以太坊PBS中传播方差的代价

以太坊围绕区块空间（blockspace）的商品市场组织起来。每个 Slot，构建者竞争组装最有价值的区块，并将相应的出价提交给拍卖，出价最高者获胜。这是高效市场应有的运作方式。但实践中并非如此，原因比大多数人意识到的更为深刻。

传播方差（Propagation variance）——数据传输到达网络不同部分所需时间的不一致性——不仅会拖慢速度：它还会重塑整个区块供应链中的激励机制，对市场效率产生可衡量的影响。

机制

考虑一个用户通过受保护的 RPC 在 Uniswap 上兑换 10 ETH。他的交易进入构建者的私有内存池，被模拟，但由于状态存在争议，构建者暂时保留它。在最后一刻，构建者找到了将其包含在区块中的方法，创建了一个新的出价，并通过中继发送给提议者。但它在提议者已经承诺另一个区块的 60 毫秒后才到达。我们用户的交易现在将落入 slot n+1 而非 slot n。

从用户的角度来看，以太坊很慢。从市场的角度来看，发生了一些更具体的事情：区块空间没有被分配给其最有价值的用途。

这并非极端情况。在 PBS 中，提议者不会等待最优区块。他们会在截止时间触发时立即承诺任何可用的区块。毫秒后到达的出价，从提议者的角度来看根本不存在。结果是二元的。同样的逻辑适用于共识层：在 4 秒标记之前将区块传送到 40% 质押权益的提议者将被纳入并获得奖励。错过这个标记的提议者面临重组风险。在 8 秒截止时间之前正确投票的证明者获得全额奖励。投票延迟的证明者则失去奖励。以太坊不奖励平均值。

关键变量不是延迟本身，而是方差。一致的 100 毫秒偏移是可以管理的。PBS 参与者可以围绕已知延迟进行校准。问题在于不可预测性：一条消息有时早到，有时晚到，且无法提前知道是哪一种。这种不可预测性正是优化变得困难的原因。

对冲让情况更糟

面对传播方差，每个 PBS 参与者都会理性地适应。提议者将截止时间设置得比必要时间更早，以避免错过自己的 slot 或退回到普通区块（vanilla block，即本地构建、不含 MEV 的区块），但代价是那些到达太晚的高价值出价无法被考虑。证明者接受较低的正确头部投票概率。交易发起者支付超额费用以提高被纳入的几率。

这些适应策略中的每一个都是不确定条件下个体参与者的正确决策。但它们加在一起却使问题恶化。在提议者截止时间附近的高频出价提交，将负载集中在 slot 中系统已经承受最大压力的那个时间点。中继位于构建者和提议者之间，在投递速度最为关键的时刻吸收了这股竞争出价的爆发。这种负载增加了传播方差。更高的方差进一步加剧了截止时间的不确定性。对冲放大了它试图缓解的那种不确定性。

这种反馈循环具有地理上的表现。K. Mensah 等人观察到，以太坊的核心业务是区块空间的生产和销售。在一个运转良好的区块空间市场中，稀缺资源是区块价值。在当前环境中，稀缺资源是在不确定性下的可靠投递。验证者集中在大西洋走廊附近是一种经济反应，而非基础设施巧合：地理上靠近主导的中继和构建者基础设施，可以减少暴露于传播方差的风险。系统奖励的是能够可靠投递的人，而不是产生最高价值区块的人。建模这种集中度的研究发现，以太坊当前的活跃度系数（liveness coefficient）正趋向于 1，这意味着单个区域的故障就足以使链停止运行。

这带来了什么代价

在一项由 Optimum 团队进行的研究中，他们分析了执行层和共识层一周的出价和区块数据， 为这种市场低效给参与者带来的代价给出了一个数字。

在执行层面，我们进行了反事实分析：如果提议者将截止时间延迟 150 毫秒，他们本可以捕获什么样的出价？

橙色点标记了提议者实际截止时间选中的出价。绿色点标记了如果再有 150 毫秒就会胜出的出价，其价值更高。

数据显示平均出价值提升了 16%，大约 30% 的出价提升了超过 30%，相当于那一周未捕获的集体收入约为 190 ETH，在当时约合 40 万美元。

在共识层面，代价则表现为不同形式。头部投票准确率目前低于协议上限允许的水平。如果增加 150 毫秒的 Slot 时间，准确率可以达到 99.1%，缩小超过一半的差距。对于前五大质押运营商而言，APR 影响约为 +1.97%，相当于每年约 600 万美元的综合收益。网络层面的估计（以放弃的共识奖励衡量）约为每年 2000 ETH。

这两层的数据都指向同一个结论：参与者之所以进行对冲，是因为对方差的理性反应是保护自己免受最坏情况的影响，而不是针对最优情况优化。Schwarz-Schilling 等人和 T. Wahrstätter 在计时博弈的背景下已经记录了这种动态。

修复它实际意味着什么

改善传播的标准思路是：更低的延迟、更高的吞吐量、更好的对等连接。这些是相关的工程目标。市场结构框架则指向了不同的目标：减少方差，使 PBS 参与者不再有理性动机进行对冲。

当投递变得可预测时，权衡就会改变。提议者可以等待更长时间以获得更高价值的出价，而无需增加重组风险。证明者会更早收到区块，投票更准确。构建者可以专注于区块质量。市场重新开始基于价值进行出清。

我们构建了 mump2p 来实现这个目标。它在以太坊的 Gossip 层实现了 RLNC（随机线性网络编码）。RLNC 由 Optimum 的 CEO 兼联合创始人 Muriel Médard 在麻省理工学院共同发明。这里 RLNC 的重要特性是：每个接收到的块都有助于解码——投递速度更快、在整个网络中更均匀，并且在截止时间压力下更可靠。在一个最多 90 个节点的基准网络中，mump2p 实现了比 GossipSub 快 150% 的 p95 延迟，以及约 7 倍更低的传播方差。该协议目前正在与主要节点运营商在 Hoodi 测试网和以太坊主网上进行测试。

mump2p 与 libp2p 延迟分布对比 - P50 网络传播约 66ms，p95 网络传播约 179ms

接下来是什么

以太坊路线图增加了我们描述的压力。PeerDAS 去年上线，来自 EthPandaOps、MigaLabs 和 Chainbound 的独立研究已确认，随着有效负载大小的增长，头部投票准确率下降，错过 Slot 的比率上升，证明质量恶化。每一次增加数据传播需求的升级，都需要一个能够吸收额外方差而不会迫使参与者进一步对冲的传播层。

Blob 市场讲述了同样的故事。尽管容量持续增加，网络的实际运行 blob 数量远低于目标值，并且在高 blob 负载时错过率飙升。携带 blob 的交易提供了额外收入，但对于已经暴露于传播方差的参与者来说，增加的风险并不总是值得。利用率不足不是需求问题。这是市场对不确定性成本的反应。

以太坊建立的区块空间市场从根本上来说是健全的。我们在 Optimum 正在做的是缩小它今天所能提供的与它本应能够提供的之间的差距。这意味着将传播方差减少到足以使对冲不再是理性选择。

感谢 Moritz Grundei 和 Slobodan Sudaric-Hefner 在支撑本文的研究和分析中的合作，以及他们的反馈。

本文基于 2026 年 4 月在戛纳 EthCC 上发表的演讲：“不确定性的代价：以太坊 PBS 热路径中的尾部延迟”，可在 YouTube 上观看。基础数据来自我们关于延迟减少对 ETH 质押收入影响的研究，可在我们的博客上获取。我们介绍截止时间驱动系统中延迟定价模型的论文可在 arXiv 上获取。

• 原文链接： x.com/sajidazouarhi/stat...
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