Автор: основатель Ethereum Виталик; перевод: Дэн Тун, Золотая экономика
Примечание: Данная статья является третьей частью серии статей, опубликованных основателем Ethereum Виталиком, под названием "Будущее развития протокола Ethereum, часть 3: Чума". Вторую часть можно найти на сайте Jinse Finance "Виталик: Как должен развиваться протокол Ethereum на этапе Surge", первую часть можно найти "Какие еще улучшения возможны для PoS Ethereum". Ниже представлена полная версия третьей части:
Одним из крупнейших рисков, с которыми сталкивается Ethereum L1, является централизация доказательства доли из-за экономического давления. Если в основном механизме доказательства доли существуют экономии на масштабе, это, естественно, приведет к доминированию крупных заинтересованных сторон, в то время как мелкие заинтересованные стороны будут выходить и присоединяться к крупным пулам. Это приводит к более высокому риску атак 51%, проверки транзакций и других кризисов. Кроме рисков централизации, существует также риск извлечения ценности: небольшая группа людей получает ту ценность, которая изначально должна была перейти к пользователям Ethereum.
В прошлом году наше понимание этих рисков значительно увеличилось. Как известно, этот риск существует в двух ключевых местах: (i) построение блоков и (ii) правила стейкинга капитала. Более крупные участники могут запускать более сложные алгоритмы («извлечение MEV»), чтобы генерировать блоки, что приносит им более высокий доход от блоков. Крупные участники также могут более эффективно решать проблему блокировки средств, освобождая средства в виде ликвидных стейкинг-токенов (LST) для других. Кроме прямых проблем между мелкими и крупными стейкерами, также существует вопрос о том, будет ли (или уже есть) слишком много стейкинга ETH.
В этом году в строительстве блокчейна достигнуты значительные успехи, наиболее заметным из которых является интеграция "списка, включающего комитет, и некоторых целевых решений по сортировке" как идеального решения, а также важные исследования экономики доказательства доли, включая модель стейкинга с двумя уровнями и сокращение объема выпуска для ограничения процента стейкинга ETH.
Ключевая цель The Scourge
Стараться уменьшить риски централизации на слое стейкинга Эфира (особенно в отношении построения блоков и поставок капитала, которые также называются MEV и стейкинг-пулами)
Постараться минимизировать риск чрезмерного извлечения ценности от пользователей.
Эта статья состоит из трех частей
Исправление конструирования блока (Fixing the block construction pipeline)
Исправление экономики стейкинга
Решения на уровне приложений (Application-layer solutions)
Исправление построения блока
Какую проблему мы собираемся решить?
В настоящее время построение блоков в Ethereum в основном осуществляется через отделение пропсер-билдера вне протокола MEVBoost. Когда валидаторы имеют возможность предложить блок, они передают работу по выбору содержимого блока специализированным участникам, называемым строителями. Задача выбора содержимого блока, максимизирующего доход, является капиталоемкой: требуется специализированный алгоритм для определения, какие транзакции следует включить, чтобы извлечь максимальную ценность из финансовых инструментов на цепочке и взаимодействующих с ними пользовательских транзакций (это называется «извлечение MEV»). Валидаторы сталкиваются с относительно легкой задачей «dumb-pipe», заключающейся в прослушивании ставок и принятии самой высокой ставки, а также в других обязанностях, таких как доказательство.
Программная схема того, что делает MEVBoost: специализированные строители выполняют красные задачи, а заинтересованные стороны - синие задачи.
Существует несколько версий, включая "разделение предложителя и строителя" (PBS) и "разделение доказателя и предложителя" (APS). Различия между ними касаются тонкостей, а именно, какие обязанности возложены на одного из двух участников: грубо говоря, в PBS валидаторы по-прежнему предлагают блоки, но получают полезную нагрузку от строителей, тогда как в APS вся ячейка становится ответственностью строителя. В последнее время APS предпочитают PBS, поскольку она дополнительно снижает мотивацию предложителя находиться в одном месте со строителем. Обратите внимание, что APS применяется только к исполняемым блокам, содержащим транзакции; блоки консенсуса, содержащие данные, связанные с доказательством доли (например, доказательства), по-прежнему будут случайным образом распределены между валидаторами.
Это разделение полномочий способствует сохранению децентрализованности валидаторов, но имеет важную цену: участники, выполняющие "специальные" задачи, могут легко стать очень централизованными. Это то, как строится блоки Ethereum сегодня:
Два участника выбирают содержание примерно 88% блоков Эфира. Что если эти два участника решат проверить транзакции? Ответ не так уж плох, как кажется: они не могут перестраивать блоки, поэтому вам вовсе не нужно 51% проверки, чтобы предотвратить включение транзакций: вам нужно 100%. При механизме проверки в 88% пользователям в среднем нужно ждать 9 слотов (технически, в среднем 114 секунд, а не 6 секунд). Для некоторых случаев ожидание некоторых транзакций в две минуты или даже пять минут вполне приемлемо. Но для других случаев, таких как ликвидации DeFi, даже возможность задержать включение транзакций других людей на несколько блоков представляет собой значительный риск манипуляции рынком.
Стратегии, которые строители блоков могут использовать для максимизации доходов, также могут иметь другие негативные последствия для пользователей. "Сэндвич-атаки" могут привести к тому, что пользователи, совершающие токеновые сделки, понесут значительные убытки из-за проскальзывания. Для того чтобы заблокировать атаки, связанные с этими сделками, увеличиваются цены на газ для других пользователей.
Что это такое и как это работает?
Ведущее решение заключается в дальнейшем разбиении задач по производству блоков: мы передадим задачи выбора транзакций обратно предложителям (т.е. ставщикам), а строители смогут только выбирать порядок и вставлять некоторые свои транзакции. Вот что хочет сделать список включения.
В момент времени T случайно выбранный стейкер создает список, который содержит сделки, действительные в текущем состоянии блокчейна на момент времени T. В момент времени T+1 строитель блока (возможно, выбранный заранее через механизм аукциона в протоколе) создает блок. Этот блок должен содержать каждую сделку из списка, но они могут выбирать порядок и добавлять свои собственные сделки.
Предложение по принудительному включению списка выбора форков (FOCIL) включает в себя комитет, состоящий из нескольких создателей списка включения для каждого блока. Чтобы задержать транзакцию на один блок, k создателей списка включения из k (например, k = 16) должны просмотреть эту транзакцию. FOCIL в сочетании с окончательным предложителем, выбранным через аукцион, требует включения списка, но может быть переработан и добавлены новые транзакции, обычно называемые "FOCIL + APS".
Другим способом решения этой проблемы является несколько параллельных предложителей (MCP) решений, таких как BRAID. BRAID пытается избежать разделения ролей предложителей блоков на часть с низкой экономией масштаба и часть с высокой экономией масштаба, а вместо этого старается распределить процесс производства блоков между многими участниками, так что каждый участник-предложитель должен иметь лишь среднюю степень сложности, чтобы максимизировать свои доходы. Работа MCP заключается в том, чтобы позволить k параллельным предложителям генерировать списки транзакций, а затем использовать детерминированный алгоритм (например, сортировку по комиссии от высокой к низкой) для выбора порядка.
BRAID не стремится к тому, чтобы реализовать предложение о dumb-pipe блоке, работающем на стандартном программном обеспечении, как лучшую цель. Две легко понимаемые причины, по которым это невозможно, следующие:
Атака арбитража через отстающего участника: Предположим, что среднее время, в течение которого подается предложение, составляет T, а время, когда вы в последний раз можете подать и все еще быть включенным, составляет примерно T+1. Теперь предположим, что на централизованной бирже цена ETH/USDC изменяется с 2500 долларов до 2502 долларов между T и T+1. Предлагающий может подождать еще секунду, а затем добавить дополнительные сделки для арбитража на децентрализованной бирже, получая до 2 долларов прибыли за каждый ETH. Опытные предлагающие, имеющие хорошее соединение с сетью, более способны на это.
Эксклюзивный ордерный поток: Пользователи имеют стимул отправлять сделки непосредственно одному предложителю, чтобы минимизировать их уязвимость к атаке фронт-раннинга и другим атакам. Опытные предложители имеют преимущество, так как могут создать инфраструктуру для принятия этих сделок, поступающих непосредственно от пользователей, и у них есть более сильная репутация, поэтому пользователи, отправляющие сделки, могут доверять, что предложитель не предаст и не совершит фронт-раннинг (это может смягчить использование доверенного оборудования, но у доверенного оборудования есть свои предположения о доверии.)
В BRAID доказатель может по-прежнему разделяться и работать как функция dumb-pipe.
Кроме этих двух крайностей, существует ряд возможных дизайнов, находящихся между ними. Например, вы можете проводить аукцион только на право прикрепления к блоку, без права перераспределения или предварительного размещения. Вы даже можете позволить им прикрепляться или размещаться заранее, но не вставлять между ними или перераспределять. Привлекательность этих технологий заключается в том, что победители на аукционном рынке могут быть очень сосредоточены, поэтому снижение их авторитета имеет много преимуществ.
шифрование пула памяти
Ключевой технологией для успешного внедрения множества таких дизайнов (в частности, версий BRAID или APS, в которых существуют строгие ограничения на функции аукциона) является криптографический мемпул. Криптографический мемпул — это технология, при которой пользователи транслируют свои сделки в зашифрованном виде и прилагают к ним некое доказательство действительности, а сделки в зашифрованном виде включаются в блок, при этом строители блоков не знают их содержания. Содержание сделок публикуется позже.
Основная проблема реализации зашифрованного пула памяти заключается в разработке дизайна, который гарантировал бы, что все транзакции будут раскрыты позже: простая схема "представления и раскрытия" не сработает, поскольку, если раскрытие является добровольным, то выбор раскрытия или нераскрытия сам по себе оказывает влияние "последнего толчка" на блоки, которые могут быть использованы. Две основные технологии - это (i) пороговое расшифрование и (ii) задержанное шифрование, которое является примитивом, тесно связанным с проверяемой задержанной функцией (VDF).
С какими существующими исследованиями это связано?
Объяснение MEV и централизации строителей:
MEVБостока:
Заслуженные PBS (ранее предложенные решения для этих проблем):
Список литературы, связанной с включенным списком Майка Нойдера:
Содержит список EIP:
ФОЦИЛ:
Демонстрация BRAID от Макса Ресника:
"Приоритет — это то, что вам нужно", автор: Dan Robinson:
О многосторонних инструментах и протоколах:
VDFResearch.org:
Проверяемая функция задержки и атаки (особое внимание уделяется настройке RANDAO, но также применимо к криптографическим пулу памяти):
MEV выполнение билетного захвата и децентрализация:
APS централизованный:
Много блоков MEV и список включения:
Что еще нужно сделать, что нужно взвесить?
Мы можем рассматривать все вышеперечисленные схемы как различные способы разделения прав на участие в ставках, расположенные в порядке от более низкой экономики масштаба ("глупая труба") до более высокой экономики масштаба ("дружелюбная специализация"). До 2021 года все эти права были объединены в одном участнике:
Ключевая проблема заключается в том, что любая значительная власть, которая все еще находится в руках заинтересованных сторон, в конце концов может стать властью, связанной с "MEV". Мы надеемся, что группа высоко децентрализованных участников будет обладать как можно большей властью; это означает (i) передачу значительной власти заинтересованным сторонам и (ii) обеспечение максимально возможной децентрализации заинтересованных сторон, что означает, что у них почти нет стимулов к консолидации, движимым экономией масштаба. Это трудная напряженность для решения.
Особая проблема заключается в многоблочном MEV: в некоторых случаях победитель аукциона, если он захватывает несколько слотов подряд и не позволяет проводить какие-либо транзакции, связанные с MEV, в блоках, кроме последнего, который они контролируют, может заработать больше денег. Если список включения заставляет их это делать, они могут попытаться обойти это, вообще не публикуя никаких блоков в эти промежутки времени. Люди могут создать безусловный список включения, и если строитель его не предоставляет, этот список включения станет частью блока, но это делает список включения связанным с MEV. Возможное решение здесь может включать некоторые компромиссы, включая принятие некоторых низкоуровневых стимулов для подкупа людей за включение транзакций в список включения.
Мы можем посмотреть FOCIL + APS следующим образом. Стейкеры продолжают обладать правами на левую часть спектра, в то время как правая часть спектра выставляется на аукцион для самого высокого ставщика.
BRAID совершенно отличается. Часть "стейкеров" больше, но она делится на две части: легкие стейкеры и тяжелые стейкеры. В то же время, поскольку транзакции упорядочены по убыванию приоритетных сборов, выбор на вершине блока фактически аукционируется через рынок сборов, эта схема может считаться аналогичной PBS.
Пожалуйста, обратите внимание, что безопасность BRAID в значительной степени зависит от зашифрованного пула памяти; в противном случае механизм аукциона на вершине блока может легко подвергнуться атакам по краже стратегии (по сути: копирование чужих транзакций, замена адреса получателя и уплата высокой комиссии в размере 0,01%). Этот спрос на предварительное включение конфиденциальности также является причиной, по которой реализация PBS оказывается такой сложной.
Наконец, более «радикальная» версия FOCIL + APS, например. APS определяет только варианты в конце блока, как показано ниже:
Основная задача заключается в том, чтобы (i) сосредоточиться на укреплении различных предложений и анализе их последствий, а также (ii) сочетать этот анализ с пониманием целей сообщества Ethereum, то есть какую форму централизации оно будет терпеть. Каждое отдельное предложение также требует выполнения некоторых работ, например:
Продолжайте работать над дизайном крипто-пулов памяти и достигните такой степени: наш дизайн как надежен, так и довольно прост, и, похоже, уже готов к интеграции.
Оптимизация нескольких дизайнов с включенными списками, чтобы гарантировать, что (i) не будет тратить данные, особенно в контексте включенных списков с blob, а также (ii) для дружелюбия к безстатусным валидаторам.
Дополнительная работа по оптимальному дизайну аукциона APS.
Кроме того, стоит отметить, что эти различные предложения не обязательно являются несовместимыми разветвлениями. Например, внедрение FOCIL + APS может легко служить ступенькой для реализации BRAID. Эффективной консервативной стратегией является подход "выжидания", когда мы сначала реализуем одно решение, в котором полномочия ставщиков ограничены, а большая часть полномочий выставляется на аукцион, а затем со временем, по мере того как мы больше узнаем о работе рынка MEV в реальной сети, постепенно увеличиваем полномочия заинтересованных сторон.
Особенно централизованная проблема ставок заключается в том, что:
Централизация строительства блоков (этот раздел)
Централизация стейкинга по экономическим причинам (следующий раздел)
Централизация стейкинга из-за минимального лимита в 32 Эфир (решается с помощью Orbit или других технологий; см. посты о слиянии)
Централизация стекинга из-за требований к оборудованию (решено в Verge через безсостояние клиентов и позднее ZK-EVM)
Решение любой из этих четырех проблем увеличит выгоду от решения любой другой проблемы.
Кроме того, существует взаимодействие между конвейерами сборки блоков и окончательным дизайном с единственным временным интервалом, особенно когда речь идет о попытках сократить время временного интервала. Многие дизайны конвейеров сборки блоков в конечном итоге увеличивают время временного интервала. Многие конвейеры сборки блоков включают роль удостоверяющего лица на нескольких этапах процесса. Поэтому стоит одновременно учитывать как конвейеры сборки блоков, так и единую окончательность.
Исправление экономики стейкинга
Какую проблему мы собираемся решить?
В настоящее время примерно 30% предложения ETH активно ставится. Этого достаточно, чтобы защитить Ethereum от атаки 51%. Если доля ставящегося ETH станет еще больше, исследователи опасаются появления различных ситуаций: если почти все ETH будут поставлены, возникнут риски. Эти риски включают:
Стейкинг превратился из прибыльной задачи для экспертов в обязанность для всех держателей ETH. Поэтому обычные стейкеры будут менее заинтересованы и выберут самый простой способ (на самом деле, делегируя свои токены самому удобному централизованному оператору).
Если почти все Эфир будут заложены, то надежность механизма снижения будет ослаблена.
Один токен ликвидного стейкинга может захватить большую часть акций, даже захватить «денежный» сетевой эффект ETH.
Ethereum ежегодно ненужно дополнительно выпускает около 1 миллиона ETH. В случае, если токен ликвидного стейкинга получит доминирующий сетевой эффект, значительная часть этой ценности может быть захвачена LST.
Что это такое и как это работает?
Исторически сложилось так, что одним из решений является: если каждый неизбежно будет участвовать в стейкинге, и если ликвидные стейкинговые токены неизбежны, давайте сделаем стейкинг более удобным для получения по сути доверенных, нейтральных и максимально децентрализованных ликвидных стейкинговых токенов. Один из простых способов - ограничить наказание за стейкинг до 1/8, что сделает 7/8 стейкингового ETH неделимыми, таким образом они будут иметь право на участие в тех же ликвидных стейкинговых токенах. Другой вариант - явно создать двухуровневый стейкинг: "принимающий риск" (делимый) стейкинг.
Однако критика этого подхода заключается в том, что он экономически эквивалентен гораздо более простой вещи: если доля акций близка к заранее установленному лимиту, то значительно сокращается объем выпуска. Основной аргумент заключается в том, что если мы в конечном итоге окажемся в мире, где уровень доходности рискованного слоя составляет 3.4%, а уровень доходности безрискового слоя (где участвует каждый) составляет 2.6%, то это фактически эквивалентно миру, где доходность от стейкинга Эфира составляет 0.8%, а просто держание Эфира дает 0%. Динамика рискованного слоя, включая общий объем стейкинга и степень централизации, в обоих случаях одинакова. Поэтому нам следует сделать простые вещи и сократить объем выпуска.
Основной контраргумент к этой точке зрения заключается в том, можем ли мы сделать "безрисковый уровень" все еще полезным и с определенной степенью риска (например, как это предложил Данкрат).
Обе эти рекомендации означают изменение кривой эмиссии, если количество акций слишком велико, то доходность будет крайне низкой.
Слева: Предложение по корректировке кривой эмиссии от Джастина Дрейка. Справа: Другая группа предложений от Андерса Эловссона.
С другой стороны, двухуровневое стейкинг требует настройки двух кривых доходности: (i) доходности «базового» (безрискового или низкорискового) стейкинга и (ii) премии за риск стейкинга. Существует несколько способов настройки этих параметров: например, если вы установите жесткий параметр, что 1/8 прав на участие может быть уменьшено, тогда рыночная динамика определит премию за доходность прав на участие, которые могут быть уменьшены.
Другой важной темой здесь является захват MEV. В настоящее время доход от MEV (например, арбитраж DEX, сэндвичи...) поступает к предложителям, то есть к ставщикам. Это доход, который полностью "непрозрачен" для протокола: протокол не может знать, является ли это 0.01% годовых, 1% годовых или 20% годовых. С различных точек зрения наличие этого источника дохода весьма неудобно:
Это нестабильный источник дохода, так как каждый заинтересованный участник может получить его только при создании блока, что происходит примерно раз в 4 месяца. Это стимулирует людей присоединяться к фондам для получения более стабильного дохода.
Это приводит к неравномерному распределению стимулов: слишком много предложений, слишком мало доказательств.
Это делает предел долевого участия трудным для реализации: даже если «официальная» доходность равна нулю, только доходы от MEV могут быть достаточны, чтобы подтолкнуть всех держателей ETH к стейкингу. Поэтому реальные предложения по пределу долевого участия на самом деле должны делать доходность близкой к отрицательной бесконечности. Это создает больше рисков для стейкеров, особенно для индивидуальных стейкеров.
Мы можем решить эти проблемы, найдя способ сделать доходы от MEV четко видимыми в протоколе и захватив их. Первоначальное предложение состояло в MEV smoothing от Франческо; сегодня общепринято, что любая механика, предлагющая права на предварительную аукционную продажу прав на блок (или, более общо, обладающая достаточной властью, чтобы захватить почти все MEV), может достичь той же цели.
Какие связи с существующими исследованиями?
Эмиссия wtf:
Экономика стейкинга Endgame, кейс позиционирования:
уровень выпуска атрибутов, Anders Elowsson:
Ограничение размера настройки валидатора:
Размышления о концепции многоуровневого стейкинга:
Радужное стекинг:
Предложение по ликвидному стейкингу Dankrad:
MEV сглаживание, автор: Francesco:
MEV burn, Джастин Дрейк:
Что еще нужно сделать, что нужно взвесить?
Оставшаяся основная задача заключается в том, чтобы либо согласиться не предпринимать никаких действий и принять риск, что почти все ETH находятся в LST, либо окончательно согласовать детали и параметры одного из вышеупомянутых предложений. Примерное резюме доходов и рисков выглядит следующим образом:
Как это взаимодействует с другими частями дорожной карты?
Важная точка пересечения связана с индивидуальным ставками. В настоящее время самый дешевый VPS, который может запустить узел Эфира, стоит около 60 долларов в месяц, главным образом из-за стоимости хранения на жестком диске. Для ставящих 32 ETH (на момент написания статьи это 84,000 долларов) это приведет к снижению APY (60 * 12) / 84000 ~= 0.85%. Если общий доход от ставок ниже 0.85%, то для многих, находящихся на этом уровне, индивидуальная ставка становится невозможной.
Если мы хотим, чтобы отдельное ставление оставалось жизнеспособным, это еще больше подчеркивает необходимость снижения операционных затрат узлов, что будет достигнуто в Verge: отсутствие состояния устранит требования к пространству для хранения, что само по себе может быть достаточно, затем доказательство эффективности L1 EVM сделает затраты незначительными.
С другой стороны, уничтожение MEV можно сказать, что способствует индивидуальному стейкингу. Хотя это снижает доходность для всех, более важно то, что это уменьшает дисперсию, что делает стейкинг больше не похожим на лотерею.
Наконец, любые изменения в эмиссии будут взаимодействовать с другими основными изменениями в дизайне стейкинга (например, радужный стейкинг). Особый вопрос, на который стоит обратить внимание, заключается в том, если вознаграждение за стейкинг станет очень низким, это означает, что нам придется сделать выбор между двумя вариантами: (i) уменьшением жесткости наказаний, что снизит сдерживающие факторы для плохого поведения; (ii) поддержанием высокой жесткости наказаний, что может привести к ситуации, когда даже добросовестные валидаторы, если они столкнутся с техническими проблемами или атаками, могут неожиданно получить отрицательные вознаграждения.
Решения на уровне приложений
В вышеуказанной части основное внимание уделяется изменениям Ethereum L1, которые могут решить важные риски централизации. Однако Ethereum - это не только L1, это экосистема, в которой есть важные стратегические уровни приложений, которые могут помочь смягчить указанные риски. Некоторые примеры включают:
Специальные решения для стейкинга на аппаратном уровне —— Некоторые компании (например, Dappnode) продают специально разработанное оборудование, чтобы максимально упростить работу с нодами стейкинга. Один из способов сделать это решение более эффективным — задать вопрос: какие другие услуги (для пользователей или других) оно может предоставить, если пользователь уже потратил усилия на запуск устройства и подключение к интернету, чтобы извлечь выгоду из децентрализации? Примеры, которые мне приходят на ум, включают (i) запуск локально управляемого магистратуры по юридическим причинам по причинам самообладания и конфиденциальности, а также (ii) запуск узлов децентрализованной VPN.
Командная ставка —— Это решение от Obol позволяет нескольким людям совместно ставить в формате M-of-N. Со временем это может стать все более популярным, поскольку безсостояние и последующее доказательство эффективности L1 EVM уменьшат затраты на запуск большего количества узлов, и преимущества постоянного онлайн-режима для каждого участника начнут доминировать. Это еще один способ уменьшить когнитивные затраты на ставку и гарантировать, что индивидуальная ставка будет процветать в будущем.
Аирдроп —— Starknet предоставляет аирдроп отдельным ставщикам. Другие проекты, которые хотят иметь децентрализованную и единую по ценностям пользовательскую базу, также могут рассмотреть возможность предоставления аирдропа или скидок верификаторам, которые были определены как потенциальные индивидуальные держатели активов.
Децентрализованный рынок построения блоков — с использованием комбинации ZK, MPC и TEE можно создать децентрализованный строитель блоков, участвовать и выигрывать в игре аукциона APS, при этом предоставляя предварительное подтверждение конфиденциальности и гарантии антицензуры для своих пользователей. Это еще один способ улучшить благосостояние пользователей в мире APS.
Минимизация MEV на уровне приложений — отдельные приложения могут строиться с меньшими «утечками» MEV на L1, что уменьшает мотивацию создателей блоков разрабатывать специальные алгоритмы для сбора MEV. Простая, но универсальная стратегия заключается в том, чтобы контракт помещал все входящие операции в очередь и выполнял их в следующем блоке, а также проводил аукцион на право вставки в очередь, хотя это неудобно и разрушает совместимость. Другие более сложные методы включают в себя выполнение большего количества работы вне цепи, например, как это делает Cowswap. Оракулы также могут быть переработаны, чтобы минимизировать извлекаемую оракулом ценность.
Особая благодарность за отзывы и рецензии Джастину Дрейку, Каспару Шварц-Шиллингу, Филу Дайану, Дэну Робинсону, Чарли Нойсу и Максу Реснику, а также за обсуждения в сообществе ethstakers.
Содержание носит исключительно справочный характер и не является предложением или офертой. Консультации по инвестициям, налогообложению или юридическим вопросам не предоставляются. Более подробную информацию о рисках см. в разделе «Дисклеймер».
Виталик: ключевая цель этапа The Scourge Ethereum
Автор: основатель Ethereum Виталик; перевод: Дэн Тун, Золотая экономика
Примечание: Данная статья является третьей частью серии статей, опубликованных основателем Ethereum Виталиком, под названием "Будущее развития протокола Ethereum, часть 3: Чума". Вторую часть можно найти на сайте Jinse Finance "Виталик: Как должен развиваться протокол Ethereum на этапе Surge", первую часть можно найти "Какие еще улучшения возможны для PoS Ethereum". Ниже представлена полная версия третьей части:
Одним из крупнейших рисков, с которыми сталкивается Ethereum L1, является централизация доказательства доли из-за экономического давления. Если в основном механизме доказательства доли существуют экономии на масштабе, это, естественно, приведет к доминированию крупных заинтересованных сторон, в то время как мелкие заинтересованные стороны будут выходить и присоединяться к крупным пулам. Это приводит к более высокому риску атак 51%, проверки транзакций и других кризисов. Кроме рисков централизации, существует также риск извлечения ценности: небольшая группа людей получает ту ценность, которая изначально должна была перейти к пользователям Ethereum.
В прошлом году наше понимание этих рисков значительно увеличилось. Как известно, этот риск существует в двух ключевых местах: (i) построение блоков и (ii) правила стейкинга капитала. Более крупные участники могут запускать более сложные алгоритмы («извлечение MEV»), чтобы генерировать блоки, что приносит им более высокий доход от блоков. Крупные участники также могут более эффективно решать проблему блокировки средств, освобождая средства в виде ликвидных стейкинг-токенов (LST) для других. Кроме прямых проблем между мелкими и крупными стейкерами, также существует вопрос о том, будет ли (или уже есть) слишком много стейкинга ETH.
! 7ielotlxBFjHK2R5LHbB0nUDyLrUOq6ZnU3KTtNm.jpeg
Дорожная карта Scourge 2023 года
В этом году в строительстве блокчейна достигнуты значительные успехи, наиболее заметным из которых является интеграция "списка, включающего комитет, и некоторых целевых решений по сортировке" как идеального решения, а также важные исследования экономики доказательства доли, включая модель стейкинга с двумя уровнями и сокращение объема выпуска для ограничения процента стейкинга ETH.
Ключевая цель The Scourge
Эта статья состоит из трех частей
Исправление построения блока
Какую проблему мы собираемся решить?
В настоящее время построение блоков в Ethereum в основном осуществляется через отделение пропсер-билдера вне протокола MEVBoost. Когда валидаторы имеют возможность предложить блок, они передают работу по выбору содержимого блока специализированным участникам, называемым строителями. Задача выбора содержимого блока, максимизирующего доход, является капиталоемкой: требуется специализированный алгоритм для определения, какие транзакции следует включить, чтобы извлечь максимальную ценность из финансовых инструментов на цепочке и взаимодействующих с ними пользовательских транзакций (это называется «извлечение MEV»). Валидаторы сталкиваются с относительно легкой задачей «dumb-pipe», заключающейся в прослушивании ставок и принятии самой высокой ставки, а также в других обязанностях, таких как доказательство.
! AvtjVqLFCSALj46Klz3XhaeXPQqKDDkOsjGKfRur.jpeg
Программная схема того, что делает MEVBoost: специализированные строители выполняют красные задачи, а заинтересованные стороны - синие задачи.
Существует несколько версий, включая "разделение предложителя и строителя" (PBS) и "разделение доказателя и предложителя" (APS). Различия между ними касаются тонкостей, а именно, какие обязанности возложены на одного из двух участников: грубо говоря, в PBS валидаторы по-прежнему предлагают блоки, но получают полезную нагрузку от строителей, тогда как в APS вся ячейка становится ответственностью строителя. В последнее время APS предпочитают PBS, поскольку она дополнительно снижает мотивацию предложителя находиться в одном месте со строителем. Обратите внимание, что APS применяется только к исполняемым блокам, содержащим транзакции; блоки консенсуса, содержащие данные, связанные с доказательством доли (например, доказательства), по-прежнему будут случайным образом распределены между валидаторами.
Это разделение полномочий способствует сохранению децентрализованности валидаторов, но имеет важную цену: участники, выполняющие "специальные" задачи, могут легко стать очень централизованными. Это то, как строится блоки Ethereum сегодня:
! IzWXqvb473efo5KuGSwc7QZpN7GqQL548DZ5HhsH.jpeg
Два участника выбирают содержание примерно 88% блоков Эфира. Что если эти два участника решат проверить транзакции? Ответ не так уж плох, как кажется: они не могут перестраивать блоки, поэтому вам вовсе не нужно 51% проверки, чтобы предотвратить включение транзакций: вам нужно 100%. При механизме проверки в 88% пользователям в среднем нужно ждать 9 слотов (технически, в среднем 114 секунд, а не 6 секунд). Для некоторых случаев ожидание некоторых транзакций в две минуты или даже пять минут вполне приемлемо. Но для других случаев, таких как ликвидации DeFi, даже возможность задержать включение транзакций других людей на несколько блоков представляет собой значительный риск манипуляции рынком.
Стратегии, которые строители блоков могут использовать для максимизации доходов, также могут иметь другие негативные последствия для пользователей. "Сэндвич-атаки" могут привести к тому, что пользователи, совершающие токеновые сделки, понесут значительные убытки из-за проскальзывания. Для того чтобы заблокировать атаки, связанные с этими сделками, увеличиваются цены на газ для других пользователей.
Что это такое и как это работает?
Ведущее решение заключается в дальнейшем разбиении задач по производству блоков: мы передадим задачи выбора транзакций обратно предложителям (т.е. ставщикам), а строители смогут только выбирать порядок и вставлять некоторые свои транзакции. Вот что хочет сделать список включения.
! r2Te1bi0MtSWOHNbbZVGcR78mKIqAxpHTlJXOMIO.jpeg
В момент времени T случайно выбранный стейкер создает список, который содержит сделки, действительные в текущем состоянии блокчейна на момент времени T. В момент времени T+1 строитель блока (возможно, выбранный заранее через механизм аукциона в протоколе) создает блок. Этот блок должен содержать каждую сделку из списка, но они могут выбирать порядок и добавлять свои собственные сделки.
Предложение по принудительному включению списка выбора форков (FOCIL) включает в себя комитет, состоящий из нескольких создателей списка включения для каждого блока. Чтобы задержать транзакцию на один блок, k создателей списка включения из k (например, k = 16) должны просмотреть эту транзакцию. FOCIL в сочетании с окончательным предложителем, выбранным через аукцион, требует включения списка, но может быть переработан и добавлены новые транзакции, обычно называемые "FOCIL + APS".
Другим способом решения этой проблемы является несколько параллельных предложителей (MCP) решений, таких как BRAID. BRAID пытается избежать разделения ролей предложителей блоков на часть с низкой экономией масштаба и часть с высокой экономией масштаба, а вместо этого старается распределить процесс производства блоков между многими участниками, так что каждый участник-предложитель должен иметь лишь среднюю степень сложности, чтобы максимизировать свои доходы. Работа MCP заключается в том, чтобы позволить k параллельным предложителям генерировать списки транзакций, а затем использовать детерминированный алгоритм (например, сортировку по комиссии от высокой к низкой) для выбора порядка.
! XniRshdgUP88MpqFF5pD6JIRk02b89dsF2hlcwU2.jpeg
BRAID не стремится к тому, чтобы реализовать предложение о dumb-pipe блоке, работающем на стандартном программном обеспечении, как лучшую цель. Две легко понимаемые причины, по которым это невозможно, следующие:
В BRAID доказатель может по-прежнему разделяться и работать как функция dumb-pipe.
Кроме этих двух крайностей, существует ряд возможных дизайнов, находящихся между ними. Например, вы можете проводить аукцион только на право прикрепления к блоку, без права перераспределения или предварительного размещения. Вы даже можете позволить им прикрепляться или размещаться заранее, но не вставлять между ними или перераспределять. Привлекательность этих технологий заключается в том, что победители на аукционном рынке могут быть очень сосредоточены, поэтому снижение их авторитета имеет много преимуществ.
шифрование пула памяти
Ключевой технологией для успешного внедрения множества таких дизайнов (в частности, версий BRAID или APS, в которых существуют строгие ограничения на функции аукциона) является криптографический мемпул. Криптографический мемпул — это технология, при которой пользователи транслируют свои сделки в зашифрованном виде и прилагают к ним некое доказательство действительности, а сделки в зашифрованном виде включаются в блок, при этом строители блоков не знают их содержания. Содержание сделок публикуется позже.
Основная проблема реализации зашифрованного пула памяти заключается в разработке дизайна, который гарантировал бы, что все транзакции будут раскрыты позже: простая схема "представления и раскрытия" не сработает, поскольку, если раскрытие является добровольным, то выбор раскрытия или нераскрытия сам по себе оказывает влияние "последнего толчка" на блоки, которые могут быть использованы. Две основные технологии - это (i) пороговое расшифрование и (ii) задержанное шифрование, которое является примитивом, тесно связанным с проверяемой задержанной функцией (VDF).
С какими существующими исследованиями это связано?
Объяснение MEV и централизации строителей:
MEVБостока:
Заслуженные PBS (ранее предложенные решения для этих проблем):
Список литературы, связанной с включенным списком Майка Нойдера:
Содержит список EIP:
ФОЦИЛ:
Демонстрация BRAID от Макса Ресника:
"Приоритет — это то, что вам нужно", автор: Dan Robinson:
О многосторонних инструментах и протоколах:
VDFResearch.org:
Проверяемая функция задержки и атаки (особое внимание уделяется настройке RANDAO, но также применимо к криптографическим пулу памяти):
MEV выполнение билетного захвата и децентрализация:
APS централизованный:
Много блоков MEV и список включения:
Что еще нужно сделать, что нужно взвесить?
Мы можем рассматривать все вышеперечисленные схемы как различные способы разделения прав на участие в ставках, расположенные в порядке от более низкой экономики масштаба ("глупая труба") до более высокой экономики масштаба ("дружелюбная специализация"). До 2021 года все эти права были объединены в одном участнике:
! aoC24l3W3k9a0eWp7P0L0RRCsWTES5jYDNYX6K6m.jpeg
Ключевая проблема заключается в том, что любая значительная власть, которая все еще находится в руках заинтересованных сторон, в конце концов может стать властью, связанной с "MEV". Мы надеемся, что группа высоко децентрализованных участников будет обладать как можно большей властью; это означает (i) передачу значительной власти заинтересованным сторонам и (ii) обеспечение максимально возможной децентрализации заинтересованных сторон, что означает, что у них почти нет стимулов к консолидации, движимым экономией масштаба. Это трудная напряженность для решения.
Особая проблема заключается в многоблочном MEV: в некоторых случаях победитель аукциона, если он захватывает несколько слотов подряд и не позволяет проводить какие-либо транзакции, связанные с MEV, в блоках, кроме последнего, который они контролируют, может заработать больше денег. Если список включения заставляет их это делать, они могут попытаться обойти это, вообще не публикуя никаких блоков в эти промежутки времени. Люди могут создать безусловный список включения, и если строитель его не предоставляет, этот список включения станет частью блока, но это делает список включения связанным с MEV. Возможное решение здесь может включать некоторые компромиссы, включая принятие некоторых низкоуровневых стимулов для подкупа людей за включение транзакций в список включения.
Мы можем посмотреть FOCIL + APS следующим образом. Стейкеры продолжают обладать правами на левую часть спектра, в то время как правая часть спектра выставляется на аукцион для самого высокого ставщика.
! KMN1Lgw59mMEWrh8fZG3RpMRKGHuoO4TwCRUPhSV.jpeg
BRAID совершенно отличается. Часть "стейкеров" больше, но она делится на две части: легкие стейкеры и тяжелые стейкеры. В то же время, поскольку транзакции упорядочены по убыванию приоритетных сборов, выбор на вершине блока фактически аукционируется через рынок сборов, эта схема может считаться аналогичной PBS.
! FemCwT9yI6lSQQigzs6ZQkzuwCpbmir34rBS4uWX.jpeg
Пожалуйста, обратите внимание, что безопасность BRAID в значительной степени зависит от зашифрованного пула памяти; в противном случае механизм аукциона на вершине блока может легко подвергнуться атакам по краже стратегии (по сути: копирование чужих транзакций, замена адреса получателя и уплата высокой комиссии в размере 0,01%). Этот спрос на предварительное включение конфиденциальности также является причиной, по которой реализация PBS оказывается такой сложной.
Наконец, более «радикальная» версия FOCIL + APS, например. APS определяет только варианты в конце блока, как показано ниже:
! Q50eukTQepdxh7wbK4Ex9FVKkjWiMtuGQcOyTc8q.jpeg
Основная задача заключается в том, чтобы (i) сосредоточиться на укреплении различных предложений и анализе их последствий, а также (ii) сочетать этот анализ с пониманием целей сообщества Ethereum, то есть какую форму централизации оно будет терпеть. Каждое отдельное предложение также требует выполнения некоторых работ, например:
Кроме того, стоит отметить, что эти различные предложения не обязательно являются несовместимыми разветвлениями. Например, внедрение FOCIL + APS может легко служить ступенькой для реализации BRAID. Эффективной консервативной стратегией является подход "выжидания", когда мы сначала реализуем одно решение, в котором полномочия ставщиков ограничены, а большая часть полномочий выставляется на аукцион, а затем со временем, по мере того как мы больше узнаем о работе рынка MEV в реальной сети, постепенно увеличиваем полномочия заинтересованных сторон.
Особенно централизованная проблема ставок заключается в том, что:
Решение любой из этих четырех проблем увеличит выгоду от решения любой другой проблемы.
Кроме того, существует взаимодействие между конвейерами сборки блоков и окончательным дизайном с единственным временным интервалом, особенно когда речь идет о попытках сократить время временного интервала. Многие дизайны конвейеров сборки блоков в конечном итоге увеличивают время временного интервала. Многие конвейеры сборки блоков включают роль удостоверяющего лица на нескольких этапах процесса. Поэтому стоит одновременно учитывать как конвейеры сборки блоков, так и единую окончательность.
Исправление экономики стейкинга
Какую проблему мы собираемся решить?
В настоящее время примерно 30% предложения ETH активно ставится. Этого достаточно, чтобы защитить Ethereum от атаки 51%. Если доля ставящегося ETH станет еще больше, исследователи опасаются появления различных ситуаций: если почти все ETH будут поставлены, возникнут риски. Эти риски включают:
Что это такое и как это работает?
Исторически сложилось так, что одним из решений является: если каждый неизбежно будет участвовать в стейкинге, и если ликвидные стейкинговые токены неизбежны, давайте сделаем стейкинг более удобным для получения по сути доверенных, нейтральных и максимально децентрализованных ликвидных стейкинговых токенов. Один из простых способов - ограничить наказание за стейкинг до 1/8, что сделает 7/8 стейкингового ETH неделимыми, таким образом они будут иметь право на участие в тех же ликвидных стейкинговых токенах. Другой вариант - явно создать двухуровневый стейкинг: "принимающий риск" (делимый) стейкинг.
Однако критика этого подхода заключается в том, что он экономически эквивалентен гораздо более простой вещи: если доля акций близка к заранее установленному лимиту, то значительно сокращается объем выпуска. Основной аргумент заключается в том, что если мы в конечном итоге окажемся в мире, где уровень доходности рискованного слоя составляет 3.4%, а уровень доходности безрискового слоя (где участвует каждый) составляет 2.6%, то это фактически эквивалентно миру, где доходность от стейкинга Эфира составляет 0.8%, а просто держание Эфира дает 0%. Динамика рискованного слоя, включая общий объем стейкинга и степень централизации, в обоих случаях одинакова. Поэтому нам следует сделать простые вещи и сократить объем выпуска.
Основной контраргумент к этой точке зрения заключается в том, можем ли мы сделать "безрисковый уровень" все еще полезным и с определенной степенью риска (например, как это предложил Данкрат).
Обе эти рекомендации означают изменение кривой эмиссии, если количество акций слишком велико, то доходность будет крайне низкой.
! ebt16lR4SzQ69q8TBer1AHtC6pWwBnYq8HEJ7P9Z.jpeg
Слева: Предложение по корректировке кривой эмиссии от Джастина Дрейка. Справа: Другая группа предложений от Андерса Эловссона.
С другой стороны, двухуровневое стейкинг требует настройки двух кривых доходности: (i) доходности «базового» (безрискового или низкорискового) стейкинга и (ii) премии за риск стейкинга. Существует несколько способов настройки этих параметров: например, если вы установите жесткий параметр, что 1/8 прав на участие может быть уменьшено, тогда рыночная динамика определит премию за доходность прав на участие, которые могут быть уменьшены.
Другой важной темой здесь является захват MEV. В настоящее время доход от MEV (например, арбитраж DEX, сэндвичи...) поступает к предложителям, то есть к ставщикам. Это доход, который полностью "непрозрачен" для протокола: протокол не может знать, является ли это 0.01% годовых, 1% годовых или 20% годовых. С различных точек зрения наличие этого источника дохода весьма неудобно:
Мы можем решить эти проблемы, найдя способ сделать доходы от MEV четко видимыми в протоколе и захватив их. Первоначальное предложение состояло в MEV smoothing от Франческо; сегодня общепринято, что любая механика, предлагющая права на предварительную аукционную продажу прав на блок (или, более общо, обладающая достаточной властью, чтобы захватить почти все MEV), может достичь той же цели.
Какие связи с существующими исследованиями?
Эмиссия wtf:
Экономика стейкинга Endgame, кейс позиционирования:
уровень выпуска атрибутов, Anders Elowsson:
Ограничение размера настройки валидатора:
Размышления о концепции многоуровневого стейкинга:
Радужное стекинг:
Предложение по ликвидному стейкингу Dankrad:
MEV сглаживание, автор: Francesco:
MEV burn, Джастин Дрейк:
Что еще нужно сделать, что нужно взвесить?
Оставшаяся основная задача заключается в том, чтобы либо согласиться не предпринимать никаких действий и принять риск, что почти все ETH находятся в LST, либо окончательно согласовать детали и параметры одного из вышеупомянутых предложений. Примерное резюме доходов и рисков выглядит следующим образом:
! OhuLf9QqDj9U12KluwTHxt0TaqxrpxyT1yDhH8jC.jpeg
Как это взаимодействует с другими частями дорожной карты?
Важная точка пересечения связана с индивидуальным ставками. В настоящее время самый дешевый VPS, который может запустить узел Эфира, стоит около 60 долларов в месяц, главным образом из-за стоимости хранения на жестком диске. Для ставящих 32 ETH (на момент написания статьи это 84,000 долларов) это приведет к снижению APY (60 * 12) / 84000 ~= 0.85%. Если общий доход от ставок ниже 0.85%, то для многих, находящихся на этом уровне, индивидуальная ставка становится невозможной.
Если мы хотим, чтобы отдельное ставление оставалось жизнеспособным, это еще больше подчеркивает необходимость снижения операционных затрат узлов, что будет достигнуто в Verge: отсутствие состояния устранит требования к пространству для хранения, что само по себе может быть достаточно, затем доказательство эффективности L1 EVM сделает затраты незначительными.
С другой стороны, уничтожение MEV можно сказать, что способствует индивидуальному стейкингу. Хотя это снижает доходность для всех, более важно то, что это уменьшает дисперсию, что делает стейкинг больше не похожим на лотерею.
Наконец, любые изменения в эмиссии будут взаимодействовать с другими основными изменениями в дизайне стейкинга (например, радужный стейкинг). Особый вопрос, на который стоит обратить внимание, заключается в том, если вознаграждение за стейкинг станет очень низким, это означает, что нам придется сделать выбор между двумя вариантами: (i) уменьшением жесткости наказаний, что снизит сдерживающие факторы для плохого поведения; (ii) поддержанием высокой жесткости наказаний, что может привести к ситуации, когда даже добросовестные валидаторы, если они столкнутся с техническими проблемами или атаками, могут неожиданно получить отрицательные вознаграждения.
Решения на уровне приложений
В вышеуказанной части основное внимание уделяется изменениям Ethereum L1, которые могут решить важные риски централизации. Однако Ethereum - это не только L1, это экосистема, в которой есть важные стратегические уровни приложений, которые могут помочь смягчить указанные риски. Некоторые примеры включают:
Особая благодарность за отзывы и рецензии Джастину Дрейку, Каспару Шварц-Шиллингу, Филу Дайану, Дэну Робинсону, Чарли Нойсу и Максу Реснику, а также за обсуждения в сообществе ethstakers.