以太坊抗審查之路:BRAID 與FOCIL 誰更勝一籌?

作者:0xNatalie

在以太坊區塊生成和驗證過程中,建構者負責從交易池中選擇並排序交易,並透過拍賣機制將區塊提交給提案者。提議者則從這些提交的區塊中選擇一個區塊進行簽署並提議到區塊鏈上。由於提議者作為單一實體,具有最終選擇權,這就帶來了提議者與建構者之間可能勾結以審查交易的風險。

區塊鏈的核心價值之一在於其抗審查性,即任何人都可以在不受中心權威干涉的情況下進行交易。當提議者能夠控制哪些交易被包含在區塊中時,這項特性就會受到威脅。損害公平性和透明性。並且可以利用這種權力來操縱區塊中的交易順序,從而獲取額外的經濟利益,引發MEV 問題。

現有的抗審查解決方案

為應對這項挑戰,社群提出了多種抗審查解決方案,例如強制包含清單(FOCIL)。在FOCIL 機制中,每個slot(時間槽)都會隨機選出一組驗證者,組成包含清單委員會。這些委員會成員根據各自對交易池(mempool)的主觀視圖生成本地包含列表,並將其廣播。提議者則負責收集並聚合這些本地列表,形成一個聚合列表並包含在區塊中。這種機制確保了區塊的公正性,因為驗證者會依據先前廣播的本地列表來驗證聚合清單的正確性,只有符合共識規則的區塊才會被接受並添加到區塊鏈上。

除了FOCIL 之外,社群也討論了多個並發提議者(MCP)的方案。這個概念最早由 Max Resnick 在 Multiplicity 機制中提出,旨在透過引入多個平行區塊提議者分散權力,降低單一節點對交易審查的能力。在Multiplicity 機制中,每個驗證者都會從自己的交易池中選擇一部分交易,構成一個「特殊交易包」。這些驗證者將自己選定的交易包簽名並發送給當前輪的提議者。提議者收到後,需要將其中至少2/3 的交易包納入自己提議的區塊中。只有這樣,這個區塊才會被認為是有效的。這種機制確保了提議者無法單獨決定區塊內容,從而減少了審查的可能性。為了進一步激勵提議者公平地包含交易,此機制實施「條件性小費」規則,即只有那些包含了該交易的提議者才能分得交易小費。交易的小費不是自動地全部給到包含該交易的首個提議者,而是根據一定的條件分配給實際包含了這筆交易的所有提議者。這增加了審查成本,如果想要審查則需要賄賂所有包含了交易的提議者。

BRAID:改進後的MCP 實作方案

在Multiplicity 的基礎上,Max Resnick 進一步提出了BRAID,這是一個更複雜且更完善的MCP 實作。在Paradigm 舉行的主題為「DeFi in MEV Era」的研討會上,Max 介紹了 BRAID。 BRAID 透過讓多個提議者在不同的平行鏈上提出區塊,並利用同步共識機制保持鏈間一致性,從而實現MCP。每個鏈都有自己的提議者,所有提議者在同一slot 內同時發布他們的區塊。以太坊執行層將所有子鏈在該slot 內產生的區塊交易集合起來,形成一個執行區塊,並按照預定的規則對這些交易進行去重、排序並執行,從而降低任何單一實體操縱交易記錄的能力。

BRAID 的設計不會引入額外的角色,因此避免了激勵/懲罰機制帶來的複雜性,但其實施相對複雜,需要協調多個子鏈的同步和資料處理。

BRAID 機制的問題

Blockchain Capital 團隊 Jonahb 指出BRAID 機制中存在的一個問題:「條件小費」模型對流動性有要求,進而影響使用者體驗影響。這個模型是一種動態定價策略,要求使用者預備一定數量的流動性,以確保交易的抗審查性。用戶在提交交易時需要設定兩個小費值(T 和t)。最終實際支付的小費取決於包含交易的提議者數量。

  1. 較高的小費T:代表用戶為確保交易不被審查而願意支付的最高費用。目的是激勵提議者在沒有其他提議者願意包含交易時,選擇包含。最終如果只有一個提議者願意包含,則他獲得T。

  2. 較低的小費t:這是用戶設定的一個較低的金額,只要交易被多個提議者同時包含,用戶就只需要支付t。 t 會在多個提議者之間分攤。如果用戶不關心抗審查性,他們可以設定T=t 並將其交易僅發送給一位提議者。

然而,這種額外的流動性要求增加了參與區塊鏈交易的複雜性和成本,用戶需要在交易的當下多預留一筆資金,只為了確保交易的抗審查性。這些預留的資金在沒有實際使用之前,都是凍結的。

對此,Jonahb 提出了兩個解決方案:

  • Proof of Post-State Liquidity(後狀態流動性證明):用戶在提交交易時,提供一個證明,表明在交易執行後將擁有足夠的流動性來支付T(例如,交易後用戶會有$1M 的流動性)。這樣,即使交易前沒有足夠資金支付T,用戶也能透過證明在交易後能夠支付。這種方法的挑戰在於提議者必須在交易執行前了解交易的最終狀態,但大多數金融交易涉及共享狀態(如多個交易共享同一帳戶餘額),因此在交易排序確定前,提議者無法準確判斷交易後的狀態。這需要為每種交易類型提供客製化的證明,實操性較低。

  • Censorship Insurance(審查保險):引入第三方審查保險提供者(CI 提供者)為使用者的T 提供擔保。使用者為此支付一個保險費rT,其中r 基於交易被審查的可能性計算。此方案不僅降低了使用者立即準備大量流動性的需求,還可以透過CI 提醒使用者T 過低且有審查高風險。但建立一個用戶和CI 提供者之間的市場需要時間。

社群對FOCIL 與BRAID 的看法

以太坊客戶端Prysm 開發者 terence 認為 BRAID 的一個顯著優點是它不需要額外的參與者。在大多數包括FOCIL 在內的Inclusion List (IL)設計中,都需要一個額外的參與者,這增加了以太坊時隙中的時間約束,例如提交IL 的時間、更新出價的時間以及驗證者檢查IL 的時間。不過FOCIL 方案比起BRAID 實施起來更為簡單、更靈活。

Paradigm 研究員 Dan Robinson 讚賞 BRAID 在交易優先順序上的設計,而不是由領導者(單一提議者)自行決定,有效緩解MEV。此外,BRAID 中的條件小費機制激勵非審查行為,這些在FOCIL 中並沒有體現。

開發者 Dev 相比MCP 更喜歡 FOCIL,他認為FOCIL 在提供強大的抗抵抗力和簡化實現方面更具優勢。並提供了一些改進方案使得FOCIL 更容易實現。

以太坊研究員barnabe.eth 認為FOCIL 是一種相當通用且具有可擴展性的機制,他承認BRAID 有可能在某些方面改善FOCIL 所提供的保證,但對完全放棄基於領導者的模型持謹慎態度,認為目前這還不是共識,需要更多工作來證明其可行性。

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