Salah satu risiko terbesar bagi Ethereum L1 adalah sentralisasi proof-of-stake karena tekanan ekonomi. Jika ada ekonomi skala dalam berpartisipasi dalam mekanisme proof of stake inti, ini secara alami akan menyebabkan pemegang besar mendominasi, dan pemegang kecil keluar untuk bergabung dengan kolam besar. Hal ini menyebabkan risiko lebih tinggi terhadap serangan 51%, sensor transaksi, dan krisis lainnya. Selain risiko sentralisasi, ada juga risiko ekstraksi nilai: sekelompok kecil menangkap nilai yang seharusnya diperuntukkan bagi pengguna Ethereum.
Selama setahun terakhir, pemahaman kami tentang risiko-risiko ini telah meningkat secara signifikan. Sudah dipahami bahwa ada dua tempat utama di mana risiko ini ada: (i) konstruksi blok, dan (ii) penyediaan modal staking. Pelaku yang lebih besar mampu menjalankan algoritma yang lebih canggih ("ekstraksi MEV") untuk menghasilkan blok, memberi mereka pendapatan yang lebih tinggi per blok. Pelaku yang sangat besar juga lebih efektif dalam menangani ketidaknyamanan karena modal mereka terkunci, dengan melepasnya kepada orang lain sebagai token staking likuid (LST). Selain pertanyaan langsung tentang pemilik modal staking kecil vs besar, ada juga pertanyaan apakah ada (atau akan ada)terlalu banyak ETH yang dipertaruhkan.
The Scourge, jalur roadmap 2023
Tahun ini, telah terjadi kemajuan signifikan dalam konstruksi blok, terutama konvergensi pada 'daftar inklusi komite ditambah beberapa solusi yang ditargetkan untuk urutan' sebagai solusi ideal, serta penelitian signifikan tentang ekonomi proof of stake, termasuk ide-ide seperti model stake dua tingkat dan pengurangan penerbitan untuk membatasi persentase ETH yang dipertaruhkan.
Hari ini, konstruksi blok Ethereum sebagian besar dilakukan melalui pemisahan propser-builder ekstra-protokol dengan MEVBoost. Ketika seorang validator mendapatkan kesempatan untuk mengusulkan blok, mereka melelang pekerjaan memilih isi blok kepada aktor khusus yang disebut pembangun. Tugas memilih isi blok yang memaksimalkan pendapatan sangat intensif dalam hal ekonomi skala: algoritma khusus diperlukan untuk menentukan transaksi mana yang akan disertakan, untuk mengekstraksi sebanyak mungkin nilai dari gadget keuangan on-chain dan transaksi pengguna yang berinteraksi dengan mereka (ini yang disebut “ekstraksi MEV”). Validator diberikan tugas yang relatif ringan dalam hal ekonomi skala, yaitu mendengarkan penawaran dan menerima penawaran tertinggi, serta tanggung jawab lain seperti memberi kesaksian.
Diagram bergaya tentang apa yang dilakukan MEVBoost: pembangun khusus mengambil tugas-tugas yang berwarna merah, dan staker mengambil tugas-tugas yang berwarna biru.
Ada berbagai versi dari ini, termasuk “pemisahan proposer-builder" (PBS) dan "attester-proposer separation" (APS). Perbedaan antara keduanya terkait dengan detail halus di sekitar tanggung jawab yang diberikan kepada masing-masing dari dua aktor tersebut: secara kasar, dalam PBS, validator masih mengusulkan blok, tetapi menerima payload dari pembangun, dan dalam APS, seluruh slot menjadi tanggung jawab pembangun. Baru-baru ini, APS lebih disukai daripada PBS, karena lebih mengurangi insentif bagi proposers untuk co-locate dengan builders. Perlu dicatat bahwa APS hanya akan berlaku untuk blok eksekusi, yang berisi transaksi; blok konsensus, yang berisi data terkait proof-of-stake seperti attestations, masih akan secara acak diberikan kepada validator.
Pemisahan kekuasaan ini membantu menjaga validator terdesentralisasi, tetapi memiliki satu biaya penting: para pelaku yang melakukan tugas-tugas "khusus" dapat dengan mudah menjadi sangat terpusat. Inilah pembangunan blok Ethereum hari ini:
Dua aktor memilih konten sekitar 88% dari blok Ethereum. Bagaimana jika kedua aktor tersebut memutuskan untuk mensensor transaksi? Jawabannya tidak begitu buruk seperti yang mungkin terlihat: mereka tidak dapat mereorganisasi blok, jadi Anda tidak perlu 51% sensor untuk mencegah transaksi agar tidak disertakan sama sekali: Anda membutuhkan 100%. Dengan 88% sensor, seorang pengguna akan perlu menunggu rata-rata 9 slot untuk disertakan (secara teknis, rata-rata 114 detik, bukan 6 detik). Untuk beberapa kasus penggunaan, menunggu dua atau bahkan lima menit untuk transaksi tertentu adalah hal yang wajar. Tetapi untuk kasus penggunaan lainnya, misalnya likuidasi defi, bahkan kemampuan untuk menunda inklusi transaksi orang lain oleh beberapa blok adalah risiko manipulasi pasar yang signifikan.
Strategi-strategi yang dapat digunakan oleh pembangun blok untuk memaksimalkan pendapatan juga dapat memiliki konsekuensi negatif lainnya bagi pengguna. Sebuah “serangan sandwich“dapat menyebabkan pengguna yang melakukan pertukaran token mengalami kerugian signifikan akibat slippage. Transaksi yang diperkenalkan untuk melakukan serangan ini menyumbat rantai, meningkatkan harga gas bagi pengguna lain.
Solusi utama adalah memecah tugas produksi blok lebih lanjut: kita memberikan tugas memilih transaksi kembali ke pengusul (yaitu staker), dan pembangun hanya dapat memilih urutan dan menyisipkan beberapa transaksi mereka sendiri. Ini adalah apa yang daftar inklusimencari untuk dilakukan.
Pada waktu T, seorang penambang yang dipilih secara acak membuat daftar inklusi, daftar transaksi yang valid sesuai dengan kondisi terkini dari blockchain pada waktu itu. Pada waktu T+1, seorang pembangun blok, mungkin dipilih melalui mekanisme lelang di dalam protokol sebelumnya, membuat blok. Blok ini harus mencakup setiap transaksi dalam daftar inklusi, tetapi mereka dapat memilih urutannya, dan mereka dapat menambahkan transaksi mereka sendiri.
Proposal daftar inklusi yang ditegakkan oleh pilihan fork (FOCIL) melibatkan sebuah komite dengan beberapa pencipta daftar inklusi per blok. Untuk menunda transaksi selama satu blok, k dari k pencipta daftar inklusi (mis. k = 16 ) harus memblokir transaksi tersebut. Kombinasi FOCIL dengan proposer terakhir yang dipilih melalui pelelangan yang diwajibkan untuk menyertakan daftar inklusi, namun dapat mengubah urutan dan menambahkan transaksi baru, sering disebut sebagai “FOCIL + APS”.
Sebuah pendekatan berbeda terhadap masalah tersebut adalah skema proposer konkuren multipel (MCP) seperti ANYAM. BRAID berusaha untuk menghindari membagi peran proposer blok menjadi bagian yang memiliki ekonomi skala rendah dan bagian yang memiliki ekonomi skala tinggi, dan sebaliknya mencoba mendistribusikan proses produksi blok di antara banyak aktor, sedemikian rupa sehingga setiap proposer hanya perlu memiliki tingkat kecanggihan yang sedang untuk memaksimalkan pendapatan mereka. MCP bekerja dengan memiliki k proposer paralel menghasilkan daftar transaksi, dan kemudian menggunakan algoritma deterministik (misalnya, urutkan berdasarkan fee tertinggi-terendah) untuk memilih urutan.
BRAID tidak bertujuan untuk mencapai tujuan proposer blok dumb-pipe yang menjalankan perangkat lunak default menjadi optimal. Ada dua alasan yang mudah dipahami mengapa hal itu tidak dapat dilakukan:
Dalam BRAID, pemberi kesaksian masih dapat dipisahkan dan dijalankan sebagai fungsi pipa bodoh.
Selain dua ekstrem ini, ada spektrum desain yang mungkin di antara keduanya. Misalnya, Anda bisa melelang peran yang hanya memiliki hak untuk menambahkan ke blok, dan tidak untuk mengurutkan atau menambahkan di awal. Anda bahkan bisa membiarkan mereka menambahkan atau menambahkan di awal, tetapi tidak memperbolehkan menyisipkan di tengah atau mengurutkan ulang. Daya tarik dari teknik-teknik ini adalah bahwa pemenang pasar lelang adalah mungkinuntuk menjadisangat konsentrasidan oleh karena itu ada banyak manfaat dalam mengurangi otoritas mereka.
Salah satu teknologi yang sangat penting untuk implementasi sukses dari banyak desain ini (khususnya, entah BRAID atau versi APS di mana ada batasan ketat pada kemampuan yang dilelang) adalah mempools terenkripsi. Mempools terenkripsi adalah teknologi di mana pengguna menyiarkan transaksi mereka dalam bentuk terenkripsi, bersama dengan beberapa jenis bukti validitas mereka, dan transaksi tersebut dimasukkan ke dalam blok dalam bentuk terenkripsi, tanpa penambang blok mengetahui isinya. Isi transaksi akan terungkap kemudian.
Tantangan utama dalam mengimplementasikan mempool terenkripsi adalah menciptakan desain yang memastikan bahwa transaksi tidak semuanya terungkap kemudian: skema sederhana “commit and reveal” tidak berhasil, karena jika pengungkapan bersifat sukarela, tindakan memilih untuk mengungkapkan atau tidak mengungkapkan adalah jenis pengaruh “last-mover” pada blok yang bisa dieksploitasi. Dua teknik terkemuka untuk hal ini adalah (i)dekripsi ambang batas, dan (ii) menunda enkripsi, sebuah primitif yang erat kaitannya denganfungsi penundaan yang dapat diverifikasi (VDFs).
Kita dapat menganggap semua skema di atas sebagai berbagai cara yang berbeda dalam membagi wewenang yang terlibat dalam staking, disusun dalam spektrum dari ekonomi skala rendah ("dumb-pipe") hingga ekonomi skala tinggi ("spesialisasi-ramah"). Sebelum 2021, semua otoritas ini dibundel bersama dalam satu aktor:
Tantangan inti adalah ini: setiap otoritas yang berarti yang tetap berada di tangan pemegang staker, adalah otoritas yang bisa menjadi relevan dengan MEV. Kami ingin sebanyak mungkin sekelompok aktor yang sangat terdesentralisasi memiliki otoritas; ini mengimplikasikan (i) memberikan banyak otoritas kepada pemegang staker, dan (ii) memastikan pemegang staker sebanyak mungkin terdesentralisasi, yang berarti mereka memiliki sedikit insentif yang didorong oleh ekonomi skala untuk konsolidasi. Ini adalah ketegangan yang sulit untuk diatasi.
Salah satu tantangan khusus adalah multi-blok MEV: dalam beberapa kasus, pemenang lelang eksekusi dapat menghasilkan lebih banyak uang jika mereka menangkap beberapa slot berturut-turut, dan tidak mengizinkan transaksi yang relevan dengan MEV di blok-blok selain yang terakhir yang mereka kendalikan. Jika daftar inklusi memaksa mereka, maka mereka dapat mencoba untuk menghindarinya dengan tidak mempublikasikan blok sama sekali selama slot-slot tersebut. Seseorang bisa membuat daftar inklusi tanpa syarat, yang langsung menjadi blok jika pembangun tidak menyediakannya, tetapi ini membuat daftar inklusi yang relevan dengan MEVSolusi di sini mungkin melibatkan beberapa kompromi yang melibatkan menerima beberapa tingkat insentif rendah untuk memberi suap kepada orang untuk memasukkan transaksi dalam daftar inklusi, dan berharap itu tidak cukup tinggi untuk menyebabkan outsourcing massal.
Kita dapat melihat FOCIL + APS sebagai berikut. Stakers terus memiliki otoritas pada bagian kiri dari spektrum, sementara bagian kanan spektrum dilelang kepada penawar tertinggi.
BRAID cukup berbeda. Bagian "staker" lebih besar, tetapi dibagi menjadi dua bagian: staker ringan dan staker berat. Sementara itu, karena transaksi diurutkan secara menurun berdasarkan biaya prioritas, pilihan teratas blok tersebut secara efektif dijual lelang melalui pasar biaya, dalam skema yang dapat dilihat sebagai analog dariPBS yang diabadikan.
Perhatikan bahwa keamanan BRAID sangat bergantung pada mempool terenkripsi; Jika tidak, mekanisme lelang top-of-block menjadi rentan terhadap serangan mencuri strategi (pada dasarnya: menyalin transaksi orang lain, menukar alamat penerima, dan membayar biaya 0,01% lebih tinggi). Kebutuhan akan privasi pra-inklusi ini juga merupakan alasan mengapa PBS yang diabadikan sangat sulit untuk diterapkan.
Akhirnya, versi FOCIL + APS yang lebih "agresif", misalnya. opsi di mana APS hanya menentukan akhir blok, terlihat seperti ini:
Tugas utama yang masih tersisa adalah (i) bekerja untuk mengokohkan berbagai proposal dan menganalisis konsekuensinya, dan (ii) menggabungkan analisis ini dengan pemahaman tentang tujuan komunitas Ethereum dalam hal bentuk sentralisasi yang dapat ditolerir. Ada juga pekerjaan yang perlu dilakukan untuk setiap proposal individu, seperti:
Selain itu, perlu dicatat bahwa proposal-proposal yang berbeda ini tidak selalu menjadi cabang yang tidak kompatibel satu sama lainnya. Misalnya, mengimplementasikan FOCIL + APS bisa dengan mudah menjadi langkah awal untuk mengimplementasikan BRAID. Strategi konservatif yang valid adalah pendekatan 'tunggu dan lihat' di mana kita pertama-tama mengimplementasikan solusi di mana otoritas pemegang staker terbatas dan sebagian besar otoritas dilelang, dan kemudian secara perlahan meningkatkan otoritas pemegang staker seiring waktu saat kita lebih memahami operasi pasar MEV di jaringan live.
Ada interaksi positif antara memecahkan bottleneck sentralisasi staking yang satu dan memecahkan yang lain. Untuk memberikan analogi, bayangkan dunia di mana memulai perusahaan sendiri memerlukan menanam makanan sendiri, membuat komputer sendiri, dan memiliki pasukan sendiri. Di dunia ini, hanya sedikit perusahaan yang dapat ada. Memecahkan salah satu dari tiga masalah akan membantu situasi, tetapi hanya sedikit. Memecahkan dua masalah akan membantu lebih dari dua kali lipat dari memecahkan satu. Dan memecahkan tiga akan jauh lebih dari tiga kali lipat membantu - jika Anda seorang wirausahawan tunggal, baik 3/3 masalah terpecahkan atau Anda tidak memiliki peluang.
Secara khusus, bottleneck sentralisasi untuk staking adalah:
Menyelesaikan salah satu dari empat meningkatkan keuntungan dari menyelesaikan yang lainnya.
Selain itu, ada interaksi antara pipa konstruksi blok dan desain finalitas slot tunggal, terutama dalam upaya untuk mengurangi waktu slot. Banyak desain pipa konstruksi blok justru meningkatkan waktu slot. Banyak pipa konstruksi blok melibatkan peran untuk penentu di beberapa langkah dalam proses. Oleh karena itu, layak untuk memikirkan pipa konstruksi blok dan finalitas slot tunggal secara bersamaan.
Hari ini, sekitar 30% pasokan ETH sedang aktif melakukan staking. Ini jauh lebih dari cukup untuk melindungi Ethereum dari serangan 51%. Jika persentase ETH yang dipertaruhkan tumbuh lebih besar, para peneliti khawatir dengan skenario yang berbeda: risiko yang akan muncul jika hampir semua ETH menjadi dipertaruhkan. Risiko-risiko ini termasuk:
Secara historis, satu jenis solusi telah ada: jika semua staking tak terhindarkan, dan token staking likuid tak terhindarkan, maka mari membuat staking ramah untuk memiliki token staking likuid yang sebenarnya tidak dapat dipercaya, netral, dan maksimal terdesentralisasi. Salah satu cara sederhana untuk melakukannya adalah dengan membatasi denda staking misalnya 1/8, yang akan membuat 7/8 dari ETH yang dipertaruhkan tidak dapat dipotong, dan dengan demikian memenuhi syarat untuk dimasukkan ke dalam token staking likuid yang sama. Pilihan lainnya adalah dengan secara eksplisit menciptakandua tingkat staking: “risiko-bertanggung jawab” (slashable) staking, yang akan dibatasi hingga misalnya 1/8 dari semua ETH, dan staking “bebas risiko” (unslashable), yang dapat diikuti oleh semua orang.
Namun, salah satu kritik terhadap pendekatan ini adalah bahwa itu @vbuterin/staking_2023_10?type=view">tampaknya ekonomis setara dengan sesuatu yang jauh lebih sederhana: secara massal mengurangi emisi jika staking mendekati batas tertentu yang telah ditentukan sebelumnya. Argumen dasarnya adalah: jika kita berakhir di dunia di mana tingkat yang menanggung risiko memiliki hasil 3,4% dan tingkat bebas risiko (yang diikuti semua orang) memiliki hasil 2,6%, sebenarnya itu sama dengan dunia di mana staking ETH memiliki hasil 0,8% dan hanya menyimpan ETH memiliki hasil 0%. Dinamika tingkat yang menanggung risiko, termasuk kedua jumlah total yang dipertaruhkan dan sentralisasi, akan sama dalam kedua kasus tersebut. Dan oleh karena itu kita seharusnya hanya melakukan hal yang sederhana dan mengurangi emisi.
Kontrargument utama terhadap garis argumen ini akan jika kita dapat membuat "tingkat bebas risiko" masih memiliki peran yang berguna dan beberapa tingkat risiko (misalnya sebagai diproposikan oleh Dankrad di sini).
Kedua baris proposal ini menyiratkan perubahan kurva penerbitan, sehingga membuat pengembalian menjadi sangat rendah jika jumlah staking terlalu tinggi.
Kiri: satu proposal untuk kurva penerbitan yang disesuaikan, oleh Justin Drake. Kanan: satu set proposal lain, oleh Anders Elowsson.
Staking dua tingkat, di sisi lain, memerlukan penyesuaian dua kurva pengembalian: (i) tingkat pengembalian untuk staking “dasar” (risiko rendah atau bebas risiko), dan (ii) premi untuk staking yang menanggung risiko. Ada berbagai cara untuk menetapkan parameter-parameter ini: misalnya, jika Anda menetapkan parameter keras bahwa 1/8 dari staking dapat dipotong, maka dinamika pasar akan menentukan premi pada tingkat pengembalian yang dapat dipotong stake.
Salah satu topik penting di sini adalah MEV capture. Saat ini, pendapatan dari MEV (misalnya DEX arbitrase, sandwiching...) diberikan kepada para proposer, yaitu staker. Ini adalah pendapatan yang benar-benar “buram” bagi protokol: protokol tidak memiliki cara untuk mengetahui apakah itu 0,01% APR, 1% APR, atau 20% APR. Keberadaan aliran pendapatan ini sangat merepotkan dari berbagai sudut pandang:
Kita dapat menyelesaikan masalah ini dengan menemukan cara untuk membuat pendapatan MEV dapat dibaca oleh protokol, dan menangkapnya. Usulan terawal adalahPenghalus MEV Francesco; hari ini, dipahami secara luas bahwa mekanisme apa pun untuk melelang hak pengusul blok (atau, lebih umum, otoritas yang cukup untuk menangkap hampir semua MEV) sebelumnya mencapai tujuan yang sama.
Tugas utama yang tersisa adalah setuju untuk tidak melakukan apa-apa, dan menerima risiko hampir semua ETH berada di dalam LST, atau menyelesaikan dan setuju pada rincian dan parameter salah satu proposal di atas. Ringkasan perkiraan manfaat dan risikonya adalah:
Satu titik penting dalam persimpangan ini terkait dengan solo staking. Saat ini, VPS termurah yang dapat menjalankan node Ethereum memiliki biaya sekitar $60 per bulan, terutama karena biaya penyimpanan hard disk. Bagi pemegang 32 ETH ($84.000 pada saat penulisan ini), ini akan mengurangi APY sebesar (60 * 12) / 84000 ~ = 0,85%. Jika total pengembalian staking turun di bawah 0,85%, solo staking akan tidak layak bagi banyak orang pada tingkat ini.
Jika kita ingin staking solo tetap layak, ini menempatkan lebih banyak penekanan pada perlunya mengurangi biaya operasi node, yang akan dilakukan dalam Verge: keadaan tanpa keadaan akan menghilangkan persyaratan ruang penyimpanan, yang mungkin sudah cukup dengan sendirinya, dan kemudian bukti validitas L1 EVM akan membuat biaya benar-benar sepele.
Di sisi lain, pembakaran MEV secara argumen membantu staking tunggal. Meskipun itu mengurangi pengembalian untuk semua orang, yang lebih penting adalah mengurangi varians, membuat staking kurang seperti lotere.
Akhirnya, setiap perubahan dalam penerbitan berinteraksi dengan perubahan mendasar lainnya terhadap desain staking (misalnya staking pelangi). Satu titik perhatian khusus adalah bahwa jika pengembalian staking menjadi sangat rendah, ini berarti kita harus memilih antara (i) membuat hukuman juga rendah, mengurangi ketidakincentivean terhadap perilaku buruk, dan (ii) menjaga hukuman tinggi, yang akan meningkatkan rangkaian keadaan di mana bahkan validator yang berusaha baik secara tidak sengaja berakhir dengan pengembalian negatif jika mereka tidak beruntung dengan masalah teknis atau bahkan serangan.
Bagian-bagian di atas berfokus pada perubahan pada Ethereum L1 yang dapat mengatasi risiko sentralisasi penting. Namun, Ethereum bukan hanya L1, tetapi juga ekosistem, dan ada juga strategi lapisan aplikasi penting yang dapat membantu mengurangi risiko di atas. Beberapa contohnya termasuk:
Salah satu risiko terbesar bagi Ethereum L1 adalah sentralisasi proof-of-stake karena tekanan ekonomi. Jika ada ekonomi skala dalam berpartisipasi dalam mekanisme proof of stake inti, ini secara alami akan menyebabkan pemegang besar mendominasi, dan pemegang kecil keluar untuk bergabung dengan kolam besar. Hal ini menyebabkan risiko lebih tinggi terhadap serangan 51%, sensor transaksi, dan krisis lainnya. Selain risiko sentralisasi, ada juga risiko ekstraksi nilai: sekelompok kecil menangkap nilai yang seharusnya diperuntukkan bagi pengguna Ethereum.
Selama setahun terakhir, pemahaman kami tentang risiko-risiko ini telah meningkat secara signifikan. Sudah dipahami bahwa ada dua tempat utama di mana risiko ini ada: (i) konstruksi blok, dan (ii) penyediaan modal staking. Pelaku yang lebih besar mampu menjalankan algoritma yang lebih canggih ("ekstraksi MEV") untuk menghasilkan blok, memberi mereka pendapatan yang lebih tinggi per blok. Pelaku yang sangat besar juga lebih efektif dalam menangani ketidaknyamanan karena modal mereka terkunci, dengan melepasnya kepada orang lain sebagai token staking likuid (LST). Selain pertanyaan langsung tentang pemilik modal staking kecil vs besar, ada juga pertanyaan apakah ada (atau akan ada)terlalu banyak ETH yang dipertaruhkan.
The Scourge, jalur roadmap 2023
Tahun ini, telah terjadi kemajuan signifikan dalam konstruksi blok, terutama konvergensi pada 'daftar inklusi komite ditambah beberapa solusi yang ditargetkan untuk urutan' sebagai solusi ideal, serta penelitian signifikan tentang ekonomi proof of stake, termasuk ide-ide seperti model stake dua tingkat dan pengurangan penerbitan untuk membatasi persentase ETH yang dipertaruhkan.
Hari ini, konstruksi blok Ethereum sebagian besar dilakukan melalui pemisahan propser-builder ekstra-protokol dengan MEVBoost. Ketika seorang validator mendapatkan kesempatan untuk mengusulkan blok, mereka melelang pekerjaan memilih isi blok kepada aktor khusus yang disebut pembangun. Tugas memilih isi blok yang memaksimalkan pendapatan sangat intensif dalam hal ekonomi skala: algoritma khusus diperlukan untuk menentukan transaksi mana yang akan disertakan, untuk mengekstraksi sebanyak mungkin nilai dari gadget keuangan on-chain dan transaksi pengguna yang berinteraksi dengan mereka (ini yang disebut “ekstraksi MEV”). Validator diberikan tugas yang relatif ringan dalam hal ekonomi skala, yaitu mendengarkan penawaran dan menerima penawaran tertinggi, serta tanggung jawab lain seperti memberi kesaksian.
Diagram bergaya tentang apa yang dilakukan MEVBoost: pembangun khusus mengambil tugas-tugas yang berwarna merah, dan staker mengambil tugas-tugas yang berwarna biru.
Ada berbagai versi dari ini, termasuk “pemisahan proposer-builder" (PBS) dan "attester-proposer separation" (APS). Perbedaan antara keduanya terkait dengan detail halus di sekitar tanggung jawab yang diberikan kepada masing-masing dari dua aktor tersebut: secara kasar, dalam PBS, validator masih mengusulkan blok, tetapi menerima payload dari pembangun, dan dalam APS, seluruh slot menjadi tanggung jawab pembangun. Baru-baru ini, APS lebih disukai daripada PBS, karena lebih mengurangi insentif bagi proposers untuk co-locate dengan builders. Perlu dicatat bahwa APS hanya akan berlaku untuk blok eksekusi, yang berisi transaksi; blok konsensus, yang berisi data terkait proof-of-stake seperti attestations, masih akan secara acak diberikan kepada validator.
Pemisahan kekuasaan ini membantu menjaga validator terdesentralisasi, tetapi memiliki satu biaya penting: para pelaku yang melakukan tugas-tugas "khusus" dapat dengan mudah menjadi sangat terpusat. Inilah pembangunan blok Ethereum hari ini:
Dua aktor memilih konten sekitar 88% dari blok Ethereum. Bagaimana jika kedua aktor tersebut memutuskan untuk mensensor transaksi? Jawabannya tidak begitu buruk seperti yang mungkin terlihat: mereka tidak dapat mereorganisasi blok, jadi Anda tidak perlu 51% sensor untuk mencegah transaksi agar tidak disertakan sama sekali: Anda membutuhkan 100%. Dengan 88% sensor, seorang pengguna akan perlu menunggu rata-rata 9 slot untuk disertakan (secara teknis, rata-rata 114 detik, bukan 6 detik). Untuk beberapa kasus penggunaan, menunggu dua atau bahkan lima menit untuk transaksi tertentu adalah hal yang wajar. Tetapi untuk kasus penggunaan lainnya, misalnya likuidasi defi, bahkan kemampuan untuk menunda inklusi transaksi orang lain oleh beberapa blok adalah risiko manipulasi pasar yang signifikan.
Strategi-strategi yang dapat digunakan oleh pembangun blok untuk memaksimalkan pendapatan juga dapat memiliki konsekuensi negatif lainnya bagi pengguna. Sebuah “serangan sandwich“dapat menyebabkan pengguna yang melakukan pertukaran token mengalami kerugian signifikan akibat slippage. Transaksi yang diperkenalkan untuk melakukan serangan ini menyumbat rantai, meningkatkan harga gas bagi pengguna lain.
Solusi utama adalah memecah tugas produksi blok lebih lanjut: kita memberikan tugas memilih transaksi kembali ke pengusul (yaitu staker), dan pembangun hanya dapat memilih urutan dan menyisipkan beberapa transaksi mereka sendiri. Ini adalah apa yang daftar inklusimencari untuk dilakukan.
Pada waktu T, seorang penambang yang dipilih secara acak membuat daftar inklusi, daftar transaksi yang valid sesuai dengan kondisi terkini dari blockchain pada waktu itu. Pada waktu T+1, seorang pembangun blok, mungkin dipilih melalui mekanisme lelang di dalam protokol sebelumnya, membuat blok. Blok ini harus mencakup setiap transaksi dalam daftar inklusi, tetapi mereka dapat memilih urutannya, dan mereka dapat menambahkan transaksi mereka sendiri.
Proposal daftar inklusi yang ditegakkan oleh pilihan fork (FOCIL) melibatkan sebuah komite dengan beberapa pencipta daftar inklusi per blok. Untuk menunda transaksi selama satu blok, k dari k pencipta daftar inklusi (mis. k = 16 ) harus memblokir transaksi tersebut. Kombinasi FOCIL dengan proposer terakhir yang dipilih melalui pelelangan yang diwajibkan untuk menyertakan daftar inklusi, namun dapat mengubah urutan dan menambahkan transaksi baru, sering disebut sebagai “FOCIL + APS”.
Sebuah pendekatan berbeda terhadap masalah tersebut adalah skema proposer konkuren multipel (MCP) seperti ANYAM. BRAID berusaha untuk menghindari membagi peran proposer blok menjadi bagian yang memiliki ekonomi skala rendah dan bagian yang memiliki ekonomi skala tinggi, dan sebaliknya mencoba mendistribusikan proses produksi blok di antara banyak aktor, sedemikian rupa sehingga setiap proposer hanya perlu memiliki tingkat kecanggihan yang sedang untuk memaksimalkan pendapatan mereka. MCP bekerja dengan memiliki k proposer paralel menghasilkan daftar transaksi, dan kemudian menggunakan algoritma deterministik (misalnya, urutkan berdasarkan fee tertinggi-terendah) untuk memilih urutan.
BRAID tidak bertujuan untuk mencapai tujuan proposer blok dumb-pipe yang menjalankan perangkat lunak default menjadi optimal. Ada dua alasan yang mudah dipahami mengapa hal itu tidak dapat dilakukan:
Dalam BRAID, pemberi kesaksian masih dapat dipisahkan dan dijalankan sebagai fungsi pipa bodoh.
Selain dua ekstrem ini, ada spektrum desain yang mungkin di antara keduanya. Misalnya, Anda bisa melelang peran yang hanya memiliki hak untuk menambahkan ke blok, dan tidak untuk mengurutkan atau menambahkan di awal. Anda bahkan bisa membiarkan mereka menambahkan atau menambahkan di awal, tetapi tidak memperbolehkan menyisipkan di tengah atau mengurutkan ulang. Daya tarik dari teknik-teknik ini adalah bahwa pemenang pasar lelang adalah mungkinuntuk menjadisangat konsentrasidan oleh karena itu ada banyak manfaat dalam mengurangi otoritas mereka.
Salah satu teknologi yang sangat penting untuk implementasi sukses dari banyak desain ini (khususnya, entah BRAID atau versi APS di mana ada batasan ketat pada kemampuan yang dilelang) adalah mempools terenkripsi. Mempools terenkripsi adalah teknologi di mana pengguna menyiarkan transaksi mereka dalam bentuk terenkripsi, bersama dengan beberapa jenis bukti validitas mereka, dan transaksi tersebut dimasukkan ke dalam blok dalam bentuk terenkripsi, tanpa penambang blok mengetahui isinya. Isi transaksi akan terungkap kemudian.
Tantangan utama dalam mengimplementasikan mempool terenkripsi adalah menciptakan desain yang memastikan bahwa transaksi tidak semuanya terungkap kemudian: skema sederhana “commit and reveal” tidak berhasil, karena jika pengungkapan bersifat sukarela, tindakan memilih untuk mengungkapkan atau tidak mengungkapkan adalah jenis pengaruh “last-mover” pada blok yang bisa dieksploitasi. Dua teknik terkemuka untuk hal ini adalah (i)dekripsi ambang batas, dan (ii) menunda enkripsi, sebuah primitif yang erat kaitannya denganfungsi penundaan yang dapat diverifikasi (VDFs).
Kita dapat menganggap semua skema di atas sebagai berbagai cara yang berbeda dalam membagi wewenang yang terlibat dalam staking, disusun dalam spektrum dari ekonomi skala rendah ("dumb-pipe") hingga ekonomi skala tinggi ("spesialisasi-ramah"). Sebelum 2021, semua otoritas ini dibundel bersama dalam satu aktor:
Tantangan inti adalah ini: setiap otoritas yang berarti yang tetap berada di tangan pemegang staker, adalah otoritas yang bisa menjadi relevan dengan MEV. Kami ingin sebanyak mungkin sekelompok aktor yang sangat terdesentralisasi memiliki otoritas; ini mengimplikasikan (i) memberikan banyak otoritas kepada pemegang staker, dan (ii) memastikan pemegang staker sebanyak mungkin terdesentralisasi, yang berarti mereka memiliki sedikit insentif yang didorong oleh ekonomi skala untuk konsolidasi. Ini adalah ketegangan yang sulit untuk diatasi.
Salah satu tantangan khusus adalah multi-blok MEV: dalam beberapa kasus, pemenang lelang eksekusi dapat menghasilkan lebih banyak uang jika mereka menangkap beberapa slot berturut-turut, dan tidak mengizinkan transaksi yang relevan dengan MEV di blok-blok selain yang terakhir yang mereka kendalikan. Jika daftar inklusi memaksa mereka, maka mereka dapat mencoba untuk menghindarinya dengan tidak mempublikasikan blok sama sekali selama slot-slot tersebut. Seseorang bisa membuat daftar inklusi tanpa syarat, yang langsung menjadi blok jika pembangun tidak menyediakannya, tetapi ini membuat daftar inklusi yang relevan dengan MEVSolusi di sini mungkin melibatkan beberapa kompromi yang melibatkan menerima beberapa tingkat insentif rendah untuk memberi suap kepada orang untuk memasukkan transaksi dalam daftar inklusi, dan berharap itu tidak cukup tinggi untuk menyebabkan outsourcing massal.
Kita dapat melihat FOCIL + APS sebagai berikut. Stakers terus memiliki otoritas pada bagian kiri dari spektrum, sementara bagian kanan spektrum dilelang kepada penawar tertinggi.
BRAID cukup berbeda. Bagian "staker" lebih besar, tetapi dibagi menjadi dua bagian: staker ringan dan staker berat. Sementara itu, karena transaksi diurutkan secara menurun berdasarkan biaya prioritas, pilihan teratas blok tersebut secara efektif dijual lelang melalui pasar biaya, dalam skema yang dapat dilihat sebagai analog dariPBS yang diabadikan.
Perhatikan bahwa keamanan BRAID sangat bergantung pada mempool terenkripsi; Jika tidak, mekanisme lelang top-of-block menjadi rentan terhadap serangan mencuri strategi (pada dasarnya: menyalin transaksi orang lain, menukar alamat penerima, dan membayar biaya 0,01% lebih tinggi). Kebutuhan akan privasi pra-inklusi ini juga merupakan alasan mengapa PBS yang diabadikan sangat sulit untuk diterapkan.
Akhirnya, versi FOCIL + APS yang lebih "agresif", misalnya. opsi di mana APS hanya menentukan akhir blok, terlihat seperti ini:
Tugas utama yang masih tersisa adalah (i) bekerja untuk mengokohkan berbagai proposal dan menganalisis konsekuensinya, dan (ii) menggabungkan analisis ini dengan pemahaman tentang tujuan komunitas Ethereum dalam hal bentuk sentralisasi yang dapat ditolerir. Ada juga pekerjaan yang perlu dilakukan untuk setiap proposal individu, seperti:
Selain itu, perlu dicatat bahwa proposal-proposal yang berbeda ini tidak selalu menjadi cabang yang tidak kompatibel satu sama lainnya. Misalnya, mengimplementasikan FOCIL + APS bisa dengan mudah menjadi langkah awal untuk mengimplementasikan BRAID. Strategi konservatif yang valid adalah pendekatan 'tunggu dan lihat' di mana kita pertama-tama mengimplementasikan solusi di mana otoritas pemegang staker terbatas dan sebagian besar otoritas dilelang, dan kemudian secara perlahan meningkatkan otoritas pemegang staker seiring waktu saat kita lebih memahami operasi pasar MEV di jaringan live.
Ada interaksi positif antara memecahkan bottleneck sentralisasi staking yang satu dan memecahkan yang lain. Untuk memberikan analogi, bayangkan dunia di mana memulai perusahaan sendiri memerlukan menanam makanan sendiri, membuat komputer sendiri, dan memiliki pasukan sendiri. Di dunia ini, hanya sedikit perusahaan yang dapat ada. Memecahkan salah satu dari tiga masalah akan membantu situasi, tetapi hanya sedikit. Memecahkan dua masalah akan membantu lebih dari dua kali lipat dari memecahkan satu. Dan memecahkan tiga akan jauh lebih dari tiga kali lipat membantu - jika Anda seorang wirausahawan tunggal, baik 3/3 masalah terpecahkan atau Anda tidak memiliki peluang.
Secara khusus, bottleneck sentralisasi untuk staking adalah:
Menyelesaikan salah satu dari empat meningkatkan keuntungan dari menyelesaikan yang lainnya.
Selain itu, ada interaksi antara pipa konstruksi blok dan desain finalitas slot tunggal, terutama dalam upaya untuk mengurangi waktu slot. Banyak desain pipa konstruksi blok justru meningkatkan waktu slot. Banyak pipa konstruksi blok melibatkan peran untuk penentu di beberapa langkah dalam proses. Oleh karena itu, layak untuk memikirkan pipa konstruksi blok dan finalitas slot tunggal secara bersamaan.
Hari ini, sekitar 30% pasokan ETH sedang aktif melakukan staking. Ini jauh lebih dari cukup untuk melindungi Ethereum dari serangan 51%. Jika persentase ETH yang dipertaruhkan tumbuh lebih besar, para peneliti khawatir dengan skenario yang berbeda: risiko yang akan muncul jika hampir semua ETH menjadi dipertaruhkan. Risiko-risiko ini termasuk:
Secara historis, satu jenis solusi telah ada: jika semua staking tak terhindarkan, dan token staking likuid tak terhindarkan, maka mari membuat staking ramah untuk memiliki token staking likuid yang sebenarnya tidak dapat dipercaya, netral, dan maksimal terdesentralisasi. Salah satu cara sederhana untuk melakukannya adalah dengan membatasi denda staking misalnya 1/8, yang akan membuat 7/8 dari ETH yang dipertaruhkan tidak dapat dipotong, dan dengan demikian memenuhi syarat untuk dimasukkan ke dalam token staking likuid yang sama. Pilihan lainnya adalah dengan secara eksplisit menciptakandua tingkat staking: “risiko-bertanggung jawab” (slashable) staking, yang akan dibatasi hingga misalnya 1/8 dari semua ETH, dan staking “bebas risiko” (unslashable), yang dapat diikuti oleh semua orang.
Namun, salah satu kritik terhadap pendekatan ini adalah bahwa itu @vbuterin/staking_2023_10?type=view">tampaknya ekonomis setara dengan sesuatu yang jauh lebih sederhana: secara massal mengurangi emisi jika staking mendekati batas tertentu yang telah ditentukan sebelumnya. Argumen dasarnya adalah: jika kita berakhir di dunia di mana tingkat yang menanggung risiko memiliki hasil 3,4% dan tingkat bebas risiko (yang diikuti semua orang) memiliki hasil 2,6%, sebenarnya itu sama dengan dunia di mana staking ETH memiliki hasil 0,8% dan hanya menyimpan ETH memiliki hasil 0%. Dinamika tingkat yang menanggung risiko, termasuk kedua jumlah total yang dipertaruhkan dan sentralisasi, akan sama dalam kedua kasus tersebut. Dan oleh karena itu kita seharusnya hanya melakukan hal yang sederhana dan mengurangi emisi.
Kontrargument utama terhadap garis argumen ini akan jika kita dapat membuat "tingkat bebas risiko" masih memiliki peran yang berguna dan beberapa tingkat risiko (misalnya sebagai diproposikan oleh Dankrad di sini).
Kedua baris proposal ini menyiratkan perubahan kurva penerbitan, sehingga membuat pengembalian menjadi sangat rendah jika jumlah staking terlalu tinggi.
Kiri: satu proposal untuk kurva penerbitan yang disesuaikan, oleh Justin Drake. Kanan: satu set proposal lain, oleh Anders Elowsson.
Staking dua tingkat, di sisi lain, memerlukan penyesuaian dua kurva pengembalian: (i) tingkat pengembalian untuk staking “dasar” (risiko rendah atau bebas risiko), dan (ii) premi untuk staking yang menanggung risiko. Ada berbagai cara untuk menetapkan parameter-parameter ini: misalnya, jika Anda menetapkan parameter keras bahwa 1/8 dari staking dapat dipotong, maka dinamika pasar akan menentukan premi pada tingkat pengembalian yang dapat dipotong stake.
Salah satu topik penting di sini adalah MEV capture. Saat ini, pendapatan dari MEV (misalnya DEX arbitrase, sandwiching...) diberikan kepada para proposer, yaitu staker. Ini adalah pendapatan yang benar-benar “buram” bagi protokol: protokol tidak memiliki cara untuk mengetahui apakah itu 0,01% APR, 1% APR, atau 20% APR. Keberadaan aliran pendapatan ini sangat merepotkan dari berbagai sudut pandang:
Kita dapat menyelesaikan masalah ini dengan menemukan cara untuk membuat pendapatan MEV dapat dibaca oleh protokol, dan menangkapnya. Usulan terawal adalahPenghalus MEV Francesco; hari ini, dipahami secara luas bahwa mekanisme apa pun untuk melelang hak pengusul blok (atau, lebih umum, otoritas yang cukup untuk menangkap hampir semua MEV) sebelumnya mencapai tujuan yang sama.
Tugas utama yang tersisa adalah setuju untuk tidak melakukan apa-apa, dan menerima risiko hampir semua ETH berada di dalam LST, atau menyelesaikan dan setuju pada rincian dan parameter salah satu proposal di atas. Ringkasan perkiraan manfaat dan risikonya adalah:
Satu titik penting dalam persimpangan ini terkait dengan solo staking. Saat ini, VPS termurah yang dapat menjalankan node Ethereum memiliki biaya sekitar $60 per bulan, terutama karena biaya penyimpanan hard disk. Bagi pemegang 32 ETH ($84.000 pada saat penulisan ini), ini akan mengurangi APY sebesar (60 * 12) / 84000 ~ = 0,85%. Jika total pengembalian staking turun di bawah 0,85%, solo staking akan tidak layak bagi banyak orang pada tingkat ini.
Jika kita ingin staking solo tetap layak, ini menempatkan lebih banyak penekanan pada perlunya mengurangi biaya operasi node, yang akan dilakukan dalam Verge: keadaan tanpa keadaan akan menghilangkan persyaratan ruang penyimpanan, yang mungkin sudah cukup dengan sendirinya, dan kemudian bukti validitas L1 EVM akan membuat biaya benar-benar sepele.
Di sisi lain, pembakaran MEV secara argumen membantu staking tunggal. Meskipun itu mengurangi pengembalian untuk semua orang, yang lebih penting adalah mengurangi varians, membuat staking kurang seperti lotere.
Akhirnya, setiap perubahan dalam penerbitan berinteraksi dengan perubahan mendasar lainnya terhadap desain staking (misalnya staking pelangi). Satu titik perhatian khusus adalah bahwa jika pengembalian staking menjadi sangat rendah, ini berarti kita harus memilih antara (i) membuat hukuman juga rendah, mengurangi ketidakincentivean terhadap perilaku buruk, dan (ii) menjaga hukuman tinggi, yang akan meningkatkan rangkaian keadaan di mana bahkan validator yang berusaha baik secara tidak sengaja berakhir dengan pengembalian negatif jika mereka tidak beruntung dengan masalah teknis atau bahkan serangan.
Bagian-bagian di atas berfokus pada perubahan pada Ethereum L1 yang dapat mengatasi risiko sentralisasi penting. Namun, Ethereum bukan hanya L1, tetapi juga ekosistem, dan ada juga strategi lapisan aplikasi penting yang dapat membantu mengurangi risiko di atas. Beberapa contohnya termasuk: