长话短说

1. 我们的研究深入分析了新兴的EIP-4844 blob市场。这一市场的运作机制与EIP-1559关于gas定价的方式相似，但有所不同的是，它专门针对区块链开发者的小费机制设计，因此并未鼓励他们预留blob交易空间。这可能会使blob交易体验变得不稳定，并且使得预留区块空间面临一定的挑战。

2. 我们注意到，虽然blob交易的容量较大（大约125kB）并且成本低于同等大小的传统交易数据，但它们显著增加了以太坊区块的体积。这也意味着，blob交易为区块增加了额外的竞价空间。

3. 利用这个新市场的容量，我们可以满足当前rollup的数据需求，并将标准区块空间的gas成本降低15-20%，从而为miner extractable value（MEV）机会的开发提供了更大的空间。

4. 我们还观察到，在网络活动激增的时期，blob交易可能会显著减慢区块的广播速度，可能会降低数千倍。这可能迫使区块构建者在参与MEV-Boost时，为了保持竞争力的出价，需要更加仔细地审查blob交易。

5. 我们认为，“预确认出价”策略可以缓解这些挑战。通过blob的预确认，可以增强EIP-4844的效能，为第二层（L2）用户提供更优质的交易体验，并为rollups提供稳定的备选交易方案。

6. 我们计划在Holesky测试网络上进行实验，收集区块构建者的数据，并通过MEV-Commit机制确保blob预确认的成功。我们诚邀PBS实验的参与者加入我们的实验。

介绍

EIP-4844通过推出一个全新的blob市场，为以太坊带来了数据可用性的重大扩展。这个市场采用了与EIP-1559类似的机制来设定和销毁基础（base blob）的blob Gas费。不过，与type2交易不同，blob市场缺少一种直接的方法来出价，以便获得区块构建者的优先处理。这种情况下，没有优先费用就难以精确设定blob包含的价格。更何况，包含blob的区块因为blob的体积巨大，其在网络中的传播速度预计会更慢。若区块构建者接受太多blob，他们将面临更高的区块重组（reorg）风险。因此，在高mev时段，出于保持构建速度的考虑，理性的构建者可能会选择不包含blob。

我们启动了一个围绕blob的区块构建和mev-boost数据收集工作，同时也进行了一个基于mev-commit的blob预确认提供者的实验，并邀请了社区中的rollups、中继、区块构建者和提案者加入我们的行列。我们关于EIP-4844中blob相关行为的研究成果显示，L1层的blob预确认能够提升blob市场的效能，不仅能为二层（L2）用户带来更佳的交易体验，还能在mev环境日趋复杂的情况下为rollups提供可靠的包含机制，为以太坊构筑一个更加稳健、以rollup为核心的未来。

了解 Blob 市场

Blob 交易

EIP-4844 引入了一种 type3 交易 (亦称为 blob 交易)。这种交易在传统意义上进行了扩展，加入了Blob数据、KZG承诺和验证机制。Blob交易的数据容量远超过普通以太坊交易，大约为125kB，且其成本也大大低于同等数据量的calldata使用成本。传统的calldata对每个非零字节收取16个gas，而blob数据的每字节成本仅为1.04个gas，并且具有固定的gas消耗上限——131,072个gas。

Blob的Gas定价机制

Blob交易采用了一个类似于EIP-1559的机制来定价基础Gas，不过与EIP-1559主要关注的目标Gas消耗量不同，Blob的Gas价格更侧重于目标Blob（target blob）的数量。具体来说，每个区块的目标Blob数量被设定为3（相当于0.375MB），上限则为6（即0.75MB），而最低的基础Gas价格定为1wei。

当用户提交Blob交易时，他们需要设定一个愿意支付的最高基础Blob Gas费用（max_fee_per_blob_gas），这部分费用将被完全销毁。这一设定与type0和type2交易中的最大费用（max_fee_per_gas）相似。如果用户想通过支付额外费用来提高其交易的处理优先级，他们还需要设置一个最大优先费用（max_priority_fee）。不过，需要注意的是，这个最大优先费用只适用于非Blob部分的Gas费用，也就是说，目前还没有直接的方法来为Blob交易中的优先权支付小费。

Blob 市场容量

通过分析2023年1月至2024年1月期间以太坊rollup交易数据的活跃情况，我们对blob市场的容量进行了评估。虽然blob市场目前仍处于发展初期，还未正式推出，但通过对整个2023年数据的分析，我们对其未来的潜力有了一定的预见。分析结果显示，在交易量达到峰值的情况下，blob市场依然能够顺畅处理所有由rollup产生的数据，而且不会引起基本的gas价格上涨。这一发现证明了blob市场在数据处理方面具有出色的能力，能够有效地支持处理大量数据的需求，同时还能保持较低的成本。

图：base blob gas 每区块

虽然Rollups向以太坊发送的数据量在增加，但我们发现，大部分区块的数据量仍旧没有达到预期的目标，这保证了blob gas 的成本依然较低。

图：颜色越浅，代表着打包特定数量 blob 的区块被构建的次数越多。

💡 重点在于，这表明在blob市场中存储数据（calldata）的费用将显著下降（降低了16倍），同时，gas价格也将变得更加经济（以wei计价，而非gwei），这样Rollups在两个方面节约了额外成本。

Blob市场不仅轻松满足当前Rollups对数据可用性的需求，还有助于扩大非Blob市场区块的容量。这样做可将gas成本降低15-20%。较低的gas费用增强了用户、开发者和验证者的出价能力，并创造了新的最大可提取价值（MEV）机会。在EIP 4844实施前，这些机会因成本问题而难以实现。

图：EIP-4844 对标准区块空间的影响 （基于2023 年的数据）

Rollup 需要更多数据可用性

在以太坊区块链中，Rollups 是消耗 gas 最多的一类应用，对区块空间的需求产生了显著影响。2023年，Rollups 在以太坊上储存的交易数据量达到了前所未有的高度。

图：保存在以太坊上的 calldata 创历史新高

下面的日均图表显示，rollup 开始占据它们所在每个区块的 15% 以上，直接影响了其他用户的使用价格。

在某些极端情况下，这种情况可能进一步恶化。例如，最近在 2023 年 12 月，铭文热潮引起交易量过大，导致 Arbitrum 的定序器离线约一个小时。当 Arbitrum 序列器恢复并开始处理积压的数据时，其占用的区块空间大幅增加，导致 gas 价格飙升至 140 gwei 以上，消耗了所有区块中高达 90% 的 gas，使得网络在数小时内对大多数用户不可用。

在下一节中，我们将展开讨论，即使在没有这种需求激增的情况下，时间博弈 (timing games) 和审查也可能如何影响这个市场。

Blob 市场面临的挑战：审查

Blob 交易的广播

EIP-4844 规范将每个信标区块的带宽需求最多增加约 0.75 MB，相当于 42m gas，以便每个区块能够额外容纳最多 6 个 blob。与永久存储的 calldata（调用数据）相比，blob 在信标节点上的存储时间较短（截至 2024 年 2 月，存储期限为 18 天），目的是控制网络存档状态的体积增长保持在一个可管理的范围内。

此外，网络中的 blob 交易呈现出两种不同的形态：对区块构建者而言，它是一个 blob 交易；对验证者而言，它则作为一个附加数据（blob sidecar）出现。采用 blob sidecar 的设计，旨在确保与未来技术的兼容性。

blob 必须先在执行层进行传播，随后才能在共识层进行广播。这一机制意味着，决定是否包含某个 blob 的决定权实际上掌握在构建者手中，而非验证者。只有在特定情况下，如当通过 mev-boost 动态确定提交的证明或承诺不合规时，提案者才能排除 blob 交易。

图：执行验证由构建者进行，共识验证由验证者进行

区块构建者的视角

最近关于验证者“时间博弈“ (timing games)的研究强调了延迟优化可以策略性地使节点运营者通过延迟区块提议来最大化利润。作者解释说，这对链的健康有害。Blob 交易通过增加不同数量的延迟（当 blob sidecar 进行广播时）进一步复杂化了这个博弈。

Blob 交易相当于最大可能的交易大小类型。因为这个原因，携带这些交易的区块传播速度较慢，使得区块构建者在赢得 mev-boost 竞标方面的竞争力较弱。结果，这激励区块构建者暂时甚至无限期地审查 blob，以便他们可以以更高的频率提交 mev 出价。

ethpanda 团队一直在使用 Xatu 在测试网上对真实世界的延迟进行测试。他们在全球多个地点 (NYC、FRA、BLR、SYD) 设置了观察器，使用不同的以太坊共识客户端 (Prysm、Nimbus、Lodestar 和 Lighthouse) 来测量现实世界的延迟。2024 年 2 月 20 日 Holesky Blob 数据快照显示，在整个 mev 流水线中产生了大量延迟。

区块构建者赢得 mev-boost 竞标拍卖后，提议者必须等待 blob sidecar 广播，然后才能验证打包在区块中的 blob。下表显示，在样本量为 800 个 blob sidecar 的情况下，单个 blob sidecar 广播的最短时间约为 400 毫秒

表 1. Blob 广播时间 vs 单个 slot 包含的 blob 数量

图：数据量小是造成本数据集所描述的一些反直觉观察结果的原因之一

下表则展示了当等待更多 blob sidecar 到达时的延时差异。表中 50% 的百分位数 (p50) 表明，携带 2 个 blob 的区块和携带 6 个 blob 的区块之间的延迟差异约为 225 毫秒。

表 2. 基于区块分组的 blob sidecar 总量中，第一个到达和最后一个到达的 blob sidecar 之间的时间差异

这种 blob 广播延迟会给区块构建者带来额外的区块重组风险，当他们用 blob 填满自己的区块时，经济收益却微乎其微。构建者可能会选择排除/审查 blob 交易，以避免潜在的重组。如果区块包含大量 mev，经济理性的构建者需要通过 rollup 网络来适当补偿这种风险。

关于 Blob 市场打包竞价的用户体验

在这篇关于验证者时间博弈研究的论文中指出，在 mev-boost 竞价过程的后期，更大的出价与更大的区块相关。随着出价和 gas price 上升，在后续的 slot 中会销毁更大份额的 ETH。如果 base fee 增加，而 mev 提取量保持不变，构建者对提议者未来收入的出价空间就会减少。

预期的 blob 市场中，容量超过当前需求。被销毁的 blob base fee 将保持在非常小的数量级，即几十或几百 wei。了解这一点对 rollup 来说至关重要：即便支付了足够的 base fee，它们的 blob 交易也可能不会被打包。Blob 市场 base fee 低意味着 blob 交易需要出价高出许多倍，才能激励构建者打包这类交易。在这种情况下，blob 交易将不得不以更高的费用重新提交，导致用户体验不佳。

此外，由于 EIP-4844 下的初始 blob 市场没有打包小费机制 (比如 blob priority gas fee 这样的东西)，这进一步加剧了用户体验问题，因为 rollup 无法直接出价竞争打包 blob 交易的空间。

我们来看一个交易示例，假定 blob base gas fee 为 10 wei，计算出相同数据量的 blob 开销。需要注意的是，这个例子假定有一个有效的打包竞价机制，可以对 blob 空间进行竞价。

💡这是一个交易示例：

Calldata - 129,998 bytes (129429 nonzero bytes) ~ 2,094,140 gas used at 10.56 gwei (10.55 gwei base price + .01 gwei Priority Fee) = .022 ETH

Blob-128,000bytes~131,072gasusedat1gwei(10weibaseprice+.99999999gweipriorityfee)=0.000131072ETH

计算得出的结论是，如果 rollup 使用 blob 市场，由于 blob base fee 较低，它们可以提交的出价可能会增加 100 倍，同时还能节省 150 倍以上的成本。较低的 blob baseFee将使 rollup 在节省开销的同时，还能给出更具竞争力出价。打包费用需要与区块中现有的 mev 机会一样具有竞争力，以补偿构建者面临潜在的重组风险，因此即使出价高出 100 倍也可能不够。这是在没有 blob 预确认的情况下。

通过 mev-commit 实现 blob 预确认通过 mev-commit 实现 blob 预确认

在这种时间博弈中，blob 预确认的主要作用是让一些被预确认的 blob 在 mev 流水线上可用。通过 mev-commit, 每个预确认提供商对交易作出自己的承诺。然后，提供商可以将这些数据授权给其他参与者 (例如区块构建者、中继、定序器)。在 MEV 流水线上其他参与者可用的预确认数据允许区块构建者并行发送匹配的执行负载。这一概念可以被利用来创建预确认的 blob 打包列表，或者由中继协作构建 type3 区块空间。

因为提前得知预先确认的 blob，区块构建者可以在其 slot 开始前就构建未来携带 blob 的区块。这种做法为定价提供了依据，并为构建一个强大的期货市场打下了基础。而该市场将能为 rollup 提供更可靠的交易打包体验，并使得区块空间价格更加稳定。此外，mev-commit 的预确认竞价为 rollup 提供了更可靠的价格发现机制，因为 rollup 可以实时更新其预确认竞价，而无需重新提交整个 blob 交易。

最后，捆绑 blob 和使用预确认竞价机制可以让 rollup 们建立联盟。预确认竞价可以应用于捆绑的 blob 交易或聚合的 blob 中，允许 rollup 之间共享竞价能力和打包空间，帮助促进以太坊 blob 市场走向稳定和继续发展。

结论

总的来说，我们的研究表明，rollup 的经济性正在改善，而新市场的出现则需要考虑更多因素，包括时间博弈和缺乏小费机制带来的影响。对于我们强调的问题，现在就进入解决方案阶段还为时过早，但由于 mev-commit 已在 Holesky 测试网上激活，我们可以很容易地与 PBS 行为实体一起进行实验。Primev 将收集 blob 对区块构建和提议者延迟的影响的相关数据，并希望了解潜在的行为模式。

虽然经济性和用户体验是预确认 Type2 交易的主要驱动力，但在 EIP-4844 下，rollup 和以 rollup 为中心的以太坊生态系统的交易打包体验、可靠性和稳定性将成为预确认 blob 的重要原因。我们还将尝试使用 blob 预确认中继器，它可以利用 blob 预确认和区块构建者协调来改善 Holesky 测试网上的 blob sidecar 广播延迟问题。我们邀请社区参与这项实验，因为它将为整个社区提供潜在的解决方案。

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