Paradigm：探讨MEV-Boost和共识机制之间的关系

原文标题：《Time, slots, and the ordering of events in Ethereum Proof-of-Stake》

原文作者：Georgios Konstantopoulos、Mike Neuder，Paradigm

原文编译：wesely

4 月 2 日，一名恶意的以太坊网络参与者利用 mev-boost-relay 中的漏洞窃取了一位 MEV 搜索者的 2000 万美元（请参阅 Flashbots 的事后分析）。在接下来的几天里，开发人员通过发布五个补丁来解决这个 bug，并结合现有的网络延迟和验证器策略，在 4 月 6 日导致以太坊网络出现短暂不稳定期。重新组织对于网络健康是不利的，因为它会降低区块生产率并减少结算保证。

本文旨在探讨 mev-boost 和共识之间相互作用、揭示以太坊权益证明机制中微妙之处，并列举一些可能前进方向。我们受到搜索者遭受攻击和网络暂时不稳定事件所启发。

什么是 mev-boost？为什么重要？

mev-boost 是由 Flashbots 和社区设计的协议，旨在缓解最大可提取价值（MEV）对以太坊网络造成负面影响。

mev-boost 中有三个角色：

Relays - 相互信任拍卖商将提案人连接到区块构建者。

Builders - 构建区块以最大化自己和提案人的 MEV 的复杂实体。

Proposers - 以太坊权益证明验证器。

每个区块的大致事件序列是：

Builders 通过从用户、搜索者或其他（私有或公共）订单流中接收交易来创建一个区块。

Builders 将该区块提交给 Relay。

Relays 证该区块是否有效，并计算它向提案人支付多少费用。

Relay 向当前时隙的提案人发送「blinded」头部和付款价值。

提议人评估他们收到的所有出价，并签署与最高付款相关联的 blinded 头部。

提议人将此已签名头部发送回中继站点。

该区块由中继使用其本地信标节点发布并返回给提议方。奖励通过在该区块内进行交易和区块奖励分配给构建者和提议方。

Relay 是一种相互信任的第三方，促进了来自于 proposer 的对于 block space 公平交换以及来自 builder 的 transaction sequencing for MEV extraction。Relay 保护 builders 免受 MEV 偷窃，其中 proposers 复制 builder transactions 来获取 MEV 而不是分配给发现它的 searcher/builder。Relay 保护 proposers 确认 builder 区块有效性、代表 proposer 每个时隙处理数百个区块，并确保 proposer 支付的准确性。

mev-boost 是关键的协议基础设施，因为它使所有提案人都能够民主地访问 MEV，而无需与构建者或搜索者建立信任关系，这有助于以太坊的长期去中心化。

以太坊的分叉选择规则和 mev-boost

在我们深入攻击和响应之前，我们先来看一下以太坊的权益证明（PoS）机制及其相关的分叉选择规则。分叉选择规则允许网络就链头达成共识。根据《合并后以太坊重组》：

分叉选择规则是一个函数，由客户端评估，它将已经看到的区块和其他消息作为输入，并向客户端输出「正式链」是什么。需要分叉选择规则是因为可能有多个有效的链可供选择（例如，在同时发布具有相同父级的两个竞争区块时）。

关于分叉选择规则较少知道的一个方面是它与时间的关系，这对区块生产有重大影响。

插槽和子插槽周期

在以太坊 PoS 中，时间被划分为 12 秒增量称为插槽。PoS 算法随机指定验证器获得该插槽提议一个区块；此验证器被称为提议者。在同一插槽中，其他验证器被指派任务：通过应用 fork-choice 规则投票支持他们本地视图中链头所在位置上最新版本的区块。12 秒间隔被分为三个阶段，每个阶段消耗 4 秒。

在插槽中发生的事件如下所示，其中 t= 0 表示插槽开始。

在插槽中最关键的时刻是在 t= 4 的认证截止时间。如果一个认证验证器在认证截止时间之前没有看到一个块，他们将会投票给链上先前接受的头部（根据分支选择规则）。越早提出一个块，它就有更多的时间传播，因此它积累了更多的见证（因为更多的验证器在认证截止日期之前看到了它）。

从网络健康角度来看，块发布的最佳时间是 t= 0 （由规范指定）。然而，由于随着时间推移块价值单调递增，建议者有动机延迟发布他们的区块以允许更多 MEV 积累。请参阅权益证明中计时游戏和这个讨论以获取进一步细节。

历史上，在认证期限之后甚至靠近插槽结束时建议者仍可以发布区块，只要下一个验证器在构建其后续插槽区块之前观察到该区块即可。这是父级区块继承重量和分支选择规则在叶节点处终止导致没有延迟发表区块带来负面影响。为了帮助推动理性行为（延迟区块发布）朝着诚实行为（按时发布）的方向发展，「诚实重组」被实施。

提案者提升和诚实的重组

两个新概念被引入到共识客户端中，对证明截止日期具有关键影响。