Một trong những rủi ro lớn nhất đối với Ethereum L1 là proof-of-stake trung tâm hóa do áp lực kinh tế. Nếu có sự kinh tế của quy mô trong việc tham gia các cơ chế proof of stake cốt lõi, điều này sẽ tự nhiên dẫn đến các người staker lớn thống trị, và người staker nhỏ sẽ rời khỏi để tham gia các nhóm lớn. Điều này dẫn đến rủi ro cao hơn về cuộc tấn công 51%, kiểm duyệt giao dịch và các cuộc khủng hoảng khác. Ngoài rủi ro trung tâm hóa, còn có rủi ro về trích xuất giá trị: một nhóm nhỏ chiếm giữ giá trị mà nếu không họ sẽ dành cho người dùng của Ethereum.
Trong năm qua, sự hiểu biết của chúng ta về những rủi ro này đã tăng đáng kể. Hiểu rõ rằng có hai nơi chính mà rủi ro này tồn tại: (i) xây dựng khối và (ii) cung cấp vốn đặt cược. Những diễn viên lớn hơn có thể đầu tư vào các thuật toán tinh vi hơn ("trích xuất MEV") để tạo ra các khối, cho phép họ có thu nhập cao hơn mỗi khối. Những diễn viên rất lớn cũng có thể xử lý hiệu quả hơn sự bất tiện của việc vốn của họ bị khóa lại bằng cách phát hành nó cho người khác dưới dạng token đặt cược lưu thông (LST). Ngoài các câu hỏi trực tiếp của người đặt cược nhỏ so với lớn, còn có câu hỏi về việc có hay không (hoặc sẽ có) quá nhiều ETH đã được cọc.
The Scourge, con đường 2023
Trong năm nay, đã có những tiến bộ đáng kể về xây dựng khối, đáng chú ý nhất là sự hội nhập trên “danh sách bao gồm ủy ban cộng với một số giải pháp cụ thể cho việc sắp xếp” như giải pháp lý tưởng, cũng như nghiên cứu đáng kể về kinh tế cược đặt cổ phần, bao gồm các ý tưởng như mô hình cược đặt hai tầng và giảm phát hành để giới hạn phần trăm ETH đặt cược.
Hôm nay, xây dựng khối Ethereum chủ yếu được thực hiện thông qua sự tách rời ngoại giao thức với propser-builderMEVBoost. Khi một trình xác thực có cơ hội đề xuất một khối, họ sẽ bán đấu giá công việc chọn nội dung khối cho các tác nhân chuyên biệt được gọi là nhà xây dựng. Nhiệm vụ chọn nội dung khối tối đa hóa doanh thu là rất kinh tế theo quy mô: các thuật toán chuyên biệt là cần thiết để xác định giao dịch nào cần bao gồm, để trích xuất càng nhiều giá trị càng tốt từ các tiện ích tài chính trên chuỗi và giao dịch của người dùng tương tác với chúng (đây là cái được gọi là "trích xuất MEV"). Người xác thực còn lại với nhiệm vụ "ống câm" tương đối nhẹ về quy mô là lắng nghe giá thầu và chấp nhận giá thầu cao nhất, cũng như các trách nhiệm khác như chứng thực.
Sơ đồ được tạo ra theo phong cách để giải thích những gì MEVBoost đang làm: những người xây dựng chuyên dụng đảm nhận các nhiệm vụ màu đỏ, và người cược đảm nhận các nhiệm vụ màu xanh.
Có nhiều phiên bản của điều này, bao gồm “tách biệt giữa người đề xuất và người xây dựng“(PBS) và “tách biệt người chứng thực - người đề xuất” (APS). Sự khác biệt giữa chúng liên quan đến các chi tiết tinh tế về trách nhiệm thuộc về hai diễn viên nào: đại khái, trong PBS, các nhà xác minh vẫn đề xuất các khối, nhưng nhận dữ liệu từ người xây dựng, và trong APS, toàn bộ khe cắm trở thành trách nhiệm của người xây dựng. Gần đây, APS được ưa chuộng hơn PBS, vì nó giảm thiểu thêm động cơ cho người đề xuất đặt cùng vị trí với người xây dựng. Lưu ý rằng APS chỉ áp dụng cho các khối thực thi, chứa giao dịch; các khối đồng thuận, chứa dữ liệu liên quan đến chứng minh cổ phần như chứng thực, vẫn sẽ được giao ngẫu nhiên cho các nhà xác minh.
Việc phân chia quyền lực này giúp giữ cho các bộ xác minh phân tán, nhưng nó có một chi phí quan trọng: những người tham gia vào các nhiệm vụ “chuyên môn” có thể dễ dàng trở nên rất tập trung. Đây là quá trình xây dựng khối Ethereum ngày nay:
Hai tác nhân đang chọn nội dung của khoảng 88% khối Ethereum. Điều gì sẽ xảy ra nếu hai tác nhân đó quyết định kiểm duyệt một giao dịch? Câu trả lời không hoàn toàn tệ như vẻ ngoài của nó: họ không thể tổ chức lại các khối, và vì vậy bạn không cần kiểm duyệt 51% để ngăn chặn một giao dịch được đưa vào: bạn cần 100%. Với 88% kiểm duyệt, người dùng sẽ cần đợi trung bình 9 vị trí để được đưa vào (về mặt kỹ thuật, trung bình 114 giây, thay vì 6 giây). Đối với một số trường hợp sử dụng, chờ đợi hai hoặc thậm chí năm phút cho một số giao dịch nhất định là tốt. Nhưng đối với các trường hợp sử dụng khác, ví dụ:. Thanh lý DeFi, thậm chí khả năng trì hoãn việc đưa giao dịch của người khác vào một vài khối là một rủi ro thao túng thị trường đáng kể.
Các chiến lược mà các nhà xây dựng block có thể áp dụng để tối đa hóa doanh thu cũng có thể gây ra hậu quả tiêu cực khác cho người dùng. A “cuộc tấn công sandwich“ có thể gây ra những thiệt hại đáng kể cho người dùng khi thực hiện việc trao đổi token vì sự trượt giá. Các giao dịch giả mạo này khiến cho chuỗi khối bị tắc nghẽn, làm tăng giá gas cho các người dùng khác.
Giải pháp hàng đầu là phân tích nhiệm vụ sản xuất khối thành các phần nhỏ hơn: chúng tôi giao nhiệm vụ chọn giao dịch lại cho người đề xuất (tức là người đặt cược), và người xây dựng chỉ có thể chọn thứ tự và chèn một số giao dịch của họ. Đây là điều mà danh sách bao gồmcố gắng làm.
Vào thời điểm T, một người tham gia được chọn ngẫu nhiên tạo ra một danh sách bao gồm các giao dịch hợp lệ dựa trên trạng thái hiện tại của blockchain tại thời điểm đó. Vào thời điểm T+1, một người xây dựng khối, có thể được chọn thông qua một cơ chế đấu giá trong giao thức trước đó, tạo ra một khối. Khối này được yêu cầu bao gồm tất cả các giao dịch trong danh sách bao gồm, nhưng họ có thể chọn thứ tự và có thể thêm vào các giao dịch của riêng họ.
Các đề xuất danh sách bao gồm được áp dụng theo quy tắc lựa chọn giao diện phân nhánh (FOCIL) liên quan đến một ủy ban bao gồm nhiều người tạo danh sách bao gồm cho mỗi khối. Để trì hoãn một giao dịch một khối, k trong số k người tạo danh sách bao gồm (ví dụ: k = 16) sẽ phải kiểm duyệt giao dịch. Sự kết hợp giữa FOCIL với một người đề xuất cuối cùng được chọn thông qua đấu giá mà yêu cầu bao gồm các danh sách bao gồm, nhưng có thể sắp xếp lại và thêm giao dịch mới, thường được gọi là “FOCIL + APS”.
Một cách tiếp cận khác đối với vấn đề là các giao thức đề xuất song song đa người (MCP) như BRAID. BRAID cố gắng tránh việc chia vai trò người đề xuất khối thành một phần có quy mô kinh tế thấp và một phần có quy mô kinh tế cao, thay vào đó cố gắng phân phối quy trình sản xuất khối giữa nhiều nhà sản xuất, sao cho mỗi người đề xuất chỉ cần có một lượng kiến thức trung bình để tối đa hóa doanh thu của họ. MCP hoạt động bằng cách có k người đề xuất song song tạo ra danh sách giao dịch, sau đó sử dụng một thuật toán xác định (ví dụ: sắp xếp theo phí cao nhất đến thấp nhất) để chọn thứ tự.
BRAID không cố gắng đạt được mục tiêu của việc các người đề xuất khối ống lợi chạy phần mềm mặc định là tối ưu. Hai lý do dễ hiểu tại sao nó không thể làm được là:
Trong BRAID, người chứng thực vẫn có thể được tách ra và chạy như một chức năng ống thông ngu mù.
Ngoài hai cực này, còn có một loạt các thiết kế có thể được áp dụng. Ví dụ, bạn có thể đấu giá một vai trò chỉ có quyền thêm vào một khối, mà không được phép sắp xếp lại hoặc chèn vào đầu. Bạn thậm chí có thể cho phép họ thêm vào hoặc chèn vào đầu, nhưng không được chèn vào giữa hoặc sắp xếp lại. Điểm thu hút của các kỹ thuật này là người chiến thắng thị trường đấu giá lúc này là có khả năngđể đượcrất tập trungvà do đó có rất nhiều lợi ích khi giảm quyền hạn của họ.
Một công nghệ quan trọng đối với việc triển khai thành công nhiều trong số những thiết kế này (cụ thể, hoặc BRAID hoặc một phiên bản của APS với các hạn chế nghiêm ngặt về khả năng đang được đấu giá) là các bể nhớ mempools được mã hóa. Mempools được mã hóa là một công nghệ trong đó người dùng truyền bá các giao dịch của họ dưới dạng được mã hóa, kèm theo một loại bằng chứng về tính hợp lệ của chúng, và các giao dịch đó được bao gồm vào các khối dưới dạng được mã hóa, mà không có người xây dựng khối biết nội dung. Nội dung của các giao dịch sẽ được tiết lộ sau này.
Thách thức chính trong việc triển khai mempools được mã hóa là tạo ra một thiết kế đảm bảo rằng các giao dịch đều được tiết lộ sau này: một lược đồ “commit and reveal” đơn giản không hoạt động, vì nếu việc tiết lộ là tự nguyện, việc chọn để tiết lộ hay không tiết lộ là một loại ảnh hưởng của “người di chuyển cuối cùng” lên một khối có thể bị khai thác. Hai kỹ thuật hàng đầu cho việc này là (i) giải mã ngưỡng, và (ii) trì hoãn mã hóa, một nguyên tố cơ bản liên quan chặt chẽ đến hàm chậm kiểm tra được (VDFs).
Chúng ta có thể coi tất cả các sơ đồ trên là các cách khác nhau để chia quyền hạn tham gia vào việc cọc, được sắp xếp trên một phổ từ quỹ đạo kinh tế quy mô thấp ("ống dốc") đến quỹ đạo kinh tế quy mô cao hơn ("thân thiện với chuyên môn"). Trước năm 2021, tất cả các quyền hạn này đã được đóng gói lại thành một nhà hoạt động:
Vấn đề cốt lõi là: bất kỳ quyền lực có ý nghĩa nào còn lại trong tay người đặt cược, đều có thể trở thành “có liên quan đến MEV”. Chúng ta muốn một tập hợp các bên hoạt động cực kỳ phi tập trung có quyền lực càng lớn càng tốt; điều này ngụ ý (i) đặt rất nhiều quyền lực vào tay người đặt cược, và (ii) đảm bảo người đặt cược càng phi tập trung càng tốt, có nghĩa là họ không có nhiều động cơ dẫn đến kinh tế quy mô để tập trung. Điều này là một mâu thuẫn khó khăn để điều hướng.
Một thách thức cụ thể là MEV đa khối: trong một số trường hợp, người chiến thắng đấu giá thực hiện có thể kiếm được nhiều tiền hơn nếu họ chiếm được nhiều khe hở liên tiếp, và không cho phép bất kỳ giao dịch liên quan đến MEV nào trong các khối ngoài khối cuối cùng mà họ kiểm soát. Nếu danh sách bao gồm buộc họ phải, họ có thể cố gắng bypass bằng cách không xuất bất kỳ khối nào trong những khe hở đó. Ai có thể tạo ra danh sách bao gồm vô điều kiện, mà trực tiếp trở thành khối nếu người xây dựng không cung cấp một, nhưng điều này làm cho danh sách bao gồm liên quan đến MEV. Giải pháp ở đây có thể liên quan đến việc thỏa hiệp một số mức độ thấp của sự khuyến khích để hối lộ mọi người để bao gồm giao dịch trong danh sách bao gồm, và hy vọng rằng nó không đủ cao để dẫn đến việc ngoại tuyến hàng loạt.
Chúng ta có thể xem FOCIL + APS như sau. Người stake tiếp tục có quyền trên phần bên trái của phổ, trong khi phần bên phải được bán đấu giá cho người đặt giá cao nhất.
BRAID thì hoàn toàn khác. Phần "staker" lớn hơn, nhưng nó được chia thành hai mảnh: staker nhẹ và staker nặng. Trong khi đó, vì các giao dịch được sắp xếp theo thứ tự phí ưu tiên giảm dần, lựa chọn hàng đầu của khối được bán đấu giá trên thực tế thông qua thị trường phí, trong một kế hoạch có thể được xem là tương tự như enshrined PBS.
Lưu ý rằng sự an toàn của BRAID phụ thuộc nhiều vào các mempool được mã hóa; nếu không, cơ chế đấu giá đầu block trở nên dễ bị tấn công chiến lược đánh cắp (cơ bản: sao chép giao dịch của người khác, đổi địa chỉ người nhận và trả mức phí cao hơn 0,01%). Việc này cũng là lý do tại sao việc triển khai PBS đã được bảo vệ trước đó lại rất khó khăn.
Cuối cùng, các phiên bản FOCIL + APS 'táo bạo' hơn, ví dụ như tùy chọn mà APS chỉ xác định cuối khối, có vẻ như thế này:
Nhiệm vụ chính còn lại là (i) làm việc để củng cố các đề xuất khác nhau và phân tích hậu quả của chúng, và (ii) kết hợp phân tích này với sự hiểu biết về các mục tiêu của cộng đồng Ethereum về những hình thức tập trung mà nó sẽ chịu đựng. Ngoài ra còn có công việc được thực hiện trên mỗi đề xuất riêng lẻ, chẳng hạn như:
Ngoài ra, cần lưu ý rằng các đề xuất khác nhau này không nhất thiết là các nhánh không tương thích trên đường với nhau. Ví dụ, việc triển khai FOCIL + APS có thể dễ dàng đóng vai trò là bước đệm để triển khai BRAID. Một chiến lược bảo thủ hợp lệ sẽ là cách tiếp cận "chờ xem", trước tiên chúng tôi thực hiện một giải pháp trong đó quyền hạn của người đặt cọc bị hạn chế và hầu hết quyền hạn được bán đấu giá, sau đó từ từ tăng thẩm quyền của người đặt cọc theo thời gian khi chúng tôi tìm hiểu thêm về hoạt động thị trường MEV trên mạng trực tiếp.
Có sự tương tác tích cực giữa việc giải quyết một vấn đề tập trung về staking và giải quyết các vấn đề khác. Để tạo ra một phép ẩn dụ, hãy tưởng tượng một thế giới nơi việc bắt đầu công ty riêng của bạn yêu cầu phải trồng cây tự mình, làm máy tính tự mình và có quân đội riêng. Trong thế giới này, chỉ có một số ít công ty có thể tồn tại. Giải quyết một trong ba vấn đề sẽ giúp tình hình tốt lên một chút, nhưng chỉ một chút. Giải quyết hai vấn đề sẽ giúp nhiều hơn gấp đôi so với giải quyết một vấn đề. Và giải quyết ba vấn đề sẽ giúp ích nhiều hơn ba lần - nếu bạn là một doanh nhân đơn độc, hoặc giải quyết được 3/3 vấn đề hoặc bạn không có cơ hội.
Đặc biệt, các rào cản tập trung cho việc đặt cọc là:
Giải quyết bất kỳ một trong bốn vấn đề này sẽ tăng lợi nhuận từ việc giải quyết bất kỳ vấn đề nào khác.
Ngoài ra, có sự tương tác giữa đường ống xây dựng khối và thiết kế cuối cùng khe đơn, đặc biệt là trong bối cảnh cố gắng giảm thời gian khe. Nhiều thiết kế đường ống xây dựng khối cuối cùng làm tăng thời gian khe. Nhiều đường ống xây dựng khối liên quan đến vai trò cho các attesters ở nhiều bước trong quy trình. Vì lý do này, có thể đáng suy nghĩ về các đường ống xây dựng khối và tính cuối cùng của khe đơn đồng thời.
Hôm nay, khoảng 30% của nguồn cung ETH đang tích trữ tích cựcĐiều này xa hơn nhiều so với việc bảo vệ Ethereum khỏi các cuộc tấn công 51%. Nếu tỷ lệ ETH cược tăng lên nhiều hơn, các nhà nghiên cứu lo ngại về một tình huống khác: những rủi ro sẽ phát sinh nếu gần như tất cả ETH đều được cược. Những rủi ro này bao gồm:
Lịch sử, một lớp giải pháp đã từng tồn tại: nếu việc đặt cược của tất cả mọi người là không thể tránh khỏi, và một mã thông báo đặt cược dễ chuyển đổi là không thể tránh khỏi, thì hãy làm cho việc đặt cược dễ chuyển đổi phù hợp với một mã thông báo đặt cược dễ chuyển đổi thật sự không tin cậy, trung lập và tối đa hóa phân cấp. Một cách đơn giản để làm điều này là giới hạn các khoản phạt đặt cược chằng hạn ở mức 1/8, điều này sẽ làm cho 7/8 ETH đặt cược không bị cắt giảm, và do đó đủ điều kiện được đưa vào cùng một mã thông báo đặt cược dễ chuyển đổi. Một lựa chọn khác là tạo ra một cách rõ rànghai tầng của việc đặt cược“risk-bearing” (slashable) staking, mà sẽ được giới hạn với ví dụ như 1/8 tổng số ETH, và “risk-free” (unslashable) staking, mà ai cũng có thể tham gia.
Tuy nhiên, một lời phê phán về cách tiếp cận này là nó @vbuterin/staking_2023_10?type=view">có vẻ tương đương về mặt kinh tế với một cái gì đó đơn giản hơn nhiều: giảm phát hành ồ ạt nếu cổ phần tiếp cận một số giới hạn được xác định trước. Lập luận cơ bản là: nếu chúng ta kết thúc trong một thế giới nơi tầng chịu rủi ro có lợi nhuận 3,4% và bậc phi rủi ro (mà mọi người đều tham gia) có lợi nhuận 2,6%, điều đó thực sự giống như một thế giới nơi đặt cọc ETH có lợi nhuận 0,8% và chỉ nắm giữ ETH có lợi nhuận 0%. Động lực của tầng chịu rủi ro, bao gồm cả tổng số lượng đặt cọc và tập trung, sẽ giống nhau trong cả hai trường hợp. Và vì vậy chúng ta chỉ nên làm điều đơn giản và giảm phát hành.
Để phản biện chính với quan điểm này, chúng ta có thể làm cho "tầng không rủi ro" vẫn có một vai trò hữu ích và một mức độ rủi ro nào đó (ví dụ như được đề xuất bởi Dankrad ở đây).
Cả hai dòng đề xuất này đều ngụ ý thay đổi đường cong phát hành, một cách làm cho lợi tức trở nên quá thấp nếu lượng cọc quá cao.
Bên trái: một đề xuất cho một đường cong phát hành điều chỉnh, do Justin Drake. Bên phải: một bộ đề xuất khác, do Anders Elowsson.
Mặt khác, đặt cọc hai tầng yêu cầu thiết lập hai đường cong lợi nhuận: (i) tỷ lệ hoàn vốn cho việc đặt cược "cơ bản" (không rủi ro hoặc rủi ro thấp) và (ii) phí bảo hiểm cho việc đặt cược chịu rủi ro. Có nhiều cách khác nhau để thiết lập các tham số này: ví dụ: nếu bạn đặt tham số cứng rằng 1/8 cổ phần có thể cắt giảm, thì động lực thị trường sẽ xác định phí bảo hiểm trên tỷ lệ hoàn vốn mà cổ phần có thể cắt giảm nhận được.
Một chủ đề quan trọng khác ở đây là việc thu hút MEV. Hiện nay, doanh thu từ MEV (ví dụ như cơ hội kiếm lợi từ lệnh giao dịch nhanh, sandwich ...) đến với người đề xuất, tức là người cược. Đây là doanh thu mà giao thức hoàn toàn 'mờ' không thể biết liệu nó có biến động từ 0,01% APR, 1% APR hay 20% APR. Sự tồn tại của dòng doanh thu này rất bất tiện từ nhiều góc độ khác nhau:
Chúng ta có thể giải quyết những vấn đề này bằng cách tìm cách làm cho doanh thu MEV trở nên rõ ràng đối với giao thức và thu nhặt nó. Đề xuất sớm nhất là Francesco’s MEV smoothing; hiện nay, mọi người đã hiểu rõ rằng bất kỳ cơ chế nào để đấu giá quyền đề xuất khối (hoặc nói chung là đủ quyền lực để chiếm đoạt hầu hết MEV) trước thời điểm đều đạt được cùng một mục tiêu.
Nhiệm vụ chính còn lại là hoặc đồng ý không làm gì cả, và chấp nhận các rủi ro của hầu hết ETH nằm trong LSTs, hoặc hoàn thiện và đồng ý về các chi tiết và tham số của một trong những đề xuất trên. Tóm tắt đại khái về lợi ích và rủi ro như sau:
Một điểm giao nhau quan trọng liên quan đến việc đặt cược đơn. Ngày nay, các VPS rẻ nhất có thể chạy một nút Ethereum có giá khoảng 60 đô la mỗi tháng, chủ yếu do chi phí lưu trữ ổ cứng. Đối với người đặt cược 32 ETH (84.000 đô la vào thời điểm viết bài này), điều này làm giảm APY (tỷ suất lợi nhuận hàng năm) xuống (60 * 12) / 84000 ≈ 0,85%. Nếu tổng lợi nhuận từ việc đặt cược giảm dưới 0,85%, việc đặt cược đơn sẽ không khả thi với nhiều người ở các mức độ này.
Nếu chúng ta muốn việc đặt cược độc lập tiếp tục có thể thực hiện, điều này đặt nặng phần nào vào việc cần giảm chi phí vận hành nút, điều này sẽ được thực hiện trong Verge: sự không có trạng thái sẽ loại bỏ yêu cầu không gian lưu trữ, điều này có thể đủ một mình, và sau đó các chứng minh tính hợp lệ của L1 EVM sẽ làm cho chi phí hoàn toàn không đáng kể.
Tuy nhiên, việc đốt MEV có thể giúp cho việc stake độc lập. Mặc dù nó giảm lợi tức cho tất cả mọi người, nhưng quan trọng hơn là giảm biến thiên, làm cho việc stake ít giống như xổ số.
Cuối cùng, bất kỳ thay đổi nào trong việc phát hành đều tương tác với những thay đổi cơ bản khác đối với thiết kế đặt cọc (ví dụ: đặt cọc cầu vồng). Một điểm đặc biệt đáng quan tâm là nếu lợi nhuận đặt cọc trở nên rất thấp, điều này có nghĩa là chúng ta phải lựa chọn giữa (i) đưa ra hình phạt cũng thấp, giảm sự không khuyến khích đối với hành vi xấu và (ii) giữ hình phạt cao, điều này sẽ làm tăng tập hợp các trường hợp mà ngay cả những người xác thực có thiện chí cũng vô tình kết thúc với lợi nhuận âm nếu họ không may mắn với các vấn đề kỹ thuật hoặc thậm chí các cuộc tấn công.
Các phần trên đã tập trung vào các thay đổi trong Ethereum L1 có thể giải quyết các rủi ro tập trung quan trọng. Tuy nhiên, Ethereum không chỉ là một L1, nó còn là một hệ sinh thái và cũng có các chiến lược tầng ứng dụng quan trọng có thể giúp giảm thiểu các rủi ro trên. Một số ví dụ bao gồm:
Một trong những rủi ro lớn nhất đối với Ethereum L1 là proof-of-stake trung tâm hóa do áp lực kinh tế. Nếu có sự kinh tế của quy mô trong việc tham gia các cơ chế proof of stake cốt lõi, điều này sẽ tự nhiên dẫn đến các người staker lớn thống trị, và người staker nhỏ sẽ rời khỏi để tham gia các nhóm lớn. Điều này dẫn đến rủi ro cao hơn về cuộc tấn công 51%, kiểm duyệt giao dịch và các cuộc khủng hoảng khác. Ngoài rủi ro trung tâm hóa, còn có rủi ro về trích xuất giá trị: một nhóm nhỏ chiếm giữ giá trị mà nếu không họ sẽ dành cho người dùng của Ethereum.
Trong năm qua, sự hiểu biết của chúng ta về những rủi ro này đã tăng đáng kể. Hiểu rõ rằng có hai nơi chính mà rủi ro này tồn tại: (i) xây dựng khối và (ii) cung cấp vốn đặt cược. Những diễn viên lớn hơn có thể đầu tư vào các thuật toán tinh vi hơn ("trích xuất MEV") để tạo ra các khối, cho phép họ có thu nhập cao hơn mỗi khối. Những diễn viên rất lớn cũng có thể xử lý hiệu quả hơn sự bất tiện của việc vốn của họ bị khóa lại bằng cách phát hành nó cho người khác dưới dạng token đặt cược lưu thông (LST). Ngoài các câu hỏi trực tiếp của người đặt cược nhỏ so với lớn, còn có câu hỏi về việc có hay không (hoặc sẽ có) quá nhiều ETH đã được cọc.
The Scourge, con đường 2023
Trong năm nay, đã có những tiến bộ đáng kể về xây dựng khối, đáng chú ý nhất là sự hội nhập trên “danh sách bao gồm ủy ban cộng với một số giải pháp cụ thể cho việc sắp xếp” như giải pháp lý tưởng, cũng như nghiên cứu đáng kể về kinh tế cược đặt cổ phần, bao gồm các ý tưởng như mô hình cược đặt hai tầng và giảm phát hành để giới hạn phần trăm ETH đặt cược.
Hôm nay, xây dựng khối Ethereum chủ yếu được thực hiện thông qua sự tách rời ngoại giao thức với propser-builderMEVBoost. Khi một trình xác thực có cơ hội đề xuất một khối, họ sẽ bán đấu giá công việc chọn nội dung khối cho các tác nhân chuyên biệt được gọi là nhà xây dựng. Nhiệm vụ chọn nội dung khối tối đa hóa doanh thu là rất kinh tế theo quy mô: các thuật toán chuyên biệt là cần thiết để xác định giao dịch nào cần bao gồm, để trích xuất càng nhiều giá trị càng tốt từ các tiện ích tài chính trên chuỗi và giao dịch của người dùng tương tác với chúng (đây là cái được gọi là "trích xuất MEV"). Người xác thực còn lại với nhiệm vụ "ống câm" tương đối nhẹ về quy mô là lắng nghe giá thầu và chấp nhận giá thầu cao nhất, cũng như các trách nhiệm khác như chứng thực.
Sơ đồ được tạo ra theo phong cách để giải thích những gì MEVBoost đang làm: những người xây dựng chuyên dụng đảm nhận các nhiệm vụ màu đỏ, và người cược đảm nhận các nhiệm vụ màu xanh.
Có nhiều phiên bản của điều này, bao gồm “tách biệt giữa người đề xuất và người xây dựng“(PBS) và “tách biệt người chứng thực - người đề xuất” (APS). Sự khác biệt giữa chúng liên quan đến các chi tiết tinh tế về trách nhiệm thuộc về hai diễn viên nào: đại khái, trong PBS, các nhà xác minh vẫn đề xuất các khối, nhưng nhận dữ liệu từ người xây dựng, và trong APS, toàn bộ khe cắm trở thành trách nhiệm của người xây dựng. Gần đây, APS được ưa chuộng hơn PBS, vì nó giảm thiểu thêm động cơ cho người đề xuất đặt cùng vị trí với người xây dựng. Lưu ý rằng APS chỉ áp dụng cho các khối thực thi, chứa giao dịch; các khối đồng thuận, chứa dữ liệu liên quan đến chứng minh cổ phần như chứng thực, vẫn sẽ được giao ngẫu nhiên cho các nhà xác minh.
Việc phân chia quyền lực này giúp giữ cho các bộ xác minh phân tán, nhưng nó có một chi phí quan trọng: những người tham gia vào các nhiệm vụ “chuyên môn” có thể dễ dàng trở nên rất tập trung. Đây là quá trình xây dựng khối Ethereum ngày nay:
Hai tác nhân đang chọn nội dung của khoảng 88% khối Ethereum. Điều gì sẽ xảy ra nếu hai tác nhân đó quyết định kiểm duyệt một giao dịch? Câu trả lời không hoàn toàn tệ như vẻ ngoài của nó: họ không thể tổ chức lại các khối, và vì vậy bạn không cần kiểm duyệt 51% để ngăn chặn một giao dịch được đưa vào: bạn cần 100%. Với 88% kiểm duyệt, người dùng sẽ cần đợi trung bình 9 vị trí để được đưa vào (về mặt kỹ thuật, trung bình 114 giây, thay vì 6 giây). Đối với một số trường hợp sử dụng, chờ đợi hai hoặc thậm chí năm phút cho một số giao dịch nhất định là tốt. Nhưng đối với các trường hợp sử dụng khác, ví dụ:. Thanh lý DeFi, thậm chí khả năng trì hoãn việc đưa giao dịch của người khác vào một vài khối là một rủi ro thao túng thị trường đáng kể.
Các chiến lược mà các nhà xây dựng block có thể áp dụng để tối đa hóa doanh thu cũng có thể gây ra hậu quả tiêu cực khác cho người dùng. A “cuộc tấn công sandwich“ có thể gây ra những thiệt hại đáng kể cho người dùng khi thực hiện việc trao đổi token vì sự trượt giá. Các giao dịch giả mạo này khiến cho chuỗi khối bị tắc nghẽn, làm tăng giá gas cho các người dùng khác.
Giải pháp hàng đầu là phân tích nhiệm vụ sản xuất khối thành các phần nhỏ hơn: chúng tôi giao nhiệm vụ chọn giao dịch lại cho người đề xuất (tức là người đặt cược), và người xây dựng chỉ có thể chọn thứ tự và chèn một số giao dịch của họ. Đây là điều mà danh sách bao gồmcố gắng làm.
Vào thời điểm T, một người tham gia được chọn ngẫu nhiên tạo ra một danh sách bao gồm các giao dịch hợp lệ dựa trên trạng thái hiện tại của blockchain tại thời điểm đó. Vào thời điểm T+1, một người xây dựng khối, có thể được chọn thông qua một cơ chế đấu giá trong giao thức trước đó, tạo ra một khối. Khối này được yêu cầu bao gồm tất cả các giao dịch trong danh sách bao gồm, nhưng họ có thể chọn thứ tự và có thể thêm vào các giao dịch của riêng họ.
Các đề xuất danh sách bao gồm được áp dụng theo quy tắc lựa chọn giao diện phân nhánh (FOCIL) liên quan đến một ủy ban bao gồm nhiều người tạo danh sách bao gồm cho mỗi khối. Để trì hoãn một giao dịch một khối, k trong số k người tạo danh sách bao gồm (ví dụ: k = 16) sẽ phải kiểm duyệt giao dịch. Sự kết hợp giữa FOCIL với một người đề xuất cuối cùng được chọn thông qua đấu giá mà yêu cầu bao gồm các danh sách bao gồm, nhưng có thể sắp xếp lại và thêm giao dịch mới, thường được gọi là “FOCIL + APS”.
Một cách tiếp cận khác đối với vấn đề là các giao thức đề xuất song song đa người (MCP) như BRAID. BRAID cố gắng tránh việc chia vai trò người đề xuất khối thành một phần có quy mô kinh tế thấp và một phần có quy mô kinh tế cao, thay vào đó cố gắng phân phối quy trình sản xuất khối giữa nhiều nhà sản xuất, sao cho mỗi người đề xuất chỉ cần có một lượng kiến thức trung bình để tối đa hóa doanh thu của họ. MCP hoạt động bằng cách có k người đề xuất song song tạo ra danh sách giao dịch, sau đó sử dụng một thuật toán xác định (ví dụ: sắp xếp theo phí cao nhất đến thấp nhất) để chọn thứ tự.
BRAID không cố gắng đạt được mục tiêu của việc các người đề xuất khối ống lợi chạy phần mềm mặc định là tối ưu. Hai lý do dễ hiểu tại sao nó không thể làm được là:
Trong BRAID, người chứng thực vẫn có thể được tách ra và chạy như một chức năng ống thông ngu mù.
Ngoài hai cực này, còn có một loạt các thiết kế có thể được áp dụng. Ví dụ, bạn có thể đấu giá một vai trò chỉ có quyền thêm vào một khối, mà không được phép sắp xếp lại hoặc chèn vào đầu. Bạn thậm chí có thể cho phép họ thêm vào hoặc chèn vào đầu, nhưng không được chèn vào giữa hoặc sắp xếp lại. Điểm thu hút của các kỹ thuật này là người chiến thắng thị trường đấu giá lúc này là có khả năngđể đượcrất tập trungvà do đó có rất nhiều lợi ích khi giảm quyền hạn của họ.
Một công nghệ quan trọng đối với việc triển khai thành công nhiều trong số những thiết kế này (cụ thể, hoặc BRAID hoặc một phiên bản của APS với các hạn chế nghiêm ngặt về khả năng đang được đấu giá) là các bể nhớ mempools được mã hóa. Mempools được mã hóa là một công nghệ trong đó người dùng truyền bá các giao dịch của họ dưới dạng được mã hóa, kèm theo một loại bằng chứng về tính hợp lệ của chúng, và các giao dịch đó được bao gồm vào các khối dưới dạng được mã hóa, mà không có người xây dựng khối biết nội dung. Nội dung của các giao dịch sẽ được tiết lộ sau này.
Thách thức chính trong việc triển khai mempools được mã hóa là tạo ra một thiết kế đảm bảo rằng các giao dịch đều được tiết lộ sau này: một lược đồ “commit and reveal” đơn giản không hoạt động, vì nếu việc tiết lộ là tự nguyện, việc chọn để tiết lộ hay không tiết lộ là một loại ảnh hưởng của “người di chuyển cuối cùng” lên một khối có thể bị khai thác. Hai kỹ thuật hàng đầu cho việc này là (i) giải mã ngưỡng, và (ii) trì hoãn mã hóa, một nguyên tố cơ bản liên quan chặt chẽ đến hàm chậm kiểm tra được (VDFs).
Chúng ta có thể coi tất cả các sơ đồ trên là các cách khác nhau để chia quyền hạn tham gia vào việc cọc, được sắp xếp trên một phổ từ quỹ đạo kinh tế quy mô thấp ("ống dốc") đến quỹ đạo kinh tế quy mô cao hơn ("thân thiện với chuyên môn"). Trước năm 2021, tất cả các quyền hạn này đã được đóng gói lại thành một nhà hoạt động:
Vấn đề cốt lõi là: bất kỳ quyền lực có ý nghĩa nào còn lại trong tay người đặt cược, đều có thể trở thành “có liên quan đến MEV”. Chúng ta muốn một tập hợp các bên hoạt động cực kỳ phi tập trung có quyền lực càng lớn càng tốt; điều này ngụ ý (i) đặt rất nhiều quyền lực vào tay người đặt cược, và (ii) đảm bảo người đặt cược càng phi tập trung càng tốt, có nghĩa là họ không có nhiều động cơ dẫn đến kinh tế quy mô để tập trung. Điều này là một mâu thuẫn khó khăn để điều hướng.
Một thách thức cụ thể là MEV đa khối: trong một số trường hợp, người chiến thắng đấu giá thực hiện có thể kiếm được nhiều tiền hơn nếu họ chiếm được nhiều khe hở liên tiếp, và không cho phép bất kỳ giao dịch liên quan đến MEV nào trong các khối ngoài khối cuối cùng mà họ kiểm soát. Nếu danh sách bao gồm buộc họ phải, họ có thể cố gắng bypass bằng cách không xuất bất kỳ khối nào trong những khe hở đó. Ai có thể tạo ra danh sách bao gồm vô điều kiện, mà trực tiếp trở thành khối nếu người xây dựng không cung cấp một, nhưng điều này làm cho danh sách bao gồm liên quan đến MEV. Giải pháp ở đây có thể liên quan đến việc thỏa hiệp một số mức độ thấp của sự khuyến khích để hối lộ mọi người để bao gồm giao dịch trong danh sách bao gồm, và hy vọng rằng nó không đủ cao để dẫn đến việc ngoại tuyến hàng loạt.
Chúng ta có thể xem FOCIL + APS như sau. Người stake tiếp tục có quyền trên phần bên trái của phổ, trong khi phần bên phải được bán đấu giá cho người đặt giá cao nhất.
BRAID thì hoàn toàn khác. Phần "staker" lớn hơn, nhưng nó được chia thành hai mảnh: staker nhẹ và staker nặng. Trong khi đó, vì các giao dịch được sắp xếp theo thứ tự phí ưu tiên giảm dần, lựa chọn hàng đầu của khối được bán đấu giá trên thực tế thông qua thị trường phí, trong một kế hoạch có thể được xem là tương tự như enshrined PBS.
Lưu ý rằng sự an toàn của BRAID phụ thuộc nhiều vào các mempool được mã hóa; nếu không, cơ chế đấu giá đầu block trở nên dễ bị tấn công chiến lược đánh cắp (cơ bản: sao chép giao dịch của người khác, đổi địa chỉ người nhận và trả mức phí cao hơn 0,01%). Việc này cũng là lý do tại sao việc triển khai PBS đã được bảo vệ trước đó lại rất khó khăn.
Cuối cùng, các phiên bản FOCIL + APS 'táo bạo' hơn, ví dụ như tùy chọn mà APS chỉ xác định cuối khối, có vẻ như thế này:
Nhiệm vụ chính còn lại là (i) làm việc để củng cố các đề xuất khác nhau và phân tích hậu quả của chúng, và (ii) kết hợp phân tích này với sự hiểu biết về các mục tiêu của cộng đồng Ethereum về những hình thức tập trung mà nó sẽ chịu đựng. Ngoài ra còn có công việc được thực hiện trên mỗi đề xuất riêng lẻ, chẳng hạn như:
Ngoài ra, cần lưu ý rằng các đề xuất khác nhau này không nhất thiết là các nhánh không tương thích trên đường với nhau. Ví dụ, việc triển khai FOCIL + APS có thể dễ dàng đóng vai trò là bước đệm để triển khai BRAID. Một chiến lược bảo thủ hợp lệ sẽ là cách tiếp cận "chờ xem", trước tiên chúng tôi thực hiện một giải pháp trong đó quyền hạn của người đặt cọc bị hạn chế và hầu hết quyền hạn được bán đấu giá, sau đó từ từ tăng thẩm quyền của người đặt cọc theo thời gian khi chúng tôi tìm hiểu thêm về hoạt động thị trường MEV trên mạng trực tiếp.
Có sự tương tác tích cực giữa việc giải quyết một vấn đề tập trung về staking và giải quyết các vấn đề khác. Để tạo ra một phép ẩn dụ, hãy tưởng tượng một thế giới nơi việc bắt đầu công ty riêng của bạn yêu cầu phải trồng cây tự mình, làm máy tính tự mình và có quân đội riêng. Trong thế giới này, chỉ có một số ít công ty có thể tồn tại. Giải quyết một trong ba vấn đề sẽ giúp tình hình tốt lên một chút, nhưng chỉ một chút. Giải quyết hai vấn đề sẽ giúp nhiều hơn gấp đôi so với giải quyết một vấn đề. Và giải quyết ba vấn đề sẽ giúp ích nhiều hơn ba lần - nếu bạn là một doanh nhân đơn độc, hoặc giải quyết được 3/3 vấn đề hoặc bạn không có cơ hội.
Đặc biệt, các rào cản tập trung cho việc đặt cọc là:
Giải quyết bất kỳ một trong bốn vấn đề này sẽ tăng lợi nhuận từ việc giải quyết bất kỳ vấn đề nào khác.
Ngoài ra, có sự tương tác giữa đường ống xây dựng khối và thiết kế cuối cùng khe đơn, đặc biệt là trong bối cảnh cố gắng giảm thời gian khe. Nhiều thiết kế đường ống xây dựng khối cuối cùng làm tăng thời gian khe. Nhiều đường ống xây dựng khối liên quan đến vai trò cho các attesters ở nhiều bước trong quy trình. Vì lý do này, có thể đáng suy nghĩ về các đường ống xây dựng khối và tính cuối cùng của khe đơn đồng thời.
Hôm nay, khoảng 30% của nguồn cung ETH đang tích trữ tích cựcĐiều này xa hơn nhiều so với việc bảo vệ Ethereum khỏi các cuộc tấn công 51%. Nếu tỷ lệ ETH cược tăng lên nhiều hơn, các nhà nghiên cứu lo ngại về một tình huống khác: những rủi ro sẽ phát sinh nếu gần như tất cả ETH đều được cược. Những rủi ro này bao gồm:
Lịch sử, một lớp giải pháp đã từng tồn tại: nếu việc đặt cược của tất cả mọi người là không thể tránh khỏi, và một mã thông báo đặt cược dễ chuyển đổi là không thể tránh khỏi, thì hãy làm cho việc đặt cược dễ chuyển đổi phù hợp với một mã thông báo đặt cược dễ chuyển đổi thật sự không tin cậy, trung lập và tối đa hóa phân cấp. Một cách đơn giản để làm điều này là giới hạn các khoản phạt đặt cược chằng hạn ở mức 1/8, điều này sẽ làm cho 7/8 ETH đặt cược không bị cắt giảm, và do đó đủ điều kiện được đưa vào cùng một mã thông báo đặt cược dễ chuyển đổi. Một lựa chọn khác là tạo ra một cách rõ rànghai tầng của việc đặt cược“risk-bearing” (slashable) staking, mà sẽ được giới hạn với ví dụ như 1/8 tổng số ETH, và “risk-free” (unslashable) staking, mà ai cũng có thể tham gia.
Tuy nhiên, một lời phê phán về cách tiếp cận này là nó @vbuterin/staking_2023_10?type=view">có vẻ tương đương về mặt kinh tế với một cái gì đó đơn giản hơn nhiều: giảm phát hành ồ ạt nếu cổ phần tiếp cận một số giới hạn được xác định trước. Lập luận cơ bản là: nếu chúng ta kết thúc trong một thế giới nơi tầng chịu rủi ro có lợi nhuận 3,4% và bậc phi rủi ro (mà mọi người đều tham gia) có lợi nhuận 2,6%, điều đó thực sự giống như một thế giới nơi đặt cọc ETH có lợi nhuận 0,8% và chỉ nắm giữ ETH có lợi nhuận 0%. Động lực của tầng chịu rủi ro, bao gồm cả tổng số lượng đặt cọc và tập trung, sẽ giống nhau trong cả hai trường hợp. Và vì vậy chúng ta chỉ nên làm điều đơn giản và giảm phát hành.
Để phản biện chính với quan điểm này, chúng ta có thể làm cho "tầng không rủi ro" vẫn có một vai trò hữu ích và một mức độ rủi ro nào đó (ví dụ như được đề xuất bởi Dankrad ở đây).
Cả hai dòng đề xuất này đều ngụ ý thay đổi đường cong phát hành, một cách làm cho lợi tức trở nên quá thấp nếu lượng cọc quá cao.
Bên trái: một đề xuất cho một đường cong phát hành điều chỉnh, do Justin Drake. Bên phải: một bộ đề xuất khác, do Anders Elowsson.
Mặt khác, đặt cọc hai tầng yêu cầu thiết lập hai đường cong lợi nhuận: (i) tỷ lệ hoàn vốn cho việc đặt cược "cơ bản" (không rủi ro hoặc rủi ro thấp) và (ii) phí bảo hiểm cho việc đặt cược chịu rủi ro. Có nhiều cách khác nhau để thiết lập các tham số này: ví dụ: nếu bạn đặt tham số cứng rằng 1/8 cổ phần có thể cắt giảm, thì động lực thị trường sẽ xác định phí bảo hiểm trên tỷ lệ hoàn vốn mà cổ phần có thể cắt giảm nhận được.
Một chủ đề quan trọng khác ở đây là việc thu hút MEV. Hiện nay, doanh thu từ MEV (ví dụ như cơ hội kiếm lợi từ lệnh giao dịch nhanh, sandwich ...) đến với người đề xuất, tức là người cược. Đây là doanh thu mà giao thức hoàn toàn 'mờ' không thể biết liệu nó có biến động từ 0,01% APR, 1% APR hay 20% APR. Sự tồn tại của dòng doanh thu này rất bất tiện từ nhiều góc độ khác nhau:
Chúng ta có thể giải quyết những vấn đề này bằng cách tìm cách làm cho doanh thu MEV trở nên rõ ràng đối với giao thức và thu nhặt nó. Đề xuất sớm nhất là Francesco’s MEV smoothing; hiện nay, mọi người đã hiểu rõ rằng bất kỳ cơ chế nào để đấu giá quyền đề xuất khối (hoặc nói chung là đủ quyền lực để chiếm đoạt hầu hết MEV) trước thời điểm đều đạt được cùng một mục tiêu.
Nhiệm vụ chính còn lại là hoặc đồng ý không làm gì cả, và chấp nhận các rủi ro của hầu hết ETH nằm trong LSTs, hoặc hoàn thiện và đồng ý về các chi tiết và tham số của một trong những đề xuất trên. Tóm tắt đại khái về lợi ích và rủi ro như sau:
Một điểm giao nhau quan trọng liên quan đến việc đặt cược đơn. Ngày nay, các VPS rẻ nhất có thể chạy một nút Ethereum có giá khoảng 60 đô la mỗi tháng, chủ yếu do chi phí lưu trữ ổ cứng. Đối với người đặt cược 32 ETH (84.000 đô la vào thời điểm viết bài này), điều này làm giảm APY (tỷ suất lợi nhuận hàng năm) xuống (60 * 12) / 84000 ≈ 0,85%. Nếu tổng lợi nhuận từ việc đặt cược giảm dưới 0,85%, việc đặt cược đơn sẽ không khả thi với nhiều người ở các mức độ này.
Nếu chúng ta muốn việc đặt cược độc lập tiếp tục có thể thực hiện, điều này đặt nặng phần nào vào việc cần giảm chi phí vận hành nút, điều này sẽ được thực hiện trong Verge: sự không có trạng thái sẽ loại bỏ yêu cầu không gian lưu trữ, điều này có thể đủ một mình, và sau đó các chứng minh tính hợp lệ của L1 EVM sẽ làm cho chi phí hoàn toàn không đáng kể.
Tuy nhiên, việc đốt MEV có thể giúp cho việc stake độc lập. Mặc dù nó giảm lợi tức cho tất cả mọi người, nhưng quan trọng hơn là giảm biến thiên, làm cho việc stake ít giống như xổ số.
Cuối cùng, bất kỳ thay đổi nào trong việc phát hành đều tương tác với những thay đổi cơ bản khác đối với thiết kế đặt cọc (ví dụ: đặt cọc cầu vồng). Một điểm đặc biệt đáng quan tâm là nếu lợi nhuận đặt cọc trở nên rất thấp, điều này có nghĩa là chúng ta phải lựa chọn giữa (i) đưa ra hình phạt cũng thấp, giảm sự không khuyến khích đối với hành vi xấu và (ii) giữ hình phạt cao, điều này sẽ làm tăng tập hợp các trường hợp mà ngay cả những người xác thực có thiện chí cũng vô tình kết thúc với lợi nhuận âm nếu họ không may mắn với các vấn đề kỹ thuật hoặc thậm chí các cuộc tấn công.
Các phần trên đã tập trung vào các thay đổi trong Ethereum L1 có thể giải quyết các rủi ro tập trung quan trọng. Tuy nhiên, Ethereum không chỉ là một L1, nó còn là một hệ sinh thái và cũng có các chiến lược tầng ứng dụng quan trọng có thể giúp giảm thiểu các rủi ro trên. Một số ví dụ bao gồm: