Vitalik：改善以太坊無需許可和去中心化的短期和中期計劃

原作者：維塔利克

原文翻譯：鄧通，金財經

我在肯亞以太坊開發者互通的最後一天坐在這裡寫這篇文章，我們在實施和解決即將到來的重要以太坊改進的技術細節方面取得了很大進展，最引人注目的是PeerDAS、 Verkle 樹過渡和去中心化方法到在EIP 4444 的背景下儲存歷史記錄。改善節點營運商和（L1 和L2）使用者的體驗。

以太坊客戶端團隊共同努力交付 Pectra 開發網絡

鑑於該技術的能力不斷增強，需要問的一個重要問題是：我們是否正在朝著正確的目標前進？長期的 Geth 核心開發人員 Peter Szilagyi 最近發布的一系列不滿的推文促使我們思考這個問題：

這些擔憂都是有道理的。這是以太坊社群許多人表達的擔憂。我個人曾多次擔心這些問題。然而，我也不認為情況像彼得的推文所暗示的那樣絕望。相反，許多問題已經透過正在進行的協議功能得到解決，而許多其他問題可以透過對當前路線圖進行非常現實的調整來解決。

為了理解這在實踐中意味著什麼，讓我們來看看彼得提供的三個例子。這些問題是許多社區成員共同關心的問題，解決這些問題非常重要。

MEV 和建構器相依性

過去，以太坊區塊是由礦工創建的，他們使用相對簡單的演算法來創建區塊。使用者將交易發送到公共 p2p 網絡，通常稱為記憶體池（或 txpool）。礦工監聽記憶體池，接受有效交易並支付費用。它們包括可以進行的交易，如果沒有足夠的空間，則按費用最高的順序排列。

這是一個非常簡單的系統，而且對去中心化很友好：作為一名礦工，你只需運行默認的軟體，你就可以從一個區塊中獲得與從高度專業的礦場獲得相同水平的費用收入。然而，在 2020 年左右，人們開始利用所謂的礦工可提取價值（MEV）：只有透過執行了解各種 DeFi 協議內部發生的活動的複雜策略才能獲得收入。

例如，考慮像 Uniswap 這樣的去中心化交易所。假設在 T 時刻，中心化交易所和 Uniswap 上的 USD/ETH 匯率為 $3000。 T+11時刻，中心化交易所的USD/ETH匯率上漲至$3005。但以太坊還沒有下一個區塊。到了 T+12 時間，它就完成了。無論誰創建了該區塊，他們的第一筆交易都可能是一系列 Uniswap 購買，以 $3000 到 $3004 的價格購買 Uniswap 上所有可用的 ETH。這是額外收入，稱為 MEV。 DEX 以外的應用程式也有類似的問題。 2019 年發表的 Flash Boys 2.0 論文詳細介紹了這一點。

Flash Boys 2.0 論文中的圖表顯示了使用上述各種方法可以獲得的收入金額。

問題在於，這違背了挖礦（或2022 年之後的區塊提案）可以「公平」的根本原因：現在，擁有更好的優化此類提取演算法能力的大型參與者可以在每個區塊中獲得更好的獎勵。

從那時起，兩種策略之間一直存在爭論，我將其稱為 MEV 最小化和 MEV 隔離。 MEV 最小化有兩種形式：(i) 積極開發 Uniswap 的無 MEV 替代品（例如 Cowswap），以及 (ii) 構建協議內技術，例如加密內存池，減少區塊生產者可用的信息，從而他們可以獲得的收入。特別是，加密的記憶體池可以防止三明治攻擊等策略，這種攻擊將交易放置在用戶交易之前和之後，以便經濟地利用它們（「搶先交易」）。

MEV 隔離的工作原理是接受MEV，但試圖透過將市場分為兩類參與者來限制其對質押中心化的影響：驗證者負責證明和提議區塊，但選擇區塊內容的任務是透過拍賣協議傳遞的。個人質押者現在不再需要擔心自己優化 DeFi 套利；他們只需加入拍賣協議並接受最高出價即可。這稱為提議者/建構者分離（PBS）。這種方法在其他行業中已有先例：餐廳能夠保持如此分散的主要原因之一是，它們傾向於依賴相當集中的供應商來進行各種確實具有巨大規模經濟的業務。到目前為止，PBS 在確保小型和大型驗證者處於公平競爭環境方面非常成功，至少就 MEV 而言是如此。然而，它帶來了另一個問題：選擇要包含哪些交易的任務變得更加中心化。

我對此的看法一直是 MEV 最小化是好的，我們應該追求它（我個人經常使用 Cowswap！）——雖然加密貨幣內存池面臨許多挑戰，但 MEV 最小化可能還不夠； MEV 不會降至零，甚至接近零。因此，我們還需要某種 MEV 隔離。這就產生了一個有趣的任務：我們如何讓 MEV 隔離盒盡可能小？我們如何給予建設者盡可能少的權力，同時仍允許他們吸收優化套利和其他形式的 MEV 收集的作用？

如果建構者有權將交易完全排除在區塊之外，那麼攻擊就很容易發生。假設您在 defi 協議中擁有抵押債務頭寸（CDP），並由價格迅速下跌的資產支持。您想要增加抵押品或退出 CDP。惡意建構者可能會試圖串通拒絕包含您的交易，從而延遲交易，直到價格下跌到足以強制清算您的 CDP。如果發生這種情況，你將需要支付一大筆罰款，而建築商將獲得很大一部分。那麼我們如何防止建構者排除交易並完成此類攻擊？

這就是包含清單的用武之地。

來源：ethresearch.ch

包含清單允許區塊提議者（即利益相關者）選擇哪些交易需要進入區塊。建構者仍然可以重新排序交易或插入自己的交易，但它們必須包括提議者交易。最終，修改了包含列表以約束下一個區塊而不是當前區塊。無論哪種情況，它們都會剝奪建構者將交易完全推出區塊的能力。

MEV 是一個複雜的問題；即使上面的描述也遺漏了許多重要的細微差別。正如人們所說，“你可能不是在尋找 MEV，但 MEV 正在尋找你。”以太坊研究人員一直非常一致地致力於“最小化孤立的盒子”，最大程度地減少構建者可能造成的傷害（例如，通過排除或延遲交易作為攻擊特定應用程序的一種方式）。

也就是說，我確實認為我們可以走得更遠。從歷史上看，包含清單通常被認為是“特殊情況功能”：通常，您不會考慮它們，但它們為您提供了“第二條出路”，以防惡意建構者開始做瘋狂的事情。這種態度反映在目前的設計決策中：在目前的 EIP 中，包含清單的 Gas 限制約為 2.1M。但我們可以對包含清單的思考方式進行哲學轉變：將包含清單視為一個區塊，並將建構器的角色視為添加一些交易以收集 MEV 的輔助函數。如果建造者有 2.1M Gas 限制怎麼辦？

我認為這個方向的想法——真正推動隔離箱盡可能小——非常有趣，我贊成朝這個方向前進。這是與2021 時代理念的轉變：在2021 時代理念中，我們更熱衷於這樣的想法：現在我們有了建構者，我們可以超載他們的功能，讓他們以更複雜的方式為用戶服務，例如透過支持ERC- 4337 費用市場。在這種新理念中，ERC-4337 的交易驗證部分必須納入協議中。幸運的是，ERC-4337團隊對這個方向的熱情越來越高。

摘要：MEV 思維又回到了賦予區塊生產者權力的方向，包括賦予區塊生產者直接確保用戶交易包容性的權力。帳戶抽象提案已回到消除對中心化中繼器甚至捆綁器的依賴的方向。然而，有一個很好的論點表明我們走得還不夠遠，我認為推動朝這個方向進一步發展的壓力是非常受歡迎的。

流動性質押

如今，個人質押者在所有以太坊質押中所佔比例相對較小，而且大多數質押是由各種提供者完成的——一些中心化運營商和其他 DAO，例如 Lido 和 RocketPool。

我做了自己的研究——各種民意調查、調查、面對面的對話，問這樣的問題：“為什麼你——特別是你——今天不單獨賭注？”對我來說，到目前為止，一個強大的單獨質押生態系統是我對以太坊質押的首選結果，而以太坊最好的事情之一是我們實際上嘗試支持強大的單獨質押生態系統，而不是僅僅屈服於委託。然而，我們距離這個結果還很遠。在我的民調和調查中，有一些一致的趨勢：

絕大多數不單獨質押的人將最低 32 ETH 作為他們的主要原因。

在列舉其他原因的人中，最大的是運行和維護驗證器節點的技術挑戰。

ETH 失去即時可用性、「熱」私鑰的安全風險以及失去同時參與 DeFi 協議的能力都是重大但較小的問題。

Farcaster 民意調查揭示了人們不單獨投資的主要原因。

質押研究需要解決兩個關鍵問題：

我們如何解決這些問題？

如果儘管對大多數問題都有有效的解決方案，但大多數人仍然不想單獨進行質押，那麼我們如何保持協議的穩定性和穩健性以抵禦攻擊？

許多正在進行的研究和開發項目旨在解決這些問題：

Verkle 樹與 EIP-4444 相結合，允許質押節點以非常低的硬碟要求運行。此外，它們允許質押節點幾乎立即同步，這大大簡化了設定流程和操作，例如從一種實作切換到另一種實作。它們還透過減少為每個狀態存取提供證明所需的資料頻寬，使以太坊輕客戶端更加可行。

研究（例如這些提案）如何允許更大的驗證器集（實現更小的權益最低限度），同時減少共識節點開銷。這些想法可以作為單時隙最終性的一部分來實現。這樣做也將使輕型客戶端更加安全，因為他們將能夠驗證完整的簽名集而不是依賴同步委員會）。

儘管歷史不斷增長，但正在進行的以太坊客戶端優化繼續降低了運行驗證器節點的成本和難度。

對懲罰上限的研究可能會減輕人們對私鑰風險的擔憂，並使利害關係人能夠同時將他們的 ETH 質押到 DeFi 協議中（如果他們願意的話）。

0x 01 提現憑證允許質押者將其 ETH 位址設定為提現位址。這使得去中心化的質押池更加可行，使其比中心化的質押池更具優勢。

然而，我們仍然可以做得更多。理論上可以允許驗證者更快地退出：即使驗證者集每次最終確定時（即每個時期一次）發生幾個百分點的變化，Casper FFG 仍然是安全的。因此，如果我們夠努力，我們可以大大縮短週期。如果我們想大幅降低最低存款規模，我們可以做出艱難的決定並在其他方向上進行權衡。例如，如果我們將最終確定時間增加 4 倍，那麼最小存款規模將減少 4 倍。單時隙最終性稍後將透過超越每個質押者完全參與每個紀元模型來解決這個問題。

整個問題的另一個重要部分是質押的經濟學。一個關鍵問題是：我們是否希望質押成為一項相對小眾的活動，或者我們是否希望每個人或幾乎每個人都質押他們所有的 ETH？如果每個人都在質押，那我們希望每個人都承擔什麼責任？如果人們因為懶惰而最終簡單地委派責任，那麼最終可能會變成集中化。這裡有重要而深刻的哲學問題。錯誤的答案可能會導致以太坊走上中心化的道路，並透過額外的步驟重建傳統的金融體系；正確的答案可以創造一個成功生態系統的光輝典範，擁有廣泛且多樣化的獨立利益相關者和高度去中心化的利益相關池。這些問題牽涉到以太坊的核心經濟和價值，所以我們需要更多元化的參與。

節點硬體需求

圍繞以太坊去中心化的許多關鍵問題最終都歸結為一個定義了區塊鏈十年的問題：我們希望如何方便地運行節點，以及我們如何實現這一目標？

如今，運行節點很困難。大多數人不這樣做。在我用來寫這篇文章的筆記型電腦上，我有一個佔用 2.1 TB 的 reth 節點——這已經是出色的軟體工程和優化的結果。我需要額外購買一個 4 TB 硬碟放在我的筆記型電腦中來儲存該節點。我們都希望運行節點變得更容易。在我的理想世界中，人們將能夠在手機上運行節點。

正如我上面所寫，EIP-4444 和 Verkle 樹是讓我們更接近這理想的兩個關鍵技術。如果兩者都實現，節點的硬體需求最終可能會減少到不到一百吉字節，如果我們完全消除歷史儲存責任（可能僅適用於非質押節點），則可能接近零。類型 1 ZK-EVM 將消除您自己執行 EVM 計算的需要，因為您可以簡單地驗證執行是否正確的證據。在我的理想世界中，我們會將所有這些技術堆疊在一起，甚至以太坊瀏覽器擴展錢包（例如Metamask、Rabby）也會有一個內建節點來驗證這些證明，進行數據可用性採樣，並確保鍊是正確的。

上述願景通常被稱為“The Verge”。

這都是眾所周知和理解的，即使是那些對以太坊節點規模提出擔憂的人也是如此。然而，有一個重要的擔憂：如果我們去掉維護狀態和提供證明的責任，這不是一個中心化向量嗎？即使他們不能透過提供無效數據來作弊，但過度依賴他們不是違反了以太坊的原則嗎？

這種擔憂的最新版本是許多人對 EIP-4444 的不適：如果常規以太坊節點不再需要儲存舊歷史記錄，那麼誰需要這樣做？一個常見的答案是：肯定有足夠多的大型參與者（例如，區塊瀏覽器、交易所、Layer 2）有動力持有這些數據，而與Wayback Machine 儲存的100PB 相比，以太坊鏈很小。因此，任何歷史實際上都可能失去的想法是荒謬的。

然而，這種說法依賴少數大人物。在我的信任模型分類中，這是 N 中的 1 個假設，但 N 非常小。這有其尾部風險。我們可以做的一件事是將舊歷史記錄儲存在對等網路中，其中每個節點僅儲存一小部分資料。這樣的網路仍然有足夠的複製來確保穩健性：每個資料都會有數千個副本，並且將來我們可以使用糾刪碼（事實上，透過將歷史記錄放入EIP-4844 樣式的blob 中，這已經內建了糾刪碼）以進一步提高穩定性。

Blob 在 Blob 內部和之間具有糾刪碼。為以太坊的所有歷史提供超穩定儲存的最簡單方法可能是將信標和執行區塊放入 blob 中。圖片來源：codex.storage

長期以來，這項工作一直處於次要地位。門戶網路確實存在，但實際上並沒有得到與其對以太坊未來重要性相稱的關注程度。幸運的是，現在有動力將更多資源投入到專注於分散式儲存和歷史記錄可存取性的最小版本的入口網站中。我們應該以此為基礎，共同努力盡快實施 EIP-4444，並搭配強大的去中心化點對點網路來儲存和檢索舊歷史記錄。

對於狀態和 ZK-EVM，這種分散式方法更加困難。要建立一個高效的區塊，您只需要擁有完整的狀態。在這種情況下，我個人更喜歡一種務實的方法：我們定義並堅持某種程度的硬體要求，使節點能夠完成所有工作，這高於（理想情況下不斷降低的）簡單驗證節點的成本鏈，但仍然足夠低，愛好者可以負擔得起。我們依賴 N 中的 1 假設，確保 N 相當大。

ZK-EVM 證明可能是最棘手的部分，即時 ZK-EVM 證明器可能需要比存檔節點更強大的硬件，即使有像 Binius 這樣的進步，以及多維氣體的最壞情況邊界。我們可以在分散式證明網路上工作，其中每個節點承擔證明區塊執行的百分之一的責任，然後區塊生產者最終只需要聚合一百個證明。證明聚合樹可以提供更多幫助。但如果這不能很好地發揮作用，那麼另一個折衷方案是允許證明的硬體要求變得更高，但確保完成所有操作的節點可以足夠快地直接驗證以太坊區塊（無需證明）以有效地參與網路。

總結

我認為2021年的以太坊心態確實習慣將責任轉移給少數大玩家，只要有某種市場機製或零知識證明系統迫使中心化玩家誠實行事即可。此類系統通常在一般情況下運作良好，但在最壞的情況下會發生災難性故障。

同時，我認為有必要強調的是，目前的以太坊協議提案已經大大偏離了這種模式，並且更加認真地對待真正去中心化網路的需求。圍繞無狀態節點、MEV 緩解、單時隙最終性和類似概念的想法已經在這個方向上走得更遠。一年前，人們認真考慮了透過中繼作為半集中節點進行資料可用性採樣的想法。今年，我們不再需要這樣做，PeerDAS 取得了令人驚訝的強勁進展。

然而，在我上面談到的所有三個核心問題以及許多其他重要問題上，我們可以做很多事情來朝這個方向走得更遠。 Helios 在為以太坊提供「真正的輕客戶端」方面取得了巨大進步。現在我們需要將其預設包含在以太坊錢包中，並讓 RPC 提供者提供證明及其結果以便對其進行驗證，並將輕客戶端技術擴展到第 2 層協定。如果以太坊透過以Rollup 為中心的路線圖進行擴展，那麼第2 層需要獲得與第1 層相同的安全性和去中心化保證。其他事情；去中心化且高效的跨 L2 橋就是眾多例子之一。許多 dapp 透過集中式協定來取得日誌，因為以太坊的本機日誌掃描變得太慢。我們可以透過專用的去中心化子協定來改進這一點；這是我對如何做到這一點的一個建議。

有幾乎無數的區塊鏈項目瞄準「我們可以超快，我們稍後會考慮去中心化」市場。我認為以太坊不應該加入這個行列。以太坊 L1 可以而且當然應該成為採用超大規模方法的第 2 層專案的強大基礎層，使用以太坊作為去中心化和安全性的支柱。即使以第 2 層為中心的方法也要求第 1 層本身俱有足夠的可擴展性，以處理大量操作。但我們應該深深尊重使以太坊獨一無二的功能，並隨著以太坊的擴展繼續努力維護和改進這些功能。

本文源自網路：Vitalik：改善以太坊無需許可和去中心化的短期和中期計劃

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