作者：Ethereum创始人Vitalik；编译：邓通，金色财经

按：本文为Ethereum创始人Vitalik近期发表的“Ethereum协议的未来发展”系列文章的第三部分“PossiblefuturesoftheEthereumprotocol,part3:TheScourge”。第二部分见金色财经“Vitalik：TheSurge阶段Ethereum协议应该怎么发展”，第一部分见“EthereumPoS还有哪些可以改进”。以下为第三部分全文：

EthereumL1面临的最大风险之一是由于经济压力而导致的权益证明中心化。如果参与核心权益证明机制存在规模经济，这自然会导致大型利益相关者占据主导地位，而小型利益相关者则退出加入大型矿池。这导致51%攻击、交易审查和其他危机的风险更高。除了中心化风险之外，还存在价值提取的风险：一小部分人获取了原本会流向Ethereum用户的价值。

去年，我们对这些风险的了解大大增加。众所周知，这种风险存在于两个关键地方：（i）区块构建，以及（ii）质押资本规定。较大的参与者可以运行更复杂的算法（“MEV提取”）来生成区块，从而为他们带来更高的区块收入。大型参与者还可以通过将资金作为流动质押Tokens（LST）释放给其他人，更有效地解决资金被锁定的不便。除了小质押者与大质押者的直接问题之外，还存在是否（或将会）过多质押ETH的问题。

MEVBoost正在做的事情的程式化图表：专门的构建者承担红色的任务，利益相关者承担蓝色的任务。

有多种版本，包括“提议者-构建者分离”（PBS）和“证明者-提议者分离”（APS）。它们之间的区别与finegrained的细节有关，即哪些责任由两个参与者中的哪一个承担：粗略地说，在PBS中，验证者仍然提出区块，但从构建者那里接收有效负载，而在APS中，整个槽位都成为构建者的责任。最近，APS比PBS更受青睐，因为它进一步降低了提案者与构建者共处一地的动机。请注意，APS仅适用于包含交易的执行块；包含权益证明相关数据（例如证明）的共识块仍将被随机分配给验证者。

这种权力分离有助于保持验证者的去中心化，但它有一个重要的成本：执行“专门”任务的参与者很容易变得非常中心化。这是今天的Ethereum区块构建：

在时间T，随机选择的质押者创建一个包含列表，即在当时Blockchain当前状态下有效的交易列表。在时间T+1，区块构建者（可能是通过协议内拍卖机制提前选择的）创建一个区块。该区块需要包含包含列表中的每笔交易，但他们可以选择顺序，并且可以添加自己的交易。

分叉选择强制包含列表（FOCIL）提案涉及每个区块的多个包含列表创建者组成的委员会。为了将交易延迟一个区块，k个包含列表创建者中的k个（例如k=16）必须审查该交易。FOCIL与通过拍卖选出的最终提议者的组合需要包括包含列表，但可以重新排序和添加新交易，通常称为“FOCIL+APS”。

解决该问题的另一种方法是多个并发提议者(MCP)方案，例如BRAID。BRAID试图避免将区块提议者角色分为低规模经济部分和高规模经济部分，而是尝试将区块生产过程分配给许多参与者，这样每个参与者提议者只需要具有中等程度的复杂性就可以最大化他们的收入。MCP的工作原理是让k个并行提议者生成交易列表，然后使用确定性算法（例如，按费用从高到低排序）来选择顺序。

BRAID并不寻求实现运行默认软件的dumb-pipe块提议者是最佳的目标。它不能这样做的两个容易理解的原因是：

后动者套利攻击：假设提案者提交的平均时间为T，而你最后可能提交并仍然被纳入的时间约为T+1。现在，假设在CEX上，ETH/USDC价格在T和T+1之间从2500美元到2502美元。提议者可以多等一秒钟，然后添加额外的交易来对链上DEX进行套利，每ETH可获得高达2美元的利润。与网络有良好联系的老练的提议者更有能力做到这一点。

独占订单流：用户有动力将交易直接发送给单个提议者，以最大程度地减少其遭受抢先交易和其他攻击的脆弱性。经验丰富的提议者具有优势，因为他们可以建立基础设施来接受这些直接来自用户的交易，并且他们拥有更强的声誉，因此向他们发送交易的用户可以相信提议者不会背叛并抢先交易（这可以缓解使用可信硬件，但可信硬件有自己的信任假设。）

在BRAID中，证明者仍然可以分离并作为dumb-pipe功能运行。

除了这两个极端之外，还存在一系列介于两者之间的可能设计。例如，您可以拍卖仅有权附加到块，而无权重新排序或前置的角色。您甚至可以让它们附加或前置，但不能插入中间或重新排序。这些技术的吸引力在于，拍卖市场的获胜者可能非常集中，因此降低他们的权威有很多好处。内存池加密

对于成功实施许多此类设计（具体来说，BRAID或APS版本，其中对拍卖功能有严格限制）至关重要的一项技术是加密内存池。加密内存池是一种技术，用户以加密形式广播其交易，并附上某种有效性证明，并且交易以加密形式包含在区块中，而区块构建者不知道其内容。交易内容稍后公布。

实现加密内存池的主要挑战是提出一种设计，确保所有交易稍后都会被披露：简单的“提交和披露”方案行不通，因为如果披露是自愿的，则选择披露或不披露的行为本身就是对可被利用的区块的一种“最后推动者”影响。两种主要技术是(i)阈值解密和(ii)延迟加密，这是一种与可验证延迟函数(VDF)密切相关的原语。

与现有研究有哪些联系？

MEV和构建器集中化解释：https://vitalik.eth.limo/general/2024/05/17/decentralization.html#mev-and-builder-dependence

MEVBoost：https://github.com/flashbots/mev-boost

EnshrinedPBS（早期提出的针对这些问题的解决方案）：https://ethresear.ch/t/why-enshrine-proposer-builder-separation-a-viable-path-to-epbs/15710

MikeNeuder的包含列表相关读物列表：https://gist.github.com/michaelneuder/dfe5699cb245bc99fbc718031c773008

包含列表EIP：https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-7547

FOCIL：https://ethresear.ch/t/fork-choice-enforced-inclusion-lists-focil-a-simple-committee-based-inclusion-list-proposal/19870

MaxResnick的BRAID演示：https://www.youtube.com/watch?v=mJLERWmQ2uw

“优先级就是您所需要的”，作者：DanRobinson：https://www.paradigm.xyz/2024/06/priority-is-all-you-need

关于多提议者小工具和协议：https://hackmd.io/xz1UyksETR-pCsazePMAjw

VDFResearch.org：https://vdfresearch.org/

可验证的延迟函数和攻击（重点关注RANDAO设置，但也适用于加密内存池）：https://ethresear.ch/t/verABLE-delay-functions-and-attacks/2365

MEV执行票证捕获和去中心化：https://www.arxiv.org/pdf/2408.11255

APS集中化：https://arxiv.org/abs/2408.03116

多块MEV和包含列表：https://x.com/_charlienoyes/status/1806186662327689441

还需要做什么，需要权衡什么？

我们可以将上述所有方案视为划分参与stake的权限的不同方式，按照从较低规模经济（“dumb-pipe”）到较高规模经济（“专业化友好”）的范围排列。2021年之前，所有这些权限都捆绑在一个参与者中：

BRAID则完全不同。“质押者”部分更大，但它分为两部分：轻质押者和重质押者。同时，由于交易是按优先费用降序排列的，因此区块顶部的选择事实上通过费用市场被拍卖，这一方案可以被视为类似于PBS。

请注意，BRAID的安全性在很大程度上取决于加密的内存池；否则，块顶拍卖机制很容易受到策略窃取攻击（本质上是：复制其他人的交易，交换接收者地址，并支付0.01%的高额费用）。这种对预包含隐私的需求也是PBS实施起来如此棘手的原因。

最后，FOCIL+APS的更“激进”版本，例如。APS仅确定块末尾的选项如下所示：

剩下的主要任务是（i）致力于巩固各种提案并分析其后果，以及（ii）将这种分析与对Ethereum社区的目标的理解结合起来，即它将容忍何种形式的中心化。每个单独的提案还需要完成一些工作，例如：

继续致力于加密内存池设计，并达到这样的程度：我们的设计既稳健又相当简单，并且似乎已经准备好纳入其中。

优化多个包含列表的设计，以确保(i)不会浪费数据，特别是在包含blob的包含列表的上下文中，以及(ii)对无状态验证器友好。

关于APS最优拍卖设计的更多工作。

此外，值得注意的是，这些不同的提议并不一定是彼此不兼容的岔路口。例如，实施FOCIL+APS可以轻松地作为实施BRAID的垫脚石。一个有效的保守策略是“观望”方法，我们首先实施一个解决方案，其中质押者的权限受到限制，大部分权限被拍卖，然后随着时间的推移，随着我们对实时网络上的MEV市场运作的了解更多，慢慢增加利益相关者的权力。

特别是，质押的中心化瓶颈是：

区块建设集中化（本节）

出于经济原因的质押中心化（下一节）

由于32ETH最低限额而导致质押中心化（通过Orbit或其他技术解决；请参阅有关合并的帖子）

由于硬件要求而进行质押集中化（在Verge中通过无状态客户端和后来的ZK-EVM解决）

解决这四个问题中的任何一个都会增加解决其他任何一个问题的收益。

此外，块构建管道和单时隙最终设计之间存在相互作用，特别是在尝试减少时隙时间的情况下。许多区块施工管道设计最终都会增加时隙时间。许多区块构建管道在流程的多个步骤中涉及证明者的角色。因此，值得同时考虑区块构建管道和单时隙最终性。修复质押经济学

我们要解决什么问题？

如今，大约30%的ETH供应量正在积极质押。这足以保护Ethereum免受51%攻击。如果质押的ETH比例变得更大，研究人员担心会出现不同的情况：如果几乎所有ETH都被质押，就会出现风险。这些风险包括：

质押从专家的一项有利可图的任务变成了所有ETH持有者的责任。因此，普通的质押者会更加不热情，并会选择最简单的方法（实际上，将他们的Tokens委托给最方便的中心化运营商）

如果几乎所有ETH都被质押，那么削减机制的可信度就会减弱

单一流动质押Tokens可以接管大部分股权，甚至接管ETH本身的“货币”网络效应

Ethereum每年不必要地额外发行约100万个ETH。在一种流动性质押Tokens获得主导网络效应的情况下，该价值的很大一部分甚至可能被LST捕获。

它是什么，它是如何工作的？

从历史上看，一类解决方案是：如果每个人都不可避免地进行质押，并且流动性质押Tokens是不可避免的，那么让我们让质押变得友好，以拥有实际上是去信任的、中立的和最大程度去中心化的流动性质押Tokens。一种简单的方法是将质押惩罚限制在1/8，这将使7/8的质押ETH不可削减，因此有资格放入相同的流动性质押Tokens中。另一种选择是明确创建两层质押：“承担风险”（可削减）质押。

然而，对这种方法的一个批评是，它在经济上似乎相当于简单得多的事情：如果股权接近某个预先确定的上限，则大幅减少发行量。基本论点是：如果我们最终进入一个风险承担层回报率为3.4%，无风险层（每个人都参与）回报率为2.6%的世界，那实际上与质押ETH的世界是一样的回报率为0.8%，仅持有ETH回报率为0%。风险承担层的动态，包括质押总量和中心化程度，在两种情况下都是相同的。所以我们应该做简单的事情并减少发行。

对这一论点的主要反驳是，我们是否可以使“无风险层”仍然具有一些有用的作用和一定程度的风险（例如，如Dankrad在此提出的）。

这两条建议都意味着改变发行曲线，如果股权数量过高，回报率就会极低。

https://issuance.wtf/

Endgame质押经济学，定位案例：https://ethresear.ch/t/endgame-stake-economics-a-case-for-targeting/18751

发行级别的属性，AndersElowsson：https://ethresear.ch/t/properties-of-issuance-level-consensus-incentives-and-variability-across-pottial-reward-curves/18448

验证器设置大小上限：https://notes.ethereum.org/@vbuterin/single_slot_finality?type=view#Economic-capping-of-total-deposits

关于多层质押想法的思考：https://notes.ethereum.org/@vbuterin/stake_2023_10?type=view

彩虹质押：https://ethresear.ch/t/unbundling-stake-towards-rainbow-stake/18683

Dankrad的流动质押提案：https://notes.ethereum.org/Pcq3m8B8TuWnEsuhKwCsFg

MEVsmoothing，作者：Francesco：https://ethresear.ch/t/committee-driven-mev-smoothing/10408

MEVburn，作者：JustinDrake：https://ethresear.ch/t/mev-burn-a-simple-design/15590

还需要做什么，需要权衡什么？

剩下的主要任务是要么同意不采取任何行动，并接受几乎所有ETH都在LST内的风险，要么最终确定并就上述提案之一的细节和参数达成一致。收益和风险的大致总结如下：

它如何与路线图的其他部分交互？

一个重要的交叉点与单独投注有关。如今，可以运行Ethereum节点的最便宜的VPS每月费用约为60美元，主要是由于硬盘存储成本。对于32ETH质押者（在撰写本文时为84,000美元），这会使APY降低(60*12)/84000~=0.85%。如果总质押回报率低于0.85%，那么对于许多处于这个水平的人来说，单独质押是不可行的。

如果我们希望单独质押继续可行，这进一步强调需要降低节点运营成本，这将在Verge中完成：无状态将消除存储空间需求，这本身可能就足够了，然后是L1EVM有效性证明将使成本变得微不足道。

另一方面，MEV销毁可以说有助于单独质押。尽管它降低了每个人的回报，但更重要的是减少了方差，使质押不再像彩票一样。

最后，发行的任何变化都会与质押设计的其他根本变化相互作用（例如彩虹质押）。一个特别值得关注的问题是，如果质押回报变得非常低，这意味着我们必须在以下两者之间做出选择：(i)降低处罚力度，减少对不良行为的抑制因素；(ii)保持较高的处罚力度，这会增加一系列情况即使是善意的验证者，如果不幸遇到技术问题甚至攻击，也会意外地获得负回报。应用层解决方案

上述部分重点介绍了EthereumL1的变化，这些变化可以解决重要的中心化风险。然而，Ethereum不仅仅是一个L1，它是一个生态系统，还有重要的应用层策略可以帮助减轻上述风险。一些例子包括：

专门的质押硬件解决方案——一些公司（例如Dappnode）正在销售专门设计的硬件，以便尽可能轻松地操作质押节点。使该解决方案更有效的一种方法是提出一个问题：如果用户已经花费精力让一个盒子运行并连接到互联网，它还可以提供哪些其他服务（向用户或其他人））从权力下放中受益？我想到的例子包括(i)出于自我主权和隐私原因运行本地托管的法学硕士，以及(ii)运行去中心化VPN的节点。

小队质押——Obol的这一解决方案允许多人以M-of-N格式一起质押。随着时间的推移，这可能会变得越来越流行，因为无状态和后来的L1EVM有效性证明将减少运行更多节点的开销，并且每个参与者无需担心始终在线的好处开始占据主导地位。这是减少质押认知开销的另一种方法，并确保单独质押在未来蓬勃发展。

空投——Starknet向单独的质押者提供空投。其他希望拥有去中心化且价值观一致的用户群的项目也可以考虑向被确定为可能是单独权益持有者的验证者提供空投或折扣。

去中心化的区块构建市场 ——使用ZK、MPC和TEE的组合，可以创建一个去中心化的区块构建器，参与并赢得APS拍卖游戏，但同时提供预确认隐私和抗审查保证它的用户。这是APS世界中改善用户福利的另一条途径。

应用层MEV最小化 ——单个应用程序可以以“泄漏”更少MEV到L1的方式构建，从而减少区块构建者创建专门算法来收集MEV的动力。一个简单但通用的策略是合约将所有传入操作放入队列并在下一个区块中执行，并拍卖插队的权利，尽管不方便且破坏可组合性。其他更复杂的方法包括在链下进行更多工作，例如。就像Cowswap所做的那样。预言机还可以重新设计，以最大限度地减少预言机可提取的价值。

特别感谢JustinDrake、CasparSchwarz-Schilling、PhilDaian、DanRobinson、CharlieNoyes和MaxResnick的反馈和审查，以及ethstakers社区的讨论。