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Pro 前沿

PRO|对比 FOCIL 和 BRAID、两种并行执行模型的优缺点分析

ePBS 中 P2P 市场的重要性、MEV-Boost 支付数据,以及三篇论文

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Zhixiong Pan
Sep 02, 2024
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欢迎阅读 ChainFeeds PRO #67 。本次内容将包含对比 FOCIL 和 BRAID 两种不同的机制、两种并行执行模型的优缺点分析,以及每周更新内容:比特币协议进展、以太坊治理相关、最新研究和进展,和最新论文。

重点

On Multi-proposer Gadgets and Protocols

以太坊研究员 soispoke.eth 分析对比了 FOCIL 和 BRAID 这两种不同的机制,FOCIL 和 BRAID 是两种抗审查解决方案,FOCIL 是包含列表(IL)的改进,BRAID 是多并发提议者(MCP)的具体实现:

  • FOCIL:是一种附加在现有以太坊协议上的工具,旨在通过让多个验证者强制将一组交易纳入区块,从而改善抗审查能力,它是对现有以太坊协议的小改进。FOCIL 的主要目的是通过利用多个验证者的力量来增强网络的抗审查能力,同时尽量减少对当前区块市场结构的干扰。这意味着 FOCIL 的设计并不会对现有的区块生产流程和交易排序机制做出重大改变。FOCIL 的设计并不关注交易排序或 MEV 问题。其目标是防止少数构建者决定哪些交易可以进入区块。

  • BRAID:是一种更为全面的方案,旨在通过多个提议者各自创建子区块,并通过共识机制确定最终区块的内容和交易顺序,从而同时解决抗审查和 MEV 问题。为了实现这一目标,BRAID 需要从头开始构建一个新的协议,包括新的共识机制,以及对执行层(例如交易排序规则)和市场结构的重大改变。其目标更为宏大,目前研究尚处于初期阶段。

Block-STM vs. Sealevel: A Comparison of Parallel Execution Engines

2077 Research 联合创始人 Fikunmi 分析了两种区块链并行执行模型的优缺点:Aptos 的 Block-STM 和 Solana 的 Sealevel。这两种模型分别代表了乐观并发控制(OCC)和悲观并发控制(PCC)的不同范式。研究结果表明,Block-STM 适合需要灵活交易逻辑的应用,而 Sealevel 在需要高吞吐量和高性能的环境中更有优势。Sealevel 整体表现更好。

Block-STM

优点:

  1. 灵活性和开发者体验:Block-STM使用乐观并发控制,允许更复杂的交易逻辑,适合需要动态决策的应用。

  2. 避免锁定开销:不需要预先锁定资源,减少了管理锁的复杂性,特别是在低冲突场景下表现良好。

  3. 可移植性:可以无缝集成到现有区块链中,不破坏现有交易的兼容性。

缺点:

  1. 性能瓶颈:在高冲突场景下性能下降显著,需要大量回滚和重试,降低吞吐量。

  2. 全局费用市场:所有用户必须在同一市场上竞争区块空间,可能导致高费用,特别是在活动高峰期。

  3. 复杂性:多版本数据结构增加了内存和计算开销,在大规模应用中可能影响性能。

Sealevel

优点:

  1. 高性能:使用悲观并发控制,特别适合高冲突场景,能显著提高系统吞吐量。

  2. 本地化费用市场:用户只需与同一状态的交易竞争费用,提升了用户体验和区块空间利用率。

  3. 中央调度器优化:通过全局调度避免线程冲突,确保高优先级事务迅速执行。

缺点:

  1. 开发复杂性:要求在执行前声明内存访问,限制了开发者的灵活性,增加了开发难度。

  2. 调度开销:中央调度器在低冲突场景中可能引入额外的调度和锁定开销。

  3. 资源竞争:锁定机制在扩展到更多线程时可能导致资源竞争,影响性能。


比特币协议进展

Bitcoin Optech Newsletter #318

  • 新比特币挖矿开发邮件列表:Jay Beddict 宣布了一个新的邮件列表,用于讨论最新的比特币挖矿技术更新,以及比特币相关软件或协议变化对挖矿的影响。Mark Erhardt 在这个新的邮件列表里提了一个问题,如果在比特币主网上部署一个类似于测试网上的「时间扭曲修复」(time warp fix),是否有可能导致矿工们生成无效的区块。时间扭曲修复一种技术修复,用来解决比特币网络中可能存在的一个时间相关的问题(例如,区块时间戳问题)。Mike Schmidt 看到 Mark 的问题后,建议大家去查看 Bitcoin-Dev 邮件列表上的一个讨论主题,这个主题涉及「无意识分享」(oblivious shares)。

  • BDK 1.0.0-beta.2:这是一个用于构建钱包和其他比特币应用程序的库的候选发布版本。原来的 bdk Rust crate 已更名为 bdk_wallet,而底层模块已被拆分为独立的 crate,包括 bdk_chain、bdk_electrum、bdk_esplora 和 bdk_bitcoind_rpc。bdk_wallet crate 是第一个提供稳定的 1.0.0 API 的版本。

  • Bitcoin Core 28.0rc1:主流全节点实现的下一个主要版本的候选发布版本。目前正在准备测试指南。


以太坊

研究和进展

The Role of the P2P Market in ePBS

以太坊基金会研究员 Julian 讲解 EIP-7732 提案中 P2P 市场的重要性。EIP-7732 提案(也称为 ePBS)建议建立一个双层市场,以优化区块执行负载(execution payload)的构造和拍卖过程。这一机制旨在为区块构建者提供不同的竞标渠道,根据其规模和技术能力选择合适的市场来参与区块构造权的竞标。大型区块构建者,可以直接与验证者建立隐私的 RPC 连接向验证者提供竞标。在这个过程中,验证者主动从构建者那里拉取(pull)竞标信息。规模较小的区块构建者通过 P2P 网络向验证者推送(push)其竞标信息。

P2P 市场为没有能力与验证者建立直接连接的小型构建者提供了一个机会,使得他们也能参与竞标。通过 P2P 市场,更多的构建者可以参与到区块构造的竞标中,防止市场被少数大型构建者垄断。P2P 市场允许所有验证者通过竞标来设置拍卖的底价(floor price)。这种机制可以防止大型构建者通过控制竞标来压低价格,从而保障验证者的利益。此外,P2P 市场可能为未来的协议升级(如 MEV-Burn)提供支持,验证者不会直接从 MEV 中获取收益,这些收益可能被销毁或重新分配,从而减轻验证者在网络中作为区块生产者所带来的利益冲突。

A Note on Equivocation in Slot Auction ePBS

以太坊基金会研究员 Julian 讨论了 ePBS 机制中分叉选择的安全性问题,并提出了相应的解决方案。当有效载荷及时性委员会(Payload-timeliness committee,PTC)达到法定人数时,如果执行有效载荷被及时看到,信标区块会获得额外的分叉选择权重(称为揭示提升)。如果构建者选择不揭示有效载荷,父区块会获得额外的权重(称为隐藏提升)。然而,这一机制可能被构建者利用,通过操纵时间窗口来影响PTC的投票结果。例如,构建者可能故意等待 PTC 成员中的一部分人投票认为有效载荷缺失(PAYLOAD_ABSENT),然后再揭示有效载荷或发布隐藏消息,从而增加其区块在分叉选择中的权重。此外,构建者还可能通过提交多个不同的执行有效载荷(即双重提交)来操纵 PTC 的投票结果,影响分叉选择的安全性。如果构建者在短时间内发现一个更有利的 MEV 机会,他们可能会选择替换之前的执行有效载荷,导致系统的不确定性和潜在的安全风险。

解决方案:

  • 第一个提案建议修改现有的区块拍卖 ePBS 机制,让 PTC 成员为他们观察到的执行有效载荷哈希投票,而不是简单地投票是否存在有效载荷。这一提案旨在解决构建者在插槽拍卖 ePBS 中进行双重提交的问题。然而,虽然这个提案在一定程度上满足了所需的特性,但也引发了「免费数据可用性」的问题,即恶意者可以利用这些投票数据而无需支付费用将数据存储在链上。

  • 第二个提案旨在避免第一个提案中出现的免费数据可用性问题,建议在发现构建者双重提交的情况下,下一插槽的提议者和见证者不对任何空区块或完整区块增加额外的分叉选择权重。这一提案虽然解决了第一个提案中的问题,但可能会使构建者更容易通过双重提交来操纵系统,从而影响分叉选择的安全性。

Does multi-block MEV exist? Analysis of 2 years of MEV Data

Pascal 分析了自以太坊合并(2022 年 9 月)以来的提议者-构建者数据和 MEV-Boost 支付数据,研究发现同一构建者连续提议多个区块的序列发生的频率比预期的要低,同时这些多区块序列的支付金额随着序列长度的增加而略有增加。这表明在目前的环境下,尽管多区块序列可能具有更高的价值,但并没有观察到构建者系统性地部署多区块 MEV 策略。此外,由于 MEV-Boost 的即时区块拍卖模式带来了较高的风险,这可能阻止了构建者更广泛地利用多区块 MEV 机会。因此,未来的机制设计需要考虑这些风险因素,以便更好地定义和优化机制。


MEV 相关

The MEV Letter #53

Flashbots 团队推出垂直于 MEV 研究领域的 Newsletter,以下是一些重点摘录:

  • 文章《Analysis of the SUAVE Architecture, Mechanisms and Use-Cases》分析了 SUAVE 的架构、开发过程及潜在应用,重点讨论了其如何利用可信执行环境(TEE)进行保密计算和可验证的链下计算。

  • 论文《Combinatorial Auctions without a Numeraire: The Case of Blockchain Trade-Intent Auctions》探讨设计交易意图拍卖的复杂性,并提出了一个新的公平组合拍卖方案。

  • 文章《Maximal Arbitrage Value in Starknet. Nostra V2 Arbitrage Quantification》探索在 Starknet 上量化中心化交易所和去中心化交易所之间套利机会的方法。

  • 文章《Building Secure Ethereum Blocks on Minimal Intel TDX Confidential VMs》 提供了如何在 Intel TDX 中运行 rbuilder 的概述和逐步部署过程,此内容在 TEE.Salon 上演示。

  • 文章《A Note on Equivocation in Slot Auction ePBS》概述了 ePBS 中可能的分叉选择安全风险,并提出了两个保护免受建造者模棱两可攻击的初步方案。

  • 文章《150 Days After Dencun》分析了 EIP-4844 对卷积经济学、blob 数据使用、交易费用和网络效率的影响。

  • 文章《To Be Based or Not To Be Based》讨论了共享顺序器的兴起,以应对以太坊以 rollup 为中心的路线图的碎片化,以及基于顺序的权衡。

  • 活动 Chain Abstraction Meetup 由Socket 主办,涵盖了关于 MEV、PBS、意图等话题的讨论。

  • 活动 Astria Research Day 由 Astria 主办,提供了关于可信执行环境(TEE)、PBS、意图等话题的讨论。


📑论文

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