以太坊L1当前面临着权益证明(PoS)机制中心化的重大挑战,这主要源于经济压力带来的规模效应。当参与核心PoS机制存在规模经济优势时,系统会自然形成大额质押者主导、小额质押者被迫加入大型质押池的局面,这不仅增加了51%攻击和交易审查等安全风险,还可能导致价值被少数人攫取,损害广大以太坊用户的利益。
经过一年的深入研究,业界对这些风险的认识已显著加深。目前共识认为,风险主要集中在区块构建和质押资本供给两大领域。大型参与者凭借资源优势能够运行复杂的MEV提取算法来获取更高收益,同时通过发行流动性质押代币(LST)来缓解资本锁定问题。此外,关于质押ETH总量是否合理的讨论也日益受到关注。
The Scourge:2023年发展路线
今年在区块构建技术方面取得了突破性进展,特别是在”委员会纳入清单配合定向排序方案”上形成了共识。同时,权益证明经济学研究也获得重要成果,包括双层质押模型和通过调整发行量控制质押比例的创新构想。
The Scourge:核心目标
- 降低以太坊质押层的中心化风险(重点解决MEV和质押池在区块构建与资本供给方面的问题)
- 减少对用户价值的过度提取
本章内容
区块构建流程优化
问题现状分析
当前以太坊采用提案者-构建者分离机制,结合MEVBoost实现区块构建。验证者通过拍卖将区块内容构建权交给专业构建者,这种模式存在明显的规模经济效应:构建者需要专业算法来优化交易组合以最大化MEV收益,而验证者仅执行相对简单的投标选择工作。
MEVBoost工作机制示意图:专业构建者负责红色框任务,质押者处理蓝色框任务
这种分工机制虽然有助于保持验证者去中心化,但也导致了构建环节的高度中心化。目前市场上两家主要构建者处理着约88%的区块内容,虽然他们无法重组区块,但仍可能造成交易延迟纳入等问题。对于DeFi清算等时效性强的应用,即使几分钟的延迟也可能造成重大损失。
此外,构建者为追求MEV最大化采用的策略(如三明治攻击)不仅损害用户利益,还会推高整体网络gas费用。
解决方案探索
核心思路是将区块生产任务进一步细分:提案者保留交易选择权,构建者仅负责排序和添加额外交易。纳入清单机制正是基于这一理念设计的。
在时间T,随机选定的质押者创建包含有效交易的纳入清单;时间T+1,通过链上拍卖选定的构建者必须包含清单中的所有交易,但可自主排序并添加新交易。
强制选择纳入清单(FOCIL)方案引入了多签名委员会机制,要求k个成员共同决定才能延迟交易。与最终提案者拍卖机制结合的”FOCIL+APS”被认为是当前较优的解决方案。
另一种创新方案是多并发提案者(MCP)机制,如BRAID。该方案通过分布式处理降低单个提案者的复杂度要求,使用确定性算法(如按费用排序)来整合多个提案者的交易列表。
加密内存池技术对许多设计方案至关重要。它通过阈值解密或延迟加密等方案,确保交易内容在纳入区块前保持加密状态,有效防止策略性攻击。
质押经济模型改进
现存问题分析
当前约30%的ETH处于质押状态,虽足以防范51%攻击,但若比例继续攀升将带来新问题:质押可能从专业行为变为普遍义务,惩罚机制效力减弱,以及单一流动性质押代币(LST)垄断风险。这还可能导致每年额外发行约100万ETH,其中大部分价值被LST捕获。
解决方案探讨
一种思路是调整发行曲线,当质押量接近上限时大幅减少奖励。另一种方案是建立双层质押体系:限制可惩罚质押比例为1/8,其余为无风险质押。这两种方案都需要精细设计收益曲线参数。
左图:Justin Drake提出的发行曲线调整方案;右图:Anders Elowsson的备选提案
MEV捕获机制改革也是重要议题。当前MEV收益完全由提案者获取,这种不透明的收入来源导致激励失衡。通过拍卖区块提议权等方式使MEV收益协议可见,将有助于建立更稳定的质押经济环境。
应用层创新方案
除了协议层改进,应用层创新同样重要:
- 专用质押硬件解决方案(如Dappnode)可降低个人质押门槛
- 小组质押通过M-of-N机制分散风险
- 项目方可对个人质押者进行空投激励(如Starknet案例)
- 去中心化区块构建市场利用ZK等技术保障公平性
- 应用层MEV最小化设计(如Cowswap的交易批处理机制)
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