揭示以太坊上分布式加密内存池的实现路径

Shutter Network & Tatu

8 分钟阅读

我们很高兴地宣布发布“以太坊上分布式加密 Mempool 之路”，这是一份白皮书，概述了以太坊交易基础设施的一项重要进展。

这项研究现在可以在 Ethresearch 论坛 上找到，并提出了一个用于实施阈值加密 mempool 的结构化路线图。这种方法从根本上改变了交易在包含到区块之前被管理的方式。

这项合作提案旨在通过在交易到达验证者之前对其进行加密，从而几乎消除恶意的 MEV（最大可提取价值）利用和信息不对称，并显著减少实时审查。这种方法解决了长期以来影响以太坊交易供应链的问题。重要的是，Shutter 的技术已经在 Gnosis Chain 上运行，展示了这是一种可行模式，并且我们目前正在探索如何在 以太坊 上实施类似的方法。

该路线图的一个关键组成部分是 proposer commitments（提议者承诺）的实施。这种机制要求验证者在解密之前承诺包含加密的交易。通过将 proposer commitments 整合到以太坊现有的 Proposer-Builder Separation (PBS) 架构中，我们可以建立一个更具抗审查性、私密性和公平性的交易环境。这种设置可以防止验证者为了自身利益而有选择地排除或重新排序交易。

我们很高兴地宣布我们与 Nethermind、Gnosis、Chainbound 和 MEV Blocker (CoW Protocol) 合作撰写了题为“The Road Towards a Distributed Encrypted Mempool on Ethereum”的白皮书。这项倡议超越了标准的 MEV 缓解提案；它为以太坊网络描绘了一个愿景，该网络服务于所有人的利益，而不仅仅是那些有权访问 mempool 数据的人。

这篇博文将总结白皮书中的关键见解，解释加密 mempool 的重要性、proposer commitments 在路线图中的作用，以及既抗审查又私密的交易的潜在未来。

为什么交易的透明度会造成不公平的竞争

想象一下和朋友玩石头、剪刀、布。只有当双方同时展示他们的选择时，游戏才能进行。但是，如果你的对手能在你出招前五秒看到你的选择呢？在这种情况下，他们总是会赢。

这种情况说明了 MEV 目前的运作方式。每个以太坊交易在执行之前都是可见的，这使得那些拥有合适工具的人可以获得不公平的优势。当交易者广播他们的订单时，他们不仅仅是参与一个公开市场；他们正在进入一场游戏，其中一些玩家已经知道他们的策略。

Shutter 的加密 mempool 通过在交易最终确定之前对其保密来提高公平性。在这一点之前，任何人都无法访问它们 —— 甚至包括验证者。结果是一个所有参与者都遵守相同规则的金融系统。

为什么以太坊需要加密 Mempool？

以太坊的交易供应链变得更加分散和复杂，尤其是在引入 Proposer-Builder Separation (PBS) 之后，这在用户和验证者之间增加了多个中介。此外，私有 mempool 已经作为解决有关抢先交易和审查问题的方案出现。然而，这些私有 mempool 带来了它们自己的信任假设以及缺乏透明度，这会损害以太坊的中立性。

目前，交易流程由中心化的区块构建者、中继和 order flow auctions（订单流拍卖）控制。这导致了一种情况，即用户必须浏览复杂的中介网络才能确保他们的交易得到处理。虽然这些解决方案旨在提高效率，但它们也增加了复杂性，引入了新的中心化风险，并且没有解决关于底层隐私和审查的根本问题。

分布式加密 mempool 简化了以太坊的交易供应链，同时保留了其无需许可和去中心化的特性。通过在 mempool 级别加密交易，以太坊可以消除对私有 mempool 的依赖，确保公平包含，并减少中心化构建者和中继在交易执行中日益增长的影响力。

在我们探讨技术细节之前，让我们先暂停一下来考虑更广泛的背景。

为什么抗审查性很重要

索尼集团旗下的三家区块链相关公司最近推出了 Soneium，这是一个建立在 Optimism 的 OP Stack 上的 Layer 2 区块链。然而，该平台因其决定将特定的智能合约列入黑名单而立即遭到强烈反对，这导致一些资产被冻结，并导致用户无法进行交易。

这里的关键是：虽然 Layer 2 链受益于以太坊在基础层的抗审查性 —— 允许用户恢复通过 Layer 1 提交交易 —— 但这并不能保证实时的抗审查性。在 Soneium 的案例中，交易在 Layer 2 级别被阻止，阻止了用户立即采取行动并导致经济损失。

这种情况凸显了一个关键问题：当审查发生在交易执行层时，即使以太坊的中立性也无法阻止中断。必须确保在交易最终确定之前具有抗审查性。在这种情况下，以太坊上的加密 mempool 可以发挥重要作用。

Shutter 的加密 mempool 保证没有单一实体 —— 甚至包括验证者 —— 可以选择性地过滤交易。审查不仅包括阻止交易，还包括确定谁可以首先访问它们。

Shutter 的加密如何运作

以太坊公共 mempool 提出了一个双重挑战：它提供透明度，同时能够进行 MEV 提取、抢先交易和潜在的审查。Shutter 已经实施了阈值加密，以确保交易在链上最终确定之前保持机密。以下是该过程的工作原理：

• 一组分布式节点运营商 (Keypers) 生成一个加密密钥。
• 用户在提交交易之前对其进行加密。
• 交易在 mempool 中排序时保持隐藏。
• 解密密钥在区块被密封且交易被执行后公开。

该模型消除了 MEV 参与者不公平地提取价值的能力，同时保持了以太坊的去中心化和无需许可的特性。它还允许进行后运行 MEV，该 MEV 仍然可以被提取和分配，从而保持系统的效率和盈利能力。

以太坊集成之路

将加密 mempool 集成到以太坊中需要一种结构化的、分阶段的方法。白皮书详细介绍了将阈值加密纳入以太坊交易供应链的三个基本步骤：

三个步骤

1. RPC 级别加密： 第一步是引入加密的 RPC 端点，允许用户提交加密的交易，而无需更改以太坊的基础协议。这种方法提供针对交易可见性的即时保护，同时促进逐步采用。它使开发人员和钱包提供商能够在不显着更改现有基础设施的情况下集成加密。
2. PBS 中的 Proposer Commitments（提议者承诺）： 第二步是通过引入 proposer commitments（提议者承诺）来增强以太坊现有的 Proposer-Builder Separation (PBS)。在该模型中，验证者承诺在查看加密交易的内容之前将其包含在内。这种方法确保交易保持私密，同时仍被排序并包含在区块中。它有助于解决审查风险并减少信息不对称。
3. 完全协议集成： 最后一步是将加密交易直接集成到以太坊的共识层中。通过此更新，所有交易将在默认情况下进行加密，并且解密过程将在协议级别强制执行。此更改将代表以太坊架构的根本转变，确保交易隐私和抗审查性成为网络的固有特征。

每个阶段都代表着一个重要的里程碑，在适应以太坊不断发展的基础设施的同时，不断提高交易的公平性。通过利用 proposer commitments（提议者承诺），这种集成与以太坊的长期愿景保持一致，并确保与现有的构建者-提议者模型兼容。

加密 mempool 的想法不仅仅是理论上的；它已经在 Gnosis Chain 上实施。这表明交易可以在最终确定之前保持私密。实际应用表明，加密 mempool 可以有效地隐藏交易细节，同时保持去中心化和高效的执行环境。

然而，由于其更复杂的 Proposer-Builder Separation (PBS) 架构，在以太坊上实施这一目标带来了额外的挑战。以太坊依赖于构建者、中继和提议者的分散供应链，这使得集成加密 mempool 更加困难。

为了解决这个问题，我们建议使用 proposer commitments（提议者承诺）。这种机制确保验证者在解密之前承诺包含加密的交易。这种方法：

• 此提案建立在以太坊现有的 Proposer-Builder Separation (PBS) 模型之上，确保与当前的区块构建方法兼容。
• 它可以防止验证者有选择地排除交易，从而加强以太坊的中立性和抗审查性。
• 此外，它确保公平的交易处理，为当前对私有 mempool 的依赖提供了一个信任最小化的替代方案。

如果实施，这将标志着 proposer commitments（提议者承诺）首次在以太坊上使用，这是简化其交易供应链的关键一步，同时保持使网络具有弹性的安全性和去中心化。

共同努力，使以太坊更加公平

这种对加密 mempool 的愿景不仅仅是理论上的；它代表了多个团队之间积极的协作努力。

• Gnosis 专注于抗审查性和去中心化区块生产，建立在之前与 Shutterized Beacon Chain 的合作基础上，并支持将阈值加密集成到以太坊的 Proposer-Builder Separation (PBS) 模型中。
• Chainbound 正在带头努力实现 proposer commitments（提议者承诺），这是一种确保验证者在解密之前同意包含加密交易的机制。这加强了以太坊的公平性和交易完整性。
• MEV Blocker (CoW Protocol) 正在将 Shutter 的加密集成到其私有交易路由系统中，以增强用户在交易提交期间针对抢先交易和审查的保护。
• Nethermind 正在开发以太坊客户端实现，并在 Gnosis Chain 上集成了 Shutter 的加密 mempool。它现在正在研究 Fork-Choice Enforced Inclusion Lists (FOCIL) 如何与 proposer commitments 一起加强交易包含保证。

通过共同努力，这些项目正在为一个隐私至上的以太坊奠定基础，该以太坊保护所有参与者 —— 而不仅仅是那些有权访问 mempool 数据的人。

以太坊未来的路线图

以太坊 mempool 不需要保持在损坏状态。MEV 正在从用户那里窃取价值，并对以太坊网络的整体体验产生负面影响。构建者的中心化正在破坏以太坊所坚持的中立原则，从而使平台的去中心化性质面临风险。

Shutter 的加密 mempool 既是一个理论概念，也是一个经过验证的解决方案。现在的主要挑战是将其集成到以太坊中。

这个长期路线图已经在 Gnosis Chain 上成功测试。下一步是将此解决方案扩展到以太坊及其他领域。

你准备好迎接隐私至上的以太坊了吗？

让我们一起构建它。

了解更多

📖 在 Shutter Docs 阅读完整的白皮书

The Road Towards an Encrypted Mempool On Ethereum | Shutter Docs \ A white paper that outlines an important advancement in Ethereum’s transaction infrastructure \ 文档 \

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The Road Towards a Distributed Encrypted Mempool on Ethereum \ The Road Towards a Distributed Encrypted Mempool on Ethereum by Frederik Lührs, Luis Bezzenberger, Francesco Mosterts, Sebastian Faust, Andreas Erwig Many thanks to Julian Ma, Drew Van der Werff, Alex Vinyas, Martin Köppelmann, Marc Harvey-Hill, Phillippe Schommers, and Julie Bettens for their valuable feedback on this document and/or prior collaboration on threshold encrypted mempools. Ethereum’s promise of decentralization, fairness, and security is challenged by issues like censorship, fron… \ 以太坊 研究与882 \

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