Pengantar

Mengatasi MEV (Maximal Extractable Value) telah menjadi tantangan berkelanjutan bagi Ethereum; Rantai pasokan nilai memberi insentif aktivitas konstan dari arbitrase dengan beragam strategi dari berbagai tingkat kecanggihan, seringkali dengan mengorbankan pengguna ritel. Sementara banyak peneliti telah mencoba mengatasi MEV melalui perubahan tingkat protokol, upaya ini belum memberikan solusi yang memuaskan. Infrastruktur kanonik dan mekanisme lelang yang saat ini digunakan dapat secara kompetitif menangkap MEV lump-sum dalam satu blok, tetapi penangkapan tanpa redistribusi yang adil tidak memadai: mengapa nilai MEV harus bertambah ke validator jaringan ketika dapat lebih efektif ditangkap dan diinternalisasi berdasarkan aplikasi per aplikasi?

Masukkan Urutan Khusus Aplikasi (ASS). Daripada mencoba menulis ulang aturan pada tingkat protokol, ASS memberi kekuatan kepada aplikasi individu untuk mengendalikan bagaimana transaksi mereka disusun. Dengan melakukannya, ASS memungkinkan aplikasi onchain untuk melindungi pengguna dan likuiditas mereka dari efek berbahaya MEV sambil memberi mereka kesempatan untuk menangkap nilai yang sebaliknya akan hilang kepada validator Ethereum.

Bayangkan potensinya: bukannya para pedagang frekuensi tinggi bersaing untuk memaksimalkan arbitrase setiap pengguna (dengan hampir seluruh nilai yang diarbitrase bocor ke validator dan oleh karena itu rantai yang mendasarinya), setiap aplikasi dapat menentukan aturan sendiri untuk urutan transaksi, menciptakan sistem yang lebih sesuai, efisien, dan adil untuk pengguna mereka sendiri. Ini menandai pergeseran dari upaya memecahkan MEV pada tingkat jaringan menjadi menangani masalah tersebut di tempat yang paling penting—aplikasi itu sendiri.

Latar Belakang

Konsep di balik Urutan Khusus Aplikasi (ASS) berasal dari karya Matheus tentang Verifiable Sequencing Rule (VSR) untuk pertukaran terdesentralisasi (DEXes). Matheus menunjukkan bahwa VSR dapat meningkatkan eksekusi perdagangan dan mitiGate MEV dengan mengurangi pengaruh penambang atas pemesanan transaksi. Tarun nanti Mengembangkan ide inidengan menunjukkan bagaimana aturan urutan khusus aplikasi dapat signifikan mempengaruhi fungsi payoff untuk peserta protokol, seperti pengguna, validator, dan penjajaran.

Di sini, fungsi payoff mewakili nilai ekonomi dari urutan transaksi tertentu. Nilai ini mencerminkan keuntungan atau utilitas yang diperoleh oleh peserta protokol, menunjukkan bagaimana urutan transaksi mempengaruhi hasil keuangan mereka. Ada dua karakteristik penting dari fungsi payoff:

1. Pembayaran yang tidak lancar: Perubahan kecil dalam urutan dapat menyebabkan perubahan besar dalam MEV.
2. Pembayaran non-monoton: Perubahan kecil dalam urutan dapat meningkatkan atau mengurangi MEV, tetapi tidak konsisten dalam satu arah.

Ketika fungsi payoff menunjukkan kedua karakteristik ini, mengoptimalkan strategi pengurutan menjadi sangat kompleks. Dalam kasus seperti itu, pendekatan yang lebih canggih dan khusus diperlukan, pada tingkat aplikasi, untuk memastikan hasil yang adil bagi pengguna dan ekosistem DeFi yang berkelanjutan.

Bagaimana cara kerja ASS?

Untuk memahami ASS, mari kita ulas dahulu rantai pasokan transaksi yang ada.

Dalam sistem saat ini:

1. Transaksi dikirim ke mempool publik atau pribadi.
2. Pembangun mengumpulkan transaksi ini dan mengemasnya ke dalam blok.
3. Para pembangun kemudian bersaing dalam lelang blok.
4. Blok pembangun pemenang termasuk dalam blockchain dan nilai yang mereka tawarkan dibayarkan kepada pengusul yang dipilih untuk blok tersebut.

Gambar di bawah ini menggambarkan proses ini, menunjukkan bagaimana transaksi mengalir dari mempool ke blockchain melalui builder dan relay terpercaya.

Diagram rantai pasokan transaksi saat ini

Aplikasi yang diaktifkan oleh ASS, di sisi lain, memiliki properti berikut:

1. Hak Urutan Terbatas: Pembatasan ini memastikan bahwa hanya pembuat urutan yang ditunjuk atau validator yang dipertaruhkan dapat berinteraksi dengan kontrak aplikasi pada rantai tempat penyelesaiannya, mencegah pengabaian yang jahat terhadap logika aplikasi untuk redistribusi nilai internal.
2. Mempool Khusus Aplikasi: Alih-alih mengirimkan transaksi ke mempool publik, pengguna mengirimkan pesan yang ditandatangani yang menyatakan niat mereka ke mempool khusus aplikasi. Niat ini kemudian dikumpulkan dan diproses oleh sekuen khusus aplikasi.
3. Hasil yang Tidak Bergantung pada Urutan: Untuk menegakkan aturan urutan dan memberikan pembayaran ekonomi optimal kepada pengguna target, transaksi ASS perlu tidak bergantung pada urutan transaksi pembangun untuk sisa blok. Ini dicapai dengan memastikan bahwa status aplikasi tersebut dibatasi oleh mekanisme konsensusnya. Pesanan ASS kemudian digabungkan menjadi satu bundel yang dikirimkan kepada pembangun untuk disertakan. Mengingat bundel ini tidak kontroversial dengan status yang diakses oleh aplikasi lain, bundel ini tidak bergantung pada posisinya dalam blok.

ASS memungkinkan aplikasi di semua rantai untuk mendapatkan kedaulatan atas pelaksanaannya dan status kontraknya, sehingga memungkinkan aplikasi berdaulat.

Dengan prinsip-prinsip dasar ini, mari kita gunakan Angstrom sebagai contoh praktis dari aplikasi yang berdaulat. Angstrom adalah hook UniswapV4 yang melindungi penyedia likuiditasnya dari seleksi yang merugikan oleh arbitrase CEX-DEX, sekaligus melindungi swapper dari serangan sandwich. Jaringan node Angstrom mencapai konsensus, sejajar dengan Ethereum, pada serangkaian transaksi yang akan dieksekusi di blok berikutnya. Alur umumnya adalah sebagai berikut:

1. Arbitrase CEX-DEX tawarkan hak untuk menjadi transaksi pertama yang ditukar melalui AMM (tanpa biaya). Sementara itu, pengguna mengirimkan swap yang dimaksudkan sebagai pesanan batas yang ditandatangani ke mempool Angstrom.
2. Jaringan Angstrom menjalankan protokol konsensusnya dan membentuk bundle di mana swap pertama adalah transaksi arbitrase dengan penawaran tertinggi. Jumlah penawaran kemudian didistribusikan secara proporsional kepada LP yang mendasar di rentang swap. Semua pesanan limit valid lainnya, bersama dengan likuiditas AMM yang mendasar, dieksekusi pada harga penyelesaian yang sama.
3. Bundle ini kemudian dikirim ke para pengembang Ethereum dan mempool publik oleh node Angstrom yang mengajukan untuk slot.
4. Para pembangun dapat menyertakan paket Angstrom di posisi manapun dalam blok. Paket hanya perlu membayar biaya dasar untuk inklusi karena konstruksi yang tidak tergantung pada urutan.

Diagram berikut menggambarkan aplikasi kedaulatan dalam aksi.

Rantai pasokan transaksi di Angstrom

Asumsi Liveness dan Trust

Pada intinya, ASS adalah bentuk bangunan blok parsial di mana aplikasi berdaulat melepaskan hak pengurutan ke jaringan operator yang terdesentralisasi mengikuti aturan pengurutan yang ditentukan. Akibatnya, ASS mau tidak mau melibatkan pihak eksternal yang memperkenalkan asumsi liveness dan trust tambahan.

Asumsi Kehidupan

Aplikasi kedaulatan bergantung pada urutan khusus aplikasi untuk mengikuti protokol dengan benar dan memberikan pembaruan status tepat waktu. Dalam kasus pelanggaran kelangsungan hidup, seperti partisi jaringan, pengguna mungkin tidak dapat berinteraksi dengan bagian-bagian aplikasi sampai konsensus yang valid dipulihkan.

Aplikasi kedaulatan juga dapat membatasi ruang lingkup keadaan kontrak yang pembaruan-pembaruannya bergantung pada urutan mereka. Hal ini membantu meminimalkan ketergantungan eksternal dari kontrak tersebut sehingga keadaan-keadaan penting, seperti likuiditas yang disetor, dapat tetap diakses bahkan dalam kejadian kegagalan urutan.

Asumsi Kepercayaan

Untuk memastikan sequencer mematuhi aturan urutan yang ditentukan, aplikasi berdaulat dapat memanfaatkan solusi kriptoekonomi (seperti PoS) atau metode kriptografi (seperti TEE atau MPC). Pendekatan khusus dapat bervariasi secara signifikan tergantung pada kebutuhan aplikasi; beberapa mungkin memerlukan kesepakatan tentang optimalitas eksekusi, sementara yang lain mungkin fokus pada memastikan privasi pra-eksekusi melalui mekanisme kriptografi. Ada banyak alat yang tersedia untuk mengurangi beban kepercayaan sequencer dan memenuhi tujuan unik dari setiap aplikasi berdaulat.

Ketahanan Sensorship

Ada berbagai jenis sensor yang melanda ekosistem Ethereum:

1. Pengawasan regulasi: Pembangun dan relai menyensor transaksi berdasarkan daftar sanksi OFAC. Ini adalah salah satu bentuk penyensoran paling menonjol yang ada di Ethereum saat ini,umumnya dilaksanakan oleh relay.
2. Penghambatan ekonomi: Penyerang yang termotivasi dapat memberi suap kepada proposer blok untuk menyensor transaksi korbannya.
3. Sensor tingkat node: Node-node dalam jaringan P2P dapat menolak untuk menyebarkan transaksi masuk. Ini dapat menjadi masalah besar jika protokol beroperasi secara optimal dengan asumsi bahwa sebagian besar node berbagi pandangan yang sama terhadap transaksi masuk. Selain itu, dalam protokol seperti itu, penyerang dapat diincentivasi untuk membagi pandangan lokal dari node jujur (dengan mengirimkan transaksi hanya kepada separuh node pada akhir slot) dan menghentikan protokol sebagai hasilnya.

Banyak peneliti telah menyuarakan kebutuhan akan mekanisme resistensi sensor yang lebih baik di Ethereum. Beberapa proposal, seperti Multiple Concurrent Proposer (MCP)danDaftar Inklusi yang diberlakukan Pilihan Garpu (FOCIL), telah muncul dan menjadi pusat dari diskusi yang sedang berlangsung.

Resistensi sensor juga menjadi perhatian utama untuk aplikasi berdaulat. Sequencer khusus aplikasi kemungkinan adalah entitas eksternal dengan berbagai kepentingan dalam menerima transaksi pribadi tambahan dan aliran pesanan. Misalnya, validator khusus aplikasi yang merupakan pembuat pasar memiliki insentif untuk menyensor transaksi yang dikirim oleh pembuat pasar pesaing. Aplikasi berdaulat di atas dengan demikian dapat mengalami sensor lokal bahkan jika protokol dasarnya non-sensor.

Salah satu contoh mekanisme resistensi sensor untuk ASS adalah Angstrom. Untuk memastikan bahwa semua pesanan valid dimasukkan ke dalam slot yang akan datang, nod Angstrom harus menyiarkan pesanan masuk yang diverifikasi dan mencapai konsensus tentang inklusi mereka dalam bundle transaksi yang diusulkan. Jika bundle kehilangan pesanan yang diamati oleh sebagian besar jaringan, proposer akan dikenakan hukuman. Berikut adalah ilustrasi mekanisme resistensi terhadap sensor untuk Angstrom.

Ketahanan sensorship dalam aplikasi berdaulat terdesentralisasi

Dilema Komposabilitas

Salah satu tantangan utama yang dihadapi aplikasi berdaulat adalah memastikan komposabilitas dengan transaksi yang berinteraksi dengan status kontrak eksternal. Cukup bundling transaksi khusus aplikasi dengan transaksi eksternal sewenang-wenang merusak properti order-agnostic yang diperlukan untuk melindungi aplikasi berdaulat dan penggunanya. Satu transaksi non-ASS yang tidak valid, jika disusun dengan transaksi khusus aplikasi, dapat memiliki efek urutan kedua untuk mengembalikan seluruh paket. Ketika ini terjadi, aplikasi berdaulat tidak dapat mengeksekusi pesanan penggunanya selama slot yang dialokasikan (meskipun konsensus yang valid tercapai), sehingga merugikan pengalaman pengguna dan kesejahteraan secara keseluruhan.

Namun, ada solusi potensial untuk masalah komposabilitas, beberapa di antaranya sedang dijelajahi oleh berbagai tim. Ini termasuk konsep seperti pra-konfirmasi inklusi, sequencer aplikasi bersama, dan komitmen pembangun, masing-masing menawarkan kompromi antara tingkat komposabilitas dan overhead kepercayaan.

Konfirmasi Pra-penyertaan

Untuk menjelaskan pra-konfirmasi inklusi, penting untuk memahami terlebih dahulu bagaimana pra-konfirmasi berbasis bekerja. Pra-konfirmasi berbasis memanfaatkan keamanan kriptoeonomi dengan memastikan proposer telah menempatkan jaminan yang dipertaruhkan untuk menjamin inklusi kumpulan transaksi tertentu di depan slot dalam epoch saat ini. Jaminan ini terbatas oleh ukuran obligasi yang diposting oleh proposer yang berpartisipasi.

Prekonfirmasi inklusi adalah bentuk khusus dari prekonfirmasi berbasis, di mana inklusi transaksi independen dari setiap status kontrak. Transaksi yang meminta prekonfirmasi inklusi harus bersifat agnostik terhadap status dan non-kontroversial, yang berarti eksekusinya tidak terpengaruh oleh posisi mereka dalam blok. Dengan memanfaatkan prekonfirmasi inklusi, pengusul dapat berkomitmen untuk menyertakan transaksi non-ASS hanya jika bundel ASS disertakan dalam blok yang sama. Pendekatan ini menyediakan komposabilitas yang ditegakkan secara kriptoekonomi antara transaksi non-kontroversial dan bundel ASS.

Ilustrasi inklusi preconf dengan ASS

Namun, mengingat komposabilitas yang terbatas yang diberikan oleh solusi ini, kompleksitas tambahan dan biaya kepercayaan mungkin melebihi manfaatnya untuk beberapa aplikasi kedaulatan tertentu. Oleh karena itu, penting untuk mengeksplorasi pendekatan alternatif yang dapat menawarkan keseimbangan antara kesederhanaan dan fungsionalitas yang lebih efektif.

Komitmen Pembangun & Urutan Khusus Aplikasi Bersama

Alih-alih mengandalkan komitmen pengusul, aplikasi berdaulat dapat menggunakan sequencer khusus aplikasi untuk mengelola pemesanan transaksi di beberapa aplikasi. Misalnya, sequencer yang menangani transaksi untuk beberapa aplikasi berdaulat dapat memfasilitasi komposabilitas atom di antara mereka, selama mengikuti aturan pengurutan masing-masing. Pendekatan sequencer khusus aplikasi bersama ini memungkinkan komposabilitas dan koordinasi yang mulus di seluruh aplikasi berdaulat.

Namun, untuk aplikasi non-sovereign, solusi yang berbeda diperlukan. Komitmen inklusi transaksi dari pembangun blok yang berpartisipasi dalam pengurutan untuk aplikasi sovereign dapat menciptakan komposabilitas atomik antara aplikasi non-sovereign dan sovereign. Pembangun memastikan urutan transaksi yang ditentukan di kedua jenis aplikasi. Komitmen pembangun semacam itu dapat menyelesaikan kesenjangan komposabilitas untuk ASS.

Ilustrasi komitmen pembangun untuk komposabilitas atomik antara dApp berdaulat dan non-berdaulat (kanan) dan sekuen pembuat aplikasi bersama untuk komposabilitas atomik antara Aplikasi berdaulat (kiri)

Meskipun masih ada pertanyaan tentang dinamika ekonomi komitmen pembangun, kelayakan inklusi pra-konfirmasi, dan potensi efek orde kedua, kami yakin bahwa tantangan komposabilitas ASS akan teratasi seiring waktu. Tim-tim seperti AstriadanPerdanasedang aktif melakukan penelitian dan pengembangan kerangka kerja yang ditingkatkan untuk pengurutan bersama dan komitmen pembangun. Seiring kemajuan ini, komposabilitas tidak akan lagi menjadi masalah bagi aplikasi kedaulatan.

ASS vs App-specific L2s dan L1s

Saat ini, dApps harus membangun rantai khusus aplikasi jika mereka ingin mengendalikan urutan transaksi mereka. Konsep seperti Protocol Owned Builder (PoB)memungkinkan Cosmos L1s memiliki aturan urutan yang lebih ekspresif yang membantu menangkap dan mendistribusikan MEV ke aplikasi mereka. Demikian pula, sequencer L2 dengan VSR juga dapat melakukan operasi seperti itu. Sementara kedua solusi ini memungkinkan urutan yang lebih ekspresif dan menangkap MEV oleh aplikasinya, ASS unik karena karakteristik berikut.

1. Tidak ada kelebihan kepercayaan dari pelaksanaan transaksi - ASS tidak melaksanakan atau menyelesaikan transaksi berurutan. Hanya penentuan urutan yang didelegasikan. Asumsi kepercayaan dasar ini berasal dari lingkungan pelaksanaan asli, seperti Ethereum atau L2 lainnya.
2. Akses likuiditas dan aliran pesanan - Pengguna tidak perlu melakukan jembatan. dApps dapat langsung memanfaatkan aliran dan likuiditas di dalam rantai.
3. Aset tetap berada di lingkungan eksekusi asli dan tidak dapat dibekukan – Tidak seperti L2, sebagian besar ASS tidak mengharuskan pengguna untuk mengunci dana mereka dalam kontrak jembatan. Pilihan desain ini menawarkan keamanan yang lebih baik: jika sequencer khusus aplikasi gagal, potensi kerusakan terbatas karena sequencer hanya dapat mengontrol transaksi dalam batas-batas yang ditetapkan oleh kontrak pintar. Sementara beberapa solusi L2 menerapkan fitur keselamatan – seperti escape hatch dan inklusi paksatindakan-tindakan ini seringkali sulit digunakan dalam praktik. Pengguna mungkin perlu menunggu beberapa hari sebelum mereka dapat mengaktifkan lubang pelarian setelah kehilangan koneksi ke pembaruan L2. Demikian pula, inklusi paksa melalui L1 umumnya melibatkan setidaknyaseharipenundaan. Mungkin yang paling penting, langkah-langkah keamanan ini biasanya membutuhkan keahlian teknis yang tidak dimiliki oleh kebanyakan pengguna, sehingga tidak praktis bagi orang biasa.
4. Asumsi Strong-ASS Liveness – Liveness L2 tergantung pada node eksekusi, yang biasanya merupakan sequencer rollup, kecuali berdasarkan urutan. Liveness L1 tergantung pada mayoritas jujur node yang mengeksekusi ulang fungsi transisi state yang sesuai. Liveness aplikasi berdaulat sebagian besar tergantung pada lingkungan eksekusi yang mendasarinya, dan kontrak pintar dapat menentukan bagian yang perlu bergantung pada sequencer khusus aplikasi.

Tabel membandingkan aplikasi berdaulat, L2, Berbasis L2, dan L1

Kesimpulan

ASS memberdayakan aplikasi dengan kedaulatan penuh dalam urutan transaksi, memungkinkan mereka untuk menentukan aturan khusus tanpa kompleksitas pengelolaan eksekusi. Kedaulatan ini memungkinkan aplikasi untuk mengontrol eksekusinya untuk mengoptimalkan hasil bagi pengguna mereka. Misalnya, di Angstrom, LP dan swapper diperlakukan sebagai peserta kelas pertama, dengan imbalan ekonomi mereka secara langsung ditingkatkan melalui aturan urutan khusus.

Selain itu, ASS dapat memanfaatkan berbagai alat cryptoeconomic dan cryptographic untuk menegakkan optimalitas hasil pengguna dan menerapkan mekanisme resistensi sensor yang kuat. Solusi ekonomi kripto, seperti staking dan slashing, dapat mendorong perilaku jujur di antara sequencer, sementara metode kriptografi seperti TEE dan MPC meningkatkan privasi dan keamanan. Dengan alat-alat ini, potensi desain ASS sangat luas, memungkinkan pembuatan aplikasi berdaulat yang lebih aman, efisien, dan berpusat pada pengguna.

Terlepas dari peluang yang ditawarkan ASS, tantangan seperti kurangnya komposabilitas asli masih ada. Namun, solusi seperti prakonfirmasi inklusi, ASS bersama, dan komitmen pembangun menghadirkan cara yang menjanjikan untuk mengatasi rintangan ini. Sementara beberapa pertanyaan tetap ada, kami berkomitmen untuk menyempurnakan pendekatan ini untuk memberikan pengalaman ASS yang lebih halus dan lebih mudah disusun.

Kami di sini untuk membuat DeFi lebih berkelanjutan, satu ASS pada satu waktu.

Disclaimer:

1. Artikel ini dicetak ulang dari [Sorella]. Semua hak cipta milik penulis asli [ Yuki Yuminaga]. Jika ada keberatan terhadap pencetakan ulang ini, silakan hubungi Gate Belajar tim, dan mereka akan segera menanganinya.
2. Penolakan Tanggung Jawab: Pandangan dan pendapat yang diungkapkan dalam artikel ini sepenuhnya merupakan milik penulis dan tidak merupakan nasihat investasi apa pun.
3. Terjemahan artikel ke dalam bahasa lain dilakukan oleh tim Gate Learn. Kecuali disebutkan, menyalin, mendistribusikan, atau menjiplak artikel yang diterjemahkan dilarang.