区块拍卖机制中的 PBS 如何权衡构建者与提议者？

Uncommons

6 月 17 日

IPFS

这是抗审查小组的系列文章的第四篇，我们将由以太坊的 EIP-4844 开始，讨论区块链上各种不同的抗审查题目。敬请留意 Uncommons 公众号逢星期五推出的抗审查小组的系列文章！

本文来自 Uncommons Censorship-resistance Workstream

这是抗审查小组的系列文章的第四篇，我们将由以太坊的 EIP-4844 开始，讨论区块链上各种不同的抗审查题目。

敬请留意 Uncommons 公众号逢星期五推出的抗审查小组的系列文章

区块拍卖机制中的 PBS 如何权衡构建者与提议者？

抗審查小組系列 #4

write / Jocelyn

design / Piggy & 瓶子（公眾號封面）

edit / @swiftevo

TL;DR

Block Auction：Builder 对区块内容做竞标；而 Slot Auction：对特定时间内产出区块内容的权利做竞标。
Block Auction 保障了 Builder 的权利。在区块被决定之前，任何一方都无法访问 Builder 的区块内容。但同时也容易滋生 Builder 欺诈行为，从而导致 Proposer 只能提交空区块。
Slot Auction 保障了 Proposer 的权利。区块内容更具有弹性，灵活度较高，相对应的价值可能更高，因此 Proposer 更加偏爱 Slot Auction。但 Builder 在这种情况下无法获得保障，必须支付费用。
Hybrid Auction 结合了 Block Auction 与 Slot Auction 的优点，等于 Builder 预先确定好区块内容的一部分给 Proposer，Proposer 在接受到区块内容后评估时候可以完成付款，若价值不够吸引力，那么 Proposer 可以立刻转向 commit 下一个区块内容。

为了提高整个区块链网络的效率和安全性，围绕 PBS 的设计中主要关注两大矛盾：

Builder：区块内容泄露和费用损失。Builder 在构建区块的过程中，若遭遇区块内容泄露，那么极有可能导致 Builder 在之后的竞争中失去优势，进而导致构建者的费用损失。
Proposer：无法获得 Builder 提供的区块数据，无法获得费用。Proposer 在拍卖中获胜后，若无法获得 Builder 提供的完整区块数据，或者区块数据存在延迟，那么极有可能导致 Proposer 无法及时生成有效的区块，进而无法获得相应的费用。

针对这两个矛盾，PBS 衍生出另外2个解决方案，将 Block 或者 Slot 进行拍卖，从而确保 Builder 和Proposer 相对应的权利。

Source：Block Auction vs. Slot Auction，Julian Ma；Block Auction拍卖的区块内容不变，Slot Auction拍卖的是空白区块内容产出权。

Block Auction，固定区块内容拍卖

在 Block Auction 中，Builder 对区块内容做竞标，区块内容是固定不可变的，Proposer 根据其区块头展示内容进行出价。Builder 与 Proposer 共享对其区块的承诺，Block Auctions 要求 Builder 在出价时承诺其区块的内容：

对象：区块内容
内容：Builder 对区块内容进行竞标，竞争在区块链上写入下一个区块的权利。
作用：确保区块链网络的下一个区块是由最合适的 Builder 生成的，保证区块链的连续性和安全性。
实现方式：Builder 根据网络规则和奖励机制，通过提出区块提案来竞争在下一个区块中写入权利。

Source：jamesbachini, PBS；验证者的角色被拆分成 Proposer 和 Builder：Proposer 将区块生产权出售给 Builder，Builder出价争夺区块内交易顺序的特权。

优势

Builder 的权利得到保障。在区块被决定之前，任何一方都无法访问 Builder 的区块内容，因此Builder 不会被欺骗。

劣势

Builder 可能会作弊，不在区块内容中包括费用，或者将费用减免等。
恶意的 Builder 可能在承诺后不揭示区块的内容，这意味着 Proposer 必须提交一个空区块，进而损伤利益。

而在使用 Block Auction 的现有 PBS 方案中，比较典型的是 enshrined PBS (ePBS) 。就目前的 MEV-Boost 和当前的 ePBS 设计而言，信标提议者将区块空间进行拍卖，建设者中出价最高者胜出。一旦出价和交易根被承诺，区块空间就被锁定，这意味着信标提议者只能出售一次。

ePBS

Source：Block submission in mev-boost。Builder 确认好区块内容后提交给 Relay，Relay 作为中间人负责保管区块内容，Proposer 拍卖之后，由 Relay 进行发送。不同的是，协议可以作为判官惩处作恶方。

在 MEV-Boost 中，受信任的中继（Relay）在 Proposer 和 Builder 之间起到了关键的中间人角色。Relay 的作用不仅是传递消息，还需要确保区块内容的安全性和完整性。然而，这隐藏着一个潜在的风险：如果 Relay 是恶意的且操纵信息，导致 Proposer 和 Builder 都受到损害。当这种情况发生时，主网必须需要寻找其他备用中继来填补信任缺口，这会导致网络的不稳定和延迟的可能性发生。

相比之下，在 PBS 机制下，网络不再依赖于对 Relay 的信任。协议会对违反规则的行为者进行惩罚，确保系统的公平性和安全性，而无需依赖于对任何特定角色的信任。这种自我调节的机制不仅简化了网络的运行，还提高了其整体的稳定性和安全性。

Slot Auction，空白区块内容产出权利拍卖

Slot Auction 对产出区块内容的权利做竞标，由于是 Proposer 看到 Builder 的出价后竞拍，才获得区块内容，因此 Builder 能够有时间提交一个更具有价值的区块内容以匹配报价。简单来说，在 Slot Auction 中，参与者竞争对象是以获得执行特定时间段内在 Slot 中交易排序的权利，先竞拍后生产区块内容的过程。

对象：产出区块的权利
内容：参与者竞标在特定 Slot 上产生区块的权利。
作用：确保在每个槽上有一个合适的 Proposer 产生有效的区块，推动区块链网络的运行。
实现方式：参与者根据网络共识机制和奖励系统，通过竞标获得在特定槽上产生区块的权利。

Source：Uncommons，拍卖的是空白内容区块，Proposer对此进行出价，出价后 Builder 开始打包Slot 并向 Proposer 释放内容（区块内容更具灵活性）。

优势

区块内容更具有弹性，灵活度较高。
Proposer 的权利在 Slot Auction 上更加获得保障。在 Slot Auction 中，中标可以看作是区块链更大范围的区块竞拍。
Proposer 竞拍 Slot Auction 收益相对更高。

劣势

损伤 Builder 利益。将无条件交易作为费用发送给 Proposer 意味着 Builder 最终会付款，而没有得到 Proposer 的任何保证。

Source：Julian Ma；Block Auction ≤ Slot Auction，一般情况下，Slot Auction更具有价值。

为了防止 Builder 的权利过度集中以及 PBS 的中心化，Proposer 也可以自己插入交易，也因此 Censorship 就并不是那么容易的事情。而 Slot Auction 赋予 Proposer 更多的权利，因此 Proposer 将区块 tx 放在 Builder 构建区块的前后可以分为 Proposer Prefixes 前綴和 Proposer Suffixes 後綴，这个之后我们会在 crList 的时候提到。

Hybrid Auction，混合拍卖组合性佳

回归到拍卖机制中，Justin Drake 在 Block Auction 以及 Slot Auction 的基础上又提出了 Hybrid Auction Mechanisms（混合拍卖机制）。混合拍卖机制并不是主流的拍卖机制，因此这边就不做過多的赘述。

Hybrid Auction Mechanisms：结合前两者的优势。区块 Builder 可以承诺其区块的一部分，在一定程度上保有灵活性。例如，Builder 可以承诺构建具有特定前缀内容的块。在这种情况下，Builder 可以选择 Block Auction 和 Slot Auction 的组合。

优势

协议并没有限制特定的拍卖机制，而这种机制中 Builder 可以承诺预告内容区块向 Proposer 出售。而 Proposer 可以在看到完整的区块之后可以确认是否要要签名，如果价值足够吸引到它，那么交易将会被包含到下一个区块中；若认为这些价值并不高于 Builder 选择其他 Bundler 的价值，那么会很快放弃，直接选择一个更有价值的区块内容。

劣势

除非预先提交的部分是区块前缀，否则不清楚预确认区块内容的完整性。

不管是 Block Auction 和 Slot Auction 甚至是 Hybrid Auction，其中心围绕的是权利分配问题和利益分配的不冲突。Block Auction 主要涉及生成下一个区块的权利，更侧重于节点之间的竞争和竞标过程；而 Slot Auction 主要涉及 Slot 内的交易执行权，更注重区块生成权限的分配。对于抗审查来说，Slot Auction 的机制相比 Block Auction 更加去中心化、抗审查。因为 Slot auction 将交易处理权力分散处理，减少单个实体对交易的控制。

下一篇我们要来分析下 Vitalik 最近讨论的去中心化中的 PBS 部分中的 crList，这是如何通过剥夺Builder 完全构建区块内容能力来实现抗审查。