無領導拍賣是一種去中心化的拍賣，沒有拍賣師，解決了參與者被允許在其他參與者之後採取行動時可能出現的「最後看」的問題。所有參與者必須同時承諾他們的出價，否則將導致過失。出價是加密的。拍賣結果透過區塊鏈完成。協議類似於拜占庭容錯共識協議，假設至少三分之二的參與者是誠實的。該協議解決了“最後查看”問題。不過，該協議未解決其他問題，如出價未加密貨幣和網路故障等。希望該協議能對其他問題進行改進。
無領導拍賣
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無主導拍賣是去中心化的拍賣，沒有拍賣師。它們解決了當一個參與者被允許在所有其他參與者之後採取行動時可能出現的「最後看」的問題。
在無領導的拍賣中，所有參與者必須同時承諾他們的出價。任何違反此承諾的行為都將導致可提升的過錯。出價是閾值加密的，其中資訊洩露。
拍賣可以透過將結果提交給區塊鏈來完成，在區塊鏈中，它們可以透過簽名聚合進行有效驗證。出於本文的目的，我們將使用以太坊。
該協議與拜占庭內容錯共識協議類似，假設一個預先確定的參與者集，其中超過三分之二的參與者是誠實的。它還要求參與者能夠在固定的一段期限內（例如，兩個參與者）可靠地互動提交訊息。如果違反了後一種假設，例如網路故障，則某些損壞的部分可能會收到錯誤，但假設此類違規行為很少見，我們可以設計故障懲罰，以便解決問題的影響最低。
這個設計沒有解決幾個問題。特別是，參與者仍然可以比其他人晚提交投標，因為他們的延遲降低。此外，在這個版本的協議中，為了簡單起見，來自公眾的出價是未加密的。這意味著不誠實的拍賣參與者與信任他們的公眾有最後的聯繫。
動機
拍賣在加密貨幣中熱點。計時遊戲、最後檢查和短期審查開始出現，而協議至少是為了對抗其中的一些。
我們正在探索如何將其整合到Angstrom的頂級區塊鏈和批量拍賣中，該拍賣透過以共同價格執行訂單，使用單獨的機制來保護MEV。
本次拍賣的變體可能適用於其他設置，例如：
•如Mike Neuder和Justin Drake所建議的那樣，將PBS拍賣納入像以太坊這樣的L1
• 強制執行UniswapX或MEV-share等訂單流拍賣的公平性
•強化鏈上批量拍賣，就像dYdX討論的那樣
•去中心化排序器到像Optimism這樣的L2中
工作前
最近在加密貨幣拍賣方面有很多出色的工作。例如，請參閱：
• 鏈上拍賣中的審查阻力（2023），作者：Elijah Fox, Mallesh M. Pai 和Max Resnick
• 透過區塊鏈進行可信賴、最優化的拍賣（2023），作者：Tarun Chitra, Matheus VX Ferreira 和Kshitij Kulkarni
• 解決MEV的新架構（2023） 作者：dYdX
•按鈕性（2023）作者：二元性
• 蟬（2024） 作者：Noemi Glaeser、István András Seres、Loránd Eötvös、Michael Zhu 和Joseph Bonneau
雖然這方面的大部分工作都解決了審查的問題——領導者修復了別人交易或出價的能力——但我們還沒有發現任何工作直接解決了上一次審查的問題——建議者比其他參與者晚間很長一段時間插入或取消自己出價的能力。
問題
背景
Zed 希望每12 秒拍賣一個ETH。他成立了一個由他的朋友Alice、Bob、Charlie 和Dan 組成的委員會來管理拍賣。這些參與者權益公眾中收集出價，然後，他們將共同決定他們所見過的最高出價。 Zed相信整個團隊，但他認為他們中最多有一個人可能不誠實。
第一次嘗試
一種可能性是像Tendermint 這樣的去中心化共識協議中使用單一區塊拍賣。每個參與者權益公眾中收集出價，並提交最高的出價以納入該區塊。然而，Tendermint 的特點是對區塊內容有完全控制權的區塊提議者。這意味著一個不誠實的招標者可以簡單地審查其他人的出價，並以0的出價贏得拍賣。
為了解決這個問題，我們可以將每次拍賣的持續時間從一個區塊改為兩個區塊。然後，兩個不同的發起人會一個接一個地提出一個包含他們見過的最高出價的區塊拍賣的最終贏家將是這兩個區塊中出價最高者。因為最多有一個發起人是不誠實的，所以這些區塊中至少有一個包含不誠實的出價。這是一個很大的進步
“最後查看”問題
然而，想像一下，假設第二個不誠實的提議者，例如鮑勃，是個區塊鏈的提議者。
第一個提議者愛麗絲在她的第一個區塊中提交了100 萬美元的以太幣出價。鮑伯現在有一些幹預的時間來決定他想要做什麼。他查看了以太幣的價格，發現它剛好達到1.1萬美元。他自己出價10,001美元，並贏得了拍賣，淨賺999美元。
作為一個不誠實的參與者，只要有利可圖，Bob就能這樣做——只要以太幣的價格大於Alice區塊中當前的中標價。這意味著任何向Alice發送出價的人，只有在以太幣的當前價格低於或等於他們的出價時才會得到成交——換句話說，如果交易對他們來說是無利可圖的。即使鮑伯無法看到其他競標者的出價，由於他能夠比其他人晚一些佈置自己的出價，他仍然具有資訊優勢。
如果他們是理性的，並且知道發生了什麼，當Bob是第二個提議者時，除了Bob之外的競標者將停止競標。在邊緣上，這將壓低整體出價，導致Zed的資金減少。
這就是所謂的「最終檢視」問題，它是MEV的一種形式。因為它與目前其他可承受的MEV形式非常相似，甚至像Alice、Charlie和Dan這樣的「誠實」參與者也可能獲得足夠的誘惑和參與其中，這使得Zed 和任何誠實的收費者都處於不利的地位。
我們想阻止這種事情發生。
解決方案
問題總結
該協議專門用於解決去中心化拍賣中的「最後檢視」問題——即一個參與者可以比其他人有意義地晚點出價或取消他們的出價，而不需要他們自己付出任何代價，從而給他們帶來損失帶來不公平的優勢。
特別是，我們希望確保所有出價都是在給定的掛鐘時間（例如，12：00 PM）提交的，而不管誰提交的。
大多數區塊鏈共識協議都有一個領導者或提議者提出一個區塊，供其他參與者同意。因為所有其他參與者必須及時將他們的報價發送給領導者，以便領導者將他們包括在內，因此領導者有更長的時間來決定他們自己的報價，給他們最後一次免費的機會。
協議概述
無主導拍賣分三輪拍賣結果，並在第四輪中創建一個易於驗證的聚合簽名來驗證它們。任何人都可以將這些簽名結果提交給以太坊以完成拍賣。
該協議還指定了一組易於證明的故障條件。任何人都可以在任何時候提交錯誤證明，行為負責的行為進行行為。
效能
正如我們將在下面的論證中那樣，該協議通過滿足以下兩個屬性來解決最後一次查看問題：
1.沒有遲到者：沒有參與者可以在第一輪結束的掛鐘時間後出價。
2.沒有免費選項：任何保留在第一輪後取消選項的參與者都必須提前支付該選項的費用。有效的懲罰措施應該使這種做法在經濟上不可行。
值得注意的是，有些參與者可能會比其他人有延遲，因此在第一輪中能夠比其他人晚採取行動。
比喻
我們假設在3f+1個參與者中，2f+1是「誠實的」（與拜占庭容錯共識協議要求的閾值相同）。
我們的同步假設是，所有債務的參與者都能夠互相發送訊息，這些訊息保證在某個固定的期限到達，例如1秒。這個假設不需要為了整體安全或激活性而成立（確保我們不會產生相互衝突的拍賣結果，並且拍賣最終會發生），因為我們依賴以太坊來獲得這些屬性。我們將在下面討論當違反此假設時會發生什麼。
我們假設參與者有同步的時鐘，就像在以太坊一樣。
拍賣
第一輪-發送出價
每位參與者發送一個簽名出價給其他參與者。
這些出價是閾值加密的，這意味著它們是使用閾值加密的，該閾值可以由任何f+1 或更多參與者的集合解密（這將在第3 輪中發生）。這意味著沒有參與者能夠在提交自己的出價之前看到任何其他參與者的出價，因此無法利用該出價的知識。有幾種方法可以實現這種加密貨幣，但細節超出了本文的範圍– 除了例子vetKeys。
誠實的參與者必須支付他們從公眾那裡收到的最高出價。然而，由於在這種設計中沒有被加密貨幣，一個不誠實的參與者可以選擇出價比他們從公眾那裡收到的出價高出一部分。公眾可以透過將他們的出價發送給他們信任的參與者來解決這個問題。加密貨幣解決方案是可行的，但會增加複雜性。
第2輪-發送出價集
每位參與者都將他們在第一輪收到的所有加密貨幣出價的簽名集（一個「出價集」），包括他們自己的，傳給所有其他參與者。所有參與者現在都有一個“出價視圖” ”，或從其他參與者收到的一組出價集。
誠實的參與者只有在第一輪出價結束到達時，才會將另一個參與者的出價包含在他們的出價中心化之前，由參與者的同步時鐘決定。因此，如果一個出價包含在誠實參與者的出價中心化，則必須在第一輪結束時發送。由於最多有f個不誠實的參與者，如果一個出價出現在f+1個或多個出價中心化，其中至少有一個來自誠實的參與者，並且該出價必須在第一輪結束時發行。
任何誠實的參與者都可以利用這些資訊來解決拍賣問題。但是，該協議無法知道哪些參與者是誠實的。所以，我們需要再來一次。
第3輪-發送出價格視圖和閾值解密訊息
每個參與者都將他們在第二輪中收到的所有出價集（他們的“出價觀點”），包括他們自己的出價集，告訴所有其他參與者。
除了它們的出價觀點之外，他們還發送了它們在上面討論的閾值加密貨幣方案中使用的解密訊息。其中f+1的任何集合都足以證明解密所有加密的出價。
就頻寬而言，這是最昂貴的步驟：每個參與者向必須O(n)個參與者發送O(n)個出價集，其中包含O(n)個出價，在最壞的情況下，總頻寬為O(n^3)。然而，每個人都應該從其他參與者那裡獲得相同的實際出價（在沒有賠付的下面模棱兩可錯誤的情況下，將討論），並且給出定集合中的存在另外，如果每個人都是誠實的，並且網路正常運行，那麼所有參與者都應該在他們的出價中心化擁有每個出價，並且每個參與者都應該擁有其他參與因此，如果參與者只發送訊息表明他們丟失了哪些出價或出價集，那麼在理想情況下，他們只需發送一個（“一切都在這裡”）或幾個位元（“集合3”丟失了出價13，其他一切都好”）。
此時，每個參與者都應該從誠實的參與者那裡獲得2f+1 的出價視圖，並能夠解密。如果有f+1 這樣的人，他們就可以證明他們至少有一個誠實參與者的出價觀點，足以解決競價問題。
從理論上講，該協議可以至此結束，任何參與者都可以向區塊鏈提交f+1出價視圖來進行最終確定。但是，由於空間複雜性和驗證成本，將2f+1出價視圖提交給以太坊並進行驗證並不實際的（也許在自訂鏈上更可行）。
因此，我們需要再進行牽引，以便參與者能夠以易於在鏈上驗證的方式驗證拍賣結果。
第4輪-驗證出價視圖
為了確保我們想要的績效，我們想要輕鬆地驗證拍賣的中標價是一個有效出價觀點的至少中標價，並且它大於或等於至少一個產權參與者觀點的中標價。第4輪的設計就是為了實現這一點。
每個參與者都會檢查其所有解密的出價視圖。如果出價至少存在於構成出價的出價中心化的f+1個出價中心化，則該出價_valid _在出價視圖中是有效的。視圖的中標是該視圖中的最高有效出價。
如果給定出價意見中的出價最大或等於該參與者自己的出價意見中的出價，則該參與者指定該出價。
每個參與者為他們指定的每個出價建立一個閾值簽名，將所有這些出價和簽名的集合傳遞給其他參與者。注意，這在空間複雜度（每個視圖最多一個簽名）和頻寬複雜度上樓梯O(n^2)。事實上，如果所有參與者都是誠實的，並且沒有網路困難，相同的出價將贏得每個出價觀點，因此每個參與者只會指定單一出價。
結算
任何至少有f+1個參與者以這種方式簽名的出價都被確認。請注意，在某些情況下，可能會兩次確認或更多不同的出價（儘管這意味著至少有一個參與者在輪第一個中失敗，因此沒有獲得免費選項)。
任何確認的出價都可以提交到以太坊區塊鏈，在那裡可以透過簡單的簽名驗證進行驗證。提交者可能會從協議中收到小額付款，以支付他們的gas費用。在以太坊只接受一個已確認的出價，如果存在多個已確認的出價，則允許所有參與者就中標達成共識。
以太坊區塊發起者可能會審查拍賣，而不是將其包含在區塊中。這甚至可能連續發生幾個區塊。在這種情況下，提交當前區塊拍賣結果的參與者也必須提交所有取消區塊的拍賣結果。我們將在下面討論如何改變錯誤懲罰。
錯誤
基本
只要有證據，任何人都可以提交錯誤證明，這很可能導致違規參與者的質押全部或部分被切斷。報告錯誤證明的參與者可能會收到部分被切斷的質押，作為報告的獎勵。
當參與者在不同的出價中心化出現衝突的出價或在不同的出價視圖中出現不同的出價集時，就會出現歧義錯誤。因為這種含糊其辭或故意的，或至少是因為客戶問題雖然不是網路問題造成的，但對它的懲罰可能相當嚴厲，包括全面削減。
當參與者的出價在某些f+1 出價集合中不存在時，就會發生缺席錯誤。這可能意味著參與者不誠實，試圖退出他們在第一輪發行的出價，或者希望，很少，參與者是誠實的，網路被分區了。
缺席錯誤的懲罰應設定為能夠取消出價的選擇權。這需要與真正的網路故障頻率相平衡，並且最終是一個定量問題。在最壞的情況下，有一個不斷升級的懲罰系統可以限制重複犯罪的頻率，把這種行為保持在最低強度。使用此協議的任何系統都可以監控這些類型的故障相對於驗證的網路故障發生的頻率，並相應地調整懲罰。
審查拍賣的缺陷
正如我們將在下面進一步討論的那樣，拍賣參與者可以透過在第一輪中犯錯來獲得在下一輪中取消出價的選擇權。
任何這樣做的參與者都可以透過賄賂以太坊發起者來審查以太坊區塊拍賣的拍賣結果，從而為自己創造更多的任選性，可能會連續幾次，然後最終完成如上所述的“結算選擇」。為了保持「無自由權」的產權，我們在每次審查時給予定拍賣時線性增加錯誤處罰，以便原始錯誤者必須為每個丟失的區塊的選項值付費。
如果一個誠實的參與者因為網路問題而無意中犯了錯誤，有人可以使用這些不斷增加的懲罰來破壞他們，但破壞者必須支付審查區塊的費用。
減弱意外故障
如果任何參與者的出價中心化於f+1個或更多的出價，我們透過假設知道他們至少缺少一個誠實參與者的出價，因為最多f個參與者是不誠實的。因此，為了計算缺席錯誤，我們可以忽略這個參與者的出價集，因為他們要么是不誠實的，要么是應該發生網路分區的。這可以減少主要網路分區產生的故障數量。
證明
我。沒有遲到者：任何參與者都必須在第1 輪中將他們的出價發送給至少一名誠實的參與者，以便它在任何出價視圖中都有效，從而有機會觸發
假設在第一輪中，有些參與者沒有將他們的出價發送給任何誠實的參與者。因為有2f+1個誠實的參與者，這個出價在第二輪中最多出現在(3f+1)- (2f+1)=f個出價集合中，這使得在任何出價觀點中都有效。
如果在任何出價視圖中無效，它就不能成為任何出價視圖中的中標，並且沒有誠實的參與者會指定它。由於f+1個參與者必須為其指定一個出價才能贏得拍賣，這些參與者中至少有一個是誠實的，並且這個出價必須能夠觸發。
二.在沒有網路去中心化的情況下，在第一輪中向所有參與者發出出價的參與者不會產生錯誤
份額的參與者是Alice。
她將她的出價發送給第一輪的所有3f+1個參與者。因為其中2f+1個人是誠實的，每個誠實的參與者都會把自己的出價發送給其他誠實的參與者。這意味著每個誠實的參與者都會在他們收到的出價集（包括他們自己的出價集）中看到她的出價。
由於最多有3f+1個出價集，她的出價將在最多(3f+1)-(2f+1)=f個出價中心化缺席，因此不會產生錯誤。
三.在沒有網路的情況下，如果參與者在第1 輪中向f+1 或更多誠實的參與者揮出價，則該參與者將贏得拍賣，前提是在第1 輪中提交給任何誠實參與者的最高出價
假設Alice在第1輪向f+1個誠實的參與者支付了她的出價。然後，這些誠實的參與者將把她的出價包含在他們的出價中心化，然後將其支付給其他參與者。這意味著2f+1個看到收益的參與者中的每一個都在f+1個出價集合中了Alice的出價，因此認為她的出價在他們的出價觀點中是有效的。
根據假設，Alice的出價是第1輪中所有誠實參與者的最高出價。所以她的出價在每個誠實參與者眼中都是贏家，每個誠實參與者都會提名她。另外，根據上述證明(i)，沒有更高的出價在任何出價視圖中都是有效的，因此沒有參與者會指定它。這意味著Alice的出價是唯一獲得至少f+1項指定的出價，並且必須贏得拍賣。
請注意，如果兩個這樣的招標人與最高出價並列，則存在邊緣情況。我們可以根據閾值解密的隨機性來判定。
四.任何參與者必須在第1輪向至少f+1名參與者的參與者揮霍他們的出價，居民產生錯誤
假設參與者將其出價發送給第1輪參與者中的k
然後，這個出價將出現在權益參與者支付的k個出價中心化。
每個權益的參與者權益其他權益的參與者（包括他們自己）那裡獲得2f+1個出價集，其中只有k個包含有問題的出價，因此2f+1-k>=2f+1-f = f+1個出價集將不包含有出價問題，足以產生故障。
請注意，即使網路被分割，如果權益的參與者確保所有其他參與者都收到了他們的出價集，並重新發送出價集，直到收到確認，一旦網路恢復，就會產生故障。
v. 沒有免費選項
透過(iii)，任何在第1輪向f+1或更多誠實參與者發行出價的參與者都將贏得拍賣，如果是第1輪中向任何誠實參與者發行的最高出價，無論他們後來做了什麼。在第(iv)條中，任何在第1輪中向少於f+1個參與者投入出價的參與者將被判錯誤(因此將被懲罰)。因此，任何希望保留取消選擇權限的人都必須付費。
結論
去中心化拍賣直到最近才開始廣泛應用，帶來了許多新問題。本文針對的是一個我們在其他地方沒有看到解決的問題。我們希望並期待會出現更多更好的解決方案——理想情況下是那些更簡單、更少的循環，或者對同步或參與參與者數量等問題的假設更少的解決方案。
儘管這樣的設計並不能解決所有問題，但它確實解決了去中心化拍賣中固有的一些常見的“最後查看”問題。我們希望它本身可以有用處，幫助其他人解決類似的問題，甚至可以改進或重新混合成更好的東西。
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