Binance Chain 的加密交易池

markdown BEP: 547 Title: Binance Smart Chain 的加密交易池 Status: 建议 Type: 标准与改进 Created: 2025-04-15

Summary

摘要/TL;DR

本提案概述了一项为币安链实施分布式（阈值）加密交易池的计划，旨在阻止抢先交易 (front-running)，并增加一层强大的实时抗审查性。在 BNB Good Will Alliance 的道德愿景的推动下——该联盟旨在培养最佳实践并保障用户利益——本提案建议币安链上的验证者可以采取实际措施，承诺在区块提议中包含加密交易。这些加密交易在解密之前被排序和提交，确保交易详情在区块最终确定后才保持隐藏状态，从而有效消除抢先交易的机会，这已经在 Gnosis Chain 上得到证实。

从高层次来看，该系统允许用户以加密格式提交交易，而验证者在不解密的情况下处理它们。一旦交易顺序被锁定，交易就会被解密并使用分布式阈值加密/解密机制执行。阈值解密可以由币安验证者自己执行，也可以由专用的 Shutter Keyper 集执行，该集由专门构建的 DAO（Shutter DAO 0x36）选择。这确保了没有任何单一实体可以控制或操纵交易顺序以获得对自己有利的优势，或者插入通过不正当手段获得的知识的交易。

在实现层面，将在 Binance Chain 上使用即将推出的 Erigon v3 客户端的验证者可以选择注册以处理加密交易。此过程集成了此功能，而不会中断现有工作流程。Erigon 正在积极开发用于此特定目的的第二个客户端实现，以便 Erigon v3 的一个版本能够处理加密交易。新版本和功能将很快在 BSC 上可用。

重要的是，这种机制完全是选择性的：常规交易将继续得到支持，同时用户和 RPC 可以选择使用增强的隐私功能。

本提案是由 brainbot GmbH、Erigon 和 NodeReal 共同努力的结果，反映了我们对推进币安生态系统和支持其验证者社区的集体承诺。虽然我们对加密交易池在增强交易公平性、提高抗审查性和阻止恶意 MEV 活动方面的潜力感到兴奋，但本文档尚未承诺具体的任务、里程碑或资源。详细的实施任务和可交付成果将在后续阶段确定，以确保过渡平稳并利用已在 Gnosis Chain 等网络上得到验证的现有技术。

Motivation

Community Trust and Ethical Standards

近年来，诸如抢先交易和三明治攻击之类的挑战已经削弱了对区块链交易排序的信任。成立 BNB Good Will Alliance 的目的是通过推动链下最佳实践和道德标准来解决此类挑战，从而使所有生态系统参与者受益。该提案是这些努力的自然延伸，可确保交易排序是透明、安全和公平的。

Mitigating Malicious MEV and Front-Running

抢先交易利用交易的顺序来产生不正当的利润，从而破坏了市场的公平性。通过承诺使用加密交易池，验证者可以通过以下方式来保护交易顺序：

• Pre-Decryption Ordering：在不暴露纯文本数据的情况下锁定交易的顺序。

• Decentralized Decryption Authority：要求一定数量的参与方合作执行解密，以确保没有任何单一参与方可以控制或操纵交易顺序以获得自身利益，或者使用通过不正当手段获得的信息插入交易。

• Proven Technology：在 Gnosis 等链上的部署已经展示了这种方法在消除抢先交易方面的有效性。

Ecosystem Growth and Long-Term Vision

实施此提案将：

• Enhance User Confidence：安全、抗审查的交易顺序处理流程将吸引更多的用户和开发者。

• Pave the Way for Advanced Integrations：通过与现有的 Proposer-Builder Separation 供应链标准和最终的以太坊 L1 集成保持一致，加密交易池支持更广泛的跨链创新。

• Mitigate Regulatory Risks：通过负责任地管理 MEV，币安链验证者或许可以避免监管分类，否则这些分类可能会将验证者或排序器标记为金融中介机构，并需要对市场滥用行为进行广泛的监控/报告。请参阅这方面的最新 ESMA 法规。这里的类比是，端到端加密消息传递服务的提供商也不应对其加密技术基础设施上发生的恶意活动承担责任。

Real-Time Censorship Resistance and Builder Decentralization

区块构建者的日益集中是区块链平台上日益增长的担忧，尤其是在以太坊上，集中的构建者模型可能导致实时审查和不公平的交易排序。尽管币安链尚未遇到严重的中心化问题，但该提案通过以下方式积极应对了潜在的未来风险：

• Enhancing Censorship Resistance：加密交易在包含之前一直处于隐藏状态，从而防止了中心化参与者根据交易内容有选择地审查或重新排序交易。

• Reducing Builder Centralization：通过阈值加密/解密来分散交易排序（这在 BSC 上已经如此）和解密，管理交易的权力将分散在广泛的验证者或 Keyper 集合中。这阻止了中心化构建者池的形成，并减轻了对交易包含产生不当影响的任何风险。

• Fostering Fairness: 分布式且透明的排序机制可确保没有任何单一实体可以主导交易排序，从而为更公平的生态系统铺平道路。

Specification

Client Integration and Upgrade Path

Binance Chain 上的验证者可以通过升级到最新的 Erigon v3 客户端来选择加入加密交易处理。主要方面包括：

• Optional Registration：验证者可以注册以支持和包含加密交易，同时继续处理常规交易。

• Seamless Transition：该协议保持向后兼容，从而实现逐步且安全的过渡过程。

• Multi-Client Support：除了 Erigon v3 之外，预计其他客户端（如 Nethermind）也会提供类似的支持，从而确保广泛的验证者参与。Nethermind 是第一个在 Gnosis Chain 上支持加密交易池的客户端，因此他们也很可能很容易支持在 BSC 上的实现。

Threshold Encryption Workflow

本提案的核心是阈值加密机制，其展开方式如下：

1. Transaction Submission：

   用户使用与阈值委员会相关的公钥对交易进行加密，以确保所有提交内容彼此之间保持无法区分。

2. Validator Commitment：

   验证者承诺在区块中包含加密交易，而这些交易仍处于加密状态。每个验证者以密码学方式承诺交易顺序。

3. Decentralized Decryption：

   一旦验证者提交了一个区块，就会启动阈值解密过程。委员会（由 Binance 验证者或专用 Shutter Keyper 集（由 Shutter DAO 0x36 管理）组成）仅在达到所需阈值时才协作解密交易。

此工作流程分散了信任，从而确保即使一部分参与者受到威胁，加密内容仍保持安全。

Integration with PBS and Cross-Chain Protocols

从 The Road Towards a Distributed Encrypted Mempool on Ethereum 等提案中汲取见解，我们的设计确保了将来与以太坊主网上使用的链外 PBS 交易供应链的互操作性。

Security Considerations

Threat Model

解决的主要威胁包括：

• Front-Running Attacks：

  通过在解密之前锁定交易顺序，可以消除操纵性重新排序的风险。

• Censorship Resistance:

  分布式解密过程可防止任何单一实体审查或重新排序交易。

• Collusion:

  阈值加密可最大程度地降低风险，因为需要诚实的大多数共识才能进行解密。

Cryptographic Assumptions

该提案依赖于：

• Threshold Encryption Schemes：

  在多个参与方之间分配解密密钥份额可确保没有单方面访问权限。

• Commitment Schemes： 验证者通过加密证明来承诺交易顺序。

• Signature Verification：

  所有与解密相关的消息都经过签名，以保证真实性和完整性。

Performance, Latency, and Scalability

Throughput：

总体吞吐量基本上不受加密交易集成的影响。这是由于解密过程引入的计算开销最小，并且需要的带宽资源最少。重要的是，不对加密数据执行任何计算——交易在执行之前已解密——从而确保区块生产和交易处理速率与当前操作保持一致。

Latency：

加密交易的延迟可能会略有增加。这是由于需要等待包含在 Shutterized 交易槽中的额外步骤。但是，延迟的影响预计将是最小的。随着越来越多的验证者选择加入处理加密交易，这些交易被包含在 Shutterized 槽中的概率增加，从而有效地减少了任何潜在交易延迟中的延迟。

Scalability：

解密过程的最小开销可确保网络的可扩展性不会受到损害。可以并行处理标准交易和加密交易，并且该协议的模块化特性允许在需要时无缝集成其他验证者或加密加速器。

Call for Validators

Validator Incentives

验证者对于币安链的安全性和性能至关重要。通过参与，他们将：

• Enhance Network Integrity：

  为更安全和公平的交易排序过程做出贡献。

• Improve Ecosystem Reputation：

  证明对 BNB Good Will Alliance 倡导的道德规范的承诺。

• Unlock New Revenue Streams：

  与高级 MEV 缓解和 PBS 协议的潜在集成可能会提供额外的财务激励。

Integration with Existing Policies

鼓励验证者：

• Upgrade to Erigon v3：

  无缝支持加密交易和常规交易。

• Adopt Best Practices：

  实施本提案中详细介绍的安全建议和操作指南。

• Engage in Governance：

  积极参与社区讨论、审核和反馈循环，以完善加密交易池系统。

Deployment Roadmap and Next Steps

本提案是 brainbot GmbH、Erigon 和 NodeReal 共同发起的一项倡议，反映了我们对支持币安和验证者社区的共同承诺。虽然我们热衷于推进在币安链上实施加密交易池，但不应将本文档解释为现阶段对具体任务、里程碑或资源的正式承诺。详细的任务和可交付成果将在项目的后续阶段确定。鉴于类似的系统已经在 Gnosis Chain 上运行，并且 Erigon v3 将原生支持加密交易处理，因此所需的实施工作预计将很简单。我们期待与更广泛的社区合作，以增强网络的公平性和安全性。实施计划可能如下所示：

Testnet Deployment

• Phase 1：

  部署一个隔离的测试网络环境，验证者可以在其中选择加入加密交易处理。监控性能、安全性、稳定性和系统弹性。

• Phase 2：

  运行广泛的模拟和压力测试，以确保在各种网络条件下实现强大的阈值解密。

Mainnet Integration

• Pilot Phase：

  在 BSC 主网上引入加密交易池作为一项可选功能，并进行全面监控和日志记录。

• Full Rollout：

  根据试点结果和社区反馈，逐步在整个网络中启用加密交易处理。

Community and Developer Engagement

• Open-Source Collaboration：

  启动并维护 GitHub 存储库，以供公众审查、贡献和透明的文档编制。

• Workshops and Hackathons：

  组织活动以教育和授权开发者和验证者使用加密交易处理最佳实践。

• Feedback Integration：

  建立结构化渠道，以持续的社区输入来完善协议。

Potential Future Work

Extended Functionality

除了缓解抢先交易和三明治攻击之外，还可以扩展加密交易池以支持：

• Enhanced Privacy Features

  集成零知识证明或机密交易协议。

• Interoperability Enhancements

  与其他链和新兴 EVM L1 协议的更广泛兼容性。

Research and Development

未来的研究方向包括：

• Dynamic Threshold Adjustments

  基于网络条件修改阈值要求的自适应机制。

• Improved Cryptographic Primitives

  评估和集成下一代算法，以提高安全性和性能。

• Economic Incentive Models

  开发新颖的激励计划，以奖励验证者参与安全加密交易处理。

Governance and Community Involvement

Role of the BNB Good Will Alliance

BNB Good Will Alliance 在协调生态系统内的最佳实践和道德标准方面起着核心作用。该提案体现了该联盟对以下方面的承诺：

• Establishing Ethical Guidelines

  推广安全和公平的交易排序实践。

• Fostering Community Consensus

  鼓励透明、公开的辩论和迭代改进。

• Enhancing Transparency

  确保所有协议变更都经过社区审查和公开审核。

Transparent Decision-Making

该提案将通过以下方式进行开发和维护：

• Regular Updates

  定期报告、公开会议和可公开访问的文档。

• Collaborative Documentation

  允许社区贡献和审查的开源存储库。

• Feedback Mechanisms

  用于在未来修订中纳入社区和验证者反馈的正式渠道。

Regulatory Implications

不断变化的监管环境带来了重大挑战。全球监管机构越来越严格地审查提取恶意 MEV 的实体。在某些司法管辖区，参与此类活动的验证者或排序器可能会被归类为金融中介机构，而不是纯粹的技术运营商。这种分类使他们受到严格的监管要求，可能会使合规性复杂化并增加运营风险。通过加密交易排序主动管理 MEV，币安链可以：

• Avoid Regulatory Reclassification

  保持作为技术协议而不是金融中介机构的地位。

• Reduce Compliance Burdens

  降低严格监管监督的风险，这种监督可能会阻止用户采用并抑制增长。

• Foster a Safer Ecosystem

  推广符合全球监管期望的合规、公平和透明的网络。

brainbot GmbH Background

自 2014 年以来，brainbot GmbH 一直处于开发以太坊核心基础设施的最前沿，并取得了关键里程碑，例如在 2019 年部署了第一个最低可行的权益证明侧链之一。我们从 2020 年开始广泛参与 MEV 研究，这标志着 Shutter Network 的部署，以对抗恶意 MEV。通过与 Gnosis Chain 和 Nethermind 的合作，brainbot GmbH 专注于将 MEV 解决方案集成到多样化的基础设施中。凭借 Optimism 的资助，我们在 MEV 策略方面的专业知识继续推动着本提案中描述的技术的进步。

Erigon Background

Erigon 是一个高性能的以太坊执行客户端，最初被称为 TurboGeth，以其效率和优化的数据处理而闻名。其开发团队一直在不断突破区块链性能和可扩展性的界限。随着即将发布的 Erigon v3 版本（引入了对加密交易处理的原生支持），Erigon 将在增强 Binance Smart Chain 的验证者基础设施方面发挥关键作用。此升级将使验证者能够以最小的计算开销处理加密交易，从而直接支持本提案的目标。

NodeReal Background

NodeReal 是一家领先的区块链基础设施提供商，专门提供跨多个区块链网络（包括 Binance Smart Chain）的节点和 API 解决方案。NodeReal 以其可靠且可扩展的基础设施服务而闻名，为维护网络稳健性和运营效率做出了重大贡献。他们的技术专长和对创新的承诺有助于集成高级功能——例如本 BEP 中提出的加密交易池机制——确保 BSC 保持竞争力，并能够抵御诸如抢先交易和中心化构建者风险等新兴挑战。

Comparison of Technologies Enabling the Encrypted Mempool

已经提出了几种加密方法来实现加密交易池。在这里，我们比较主要技术：

12.1 Timed Cryptography

时间加密（Timed Cryptography）通常通过可验证延迟函数 (VDF) 实现，它会隐藏交易内容，直到预定的时间——通常是交易的区块位置固定时。但是，缺点包括：

• Specialized Hardware Requirements

  拥有专用硬件的参与方可能会更快地计算延迟，从而有提前解密的风险。

• Resource Intensity

  延迟函数在计算上很昂贵，并且可能造成浪费。

• Network Inconsistencies

  交易接收时间的变化可能导致不公平现象。

• Parameter Sensitivity

  设置最佳难度参数具有挑战性且至关重要。

• Risk of Front-Running

  如果交易未包含在区块中，则其内容可能会泄露，从而导致抢先交易。

Fully Homomorphic Encryption (FHE)

FHE 允许对加密数据进行任意计算，从而在整个处理过程中保持机密性。虽然有望防止恶意 MEV 并允许有益的回溯:

• High Computational Overhead

  FHE 目前施加了极端的计算约束，使其不适用于实时区块链应用程序。

• Efficiency Limitations

  就处理能力和延迟而言，成本对于当前用例仍然过高。

Trusted Execution Environments (TEEs)

TEE（例如 Intel SGX）提供了一个安全的飞地，即使在受损的主机上也可以执行代码。虽然 TEE 可以通过确保安全的交易排序来缓解恶意 MEV：

• Historical Vulnerabilities

  过去的攻击引发了对 TEE 安全保证的担忧。

• Trust Dependencies

  对硬件制造商的依赖引入了中心化的信任点，这在去中心化环境中可能会出现问题。

Witness Encryption

见证加密（Witness encryption）在特定声明下加密数据，只有在提供有效见证的情况下才能进行解密。为了保护 MEV：

• Complexity of Relations

  为诸如“交易包含在最终区块中”之类的条件构建实际的加密方案仍然是一项研究挑战。

• Limited Practical Use

  尽管概念很有前景，但见证加密尚未适用于区块链交易的动态要求。

Threshold Encryption

阈值加密（Threshold encryption）将解密密钥分成若干份并分配给多个参与方，需要最少数量的参与方协作才能解密消息。它的好处包括：

• Decentralization of Trust

  没有单个参与方持有完整的解密密钥，从而降低了提前解密的风险。

• Timely Decryption Guarantees

  通过适当设置阈值，即使存在对抗活动，也可以确保及时解密。

• Robust Security Assumptions

  该系统依赖于少于阈值数量的参与方表现出恶意的假设——可以通过持续的研究来进一步最小化的一种信任假设。

我们认为，阈值加密是加密交易池最有希望的候选者，可以在安全性、效率和去中心化之间提供实际的平衡。

Links and Resources

• Gnosis Chain 加密交易池 Beta 版本： Shutterized Gnosis Chain is Live

• Explorer/Dashboard： Shutter Network Explorer

• 高层次规范： Shutter High-Level Spec

• 低层次规范： Shutter Low-Level Spec

• 密码学论文： IACR ePrint Archive -- Paper on Threshold Encryption

• PBS 和以太坊 L1 集成提案： The Road Towards a Distributed Encrypted Mempool on Ethereum

• Shutter DAO & Keyper 信息： Shutter Network Tweet

• GitHub Repositories： 待更新为相关代码存储库，以供进一步参考。

License

本提案已获得 CC0 许可。

本 BEP 旨在通过利用先进的加密技术、去中心化的治理模型和积极的监管远见，在 Binance Chain 上创建一个更公平和安全的交易环境。通过实施加密交易池，Binance Chain 可以有效地缓解抢先交易和恶意 MEV 攻击，保护用户利益，并促进长期的生态系统增长——同时将自己定位为符合道德规范且符合法规的区块链创新的领导者。

• 原文链接： github.com/Smokyish/BEPs...
• 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～