以太坊 L1 面临的中心化风险与解决方案

释放双眼,带上耳机,听听看~!
本文探讨了以太坊面临的中心化风险,尤其是在区块构建和质押资本方面,并介绍了解决方案如MEVBoost和双层质押。了解以太坊未来发展的关键目标和挑战。

原文标题:Possible futures of the Ethereum protocol, part 3: The Scourge原文作者:Vitalik Buterin原文编译:Tia,Techub News

前文阅读:《Vitalik 关于以太坊可能的未来(一):The Merge》、《Vitalik 关于以太坊可能的未来(二):The Surge》

以太坊 L1 面临的最大风险之一是 POS 的中心化问题。如果 POS 存在规模效应,就会导致大型质押商占主导地位,小质押商退出并加入大质押池。进而更容易导致 51% 攻击、交易审查等高风险事件。除了中心化风险之外,还有价值提取(value extraction)的风险,即一小群人获取了原本属于以太坊用户的价值。

在过去的一年里,我们对这些风险的理解进一步加深。众所周知,有两个环节涉及到这种风险:(i)区块构建,以及(ii)质押资本供应。较大的参与者可以通过运行更复杂的算法(「MEV 提取」)来生成区块,从而提高区块收入。大型参与者还可以更有效地处理因资本被锁定而带来的不便,方法是将其作为流动质押代币 (LST) 释放给第三方。除了需要考虑质押者规模效应带来的问题,以太坊还需要考虑是否有质押(或将会存在)过多 ETH 的问题。

以太坊 L1 面临的中心化风险与解决方案
The Scourge,2023 年路线图

今年,在「区块构建」方面取得了重大进展,最显著的是应用了「committee inclusion lists 排序解决方案」,同时对权益证明经济学进行了大量研究,提出了包括两层权益模型(two-tiered staking models)和减少发行以限制 ETH 权益百分比等想法。

The Scourge:关键目标

· 尽量减少以太坊质押层的中心化风险(特别是在区块构建和资本供应方面,又称 MEV 和质押池)

· 尽量减少从用户身上过度榨取价值的风险

修复区块构建渠道

我们正在解决什么问题?

如今,以太坊区块构建主要通过嵌入 PBS 机制的 MEVBoost 实现。当验证者提议区块时,他们会将选择区块内容的工作拍卖给构建者。选择最大化收益的区块需要专门的算法,以便从链上提取尽可能多的利润(这就是所谓的「MEV 提取」)。验证者只需执行较为简单的任务如监听出价并接受最高出价以及「证明(attest)」。

以太坊 L1 面临的中心化风险与解决方案
MEVBoost 所做工作的图表:专业构建者承担红色任务,而质押者承担蓝色任务。

有很多版本,如「提议者-构建者分离」(PBS)和「证明者-提议者分离」(APS)。他们仅在一些职责部分有些细微差别。在 PBS 中,验证者仍然提议区块,但从构建者那里接收 payload,而在 APS 中,整个 slot 都是构建者的责任。最近,APS 比 PBS 更受欢迎,因为它进一步降低了提议者与构建者共谋的动机。请注意,APS 仅涉及执行区块;包含权益证明相关数据(如证明)的共识区块仍将随机分配给验证者。

将权力进行进一步划分有助于保持验证者的去中心化,但它有一个重要的代价:执行「专门」任务的参与者很容易变得中心化。以下是当今以太坊区块的构建情况:

以太坊 L1 面临的中心化风险与解决方案
左图:Justin Drake 提出的调整发行曲线提案。右图:Anders Elowsson 提出的另一组提案。

另一方面,双层质押需要设置两条回报曲线:(i)「基本」(无风险或低风险)质押的回报率,以及(ii)承担风险质押的溢价。设置这些参数的方法有很多种:例如,如果你设置一个硬性参数,即 1/8 的质押是可罚没的,那么市场动态将决定可罚没质押获得的回报率的溢价。

这里的另一个重要主题是 MEV 捕获。如今,来自 MEV 的收入(例如 DEX 套利、夹层交易……)归提议者,即质押者所有。这种收入对协议来说是完全「不透明」的:协议无法知道它是 0.01% APR、1% APR 还是 20% APR。从多个角度来看,这种收入流的存在非常不方便:

1.这是一个不稳定的收入来源,因为每个个人质押者只有在他们提出一个区块时才能获得收入,而现在这个数字大约是每 4 个月一次。这激励人们加入矿池以获得更稳定的收入。

2.这导致了激励分配不均衡:提议的激励太多,证明的激励太少。

3.这使得股权上限很难实施:即使「官方」回报率为零,单凭 MEV 收入就足以促使所有 ETH 持有者进行股权质押。因此,现实的股权上限提案实际上必须使回报接近 负无穷大,例如这里提出的。毋庸置疑,这会给质押者,尤其是 solo stake 者带来更多风险。

我们可以通过找到一种方法使 MEV 收入对协议清晰可读并捕获它来解决这些问题。最早的提议是 Francesco 的 MEV smooth;今天,人们普遍认为,任何提前拍卖区块提议者权利(或更一般地说,足以捕获几乎所有 MEV 的权力)的机制都可以实现相同的目标。

与现有研究有哪些联系?

· 发行.wtf:https://issuance.wtf/

· 终局质押经济学,一个针对性的案例:https://ethresear.ch/t/endgame-staking-economics-a-case-for-targeting/18751

· 发行水平的属性,Anders Elowsson:https://ethresear.ch/t/properties-of-issuance-level-consensus-incentives-and-variability-across-potential-reward-curves/18448

· 验证器集大小上限:https://notes.ethereum.org/@vbuterin/single _slot_finality ?type=view#Economic-capping-of-total-deposits

· 关于多层质押理念的想法:https://notes.ethereum.org/@vbuterin/staking _2023_10 ?type=view

· 彩虹质押:https ://ethresear.ch/t/unbundling-staking-towards-rainbow-staking/18683

· Dankrad 的流动性质押提案:https://notes.ethereum.org/Pcq3m8B8TuWnEsuhKwCsFg

· MEV smoothing,作者:Francesco:https ://ethresear.ch/t/committee-driven-mev-smoothing/10408

· MEV burn,作者:Justin Drake:https://ethresear.ch/t/mev-burn-a-simple-design/15590

还剩下什么要做?有什么需要权衡?

剩下的主要任务是同意什么都不做,并接受几乎所有 ETH 都位于 LST 内的风险,或者最终确定并同意上述提案之一的细节和参数。收益和风险的大致总结如下:

政策需要决定风险

不做任何事* MEV burn 实施细节* 几乎 100% 的 ETH 都被质押,很可能是在 LST 中(也许是一个占主导地位的 LST)* 宏观经济风险

质押上限(通过改变发行曲线)* 奖励函数和参数(特别是上限是多少)* MEV burn 实施细节* 哪些质押者进入和离开尚未解决,剩余质押者集合可能是中心化的

双层质押* 无风险层的作用* 参数(例如,确定在风险承担层中质押的金额的经济学)* MEV burn 实施* 哪些利益相关者进入和离开尚未解决,风险承担集可能集中化

它如何与路线图的其他部分互动?

与 solo stake 有关。如今,能够运行以太坊节点的最便宜的 VPS 每月成本约为 60 美元,主要是由于硬盘存储成本。对于 32 ETH 质押者(撰写本文时为 84,000 美元),这会使 APY 降低 (60 * 12) / 84000 ~= 0.85%。如果总质押回报率低于 0.85%,那么对于许多处于这一水平的人来说,solo stake 将变得不可行。

如果我们希望 solo stake 可以实现,这就需要降低节点运营成本(这将在 Verge 中实现):无状态性将消除存储空间要求,然后 L1 EVM 有效性证明将使成本变得很低。

另一方面,MEV burn 可以说有助于 solo stake。虽然这会降低每个人的收益,但更重要的是它降低方差,使质押不再像彩票。

最后,任何发行量的变化都会与质押设计的其他根本变化(例如彩虹质押)相互作用。一个特别值得关注的问题是,如果质押回报变得非常低,这意味着我们必须在以下两个方面做出选择:(i)降低惩罚,减少对不良行为的抑制;(ii)保持高额惩罚,这会让即使是善意的验证者,如果不幸遇到技术问题甚至受到攻击,也会意外地获得负回报。

应用层解决方案

以上部分重点介绍了以太坊 Layer-1 的变更,这些改变可以解决中心化风险。然而,以太坊不仅仅是一个 Layer-1,它是一个生态系统,因此,一些重要的应用层策略可以帮助减轻上述风险。以下是一些示例:

· 专门的质押硬件解决方案- 一些公司,例如 Dappnode,正在销售专门设计的硬件,以使操作质押节点变得尽可能简单。使此解决方案更有效的一种方法是提出以下问题:如果用户已经花费精力让一个盒子全天候运行并连接到互联网,那么它还能为用户或其他人提供哪些受益于去中心化的其他服务?想到的例子包括 (i) 出于自我主权和隐私原因运行本地托管的 LLM,以及 (ii) 为去中心化 VPN 运行节点。

· 小队质押- Obol 的这一解决方案允许多人以 M-of-N 格式共同质押。随着时间的推移,这可能会变得越来越流行,因为无状态性和后来的 L1 EVM 有效性证明将减少运行更多节点的开销,并且每个参与者无需担心一直在线的好处开始占主导地位。这是减少质押认知开销的另一种方法,并确保个人质押在未来繁荣发展。

· 空投- Starknet 向 solo stake 者提供了空投。希望拥有去中心化且价值观一致的用户群的其他项目也可以考虑向被确定为可能是 solo stake 者的验证者提供空投或折扣。

· 去中心化区块构建市场- 使用 ZK、MPC 和 TEE 的组合,可以创建一个去中心化的区块构建者,参与并赢得 APS 拍卖游戏,同时为其用户提供预先确认的隐私和审查抵制保证。这是在 APS 世界中改善用户福利的另一种途径。

· 应用层 MEV 最小化- 可以以更少的 MEV「泄漏」到 L1 的方式构建单个应用,从而减少区块构建者创建专门算法来收集 MEV 的动机。一种通用的简单策略(虽然不方便且破坏可组合性)是让合约将所有传入的操作放入队列并在下一个区块中执行,并拍卖跳过队列的权利。其他更复杂的方法包括像 Cowswap 那样在链下做更多工作。还可以重新设计预言机以最小化预言机可提取的价值。

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