介绍

解决 MEV（最大可提取价值）一直是以太坊面临的持续挑战；价值供应链通过不同复杂程度的多种策略激励套利者不断进行活动，而这往往以牺牲零售用户的利益为代价。尽管许多研究人员尝试通过协议级别的更改来解决 MEV，但这些努力尚未提供令人满意的解决方案。当前使用的规范基础设施和拍卖机制能够竞争性地捕获区块中的一次性 MEV，但没有公平重新分配的捕获是不够的：既然可以更有效地逐个应用程序捕获和内化 MEV 价值，为什么网络验证者应该获得 MEV 价值？

输入特定于应用的测序 (ASS, Application-Specific Sequencing)。 ASS 没有尝试在协议级别重写规则，而是让各个应用程序能够控制其事务的排序方式。通过这样做，ASS 允许链上应用程序保护其用户和流动性免受 MEV 的有害影响，同时也让它们有机会获取原本会被以太坊验证者损失的价值。

想象一下潜力：每个应用程序都可以定义自己的交易排序规则，从而创建一个更加量身定制的、对于自己的用户来说是高效、公平的系统。这标志着从尝试在网络层面解决 MEV 到在最重要的地方（应用程序本身）解决问题的转变。

背景

特定应用排序 (ASS) 背后的概念源自 Matheus在去中心化交易所 (DEX) 的可验证排序规则 (VSR) 方面的工作。Matheus 证明，VSR 可以通过减少矿工对交易排序的影响来改善交易执行并降低 MEV。Tarun 后来扩展了这个想法，展示了特定于应用程序的排序规则如何显著影响协议参与者（例如用户、验证者和排序者）的收益函数。

这里，收益函数代表特定交易订单的经济价值。该值反映了协议参与者获得的利润或效用，显示了交易排序如何影响他们的财务结果。收益函数有两个关键特征：

1. 非平滑收益：排序的微小变化可能会导致 MEV 发生巨大变化。
2. 非单调收益：顺序的微小变化可能会增加或减少 MEV，但不会始终朝着一个方向发展。

当支付函数同时表现出这两个特征时，优化排序策略就变得非常复杂。在这种情况下，在应用程序层面需要更复杂和定制的方法，以确保用户的公平结果和可持续的 DeFi 生态系统。

ASS 是如何工作的？

为了理解ASS，我们先来回顾一下现有的交易供应链。

在现行体制下：

1. 交易被发送到公共或私人内存池。
2. 构建者收集这些交易并将它们打包成块。
3. 然后，构建者们在区块拍卖中展开竞争。
4. 获胜构建者的区块将被纳入区块链，他们出价的价值将支付给该区块选定的提议者。

下图说明了这个过程，展示了交易如何通过构建者和受信任的中继从内存池流向区块链。

当前交易供应链图

另一方面，由 ASS 支持的应用程序具有以下属性：

1. 限制排序权：此限制确保只有指定的排序器或质押验证器才能与其所结算的链上的应用程序合约进行交互，从而防止恶意绕过应用程序的逻辑以进行内部价值重新分配。
2. 特定于应用程序的内存池：用户无需将交易提交到公共内存池，而是将表达其意图的签名消息发送到特定于应用程序的内存池。然后，特定于应用程序的排序器会收集和处理这些意图。
3. 与顺序无关的结果：为了执行排序规则并向目标用户提供最佳的经济回报，ASS 交易需要与构建者对区块其余部分的交易排序无关。这是通过确保应用程序的状态由其共识机制控制来实现的。然后，ASS 订单被合并为一个包，发送给构建者以供纳入。鉴于此包与其他应用程序访问的状态没有冲突，因此它与它在区块中的位置无关。

ASS 允许任何链上的应用程序重新获得对其执行和合约状态的主权，从而实现主权应用程序。

鉴于这些基本原则，让我们使用 Angstrom 作为主权应用程序的实际示例。 Angstrom 是 UniswapV4 的一个钩子，可以保护其流动性提供者免受 CEX-DEX 套利者的逆向选择，同时也保护交换者免受三明治攻击。 Angstrom 节点网络与以太坊并行，就下一个区块中要执行的交易集达成共识。一般流程如下：

1. CEX-DEX 套利者竞标成为第一个通过 AMM 进行交换的交易（无需费用）。同时，用户将他们想要的交换作为已签名的限价订单发送到 Angstrom 内存池。
2. Angstrom 网络运行其共识协议并形成一个捆绑包，其中第一个交换是出价最高的套利交易。随后，投标金额将按比例分配给互换范围内的基础有限合伙人。所有其他有效限价订单以及基础 AMM 流动性均以相同的统一清算价格执行。
3. 然后，提议该插槽的 Angstrom 节点将该捆绑包发送给以太坊构建者和公共内存池。
4. 构建者可以将 Angstrom 捆绑包包含在区块中的任何位置。由于其与顺序无关的构造，该捆绑包只需支付基本费用即可包含。

下图说明了正在运行的主权应用程序。

Angstrom 的交易供应链

活性和信任假设

ASS 的核心是部分区块构建的一种形式，主权应用程序按照规定的排序规则将排序权委托给去中心化的运营商网络。因此，ASS 不可避免地涉及引入额外活性和信任假设的外部各方。

活性假设

主权应用程序依赖于特定于应用程序的定序器来正确遵循协议并提供及时的状态更新。如果发生活性破坏，例如 网络分区，在恢复有效共识之前，用户可能无法与应用程序的某些部分进行交互。

主权应用程序还可以限制合约状态的范围，其更新取决于其排序器。这有助于最大限度地减少合约的外部依赖性，以便即使在排序器发生故障的情况下，关键状态（例如存入的流动性）也可以保持可访问。

信任假设

为了确保排序器遵守规定的排序规则，主权应用程序可以利用加密经济解决方案（例如 PoS）或加密方法（例如 TEE 或 MPC）。具体方法可能因应用程序的需求而有很大差异；有些可能需要就执行优化达成共识，而另一些可能侧重于通过加密机制确保执行前的隐私。有许多工具可用于减少排序器的信任开销并满足每个主权应用程序的独特目标。

抵制审查

以太坊生态系统面临着各种类型的审查：

1. 监管审查：构建器和中继器根据 OFAC 制裁名单审查交易。这是当今以太坊上最突出的审查形式之一， 主要由中继执行。
2. 经济审查：有动机的攻击者可以 贿赂区块提议者以审查受害者交易。
3. 节点级审查：P2P 网络中的节点可能会拒绝传播传入交易。如果协议在假设大多数节点对传入交易的看法相同的情况下以最佳方式运行，则这可能是一个大问题。此外，在此类协议中，对手可能会受到激励来分割诚实节点的本地视图（通过在时隙的最后仅向一半节点发送交易）并因此停止协议。

许多研究人员都表示，以太坊需要更好的抗审查机制。一些提案，如多并发提案者 (MCP)和分叉选择强制包含列表 (FOCIL)已经浮出水面，并成为持续讨论的焦点。

审查制度的阻力也是主权应用的一个主要问题。特定于应用程序的排序器可能是外部实体，对接收额外的私人交易和订单流有不同的兴趣。例如，作为做市商的特定于应用程序的验证者有动机审查竞争做市商发送的交易。因此，即使基础协议是非审查的，顶层的主权应用程序也可能遭受本地审查。

Angstrom 是 ASS 抗审查机制的一个例子。为了确保所有有效订单都包含在即将到来的时段中，Angstrom 节点必须广播所有经过验证的传入订单，并就将其包含在提议的交易包中达成共识。如果捆绑包缺少大多数网络观察到的订单，提议者将受到惩罚。这是 Angstrom 的审查抵制机制的说明。

去中心化主权应用程序中的审查抵制

可组合性困境

主权应用程序面临的主要挑战之一是确保与与外部合约状态交互的交易的可组合性。简单地将特定于应用程序的交易与任意外部交易捆绑在一起，会破坏保护主权应用程序及其用户所必需的订单不可知性。当单个无效的非 ASS 交易与特定于应用程序的交易组合时，可能会产生恢复整个捆绑包的二阶效应。当发生这种情况时，主权应用程序无法在分配的时间段内执行其用户的订单（尽管达成了有效的共识），从而损害用户体验和整体福利。

然而，可组合性问题有一些潜在的解决方案，各个团队正在探索其中的一些方案。其中包括包含预确认、共享应用程序特定排序器和构建器承诺等概念，每个概念都在可组合性程度和信任开销之间提供权衡。

纳入预先确认

为了解释包含预确认，首先了解基于预确认的工作原理非常重要。基于预确认通过确保提议者提出质押抵押品来保证在当前时代的某个时间段之前包含一组特定的交易，从而利用加密经济安全性。该担保受到参与提议者的保证金规模的限制。

包含预确认是基于预确认的一种特殊形式，其中交易包含独立于任何合约状态。请求包含预确认的交易必须是与状态无关且无争议的，这意味着它们的执行不受它们在区块中的位置的影响。通过利用包含预确认，仅当 ASS 包包含在同一块中时，提案者才可以承诺包含非 ASS 交易。这种方法在无争议交易和 ASS 捆绑包之间提供了加密经济强制的可组合性。

使用 ASS 进行包含预配置的图示

然而，鉴于该解决方案提供的可组合性有限，增加的复杂性和信任开销可能超过其对于某些主权应用程序的好处。因此，探索可以在简单性和功能性之间提供更有效平衡的替代方法非常重要。

共享特定于应用程序的排序器和构建器承诺

主权应用程序可以使用特定于应用程序的排序器来管理跨多个应用程序的交易排序，而无需依赖提议者的承诺。例如，处理多个主权应用程序交易的排序器可以促进它们之间的原子可组合性，只要它遵循每个应用程序的排序规则即可。这种共享的特定于应用程序的排序器方法可实现跨主权应用程序的无缝可组合性和协调性。

然而，对于非主权应用程序，需要不同的解决方案。参与主权应用程序排序的区块构建者的交易包含承诺可以在非主权和主权应用程序之间创建原子可组合性。构建者确保两种类型的应用程序之间指定的事务顺序。这种构建者的承诺可以弥补 ASS 的可组合性差距。

主权和非主权 dApp 之间的原子可组合性的构建者承诺（右）以及主权应用程序之间的原子可组合性的共享应用程序特定排序器（左）的图示

虽然关于建造者承诺的经济动态、纳入预确认的可行性以及潜在的二阶效应仍存在疑问，但我们相信 ASS 的可组合性挑战将随着时间的推移得到解决。Astria和Primev等团队正在积极研究和开发共享排序和建造者承诺的改进框架。随着这些进步的推进，可组合性将不再是主权应用程序的问题。

ASS 与特定于应用程序的 L2 和 L1

目前，dApp 必须构建特定于应用程序的链，才能控制其交易的排序。诸如协议自有构建器 (PoB)之类的概念使 Cosmos L1 能够拥有更具表现力的排序规则，从而帮助捕获 MEV 并将其重新分配给其应用程序。同样，具有 VSR 的 L2 排序器也可以执行此类操作。虽然这两种解决方案都允许其应用程序更具表现力地对 MEV 进行排序和捕获，但 ASS 因以下特点而独一无二。

1. 交易执行不产生信任开销 – ASS 不执行或结算排序交易。仅委托排序。基线信任假设从本机执行环境（例如以太坊或其他 L2）延伸而来。
2. 获得流动性和订单流——用户不需要桥接。 dApp 可以直接利用链上的流量和流动性。
3. 资产保留在本机执行环境中，无法被冻结——与 L2 不同，大多数 ASS 不需要用户将资金锁定在桥接合约中。这种设计选择提供了更好的安全性：如果特定于应用程序的定序器发生故障，则潜在的损害是有限的，因为定序器只能控制智能合约设置的边界内的交易。虽然一些 L2 解决方案确实实现了安全功能，例如紧急出口和 强制包含 – 这些措施在实践中往往难以使用。在失去与 L2 更新的连接后，用户可能需要等待几天才能激活逃生舱口。类似地，通过 L1 强制包含通常至少涉及 一天的 延迟。也许最重要的是，这些安全措施通常需要大多数用户不具备的技术专业知识，这使得它们对于普通人来说不切实际。
4. 强 ASS 活性假设 – L2 的活性取决于执行节点，通常是汇总排序器，除非基于排序。 L1 的活性取决于诚实的大多数节点重新执行相应的状态转换函数。主权应用程序的活性主要取决于底层执行环境，智能合约可以指定需要依赖应用程序特定排序器的部分。

主权应用程序、L2、基于 L2 和 L1 的比较表

结论

ASS 赋予应用程序对交易排序的完全控制权，使它们能够定义自定义规则，而无需管理执行的复杂性。这种主权允许应用程序控制其执行，以优化用户的结果。例如，在 Angstrom 上，LP 和交换者被视为一流参与者，通过自定义排序规则直接提高他们的经济收益。

此外，ASS 可以利用一系列加密经济和加密工具来强制用户支付的最优性并实施强大的审查抵制机制。诸如质押和削减之类的加密经济解决方案可以激励排序者之间的诚实行为，而诸如 TEE 和 MPC 之类的加密方法则可以增强隐私和安全性。借助这些工具，ASS 的设计潜力巨大，可以创建更安全、更高效、以用户为中心的主权应用程序。

尽管 ASS 提供了机遇，但诸如缺乏本机可组合性等挑战仍然存在。然而，包含预先确认、共享 ASS 和构建者承诺等解决方案为克服这些障碍提供了有希望的方法。尽管仍然存在一些问题，但我们致力于完善这些方法，以提供更流畅、更可组合的 ASS 体验。

我们的目标是通过一次一个 ASS 让 DeFi 变得更加可持续。

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