Krise des Vertrauens实验 ePBS的Protokoll内置

TL;DR

• Der Kern des ePBS-Designs dreht sich um das Konzept der Sicherheit des Builders, das dem Builder die volle Kontrolle über Blocktransaktionen gibt.
• ePBS ist ein Vorschlag, PBS direkt in die Ethereum-Konsensschicht zu integrieren, der als In-Protocol PBS bezeichnet wird und darauf abzielt, potenzielle Relaisfehler zu beheben und Single-Point-Failures im System zu beseitigen.
• ePBS bleibt auf der Grundlage des ursprünglichen PBS bestehen und erhöht die Fähigkeit zur Kontrolle des Blockinhalts durch den Drop eines einzelnen Entitäts, um die Widerstandsfähigkeit des Netzwerks gegen Zensur und Dezentralisierung zu verbessern.
• Die Payload-Timeliness-Kommission (PTC) überwacht die fristgerechte und wirksame Transaktionsinhalte im neuen Block.

Einleitung

Im Februar glaubte der Prysm-Entwickler Potuz, dass es Vertrauensprobleme im Ethereum-Hauptnetz gibt und schlug vor, die Electra-Aufspaltung auf das Jahr 2025 zu verschieben, um das ePBS-Design mithilfe des Interop-Events zu verbessern. Die Ethereum-Community hat jedoch unterschiedliche Meinungen zu ePBS. Einige Entwickler und Forscher befürchten mögliche Risiken. In Bezug auf ePBS gibt es unterschiedliche Meinungen. Heute werden wir verstehen, was ePBS ist und wie es sich von PBS unterscheidet.

Zuvor haben wir erwähnt, dass der Mechanismus von PBS darauf abzielt, die Sicherheit der Zusicherung des Vorschlagsberechtigten und die Sicherheit der Interpretation des Builders zu gewährleisten, und daher wird dieses Recht an vertrauenswürdige Relais übertragen. Die Relais sind dafür verantwortlich, den Blockinhalt aufzubewahren, um sicherzustellen, dass der Vorschlagsberechtigte den Blockinhalt erhält, aber der Builder den Blockinhalt nicht leicht stehlen kann. Wenn jedoch das Relais bösartig ist, werden der Vorschlagsberechtigte und der Builder beide geschädigt, und sie können sich nur an andere Relais wenden und darauf hoffen, dass diese nicht bösartig sind. Hier besteht also ein Problem, wir müssen eine vertrauenswürdige dritte Partei finden, um Vertrauen zu delegieren, denn PBS ist eine Lösung außerhalb des Protokolls. PBS verlässt sich auf Konsens und freiwillige Einhaltung der Community, was zusätzliche Koordination und Vertrauen erfordert.

PBS中必须有一个Zwischenhändler角色作为第三方授信方处理问题：

• Wenn der Vorschlagende das Recht zum Verkauf des Blockinhalts haben möchte, muss er dem Zwischenhändler vertrauen.
• Builder muss Zwischenhändler vertrauen, um das Recht zum Kauf des Blockbaus zu erlangen.

Die revolutionäre Gestaltung von ePBS

Interner Vorschlagssteller - Trennung von Bauherren

Enshrined Proposer-Builder Separation (ePBS) ist eine weitere Variante, die aus PBS abgeleitet wurde. ePBS ist ein Vorschlag, um PBS direkt in die Konsensschicht von ETH-Blockchain zu integrieren und wird daher auch als In-Protocol PBS bezeichnet. Die Entwicklung von ePBS erfolgte als Reaktion auf potenzielle Relaisfehler und die Notwendigkeit, Einzelpunktausfälle im System zu beseitigen. Als neuartiger Konsensmechanismus werden wir ePBS im Folgenden genauer analysieren, um seine Kernprinzipien, Vorteile und Unterschiede zum traditionellen Proposer-Builder Separation (PBS) zu erläutern.

ePBS steht für eingebetteter Vorschlaggeber-Builder-Separation, ein in das Blockchain-Protokoll eingebetteter Mechanismus. Anstatt auf eine vertrauenswürdige Relay-Rolle angewiesen zu sein, ersetzt es das Ethereum-Protokoll. Wenn der Proposer oder Builder betrügerisch handelt, kann das Ethereum-Protokoll selbst Strafen (Slashing) verhängen, anstatt auf das Vertrauen in eine bestimmte Rolle angewiesen zu sein. Dies ist auch der größte Unterschied zum zuvor erwähnten PBS-Protokoll.

Natürlich wird die Rollentrennung in der Anwendung von ePBS immer noch auf der Grundlage des ursprünglichen PBS fortgesetzt, um die Fähigkeit einer einzelnen Entität zur Kontrolle des Blockinhalts zu verringern und so den Grad des Widerstands gegen Zensur und der Dezentralisierung des Blockkettennetzwerks zu erhöhen.

• Proposer：负责Block提议，包括Block头信息
• Builder: Konkreter Inhalt des Blocks erstellen

Zwei Hauptvorteile

Direkte Bestrafung von Fehlverhalten ohne Vertrauen in Dritte

Von den Namen aus kann man erkennen, dass Enshrined in ePBS bedeutet, dass Protokoll integriert wurde und dass direktige Bestrafung für Fehlverhalten erfolgen wird und dass das Vertrauenszentrum in dieser Einstellung ruhig verändert wird.

1. Das Protokoll verfügt über die Fähigkeit zur Erkennung und Verarbeitung und bestraft direkt

In PBS, the identification and punishment of malicious behavior requires the involvement of third parties (validators, relays, etc.). In ePBS, however, due to its design within the protocol, malicious behavior can be directly identified and handled by the protocol itself.

1. Ohne Kreditvergabe an Dritte, um das Maß der Dezentralisierung zu erhöhen

PBS ist in gewissem Maße von externer Governance oder einem Dritten abhängig und hat ein Problem der zentralisierten Vertrauensbildung. Im Vergleich dazu reduziert ePBS durch die Integration von Regeln in das Protokoll das Vertrauensbedürfnis gegenüber externen Dritten von Anfang an und erhöht den Grad der Dezentralisierung des Systems.

*Vergleich zwischen traditionellem PBS und ePBS

ePBS Design

Tanz der Ausführung und Überprüfung

In Ethereum POS, the time of the slot is divided into intervals of 12 seconds. In each slot, a Prüfer is randomly selected to propose a Block. At the same time, a committee is designated to verify the validity of the Block. If a Block is not proposed in the given slot, the responsible Prüfer for verification will verify the previous Block after 4 seconds.

Quelle: ethresearch, ein ePBS-Slot wird von CL (Consensus Layer) und EL (Execution Layer) verarbeitet. Blockinformationen werden auf der Konsensschicht verbreitet und anschließend dem Ausführungsschicht zur Überprüfung übergeben.

1. BlockBieten Phase: Bulider wird mit dem Bieten beginnen und es an den Proposer senden.
2. proposer 广播：Proposer 选择Bieten并选择是否运用 Inclusion List 构建自己的Block内容。接着广播Block。
3. Prüfer投票：看到Block后，会根据其验证结果投票。
4. 聚合证明（ Aggregate attestation）：聚合证明是由聚合器（Aggregators）创建的，他们将多个Prüfer对同一Block的证明进行聚合。Prüfer通过聚合证明进行验证。
5. Payload Broadcast: Der Builder muss die vollständige Ausführungslast innerhalb der festgelegten Zeit öffentlich machen.
6. PTC-Abstimmung: Ein spezielles Komitee überwacht und überprüft die Payload des Builders auf ihre Rechtzeitigkeit und Wirksamkeit.
7. Der nächste Slot-Proponent veröffentlicht ihren Block basierend auf dem Abstimmungsergebnis von PTC und der Aggregationsbeweis, der auf einem vollen Block oder einem leeren Block aufgebaut ist. Wenn der Prozentsatz der rechtzeitigen Veröffentlichung in den PT-Stimmen eines Blocks höher ist, wird er als voller Block betrachtet.

PTC, Überwachung des Inhalts und der Zeitnähe von Transaktionen im neuen Block

Payload Timeliness Committee (PTC), “Zeitkomitee für Nutzlast”. Die Hauptaufgabe besteht darin, sicherzustellen, dass der Inhalt der neuen Blöcke rechtzeitig und korrekt hinzugefügt wird. Dieses Komitee besteht aus Prüfern (die als Teil des Beacon Chain Committees 521 Personen ausgeliehen haben), deren Aufgabe es ist, vor Ende jedes Blockerstellungszyklus zu überprüfen, ob der Builder die Block-Transaktionsbefüllung abgeschlossen hat und ob diese Transaktionen ordnungsgemäß ausgeführt wurden.

Einfach ausgedrückt, ist PTC wie ein Aufsichtsteam, das überwacht, ob der Builder rechtzeitig seine Arbeit eingereicht hat und ob der richtige Block für den Handel enthalten ist. Wenn der Builder gute Arbeit leistet und rechtzeitig qualifizierte Blöcke einreicht, wird dies durch Abstimmung bestätigt. Auf diese Weise kann das Netzwerk feststellen, welche Blöcke vollständig und gültig sind und welche möglicherweise fehlerhaft oder unvollständig sind.

Durch das Abstimmungsverfahren beeinflusst PTC den Status des Blocks, ob er als ‘vollständiger Block’ oder ‘Leerer Block’ betrachtet wird. Wenn PTC die Aktualität und Richtigkeit der Last validiert, kann der Block als ‘vollständiger Block’ angesehen werden. Wenn keine Last vorhanden ist oder die Last eine Latenzzeit aufweist, kann der Block als ‘Leerer Block’ markiert werden. Anschließend belohnt oder bestraft das Netzwerk Proposer und Builder direkt basierend auf den Abstimmungsergebnissen von PTC, um den rechtzeitigen und genauen Aufbau der Blöcke zu fördern.

• Vollständiger Block（full block）: Block enthält eine Gruppe gültiger Nutzlast, es kann auch mehrere Transaktionen enthalten, und der Transaktionsausführungsstatus wird rechtzeitig aktualisiert.
• Leerer Block（empty block）：Block几乎没有包含任何交易，或者只包含极少数交易。它可以是 CL 块，但不会更新EL状态。
• 缺失块（missing block）：空的slot。在Block链中预期存在但未被创建或未被成功添加到on-chain的Block。可以通过（block, slot）fork choice 投票，缺失Block可以被分为Voller Block或者是Leerer Block。

ePBS 的Widerstand gegen Zensur实现，结合 Inclusion List 的设计

Obwohl das Design von ePBS um die Sicherheit des Builders herum aufgebaut ist, gibt es dem Builder die volle Kontrolle über die Blocktransaktionen. Auf dieser Grundlage ist die Verwendung der Inclusion List eine perfekte Kombination, um Zensurresistenz und Dezentralisierung zu erreichen.

In unseren früheren Artikeln haben wir bereits CL erwähnt, und im Wesentlichen den Prozess beschrieben (für weitere Details klicken Sie auf den Link: undefined).** Geben Sie diese Liste an den Builder weiter und berücksichtigen Sie diese Transaktionen vorrangig. Sie sollte alle aktuellen aktiven Transaktionen umfassen, unabhängig davon, ob sie sich bereits im Transaktionspool befinden. Solange der Block noch Platz hat, sollten die Transaktionen in der Liste in den Block des Builders aufgenommen werden. Wenn der Block voll ist, sollte der Builder dies eindeutig kennzeichnen und bestätigen, dass er die Liste beachtet hat.

Wenn der Builder versucht, bestimmte Transaktionen zu überprüfen, führt die ständige Auffüllung des Blocks mit Transaktionen aufgrund der Implementierung von EIP-1559 dazu, dass die Grundgebühr schnell ansteigt. Wenn der Builder in diesem Fall weiterhin durch das Hinzufügen gefälschter Transaktionen zum Block überprüfen möchte, werden die steigenden Kosten diese Vorgehensweise zu kostspielig machen und nicht mehr praktikabel.

Zusammenfassung

ePBS trennt die Rollen von Vorschlagenden und Erbauenden durch das eingebaute Protokoll. Durch PTC, das als Untermenge des Beweisgremiums fungiert, ist es verantwortlich für die Abstimmung über die Gültigkeit und Rechtzeitigkeit der von Builder veröffentlichten Ausführungslast. Ihr Hauptvorteil liegt darin, dass sie die traditionelle Rolle des vertrauenswürdigen Dritten in eine Überwachungs- und Bestrafungsrolle des Ethereum-Protokolls selbst umwandelt, wodurch das Vertrauen in eine einzelne Entität reduziert wird. Dies erhöht nicht nur den Widerstand gegen Zensur des Systems, sondern stärkt auch den Schutz von Transaktionen durch Mechanismen wie die Inclusion List, was die Kosten für die Prüfung von Transaktionen unerschwinglich macht.

Zusätzlich sollte darauf hingewiesen werden, dass ePBS lediglich eine Option auf Protokollebene bietet, um den Block Proposer von Builder zu trennen, und nicht obligatorisch ist. Der größte Unterschied zwischen ihnen liegt in der Zahlungsmechanismus und dem Vertrauensmodell. Bei der Berücksichtigung des Vertrauensproblems des gesamten Protokolls muss der Preis im Voraus vereinbart werden. Im Vergleich zu ePBS kann MEV-Boost basierend auf den erzielten Gewinnen in der eigenen sortierten Transaktionsausführung entscheiden, wie viel an den Beacon Proposer gezahlt wird und bietet damit mehr Profit und Raum. Vielleicht gibt es eines Tages eine Realisierung des ePBS-Mechanismus ohne die Notwendigkeit einer vorherigen Kostenzusage, was eine kleine Illusion und Erwartung birgt!