiching，則不然。某些去中心化交易所(DEXs)，如CowSwap，旨在通過使最終用戶受益的訂單執行來降低鏈上的負MEV。在CowSwap上，稱爲solvers的專業搜尋者正在競標執行鏈上用戶交易的權利。能夠提供最佳訂單執行的solver將能夠爲用戶的交易提供最具競爭力的價格。solver可以通過與構建者建立排他性關系，使用戶交易在區塊頂部執行，或通過將多個用戶交易組合在一起最小化交易下滑，從而獲得相對於其他solver的競爭優勢。沒有什么可以阻止solver的用戶交易執行被常規搜尋者搶跑（frontrun）或被三明治（sandwich）。然而，在這些情況下，solver是爲不良訂單執行支付成本的一方，因爲solver爲用戶交易支付的費用先於任何鏈上交易執行。

在CowSwap上有超過10個solver在競爭用戶交易。然而，CowSwap只是以太坊上若幹DEX中的一個，監控用戶交易並捆綁交易是件有利可圖的事。在Uniswap和Curve等其他DEX上，用戶直接在鏈上執行自己的交易，一般搜尋者會競標在中繼上重新排序執行的權利，這部分內容將在後文進行詳細討論。以太坊上最賺錢和技能最嫺熟的搜尋者是那些監測和分析鏈上活動——特別是去中心化金融（DeFi）交易——的專家。搜尋者需要對金融市場和交易有強大的了解，因爲這些技能對於識別和利用創造MEV的市場低效至關重要。以下是2022年以太坊十大最具競爭力的MEV搜尋者：

MEV是一個零和遊戲。從重新排序交易中提取價值的機會數量是有限的，而識別MEV機會最快的搜尋者往往是賺取最多MEV的那個。爲了最大限度地提高收益，有競爭力的搜尋者將編寫腳本來自動开發易於識別的MEV機會。此外，搜尋者可以運行專用硬件或訂閱提供以太坊內存池低延遲視圖的付費服務，以更快利用待處理用戶交易。爲了擊敗其他搜尋者，經驗豐富的成熟搜尋者可能會部署復雜的策略，包括多次代幣兌換、機器人以及通過手動搜尋鏈上活動，以實現更大的利潤。

構建者

構建者是MEV供應鏈中的新利益相關者，負責將來自搜尋者的交易包，以及來自公共內存池和私人交易訂單流的單個交易打包到塊中。構建者本身在某種程度上也是搜尋者，因爲構建最大利潤區塊的任務並不僅僅依賴於重新排序搜尋者包——它還依賴模擬如何使用來自內存池和其他來源的可盈利交易填充未被交易包佔用的區塊空間。後者需要一些基本的搜尋策略知識。雖然搜尋者可能專注於從特定的DeFi協議中提取MEV的任務，但構建者通常對區塊包含的合格交易有更廣闊認知，並專注於多個源的完整區塊模擬任務。

先進的硬件

在一個區塊中模擬多個交易包（bundle）和交易、計算和評估其價值的任務是計算密集型的，要求先進的硬件，例如多個完整節點的操作。像搜尋者這樣的構建者必須設計自己獨特的技術，以便根據輸入的交易數據有效地模擬完整區塊。構建者通常會等到最後的可能時機才會提議一個完整區塊，以最大限度地將最多潛在MEV數量包含入區塊中，這需要極低的提議區塊延遲和極低的以太坊內存池視圖延遲。

在以太坊合並之前，將搜尋者的交易包打包到區塊中的任務曾經是礦工和礦池的職責。那么，根據其twitter profile，以太坊的頂級構建者之一Builder 0x69本身就是前礦池運營商，這也就不足爲奇了。

在合並之前，礦工們花費大部分電力來解決一個數學謎題，該謎題也被稱爲哈希函數，且解謎次數越多越好。第一個發現可接收哈希指的礦工將有權提議下一個區塊。礦工還花費電力對搜尋者的交易包進行排序和重新排序，以最大限度地提高他們從區塊中獲得的獎勵。快進到2023年1月，現在，驗證者已經取代礦工，在以太坊上進行區塊提議幾乎不會消耗電力。他們是由協議隨機選出的。此外，如果他們沒有獲得MEV獎勵，也沒有從本地內存池中構建一個區塊，驗證者將在區塊內按優先費用從高到低排序交易。不需要復雜的區塊模擬。另一方面，構建者依賴類似於合並前各競爭礦池所使用的策略，以最大化他們可以在區塊中賺取的MEV。

搜尋者合作

除了先進的硬件，構建者還依賴於與專業搜尋者的密切合作，在比他們的策略更復雜、更有利可圖的策略中識別MEV。從搜尋者角度來看，構建者可能會搶先打包搜尋者交易包並竊取他們的MEV，這就是爲什么一些搜尋者如果有足夠的資金和資源，就會選擇運營自己的構建者節點，以及爲什么誠實構建者的可信聲譽是促進專業構建者和獨立搜尋者之間密切合作的關鍵。除了與搜尋者密切合作之外，構建者還通過私人或獨家訂單流進行競爭。區塊鏈基礎設施公司Blocknative運營一個構建者節點和一個中繼，該公司估計，由第三方構建者構建的區塊中大約有3.8%的交易來自公共內存池之外的私有源。

區塊補貼

一旦構建者鎖定了一個有利可圖的區塊，他們就會計算一個包含在區塊中的出價，要么作爲有利可圖的優先費用，要么作爲區塊創建後從構建者直接轉移到驗證者的價格。出價越高，構建者越有可能看到其區塊被包含在鏈上。構建者之間的最後一場競爭是通過區塊補貼進行的。以太坊上至少有五個構建者提議的區塊出價高於區塊獎勵價值，這表明這些構建者正在以某種方式補貼他們的區塊。在每天提議區塊數量最多的10個區塊構建者中，有4個要爲其區塊提供補貼。

BloXroute創始人Uri Klarman表示，BloXroute構建者可以使用其他業務收入流的收入來持續補貼他們的區塊。構建者0x69似乎正在補貼自己的區塊，作爲一種鼓勵搜尋者提供更多bundle流的臨時性手段，並與搜尋者建立了可信關系。另一種解釋可能是，某些區塊補貼可能是搜尋者直接支付給構建者的，爲了包含鏈上未捕獲的bundle。

區塊補貼的普及幫助某些構建者（如Builder0x69和BloXroute）領先其他構建者。然而，最終決定構建者盈利能力的是多種因素的綜合作用。在過去的一周中，以太坊上最賺錢的兩個區塊構建者是Flashbots和beaver.build，在沒有使用任何補貼的情況下，總共包含了16,000多個區塊入鏈。

中繼

深入研究構建者的競爭動態就會發現，重要的是要考慮到一些構建者，如Flashbots，也運營自己的MEV中繼。盡管企業運營自己的中繼幾乎沒有經濟激勵，但自轉向PoS以來，中繼運營商的數量只增無減。背景介紹：中繼是鏈下市場，構建者參與盲拍，將其區塊出售給驗證者。大多數運營商並沒有從中繼業務中獲取收入，部分原因是第一個構建开源、無需許可和高性能中繼的實體免費提供了該服務，將其視爲公共產品。

Flashbots是一家由風投支持的企業，多年來一直在以太坊上構建和運營MEV相關的基礎設施。考慮到目前最受歡迎的中繼仍然是由研發機構Flashbots運營的中繼，對大多數中繼運營商來說，收費運營高性能的競爭性中繼是毫無經濟性可言的。然而，區塊鏈基礎設施公司BloXroute是少數幾個對中繼服務收費的公司之一，它也運營並補貼自己的構建者。大多數其他公司如Blocknative、Relayooor、Agnostic和Ultrasound等都沒有這么做。

中繼運營動機

實體運行中繼的動機可能源於想要提高自身的品牌知名度，並幫助以太坊上的MEV生態變得更加去中心化。構建者0x69在Discord上的一篇文章中表示，他們推出relayooor中繼的目標是在以太坊上“至少有一個完全开源的無審查無需許可的（對於構建者來說）中繼”。但隨着另外兩個類似中繼的出現，Builder 0x69補充說，relayooor可能會在下一次以太坊網絡升級中被淘汰。促進中繼數量的多樣性有利於以太坊的健康發展。中繼的多樣性確保了任何一個中繼軟件中的潛在漏洞不會顯著妨礙驗證者獲得MEV，因爲他們可以輕松地切換使用其他中繼。這也是在以太坊上促進客戶端多樣性的基本原理。

MEV-Boost軟件功能的核心是驗證者能夠連接到多個中繼，從而減少對某個MEV基礎設施提供商的過度依賴。從驗證者的角度來看，中繼的可選性是一個特別重要的特性，鑑於在以太坊合並之前，礦工通過操作MEV-Geth軟件來獲得MEV所使用的唯一中繼是Flashbots中繼。Flashbots中繼審查交易，以遵循美國的制裁。截至2022年12月，以太坊上有10個中繼，其中6個沒有進行用戶交易審查。在6個非審查中繼中（包括Agnostic、Ultrasound、Relayoor、Bloxroute Ethical、Bloxroute Max Profit以及Manifold），其中5個是未經許可的，這意味着任何構建者都可以向中繼提交區塊。唯一經許可並要求構建者在提交區塊之前被列入白名單的非審查中繼是Bloxroute Ethical。Bloxroute Ethical有意拒絕來自被檢測爲私人訂單流交易源的構建者的區塊，目的是爲用戶提供更“道德”的中繼替代方案。Flashbots中繼是一種審查和未經許可的中繼，是最受歡迎的中繼，贏得了最多的區塊。然而，其主導地位正逐漸減弱，如下圖所示：

在利他原因之外，構建者可能會選擇運營自己的高性能中繼，這樣他們的區塊可以比在其他情況下更快到達驗證者那裏。接收來自任何構建者區塊的無需許可的中繼必須模擬構建者提議的每個區塊，以確保提交的區塊是有效的。這在在無需許可的中繼上進行的盲拍中產生了一定的延遲。被列入白名單的受信任的中繼構建者的區塊不需要檢查，可以通過區塊競標過程快速跟蹤，這就是爲什么某些構建者可能會選擇垂直整合他們的MEV業務並運營自己的中繼。

中繼運營成本

根據中繼的性能不同，中繼運營成本可能會有很大的不同。例如，如果中繼是無需許可的，向更多的構建者开放，因此，可能會有更多有利可圖的MEV區塊，需要設置防範拒絕服務（denial-of-service）攻擊和垃圾郵件保護的防護欄。此外，在向以太坊上的驗證者發送區塊時，試圖最小化延遲的高性能中繼必須設置多個可以處理可變負載條件並維持高帶寬網絡的服務器。考慮到中繼必須模擬第三方或非白名單構建者提交的區塊，以確保它們的有效性，並於每epoch重新注冊所有連接到中繼的驗證者，更應如此。這些運營高性能的競爭性中繼的成本就算沒有超過每月10萬美元的話，也可能是每月數千美元。然而，並不是所有中繼都能進行性能優化，尤其是那些作爲公共產品構建的中繼。

除了中繼間技術能力和容量的差異之外，中繼（類似於構建者）的區別還在於它們的聲譽。中繼最大的競爭優勢是正常運行時間、可靠性，以及在構建者和驗證者之間公平處理區塊的經驗證的優良記錄。中繼在以太坊的MEV供應鏈中處於獨特地位，作爲基礎設施，可以在驗證者將區塊提交到鏈上之前，顯示關於區塊及其內容的祕密信息。因此，構建者和驗證者必須相信中繼運營商不會惡意操作。惡意中繼運營商可能會對Flashbots發布的原始中繼規範進行修改，從而使他們能夠搶先於其他構建者進行區塊競標。爲了提高對中繼的信任，大多數中繼運營商开放了他們的軟件源代碼，並爲所有人創建了公共端點，以便實時監控其中繼活動。

BloXroute的MEV中繼在以太坊合並升級激活幾天後出現了明顯報錯，這導致驗證者錯過了網絡上大約88個區塊提議。BloXroute驗證者因臨時中繼故障而損失的資金進行了補償。驗證者的補償是一個有爭議的決定，被Blocknative等其他中繼運營商視爲創造了“負經濟”。基於運行與Flashbots中繼相競爭的高性能中繼的成本（對用戶來說是零成本），以及對因中繼故障進行用戶補償的期許，中繼運營商似乎沒有強大動機來建設高性能中繼。事實上，盡管以太坊上的大多數主要質押池都與多個中繼相連，但Flashbots中繼通常佔據主導地位，因爲該中繼先於其他中繼提議了最多的區塊數量。因此，中繼之間的競爭，就像構建者之間的競爭（在某種程度上，構建者本身就是搜尋者），可能會隨着時間的推移而減弱，並形成中心化局面。

驗證者

以太坊上的驗證者賺取被動收入。除了初始的32個ETH和軟件配置之外，驗證者幾乎沒有進一步優化的空間來大幅增加他們的獎勵，這是設計決定的。如果消耗更多的電力或使用昂貴的專門硬件確實能夠影響驗證者的獎勵，那么驗證者之間的競爭將導致專業化和潛在的中心化。正如以太坊創始人Vitalik Buterin所說的，目的是讓驗證者保持“as dumb as possible”。

對MEV-Boost的批評之一是，網絡通過降低驗證者之間專業化和中心化的風險，將風險轉移給第三方構建者。Flashbots和以太坊核心开發人員認爲，與以太坊協議不直接交互的實體所包含的風險略優於驗證者。然而，對構建者的中心化激勵仍然會導致同樣的問題，即MEV獎勵集中到一小群老練的參與者身上，他們通過積累更多的ETH供應對以太坊施加影響。後文將詳細討論有關構建者中心化問題的解決方案。

雖然驗證者運營中專業化的機會很少，但一旦涉及到質押池便有了專業化機會。質押池是代表個人運營驗證者節點的實體。通過一個池而非設置一個獨立的驗證者節點進行質押有若幹優點。最有能力提供質押服務的實體通常是加密貨幣交易所，因爲它們已代表個人進行資本托管和部署。

從交易所角度來看，通過向用戶提供存款收益，提供押注服務是激勵用戶將資產長期儲存在其平台上的一種簡單方法。大多數質押池還爲用戶提供了低於32 ETH的質押能力，並爲驗證者技術設置中的故障提供了一定程度的保障。以太坊的第二大和第三大質押實體都是交易所。

第一大質押實體是流動性質押服務提供商Lido。流動性質押衍生品（LSD）是代表質押ETH的資產，可以在以太坊上自由交易。用戶經常將他們的LSD再抵押到去中心化金融（DeFi）應用程序中，如Aave，以賺取額外收益。Index Coop協議爲用戶提供了一種名爲icETH的衍生資產，該資產自動從再抵押爲Aave的ETH質押中賺取收益，然後用於獲得更多的ETH質押。有時，Index Coop的收益幾乎是普通ETH質押的兩倍。

在採用方面，將所質押的ETH進行再抵押利潤豐厚，使流動性押注服務提供商相對於個人質押者和常規押注池具有競爭優勢。然而，在流動性押注服務提供商中，處於最大競爭優勢的特徵是“贏者通喫”。盡管還有其他的流動性質押提供商，但沒有一個像Lido那樣受歡迎，因爲Lido的stETH代幣在DeFi市場上積累了最多的流動性。stETH的深度流動性在一定程度上是由於與主要DeFi協議（如Curve及Yearn Finance）的關鍵集成。由於更大的技術或監管風險，stETH的替代物通常相對於ETH以更大的折扣價交易，並且提供的歷史回報沒有stETH那么高。與過去的趨勢相反，Frax Finance等新的質押協議部署了兩個代幣模型，允許用戶獲得高於平均水平的收益。在中心化交易所之外，其他最適合作爲質押池競爭的唯一實體是向用戶提供LSD的服務，在這些服務中，LSD協議擁有最大的市場深度。

4、中繼審查問題

合並後以太坊上的MEV供應鏈仍然容易受到監管捕獲，因爲過度依賴Flashbots中繼等Flashbots產品。以太坊上發布的所有區塊中，60%以上是通過Flashbots中繼構建的，帶來了對用戶交易行爲的強制審查。除了Bloxroute的“監管”中繼等其他審查中繼外，審查用戶交易的區塊比例大約爲70%。

自以太坊合並和MEV-Boost軟件激活以來，以太坊上運行的非審查中繼的數量逐漸改善。2022年11月，三家新運營商Gnosis、Ultrasound Money和Builder 0x69推出了自己的中繼基礎設施，以提高以太坊的抗審查性。然而，隨着其他新中繼的出現，Flashbots中繼的主導地位並沒有實質性下降，因爲Flashbots中繼自發行以來一直保持着近乎完美的正常運行時間的良好記錄，並擁有免費的、無需許可的功能，這意味着驗證者和構建者不必付費、不必列入白名單，就能連接到中繼。如前所述，可靠性是中繼最重要的競爭特性之一，這就是爲什么Flashbots中繼的無中斷運行時間越長，它就越會成爲所有驗證者信任並使用MEV-Boost連接的中繼之一。

以太坊核心开發人員和Flashbots團隊認爲中繼審查是一個短期問題，因爲即使中繼多樣化沒有改善，也有計劃將中繼完全從MEV供應鏈中移除。啓發了MEV-Boost的PBS完整愿景，將中繼的作用寫入以太坊協議。

協議層PBS（Enshrined PBS）

寫入協議的提議者構建者分離，也稱爲協議層PBS，是建設MEV-Boost作爲一種臨時性解決方案的最初動機，以減輕合並後MEV對以太坊的中心化影響。協議層PBS的實現是以太坊核心开發人員的一個活躍研究領域，除此之外，他們還在進行其他重要的專注於可擴展性以及狀態增長（如danksharding）和狀態過期的協議級變更。協議層PBS的核心挑战之一是以去中心化的方式設計一種促進區塊拍賣的方法。協議層PBS將要求以太坊協議創建並記錄來自構建者的區塊競標規範列表，並確保驗證者在鏈上執行構建者的區塊後從構建者那裏收到付款。

關於協議層PBS的最初提案由Vitalik Buterin於2021年6月撰寫，提供了兩種不同的實現思路。第一個思路建議構建者首先將他們創建區塊的一部分發布到鏈上，連同他們對提議者的付款以及驗證區塊的加密籤名一同發布。然後，被選擇在以太坊上提議下一個區塊的驗證者將審查支付列表，選擇報價最高的一個，然後勝出交易包的構建者將顯示區塊的完整內容，供驗證者提議。

第二個思路有些類似，但驗證者不是從部分區塊列表中選擇的，而是籤署一個將自己提交給不同交易包列表的語句（statement），就它們在鏈上的執行內容而言，爲驗證者提供了更高級別的可選性和靈活性。這個方式需要一個新的罰沒條件，如果驗證者沒能提議出列表中裏的一個交易包，就會遭到懲罰。自Buterin的最初提案以來，圍繞着協議層PBS的替代範式出現了新的討論，例如重新設計核心機制，使競標過程在一個slot而非兩個slot內進行。（背景知識：slot是信標鏈上的時間單位，持續12秒。在這12秒內，驗證者可以提議一個區塊。）

Flashbots的創始人Phil Daian也提出了一個“輕”版本的協議層PBS想法，在這個版本中，驗證者和構建者根本不必參與區塊拍賣。相反，驗證者通過創建新的交易類型從構建者中選擇最有利可圖的付款。新的交易類型將把區塊的數據可用性權傳輸讓給被選的構建者。

PEPC（Protocol-Enforced Proposer Commitments）

與協議層PBS相比，以太坊开發人員正在考慮另一種可能的框架，用於在協議層啓用區塊拍賣。這個框架被稱爲PEPC（Protocol-Enforced Proposer Commitments），它試圖通過讓驗證者圍繞區塊創建方式執行更復雜的規則來實現區塊獎勵分配機制，即對gas的使用實施限制，限制塊空間的使用，傳達狀態訪問列表，並規定交易流的兼容性。EigenLayer是目前正在开發中的智能合約協議，它可以作爲PEPC和其他與對驗證者應用額外罰沒條件相關實驗的試驗場。

EigenLayer協議使驗證者能夠通過將質押的ETH重新質押到以太坊、其他應用程序和可替代區塊鏈協議中以獲得額外收益。在EigenLayer上設想了兩種再質押模式：通過更新驗證者取款憑據來進行本地再質押，以及通過將流動性質押衍生代幣存入EigenLayer智能合約來進行流動性再質押。通過EigenLayer智能合約進行再質押，可以通過對驗證者實施額外的罰沒條件來實現。根據驗證者通過EigenLayer協議選擇的中間件和規則，對不當行爲得以進行額外懲罰，將再質押帶來的以太坊安全風險降至最低。

EigenLayer預計將在2023年的某天推出其再質押服務。在其發布的第一階段，EigenLayer將只允許驗證者選擇一組精心挑選的再質押中間件。例如，驗證者將能夠在Eigen數據可用性（Eigen Data Availability）層進行再質押，該層被設想爲提供高度可定制化和超級可擴展的數據可用性服務的L2 rollup，如Arbitrum和Optimism。然而，隨着時間的推移，我們的愿景是在EigenLayer上實現無需許可的創新，並允許用戶創建和啓動他們自己的再質押中間件。理論上可以在EigenLayer上开發的再質押中間件之一是部分區塊拍賣。

在MEV-Boost和使用中繼的情況下，驗證者不能將自己的交易插入到第三方構建者構建的區塊中，因爲在區塊被提議上鏈之前，他們看不到區塊內容。中繼只向驗證者顯示區塊頭和獎勵。只有在驗證者籤署區塊頭後，中繼才會發送回區塊的完整內容，以便驗證者提議上鏈。這是爲了確保驗證者不能通過查看區塊內容並重建區塊來搶跑構建者。然而，如果通過EigenLayer對搶跑構建者的驗證者施加額外的罰沒規則，就可以更大程度保證構建者的區塊部分在區塊起始時就被正確包含，否則，再質押的驗證者將面臨嚴重的罰沒懲罰。

EigenLayer協議將充當中間件軟件，以促進構建者和驗證者之間的競標過程。這是一個重要的功能，可以消除圍繞中繼審查的擔憂，並通過歸還驗證者提議將交易包含入區塊的能力，確保以太坊的抗審查質量得到強化。此外，EigenLayer的長期愿景支持一套完整的再質押中間件和罰沒原語，這是研究PEPC的基礎。PEPC的許多組件將通過EigenLayer的开發進行測試，就像目前通過MEV-Boost對PBS背後的核心原理進行測試一樣（先於協議層PBS）。

協議層PBS和PEPC距離實現可能仍有數年之遙。需要進一步研究協議層解決方案和驗證者行爲相關的三級效應的復雜性。除了進一步的研究，還有其他協議級的升級，旨在改進以太坊虛擬機和可擴展性，現在合並已經結束，這些升級可能會得到優先考慮。然而，在MEV區塊拍賣的協議層解決方案到位之前，中繼搶跑構建者的風險仍將存在。爲了降低這種風險，短期內中繼的多樣性非常重要，其他的臨時性解決方案也很重要，例如，可以通過新的智能合約協議（如EigenLayer）或可替代網絡級解決方案（如shutterized信標鏈概念）。背景補充：由Gnosis首席執行官Martin Köppelmann提出的shutterized信標鏈提議通過分布式密鑰生成有選擇地對用戶交易進行加密，這樣交易內容直到被包含入鏈後才會被顯示。shutterized信標鏈的概念證明預計將於今年晚些時候（2023年）在Gnosis鏈上實施。

5、區塊構建者中心化問題

除中繼審查之外，人們擔心區塊構建將集中於少數專門實體。背景介紹：以太坊上的驗證者負責構建、提議和驗證區塊。驗證者擁有排序、重新排序、審查交易及將交易插入區塊的特權。構建有利可圖的區塊是一項資源密集型活動，因爲區塊構建者只有很短的時間（大約12秒）來運行若幹不同的區塊模擬，以確定最大化區塊獎勵的區塊。將資源密集型和高度可優化的區塊構建活動留給合並後的驗證者，自然會使大型、復雜的質押池相較於獨立驗證者更具優勢，因爲前者可以投資最佳的區塊構建解決方案，而後者則不能。因此，爲了防止MEV成爲以太坊的中心化力量，MEV-Boost將區塊構建行爲與驗證者相分離，驗證者是PoS下的區塊提議者。在PBS模型下，驗證者無論是由大型質押池運營，還是由獨立的節點運營商運營，都可以將構建包含MEV獎勵的盈利區塊的職責外包給第三方區塊構建者。通過這種方式，可以避免合並後的MEV獎勵集中到大型質押實體手中。

然而，將區塊構建活動外包給第三方區塊構建者意味着區塊構建者市場仍有中心化的可能性。雖然這是一個比因MEV而形成中心化驗證者更好的選擇，但仍然不夠理想，並且在MEV供應鏈的高層產生了監管捕獲的風險。爲了減輕構建者中心化的負面外部性，Flashbots在近幾個月對MEV-Boost軟件進行了微調，其中最值得注意的是允許驗證者對他們從中繼接收到的區塊設置最低出價。通過將最低出價設置爲零以上，如果第三方構建者構建的區塊的獎勵不超過一定的閾值，驗證者節點運營者可以自動從以太坊內存池本地構建區塊。除了最低出價外，以太坊核心开發人員正在對以太坊引擎API進行調整，以幫助驗證者更容易地比較本地構建區塊的獎勵和第三方構建者構建區塊的獎勵。

截至2022年12月31日，75%的MEV-Boost區塊由Flashbots構建者構建。通過競爭，Flashbots構建者的主導地位正在逐漸減弱。由匿名構建者構建的區塊的比例從2022年9月的不到10%增加到2022年12月底的近50%。

除了日益激烈的構建者競爭之外，以太坊核心开發人員和Flashbots團隊還在討論其他一些解決方案，以解決區塊構建者中心化的負面外部性問題。

抗審查列表crLists

第一個也是最簡單的解決方案是抗審查列表（crLists）。早在2022年1月，以太坊核心开發人員就一直在就這個想法進行討論。它提出了一個第三方區塊構建者在構建區塊時必須包含的交易列表。這確保了即使區塊構建市場變得中心化，構建者也沒有權力審查交易，從而通過構建符合監管的區塊來降低以太坊的可信中立性。使用crLists，驗證者將能夠強制包含來自公共內存池的交易列表，區塊構建者必須接受這些交易列表將其包含到他們的區塊中。就實現而言，crLists並不難。Flashbots的產品主管Robert Miller在播客中表示，如果以太坊核心开發人員就代碼更改達成足夠的共識，crLists可以在短短2到3個月內實現。然而，對於在協議級別上強制實施crLists，开發人員之間幾乎沒有達成共識，因爲有些开發人員認爲crLists對於構建者中心化問題來說是一個過於短期的解決方案。還有些开發人員認爲，通過將構建者角色去中心化來解決問題的根源將是更有效的解決方案，而非通過實施crLists。

協作構建區塊

目前正在研究如何重新設計構建者的核心職責，以便多個構建者可協作創建單個塊。構建者依賴於高度專業化的算法，以一種有利可圖和有競爭力的方式排序來自搜尋者和本地內存池的交易包。並非一個構建者使用其專有技術來構建一個完整區塊，而有可能是多個構建者運行他們的算法來協作構建一個區塊，這樣不同交易包聚合技術的組合將比一個不與其他構建者合作的構建者單獨構建自己的區塊產生更有利可圖的區塊。只有當構建者能夠獨立於其他構建者運行他們的算法，並在某種程度上密封自己那部分區塊的內容，防止其他構建者竊取他們的MEV時，這才有可能實現。通過去中心化計算和硬件的开發，若幹獨立的構建者可以在不泄露敏感信息的情況下將資源集中在一起進行區塊構建。圍繞細分區塊構建者職責的討論通常依賴於高級密碼學的使用，如零知識證明和多項式承諾（polynomial commitments）。與crLists相比，去中心化區塊構建者的方法是一個不太明確、欠發達的研究領域。

SUAVE解決方案

Flashbots正在積極研發一種解決方案，通過協作構建區塊去中心化區塊構建者的角色。該項目稱爲SUAVE（Single Unifying Auction for Value Expression）。SUAVE於10月14日由Flashbots聯合創始人Phil Daian在以太坊年度开發者大會Devcon上發布。Daian將其描述爲一個感知MEV的加密內存池，用於將MEV利潤返還給最終用戶。11月下旬，Flashbots發表了一篇題爲“The Future of MEV is SUAVE”（MEV的未來是SUAVE）的博客文章，透露了有關該項目的更多詳情。該文章將SUAVE描述爲一個獨立的區塊鏈網絡，可用於提取跨鏈MEV。“重要的是，SUAVE不僅僅對單個區塊鏈進行排序。我們將SUAVE設計爲所有區塊鏈的內存池和區塊構建者”，文章如是說。

目前，關於SUAVE如何運行的技術細節還很少。當前可獲得的關於SUAVE的信息說明了啓發產品架構的思維框架，並沒有詳細描述SUAVE的自身架構。理論上，SUAVE將成爲一個區塊鏈，能夠接受來自多個區塊鏈的用戶偏好表達，然後協助去中心化的區塊構建者網絡向其中的每個網絡以無需信任的方式提議區塊。SUAVE鏈將由三個主要部分組成：普遍偏好環境、最優執行市場和去中心化的區塊構建網絡。

偏好環境被設想爲盡可能靈活，這意味着用戶應該能夠表達他們的偏好，不僅是關於MEV，而且是任何類型的交易排序或在一個塊中的位置。這個偏好將與一個競標合約相關聯，用戶將鎖定一定數量的ETH來激勵他們所聲明偏好的執行，這可以像表示區塊鏈的狀態是Y一樣復雜，也可以像表示交易X將被包含在區塊鏈的下一個區塊中一樣簡單。

偏好隨後被傳遞到執行市場，在那裏被稱爲執行者的參與者相互競爭，盡可能提供用戶偏好的最佳執行。今天，構建者可以被認爲是搜尋者出價的執行者。在SUAVE鏈上，執行者將處理各種交易偏好，以換取用戶在偏好市場鎖定的ETH。SUAVE鏈的最後一部分是去中心化的構建者市場。在三個市場中，關於去中心化構建者市場的詳細信息是最少的。在高層上，SUAVE鏈將使構建者之間能夠使用secure enclaves來保護區塊內容的隱私，從而協作構建區塊。

執行者將監聽偏好市場，並運行算法，在一個區塊中合並不同的用戶偏好和搜尋者交易包。這些區塊將被迭代改進，並在執行者之間傳播，這樣最終區塊將包含多個執行者的貢獻。通過這種方式，雖然SUAVE的去中心化區塊構建網絡可能會在區塊構建過程中引入更多延遲，但也可能會產生更有價值的區塊，因爲區塊從許多構建者那裏和區塊構建算法中生利。

爲了確保在區塊構建過程中用戶偏好不被泄露，構建者將被要求在一個安全的enclave中運行他們的交易排序算法，這是指在計算機上處理代碼和數據的隔離計算環境。歷來，一直存在涉及使用secure enclaves的硬件相關漏洞，這就是爲什么在SUAVE中使用secure enclaves可能會帶來安全風險。Flashbots表示，他們正在探索secure enclaves的替代方案，包括可信執行環境、完全同態加密、閾值加密以及多方計算。然而，根據Flashbots的說法，基於目前可用的技術，secure enclaves是未來3到6個月內促進去中心化區塊構建的最佳短期解決方案。SUAVE的完整愿景（將支持上述所有三個組件）可能在數年內都無法實現。

Flashbots關於SUAVE的設想很大，但今天我們幾乎看不到什么公开詳情。關於SUAVE設計的一些重要方面仍然不明朗，包括：

跨域區塊空間拍賣。目前尚不清楚SUAVE鏈如何能夠支持跨域區塊空間拍賣，並插入其他可替代L1區塊鏈。對於偏好市場上以ETH計價和支付的競標合約，SUAVE鏈將要求用戶將其資產橋接，但這種橋接架構的細節尚不清楚。然而，最近Flashbots論壇上的一項提議建議將SUAVE構建爲以太坊上的L2 rollup，而非L1區塊鏈，這將降低橋接風險。

用戶回扣。目前，用戶針對從他們的交易中提取的MEV收取回扣的確切機制還不明確，但據報道，這將是SUAVE實現的第一部分。

secure enclaves的應用。目前還不清楚SUAVE將如何使用secure enclaves來去中心化區塊構建者的角色，因爲SUAVE可能允許執行者在他們自己的設備上托管他們自己的enclaves，或者可能要求執行者使用可信的雲托管解決方案。

Flashbots和以太坊基金會的开發人員正在監控和討論MEV其他幾個領域的解決方案，這些解決方案與上面強調的關於降低構建者中心化程度的研究緊密相連，例如：

強化用戶交易隱私保護。有時被稱爲可編程隱私，开發人員正在積極研究通過增強用戶交易的隱私保證來降低構建者之間合作障礙的方法。

最終用戶的MEV收益。當前以太坊上的MEV供應鏈確保了MEV的大部分價值收益流向了區塊提議者，即以太坊上的驗證者，這可能會激勵驗證者共謀。MEV smoothing是以太坊核心开發人員的另一個研究領域，試圖將MEV的區塊獎勵差異最小化，並抑制驗證者共謀。

跨鏈MEV。人們對Cosmos等可替代L1區塊鏈上的MEV緩解策略如何與以太坊上开發的策略相互作用的興趣層出不窮，特別是鑑於其他鏈上去中心化金融活動不斷增加的趨勢。

6、結束語

MEV-Boost實現了更加去中心化的MEV供應鏈的早期开端，幾個不同實體可以作爲搜尋者、構建者、驗證者或中繼參與其中。Flashbots的主導地位應被認爲是合並前以太坊現狀的詮釋，這需要時間來改變。盡管最初人們對網絡審查和構建者中心化問題感到擔憂，但合並以來關於以太坊上MEV的早期數據表明，構建者之間的競爭正在蓬勃發展，各種不可知的、抗審查的中繼正在慢慢蠶食Flashbots中繼的主導地位。然而，由於缺乏強有力的激勵措施來鼓勵搜尋者、構建者和中繼之間的競爭，有人擔心MEV供應鏈會被少數成熟的利益相關者所主導。

Flashbots作爲一個組織，通過補貼其他中繼以及开源他們的策略，繼續致力於MEV民主化，以成爲以太坊上高效的中繼和構建者。以太坊开發人員和研究人員正在研究如何移除連接構建者和驗證者所需的可信中繼設置。然而，關於協議層PBS的實現，有幾個懸而未決的問題，以太坊核心开發人員可能會優先考慮以太坊協議的其他重大升級，例如在PBS實現之前進行proto-danksharding。因此，Flashbots團隊和MEV供應鏈中的其他新實體正在努力進一步優化構建者和中繼技術，使其更具彈性和效率。

對於構建者中心化的擔憂雖然還不是現實問題，但仍有可能成爲現實，特別是在DeFi活動向好、MEV收益變得更加有利可圖的情況下。因此，在此期間，开發人員正在尋求若幹實現解決方案，即SUAVE和通過智能合約協議（如EigenLayer）進行部分區塊拍賣。以太坊开發人員正在一點點接近解決“加密貨幣的千禧年大獎難題”，即MEV，但在MEV的負面外部性被視爲中性化之前，還有很多工作要做。雖然Flashbots在這項工作中先行做了很大一部分，但MEV基礎設施的开源旨在使參與的利益相關者的數量多樣化。這可能會增加未來的資金和創新量，並提高以太坊上的DeFi成爲比傳統金融更公平的交易環境的機會。

標題：金色觀察 | 萬字長文讀懂以太坊MEV區塊構建者

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