公允排序服務：建立可驗證的公允DeFi生態_MEV

ChainlnkLabs的AriJuels、LorenzBreidenbach和FlorianTramèr三人展開研究并撰寫本文。

以太坊的發展最初是由通證推動的，之后是去中心化交易所，而現在則是DeFi。隨著以太坊上的交易量越來越大，網絡中的gas費也不斷突破新高。這意味著以太坊獲得了巨大的成功，但與此同時也意味著交易成本升高，且挖礦延時增長。內存池中交易萎縮，也產生了另一個副作用，那就是出現搶跑交易現象。

用戶交易會通過內存池，即使在gas價格較低時，精明的交易者或算法也可以在挖礦前先查看交易內容。因此，有經驗的玩家可以有策略地創建交易，并通過這種高級玩法獲利。他們可以支付比當前交易更高的gas價格，以確保自己的交易排在最前面。

這個問題不只存在于想象中。Danian等人近期開展的一項研究發現DeFi合約每年通過搶跑交易產生的收益高達幾百萬美元。

BDO認為FTX以3.76億美元收購Digital Assets AG是公允價值:金色財經報道，FTX Trading最近起訴了FTX歐洲部門的內部人士，聲稱前首席執行官Sam Bankman-Fried為其支付的費用明顯過高。 會計師事務所BDO表示，FTX以3.76億美元收購瑞士初創公司Digital Assets AG (DAAG)的交易“合理地代表了公允價值”。DAAG后來更名為FTX Europe。

此前報道，FTX破產律師向法庭申請從FTX Europe領導層追回3.23億美元。[2023/7/25 15:57:43]

現如今，搶跑交易的收益肯定要高于研究中顯示的數據。目前大部分交易仍來自中心化交易所，而中心化交易所的運營商或其他參與方可能會搶跑，因此研究中的發現很可能只是冰山一角。華爾街多年以來一直通過搶跑交易賺取巨額回報，公司會定期將客戶訂單賣給高頻交易者。下面的例子詳細闡述了這個問題及其對智能合約可能產生的影響。DeFi等領域的排序問題DeFi合約運營商希望為客戶提供公平透明的服務，因此通常會采取一些措施約束搶跑行為，比如設置gas上限，但是這些機制仍然存在漏洞。除此之外，并沒有任何機制防止礦工發起惡意攻擊，比如操縱排序機制。預言機報告和其他交易類型的搶跑也會導致同樣的威脅。

美圖：本公司已購買比特幣的公允價值將于中期業績內確認為減值虧損:美圖：本公司已購買比特幣的公允價值于2021年6月30日減少約1730萬美元預期將于中期業績內確認為減值虧損，而已購買以太幣的公允價值于2021年6月30日增加約1470萬美元將不會于中期業績內確認為重估收益。自從加密貨幣購買，該集團根據加密貨幣投資計劃既無購買亦無出售任何加密貨幣，且現時概無計劃于短期內出售加密貨幣。[2021/7/7 0:32:02]

Daian等人發明了“礦工可提取價值”一詞，用來形容礦工通過操縱交易順序從智能合約系統中獲利的機會。MEV這個詞本身有一些誤導成分，因為不止礦工，普通用戶也可以提取一部分MEV。礦工在區塊中為交易排序的權力不受約束，因此MEV僅代表了各類攻擊者可以提取的最大價值。MEV之所以會存在，是因為大多數區塊鏈有一個潛規則，那就是它們在一段時間內是中心化的，也就是說某一名礦工可以完全決定每個區塊中的交易順序。

最近有人提出要建立MEV提取系統，也有人稱之為MEV拍賣。對于MEV拍賣這個概念，支持和反對的觀點都有一些道理，而我們認為MEV拍賣將不利于社區的發展。點擊此處可以查看詳細內容。

摩根大通策略師：比特幣公允價值介于23000美元至35000美元之間:以Nikolaos Panigirtzoglou為首的摩根大通策略師在一份報告中寫道，雖然上個月拋售導致的流動性疲軟助長了比特幣近期的下跌，但在六個月的鎖定期屆滿后，灰度比特幣信托解禁股票的出售可能是一個額外的利空。Panigirtzoglou還稱，根據其波動性以及與黃金的比較，比特幣的公允價值介于 23,000美元至35,000美元之間。（彭博社）[2021/6/24 0:03:19]

目前推出了rollup等交易處理方案，這個方案可以很好地實現可擴展性和交易隱私，但可惜還是無法解決MEV問題。Rollup方案將交易排序權交到了打包交易的人手中。基本上就是將MEV變成了REV，即“打包者可提取價值”。Chainlink推出公允排序服務ChainlinkLabs在制定Chainlink下一步發展計劃時，提出在去中心化系統中建立公允交易排序機制。這個方案可以解決rollup機制以及整個DeFi領域存在的交易排序問題，同時解決gas成本過高和交易排序不公平的問題。這個方案的名稱叫做公允排序服務。

摩根大通：比特幣“公允價值”為35000美元:摩根大通表示，機構投資者似乎正在拋售比特幣轉向傳統黃金，因為他們看到比特幣前兩個季度上升趨勢結束，因此尋求傳統黃金的穩定性；目前認為比特幣的“公允價值”為35000美元。（財聯社）[2021/5/20 22:22:38]

FSS可以服務于所有智能合約，無需改變合約所在的layer1區塊鏈。

FSS的底層邏輯簡而言之就是：使用預言機網絡為發送至某一智能合約SC的交易排序，包括用戶交易和預言機報告。預言機節點網絡獲得交易并針對交易排序達成共識，任何一個節點都無法單獨做出決定。然后，節點網絡將交易發送至智能合約SC中。節點會在交易中添加nonce值或序列號，或批量發送，以對交易進行排序。

FSS與MEV拍賣一樣，將提取MEV能力與挖礦能力分離，但與MEV拍賣不同的是，FSS本質上不會導致任何搶跑行為。總的來說，FSS消除了挖礦過程中的中心化因素，并實現了去中心化的交易排序機制。

既然gas費用決定了交易排序，那么預言機節點應該建立什么樣的排序標準呢？最符合邏輯的標準是“先到先得”，即根據交易達到的時間來排序。那么具體應該怎么做呢？排序公平性交易排序問題至關重要，實際上這是一個非常棘手的問題。

摩根大通：目前比特幣價格遠高于其公允價值估值:摩根大通（JP Morgan）分析師在一份評估報告中表示，比特幣是“經濟方面的表現”，對股價下跌的對沖效果不佳，這可能會削弱比特幣升至紀錄高位的勢頭。摩根大通在一份備忘錄中稱，目前比特幣價格遠高于其公允價值估值，且主流采用比特幣增加了比特幣與周期性資產的相關性，這降低了比特幣多元化帶來的好處。（路透社）[2021/2/19 17:29:35]

幾十年來大家在研究拜占庭容錯機制時一直忽略了“排序公平性”問題。大多數BFT系統的目標都是活躍度和一致性，即交易需要及時處理，且所有節點需要對交易排序達成共識。但是這個原則并沒有具體說明當交易時間接近時應該如何排序。即使所有節點都先收到T1再收到T2，根據BFT機制規定，T2是可以排在T1前面的。

Kelkar等人近期的研究首次在共識中加入了“排序公平性”維度。具體細節非常復雜，但大致邏輯是：如果大部分節點先收到T1再收到T2，則T1不能排在T2后面。這其中包括名為“Aequitas”的一整套協議，共同實現了這個功能。盡管目前這些協議的運行成本很高，但我們相信未來將產生更高的實用價值。

FSS為執行交易排序政策提供了框架，其中一個案例就是Aequitas。它還可以支持更簡單的方案，比如直接將交易加密，節點可以在排序后使用門限簽名的方式進行解密。除此之外，它還支持其他方案將預言機報告插入交易中。

簡而言之，FSS的目的是幫助DeFi開發者建立標準，為用戶保障公平性。交易如何發送到FSS？用戶可以將交易直接發送到預言機網絡。用戶需要同時向多個節點發送交易，讓所有節點都參與交易排序，以保證公平性。

我們目前正在探索創新，讓預言機能夠監控目標區塊鏈上的內存池，并代表SCON合約從區塊鏈獲取交易。預言機節點通常將web服務作為數據源，但是它們也可以將內存池作為數據源，并響應用戶交易，生成報告。詳情請參照下方圖示。

這個方案具有兩大優勢：

-兼容性高：用戶可以直接將交易傳輸至區塊鏈，無需為其與預言機網絡交互提供任何專門的軟件。-gas成本低：如果將交易傳輸至內存池就可以保障送達，那么用戶無須擔心區塊確認速度，即：可以降低交易傳輸成本。交易打包成區塊后，將創建可審查的記錄，證明交易沒有被操縱。預言機網絡可以出較高的gas價格，將經過排序的用戶交易重新發送到智能合約中，以保障交易及時得到處理。不過，預言機網絡可以通過批量發送、打包等各種技術降低單位交易的gas成本。

可以監控內存池的公允排序服務。用戶向SCON合約發送兩個交易，先發送T1再發送T2，預言機網絡發現兩筆交易，按照交易到達內存池的時間進行排序，并發送給SCON。

P2P網絡非常復雜，網速快且對等節點多的攻擊者可能會成為搶跑者。如果預言機節點的對等節點遍布整個網絡，并積極監測洪水攻擊等各種攻擊，這樣能大幅提高搶跑的難度。

另外，預言機節點還應嘗試其他類似方案，在智能合約中直接應對搶跑問題。這個方案的關鍵優勢是預言機節點可以在鏈下執行防御，更快避免搶跑問題。

公允排序服務是一種更創新更簡單的方案，可以在網絡層面解決搶跑問題。舉個例子，用戶可以對發送到預言機節點的交易進行門限加密，只有在節點對交易排序達成共識后才會顯示交易內容。在交易排序前先進行加密能夠簡單有效地解決去中心化交易所和其他DeFi系統中的搶跑問題，但這只能隱藏交易內容，而無法隱藏交易元數據，因此基于交易元數據進行搶跑交易仍無法被杜絕。在以太坊上可以利用潛艇交易等機制防止更高級的搶跑現象，現在還不知道在網絡層面能否部署類似的防御機制，這個問題很值得探究。總結雖然有些系統在單獨運行時可以實現公平性，但卻無法與其他系統兼容。廣義的公平性在目前和未來都會是一個棘手的問題。FSS的目的是為DeFi開發者提供所需工具，自定義交易排序原則，保障系統的公平性和用戶體驗，我們會在之后發布的白皮書中詳細闡述FSS的技術細節。總而言之，我們希望建立公允的交易排序機制，實現DeFi的初衷，那就是建立比華爾街更公正透明的金融體系。

感謝AndrewMiller、DanMoroz、FanZhang和SergeyNazarov為本文初稿提供意見。按字面意思理解。冰山只有10%的部分浮在水面。去中心化交易所的交易量占所有類型交易所交易量總和的0.1%。

拉丁語，意思是“公平性”。

如果用戶擔心審查問題，可以同時建立一個慢速通道連接智能合約，并通過預言機發送。

用戶可以出更高的gas費重新發送交易，覆蓋原有交易。內存池如何處理覆蓋交易取決于具體政策。比如，預言機網絡可以只承認第一次發送的交易是合法的，并禁止用戶覆蓋交易，以充分保障可審核性。

Khalil等人針對中心化交易所提出了一個不錯的方案。

如果批量拍賣系統出售的資產也在連續時間市場出售，那么后者中的參與者可以進行拍賣阻擊，即在最后一秒基于最新市場價格決定是否參與批量拍賣。

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