剖析 提议者承诺 - 一种可信的以太坊链外提议者承诺方案

朝着一种可信的以太坊链外提议者承诺方案 - 提议者承诺的剖析

by @0xdabaojian

感谢@StanleyHe17、@DrewVdW和@0xArhat的反馈和讨论。审查 ≠ 认可。

这是系列文章的第一篇，探讨以太坊上各种链外提议者承诺方案。在整个系列中，我们将深入研究将塑造我们设计提议者承诺的机制、挑战和创新。

在这一首篇中，我们的目标是：

定义什么是提议者承诺。

将此定义应用于现有的提议者承诺方案，如 MEV-Boost，以及正在积极讨论的方案，例如 Vanilla Based Sequencing。

解释为什么提议者委托在今天的提议者承诺中是必要的，以及它面临的挑战。

以太坊作为可信承诺设备

在去中心化系统中，由于无协调的独立行为可能导致低效——这一现象被称为无序价格。集中模型可能通过中央权威的统一决策解决这一问题，但代价是个人自主性丧失。可编程区块链，如以太坊，已成为一种技术，可以通过可信承诺设备无信任地将非合作博弈转变为合作博弈。

来自 Virgil Griffith 的“以太坊是颠覆游戏的技术，字面意义上”

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囚徒困境描绘了理性策略使玩家陷入最糟糕状态的场景。然而，以太坊可以将其转变为一个合作博弈：

假设玩家 A 和 B 都在进行不法行为之前将一百万美元存入智能合约，他们理解如果相互背叛，他们的存款将被扣减。在这种情况下，除非警察提供超过一百万的奖励，他们更想合作。

在原始的囚徒困境中，逻辑导致背叛。但通过可信承诺的修改支付矩阵，合作变得合乎逻辑。

从这个角度来看，以太坊的价值主张是提供可信承诺机制，使得协调无需中央权威的干预。

目前，在以太坊上进行可信承诺的最常见方法是通过智能合约。然而，这种方法有其局限性，尤其是当承诺依赖于 EVM 之外的外生条件时。由于 EVM 的操作码限制，某些类型的承诺无法被可信地建立。

例如，EVM 并没有提供一种机制，使提议者能够确定性地承诺包含特定交易。这是因为没有 EVM 操作码可以查询特定区块号的历史 EVM 状态，以可信地证明交易是否确实被包含。

为建立这样的承诺，需要一个外部的链外机制。

通过可信承诺实现提议者代理

提议者代理，即提议者独立行动的能力，对以太坊至关重要。这种自主性促进了独立决策，遏制了中心化行为者对交易包含的过度影响，从而促进了以太坊的审查抵抗特性。此外，提议者代理还鼓励多样化的交易包含策略。它使新的加密经济原语围绕交易包含得以构建，而不是集中于单一指标，如优先费用或 MEV。最后，适当承诺的最明显的好处是，它为提议者创造了额外的收入流。

在 PBS 之后，提议者对区块内容的影响微乎其微。他们的角色被压缩为选择哪个中继的区块头进行签名。这种变化是有道理的，因为代理有代价——在战略复杂性和硬件要求方面——并不是所有的质押者都能承担。

通过提议者承诺，目标是赋予提议者权力，而不会增加显著的操作复杂性。简单来说，我们希望提议者保持“愚蠢”，但仍然有能力对区块内容提供输入。

提议者承诺的机制

提议者承诺包括：

• 一位意愿强烈的提议者，他可以独立行动、通过信任的委托人行动，或两者结合；
• 承诺进行有限系列的操作，这些操作导致 EVM 状态变化；
• 每个操作具有时间或状态依赖性；
• 对于未能成功执行操作的预定义惩罚，可以归咎于提议者、信任的委托人或两者。

承诺

Commitmentproposer = Sig(Hash({τi,ϕi}i=1n))

其中

• Sig: 提议者签名
• Hash: 哈希函数
• {τi}i=1n: 一系列有限的操作
• {ϕi}i=1n: 一系列时间或状态依赖于其相应的操作。

惩罚

Penaltyproposer = P(CommitmentProposer,αt)

其中

• P: 惩罚函数
• αt: 块状态的历史 EVM 状态

提议者承诺协议通常包括以下组件：

提议者自愿参与机制：

并非所有提议者都会自动参与链外提议者承诺协议，因此必须有一个机制，允许一部分提议者自愿参与该承诺协议。这确保只有愿意并准备履行承诺的提议者参与。

自愿提议者发现：

由于只有部分提议者会自愿参与，因此需要一个提议者发现协议。该协议识别自愿参与的提议者，确保承诺可以及时、准确地履行。

承诺通信协议：

一旦识别到提议者，应该在承诺寻求者与提议者或提议者的委托人之间建立一种安全且最好是无信任的通信方式。该通信协议确保双方明确了解并同意承诺的条款和条件。

承诺签名方案：

加密签名方案对证明承诺确实由提议者或提议者的可信委托人认证至关重要。该方案确保提议者或提议者的可信委托人安全地对时间限制或状态依赖性进行承诺。

承诺挑战机制：

必须存在一个挑战机制，以使用已签署的承诺来验证提议者或可信委托人是否履行了承诺。该机制允许在承诺未按之前达成的协议履行的情况下解决争议并执行惩罚。

提议者承诺的实际操作

为了分析提议者承诺协议的构成部分，让我们仔细研究现有协议以及当前正在积极开发/讨论的协议。

MEV-boost

以太坊上已经存在提议者承诺。MEV-Boost 中，提议者承诺请求块，这是由区块构建者构建的，支付最高出价，通过中继进行调解，这是一个提议者承诺协议。

提议者自愿参与机制：

质押者-提议者可通过运行MEV-Boost 边车自愿参与承诺协议。或者，质押者-提议者会直接监控公共内存池以获取新的交易。

自愿提议者发现：

为了确定下一个提议者是否在运行 MEV-Boost，区块构建者会根据中继池的情况查看下一个提议者是否已在中继中注册。

承诺通信协议：

中继促进构建者与提议者之间的安全通信。对于提议者，中继对区块进行验证，并确保提议者收到来自获胜区块构建者的出价。对于构建者，中继将获胜构建者的区块头传递给提议者进行签名。

承诺签名方案：

提议者签署区块头，表示他们承诺提出获胜区块构建者构建的区块。

承诺挑战机制：

如果提议者签署区块头，然后提议违反了对获胜区块构建者的承诺的另一个区块，他们将因重复签名而被削减。

MEV-Boost+

注意：MEV-Boost+ 尚未实施。以下是基于文章“ MEV-Boost+/++: 以活跃性为第一的中继设计”的 MEV-Boost+ 设计。

MEV-Boost+ 基于 MEV-Boost 的想法，增强提议者代理，允许提议者构建部分区块。

提议者自愿参与机制：

提议者通过在 EigenLayer 中重新质押他们的 ETH 自愿参与 MEV-Boost+，更新他们的提款凭证，将其转移到包含任何检测到的恶意行为削减功能的 EigenLayer 合约中。

自愿提议者发现：

MEV-Boost+ 下的构建者请求中继，以识别已经自愿参与的提议者，就像他们在 MEV-Boost 下那样。

承诺通信协议：

MEV-Boost+ 中提议者和区块构建者之间的通信也依赖于中继，略有不同。构建者只提交一个部分区块。当中继收到这个部分区块时，它将该区块的本地构建的交易 Merkle 根（以及其他元数据）传递给提议者，而不是区块头。一旦中继验证了签名，它将部分区块的内容释放给提议者。

承诺签名方案：

在 MEV-Boost+ 的情况下，提议者不会签署区块头，因为区块只是“半成品”，另一半留给提议者来完成。相反，区块构建者签署交易 Merkle 根，承诺不干扰部分区块的内容。

承诺挑战机制：

可以通过使用提议者签署的承诺挑战，向外界证明提议者违反了承诺。这是通过证明最终提议的区块中的交易在相同索引处与签署的承诺中的交易不同来实现的。

Vanilla Based Sequencing

注意：Vanilla Based Sequencing 尚未实施。以下是基于文章“ Vanilla Based Sequencing”的 Vanilla Based Sequencing 设计。

Vanilla Based Rollup 提出了一个分散的排序机制，利用 L1 提议者作为 L2 排序者。以下是它如何与提议者承诺协议框架对齐：

提议者自愿参与机制：

L1 提议者通过同意额外的削减条件以作为 L2 排序者自愿参与。这确保只有愿意并准备履行承诺的提议者参与。

自愿提议者发现：

提议者通过检查排序器注册合约进行发现。

承诺通信协议：

原始交易或预确认（无论是包含还是执行）通过 RPC 端点进行通信。该端点属于提议者或备用提议者，负责待排序的槽位。

承诺签名方案：

提议者/预确认者签署交易哈希和 L1 区块编号，以作为对包含或执行的承诺。

承诺挑战机制：

协议包含一项惩罚机制，用于对任何行为不当进行惩罚，如果排序者未能包括预确认交易或违反预确认后的执行状态。具体违反承诺的检测机制（即 ZKP、乐观挑战、证明）由 Rollup 设计决定。

提议者委托

在这里还有一个亟待解决的问题：提议者委托。例如，在 MEV-Boost 中，提议者将交易模拟和区块传播的任务委托给中继。回溯一步，区块构建者的存在是由于提议者将区块构建的任务委托给外部方。

为了实现提议者承诺，今天的委托在很大程度上是不可避免的，原因有二：

为了操作复杂性进行委托

从设计上看，提议者应该是“懒惰”的。理想的验证者设置是同步执行客户端和共识客户端，然后再也不接触。这是为了鼓励验证者集的去中心化。提议者承诺，除非通过像PEPC这样的提案烘焙进协议，通常需要在普通验证者设置之外增加复杂性。因此，提议者承诺可能需要将任务委托给第三方，以减轻直接处理承诺的复杂性。

为了信任进行委托

提议者控制着区块的内容，可能会利用“最后一次查看”的优势，通过重新排列交易顺序。目前的总体方法是将承诺过程委托给一个可信方。该方承诺不违反预期的协议行为，通常通过社会共识来实现。

因此，设计链外委托机制需要仔细考虑。以下是需要考虑的启发式方法：

委托选择机制

代理与公正流程：

在考虑委托选择机制时，有效率地将委托给单一代理与委托给公正流程，如拍卖，之间存在权衡。将委托给单一代理简化了问责制，但可能增加中心化风险。另一方面，委托给公正流程可以更均匀地分配权力并增强去中心化，但也可能引入问责和协调的复杂性。

中心化风险和审查抵抗：

在多代理博弈中，能干的参与者往往主导，就像我们今天区块构建市场中，各大制造商生产大部分区块一样。为降低这一风险，委托机制应确保权力不会过于集中。随机选择、轮换或使用去中心化拍卖流程等技术可以帮助更公平地分配机会。

委托的范围

明确定义角色和责任：

提议者和委托人需要根据预定义规则执行承诺任务，以简化故障归因。明确界定委托的范围有助于维护问责制，并确保各方了解自己的责任。这对解决争议和有效执行未能履行承诺时的惩罚至关重要。

委托-代理问题

利益一致性：

设计一种机制，使代理的利益与提议者的一致至关重要。这可以通过基于业绩的激励和惩罚来实现。一个简单的例子是，委托人可以因成功履行承诺而获得奖励，并因未能履行而受到惩罚。这种一致性可以通过经济激励、声誉系统和强制执行规则与后果的智能合约进行增强。

结论

在本文中，我们定义了提议者承诺及其对维持以太坊提议者代理的重要性。我们探讨了以太坊如何作为可信承诺设备，并详细说明了有效提议者承诺所需的组成部分。通过研究 MEV-Boost、MEV-Boost+ 和 Vanilla Based Sequencing，我们展示了这些机制的实际应用和好处。

我们还讨论了提议者委托在处理复杂性和信任问题上的必要性，强调了设计健全委托机制的重要性。在下一篇文章中，我们将深入探讨委托机制，探索各种方法及其权衡，并提出解决例如中心化和审查等风险的解决方案。

• 原文链接： lu-ban.notion.site/Towar...
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