EIP-4844引入了blob市場，該市場類似於EIP-1559的gas定價機制，但直接針對區塊鏈建構者的費用機制。研究透過歷史資料回測模擬了blob市場的潛力，發現其可以滿足rollup的資料需求，並降低gas成本。然而，blob交易可能導致區塊建構者在mev-boost競標中陷入競爭，延遲廣播速度，影響用戶體驗。提出透過預先確認blob交易來解決這些挑戰。文章也探討了blob市場面臨的審查挑戰和使用者體驗問題，介紹了使用mev-commit實現blob預先確認的方法。鼓勵社區參與實驗，完善解決方案。
文章：0xEvan, Primev
譯：Franci，ETHconomics 研究空間
校對：Jason, ETHconomics Research Space
譯者導讀
前面我們發的幾篇文章都和blob 交易本身以及4844 費用相關，而在這篇文章機制中，作者透過對過去一年的數據回測，以模擬blob 市場的潛力——它可以承載多少數據？能否滿足rollup的資料可用需求？
除了blob空間的供需曲線對blob市場會造成影響之外，驗證者的時間博弈以及建構者的審查也對這個市場帶來一些負面影響。本文對可能產生的blob交易廣播延遲進行有了數據分析，由此產生的用戶體驗、匯總數據可用開銷影響進行了轉型，也提出了可能的解決方案——預先確認blob 交易。
總的來說，這篇文章是比較全面的blob市場分析，讀者大可以透過文章的脈絡，探索未來blob空間的模式。
正文：
🙏特別感謝@terencechain的審閱、@BertKellerman的意見和@ethpandaops提供的holesky測試網資料。
長話短說
我們的研究深入探討了新興的EIP-4844 blob市場，該市場的運作方式與EIP-1559的gas定價方式類似。不同的是，它直接針對區塊鏈建構者的小費機制，因而沒有激勵其儲備blob 交易，這可能導致blob 交易體驗不穩定，以及預留進區塊有一定的挑戰。我們注意到，雖然blob 交易容量很大（約125 kB）且比同等大小的通話資料便宜，但它們大大增加了以太坊區塊的大小。這也意味著blob 交易為區塊帶來了增量的競價能力。我們利用這個新市場的容量能夠吸收目前rollup的數據需求，將標準區塊空間的gas成本降低15-20%，從而解鎖了更明顯的mev機會。我們觀察到，在網路活動增加的時期，blob 交易可能使區塊廣播速度減慢數千個數量級，這可能導致區塊建構者為了在mev-boost 中維持具有競爭性的競價並審查blob 。我們評估，「預先確認出價」可以緩解這些挑戰，blob預先確認可以增強EIP-4844的能力，為L2用戶提供更好的交易體驗，以及為rollups提供穩定的交易備用體驗。我們將在Holesky 測試網路上進行，收集區塊建構者數據，並透過mev-commit 設定為blob 預先確認成功，我們邀請PBS 實驗的相關參與者來一起進行實驗。
引入
EIP-4844引入了一個blob市場，從而擴展了以太坊的數據可用性。這個新興市場使用類似EIP-1559的gas價格機制來定價和匯率blob的基本gas費用。然而，與type2交易不同的是，blob 市場中用戶沒有直接的方式出價給建構者作為，節省其blob 的小額費用。缺乏優先收費的設計使得準確定價blob 節約費用變得困難。此外，預計blob 的區塊在網路中的廣播中會變慢，因為blob 是以太坊交易類型中最大的一種。如果建構者在一個區塊中接受許多blob，他們可能會面臨更高的區塊重組風險，因此，假設建構者是經濟學方面理性的人，其可能會選擇在mev高峰期審查blob，以保持區塊建置的低延遲。
我們提出了一個與blob 相關的區塊構建和mev-boost 數據收集工作，以及一個使用mev-commit 的blob 預確認實驗，並邀請社區中的rollup、relay、區塊構建者和發起者參與我們對EIP-4844 中blob 相關行為的意見表明，L1 blob 預先確認可以增強blob 市場帶來的功效，為L2 用戶提供更好的交易體驗，為rollup 在出現mev 條件下提供可靠的資源體驗，以及給rollup為中心的以太坊路線圖提供一個更穩定的未來。
理解Blob 市場
斑點交易
EIP-4844 引入了一種type3 交易（稱為blob 交易）。進行blob 的交易也類似於常規交易，但增加了blob 數據、KZG 承諾和證明。與標準以太坊交易相比，Blob 極大(約125 kB)，且比等量的calldata便宜。 Calldata的價格為每個非零位元組可16gas且大小變化；而blob資料的價格為每位元組1.04gas，且每個blob上限為131,072氣體。
斑點氣體機制
Blob 基礎氣體定價隨著定價網路的堵塞情況的費用而變化，這與EIP-1559 類似。主要機制差異在於，blob 基礎氣體的價格是基於Blob 使用數量，而EIP-1559 是基於上個區塊氣體的利用率變化（使用的gas數量之於目標gas數量而言）。目標Blob的數量是3（0.375 MB），每個區塊的最大數量是6（0.75 MB）。 Blob基礎gas價格簡單設定為1 wei 。
當提交一個blob交易時，發送者將提交max_fee_per_blob_gas作為他們願意為blob基礎gas費支付的最高價格，所有這些費用都將被納入考慮。 max_fee_per_blob_gas與type0和type2交易中的max_fee_per_gas類似。如果使用者想要提交額外的費用以預算其交易為主，那麼他們也會提交max_priority_fee。然而，max_priority_fee僅覆蓋交易中非blobgas部分。也就是說，這種blobgas費用機制下使用者不能直接提交blob預算小費給建構者。
（原文者註：關於4844費用機制原理分析，我們社群撰寫了更詳細的文章，請看這裡）
Blob 市場容量
在本節中，我們對2023年1月到2024年1月期間rollup網路的歷史交易活動進行了回測，以展示blob市場的結構。我們關注以太坊上最活躍的rollup的交易，並利用歷史數據它來了一個模擬實時的blob 市場。當然，這個市場正在積極成長，且blob 尚未在主網上線，論文使用了整個2023 年的歷史數據，旨在模擬的潛力。
基於rollup 的歷史調用資料活動，將其模擬在type3 交易的區塊空間中使用，我們可以看到blob 市場價格可以很容易地吸收rollup 的容量，而不是讓blob 市場價格超過blob 基礎氣體(即1衛）。
圖：基礎blob氣體每塊
儘管rollup向以太坊發布了更多數據，但大部分區塊數量仍低於目標blob數量，這保證了blobgas價格維持在較低水準。
圖：顏色越淺，代表資源特定數量blob 的區塊被建構的次數越多
💡 這意味著，blob 市場的calldata 前鋒將訂單（calldata 每位元組消耗16 天然氣，而blob 每位元組消耗1 天然氣），天然氣價格也將語音（calldata 的天然氣價格是gwei 等級的，而blob的gas價格是wei等級的），從而為rollup節省了兩層額外的成本。
Blob 市場不僅能夠輕鬆吸收目前匯總的數據可用性需求，還能使Blob 市場釋放更多的區塊空間，將Gas 頭部降低15-20% 以上。 Gas 頭部的降低相應地提高了使用者/搜尋者、建造者和驗證者的出價能力，並在EIP-4844 之前因價格過高而解鎖，並在外部的新mev 機會中被排除。
圖：EIP-4844對標準區塊空間的影響（基於2023年的數據）
Rollup 需要更多數據可用性
Rollup最大程度地影響著區塊中gas的使用情況，它們是目前以太坊區塊空間最大的一類gas用戶。 2023年，rollup在以太坊上儲存創造了歷史數量的交易數據，如下圖所示：
圖：保存在以太坊上的通話資料創歷史新高
下面的日均K線走勢圖顯示，rollup 開始關注它們所在每個區塊的15% 以上，直接影響了其他用戶的使用價格。
這種在黑天鵝出現，需求增加的情況下可能會進一步惡化。最近在2023年12月，銘文熱潮引起交易量過大，導致Arbitrum的定序器離線約一小時。當Arbitrum定序器恢復運作並開始發布已保存的狀態資料積壓時，定序器即壟斷了整個區塊空間，導致gas價格飆升至140gwei以上，消耗了所有區塊中高達90%的gas，使得網路在數小時內對大多數人產生影響用戶不可用。
在下一節中，我們將展開討論這種情況，在沒有需求大幅上漲的情況下，時間博弈（計時遊戲）和審查也可能如何影響這個市場。
Blob 市場面臨的挑戰：審查
Blob 交易的廣播
EIP-4844將每個信標區塊的頻寬需求最大增加約0.75 MB，42mgas，能夠容納額外多達6個blob到每個信標區塊。與永久儲存的calldata不同，blob在信標區塊中節點中持續存在的時間很短（截至2024年2月為18天），以保持網路文件狀態的成長在可控範圍內。
另外，blob 交易有多種網路表示形式——對於區塊建構者來說是一個blob 交易，對於驗證者來說是一個blob sidecar。 Blob sidecar 的設計是為了向前相容。
Blob 首先必須透過執行層進行廣播，然後再廣播至共識層。 **這表示建構者（而非驗證者）對blob 預留有最終發言權。 **提案者只能根據承諾/論證的無效在mev-boost 動態下排除blob 交易。
圖：執行驗證由建構者進行，認知驗證由驗證者進行
區塊建構者的視角
最近關於驗證者「時間博弈」（計時遊戲）的研究強調了延遲優化策略可以透過延遲區塊來使節點運營商產生最大化利潤。作者解釋說，這對鏈的健康生態。 Blob 交易透過增加不同數量的延遲（當blob sidecar進行廣播時）進一步複雜化了這個博弈。
Blob 交易實際上最大可能的交易規模類型。因為這個原因，導致這些交易的區塊傳播速度較慢，使得區塊建構者在贏得mev-boost 競標方面的競爭較弱。結果，這刺激了區塊建構者暫時甚至無限期地審查blob，以便他們可以以更高的頻率提交mev 出價。
ethpanda團隊一直在使用Xatu在測試網路上對真實世界的延遲進行測試。他們在全球多個地點（NYC、FRA、BLR、SYD）設置了觀察器，使用不同的以太坊認知用戶端（Prysm、Nimbus、 Lodestar 和Lighthouse) 來測量現實世界的延遲。 2024 年2 月20 日Holesky Blob 資料快照顯示，在整個mev 模擬中產生大量延遲。
區塊建構者贏得mev-boost 競標拍賣後，發起者必須等待blob sidecar 廣播，然後才能在區塊中的blob 進行驗證。下圖顯示，在樣本量為800 個blob sidecar 的情況下，單一blob sidecar廣播的最短時間約為400毫秒
K線走勢圖1. Blob 廣播時間vs 單一slot 包含的blob 數量
圖：資料量小是造成本資料集所描述的一些反直覺觀察結果的原因之一
下圖則展示了當等待更多blob sidecar 到達時的延遲變化。表中50% 的百分數(p50) 表明，記述了2 個blob 的區塊和記述了6 個blob 的區塊之間的延遲偏差約為225毫秒。
圖2.基於區塊分組的blob sidecar概覽中，第一個到達和最後一個到達的blob sidecar之間的時間差異
blob 廣播延遲會為區塊建構者帶來額外的區塊重組這種風險，當他們用blob 填滿自己的區塊時，經濟收益卻微乎其微。建構者可能會選擇排除/審查blob 交易，資料潛在的重組。如果區塊鏈包含大量mev，經濟理性的建構者需要透過rollup網路來適當補償這種風險。
關於Blob市場預算競價的使用者體驗
在這篇關於驗證者時間博弈研究的論文中指出，在mev-boost競價過程的升級中，更大的出價與更大的區塊相關。隨著出價和gas價格上漲，在後續的槽中會推斷如果基本費用增加，而提取量保持不變，建構者對提議者未來收入的出價空間就會減少。
譯者註：
(價值流入：MEV + 手續費
價值回流：調用的ETH + Proposer 的PriorityFee + builder 給Proposer 的小費+ builder 自身的收入)
也就是說，歸納的多了，自然給提議者的少。
預期的blob市場中，容量超過當前需求。被召回的blob基本費用將保持在非常小的數量級，即數十或幾十微。了解這一點對匯總來說至關重要：甚至支付了足夠的基礎Blob 市場基本費用低意味著blob 交易需要出價高出許多倍，才能刺激構建者壓縮此類交易。在這種情況下，blob 交易將不得不以更高的費用重新提交，導致用戶體驗不佳。
另外，由於EIP-4844下的初始blob市場沒有節省小費機制（例如blob優先gas費這樣的東西），這進一步加劇了用戶體驗問題，因為rollup無法直接出價競爭節省blob交易的空間。
我們來看一個交易例子，假設blob基礎gas費為10wei，計算出相同資料量的blob的頭部。要注意的是，這個例子假設有一個有效的資源的競價機制，可以對blob空間進行競價。
💡請查看範例交易：
Calldata – 129,998 位元組（129429 個非零位元組）~ 10.56 gwei 使用的2,094,140 Gas（10.55 gwei 基本價格+ .01 gwei 優先）= 0.022 ETH
Blob-128,000bytes~131,072gasusedat1gwei(10weibaseprice+.99999999gweipriorityfee)=0.000131072ETH
計算得出的結論是，如果rollup blob 市場，由於blob base Fee 較低，它們可以提交的出價可能會增加100 倍，同時還能節省150 倍以上的成本。較低的blob baseFee 帶來rollup 在節省開支的同時，也可提出增加補償出價。節省費用需要與區塊鏈現有的mev機會同樣具有補償，以補償建造者可能的重組風險，因此即使出價高出100倍也可能不夠。這是在沒有blob 預先確認的情況下。
透過mev-commit 實現blob 預確認
在這個時間賽局中，blob預先確認的作用主要是讓一些被預先確認的blob在mev模擬上可用。透過mev-commit，每個預先確認都能夠對交易自己的承諾做出。 ，然後就可以成功將這些數據授權給其他參與者（例如區塊建構者、中繼、定序器）。在MEV 模擬上其他參與者可用的預確認數據允許區塊建構者的負載發送匹配的負載負載。這個概念可以利用來創建預先確認的blob 備份列表，或由叢集協作建立type3 區塊空間。
因為提前預先確認了blob，區塊建構者可以在其插槽開始之前就建立未來開發的blob 的區塊。這種做法為定價提供了參考，並為建立一個強大的期貨市場打下了基礎。市場將不穩定rollup 提供更可靠的交易體驗預留，並使得區塊空間價格更加穩定。此外，mev-commit 的預確認競價為rollup 提供了更可靠的價格發現機制，因為rollup 可以即時更新其預判確認競價，然後重新提交整筆交易。
最後，允許一串blob並使用預先確認競價機制可以讓rollup們建立聯盟。預先確認競價可以滿足一串blob交易或聚合的blob中，rollup之間的共享競價能力和節約空間，有助於促進以太坊blob市場穩定方向和持續發展。
結論
總的來說，我們的研究表明，rollup的經濟性考慮正在改善，而新市場的出現則需要更多因素，包括時間博弈和缺乏小費機制的影響。對於強調我們的問題，現在就進入解決方案階段還為時過早，但由於mev-commit 已在Holesky 測試網上激活，我們可以輕鬆地與PBS 行為實體一起進行實驗。 Primev 將收集blob 對區塊建構和發起者延遲的相關影響數據，並希望了解潛在的行為模式。
雖然經濟性和用戶體驗是預先確認Type2交易的主要驅動力，但在EIP-4844下，rollup和以rollup為中心的以太生態坊系統的交易節約體驗、可靠性和穩定性將成為預確認blob的重要原因。我們嘗試使用blob 預確認器，它可以利用blob 預先確認和區塊建構者協調來改善Holesky 測試網路上的blob sidecar 廣播延遲問題。我們邀請社區參與這個實驗，因為將會為整個社區提供潛在的解決方案。
相關資料
EIP-4844 經濟學#1：深入EIP-4844 費用機制
https://ethconomicsresearchspace.substack.com/p/4844-economics-series-1-cn
PBS 環境中人為延遲的成本
https://arxiv.org/pdf/2312.09654.pdf
計時遊戲：影響和可能的緩解措施
https://ethresear.ch/t/timing-games-implications-and-possible-mitigations/17612
MEV-BOOST 整合建造商的結構優勢
https://arxiv.org/pdf/2311.09083.pdf
驗證器計時遊戲後EIP4844
https://ethresear.ch/t/validator-timing-game-post-eip4844/18129?u=murat
2023年1月到2024年1月期間總結網路的歷史數據
https://github.com/Evan-Kim2028/ethereum_block_explorer/tree/master/panel
什麼是mev 提交
https://docs.primev.xyz/concepts/overview/introduction
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