这篇文章详细探讨了应用特定排序(ASS)在去中心化应用程序(dApps)中的重要性,旨在优化用户体验和防止价值泄露。文章分析了交易排序的不同机制,如中心化、去中心化和共享排序,强调了每种方法的优缺点,并通过具体案例展示如何在同一架构下平衡可组合性与价值捕获。
特别感谢 @ThogardPvP 和 @jacobeth4 来自 @0xFastLane,@ballsyalchemist 来自 @sorella_labs,以及 @DariusTabai 来自 @vertex_protocol 在文章早期版本的阅读和反馈。
随着区块链技术的发展,去中心化应用(dApps)在管理交易排序以优化用户体验、价值保留和安全性方面面临日益严重的挑战。传统的区块链架构往往使 dApps 对外部参与者的控制力有限——如矿工、验证者和搜索者构建者——这些外部参与者控制交易的排序和包含。这种控制力的缺乏可能导致价值泄漏,不公平的用户结果,包括对恶意行为(如抢跑交易或三明治攻击)的脆弱性。
应用特定排序(ASS) 作为一项关键创新出现,为 dApps 提供了更大的控制权,使其能够掌控影响其状态的交易的包含和排序,而无需建设和保持自己的应用链所带来的开销及资产可组合性的损失。通过根据特定需求自定义排序机制,dApps 可以减少负外部性、内化价值并提升整体系统效率。然而,实现 ASS 确实会带来复杂的权衡,特别是在可组合性和价值捕获之间,并引发关于基础设施设计和激励结构的关键问题。
本文探讨了 ASS 的微妙之处,综合当前项目的洞察,并考察这一设计空间中的固有权衡。我们的目标是为研究人员和开发者提供一个全面的视角,以进一步研究和优化 ASS 机制。
在深入探讨应用特定排序之前,让我们简要了解关于排序的基本概念,以及排序的广泛设计谱系,包括去中心化排序和共享排序。
在区块链网络中,交易排序——确定哪些交易被包含在区块中及其顺序——是 dApps 操作的基础。排序直接影响:
MEV 指的是矿工或验证者及其他提取者通过重新排序、包含或排除他们产生的区块中的交易而获得的利润。MEV 可以以多种形式表现:
MEV 提取通常以用户和被动 AMM(或在陈旧价格上提供流动性的用户)的利益为代价,导致 dApp 生态系统中的价值泄漏,并削弱用户的信任。
排序指在交易执行和提交到区块链之前对其进行排序的过程。在 Rollups 中,排序者负责:
交易排序决定了区块链交易处理的顺序。不同的方法旨在提高性能、公平性和安全性。当前使用的主要机制包括:
对孤立费用市场的渴望
dApps 的主要激励之一是掌控自己的费用市场。应用通常更倾向于孤立费用市场,以:
在共享排序的环境中,费用市场可能会合并。这种合并意味着一个应用的高需求可能会导致共享排序者的所有应用的费用增加。例如,如果一个共享链上的热门游戏经历活动激增,它可能会无意中提高同链上的去中心化交易所的交易成本。
捕获执行收入和 MEV
dApps 日益希望捕获其平台上产生的部分执行收入和 MEV。在 Rollups 的背景下,dApps 正在寻求以下两个主要目标:
共享排序使得这种收入捕获变得复杂,因为:
为了解决这些挑战,一些应用正在探索应用特定排序模型。该模型包括:
通过控制排序,dApps 可以:
通过自定义排序基础设施,应用可以实现:
图:Fastlane 的 ASS 框架,来源:Fastlane
FastLane 的 ASS Spectrum 框架 描述了可组合性与价值捕获之间的平衡,展示了不同排序方法如何影响应用与其他应用的交互能力和内化价值。
示例
尾随套利与外部可提取价值(OEV)
来自尾随套利的预期值:
$$E[V{\text{backrun}}] = \sum{i} P{i} \cdot \Delta{\text{price}, i} \cdot V_{\text{trade}, i}$$
其中:
Based Rollups 的解决方案
成本降低:
$$C{\text{total}} = C{\text{rollup}} + C_{\text{settlement}}$$
其中 $C{\text{rollup}}$ 显著低于 $C{\text{on-chain}}$ 的执行成本。
安全模型要求确保:
$$P_{\text{security breach}} \ll \epsilon$$
其中 $\epsilon$ 是可接受的低概率阈值。
反 LVR 拍卖
LVR 解释:当套利者利用 AMM 中的陈旧价格时,流动性提供者(LPs)承受损失。LVR 量化此类损失与最优再平衡投资组合相比的程度。
目标:实施机制以减轻 LVR,保护 LPs 免受价值提取。
实施
数学公式
最小化 LVR:
$$\min{\sigma} L{\text{LVR}}(\sigma)$$
其中 $L_{\text{LVR}}$ 是由于 LVR 而产生的损失,$\sigma$ 代表排序策略。
$$\Delta P = P{\text{external}} - P{\text{AMM}}$$
$$Q_{\text{arb}} = f(\Delta P)$$
其中 $f$ 是一个函数,表示套利量如何响应价格差异。
$$L{\text{LVR}} = Q{\text{arb}} \cdot \Delta P$$
通过批量处理,$\Delta P$ 由于 AMM 的价格更新频率降低而减少,从而结算价格能更好地反映 $P_{\text{external}}$。
在评估将你的应用程序摆放在 ASS 谱系的何处时,开发者必须考虑:
应用目标
技术限制
生态系统动态
合规及合规因素
FastLane 的 Atlas 协议是一种通用的执行抽象,旨在促进应用层可编程的 MEV 缓解。Atlas 简化了定制订单流拍卖(OFA)的部署,使开发者能够更轻松,更灵活地实现应用特定排序。通过利用执行抽象(EA),即账户抽象(AA)的一个子集,Atlas 取代了对某些来自区块构建者的保证的需求,为无权限的订单流和去中心化的 MEV 缓解策略铺平了道路,适用于任何 EVM 链。
现有的 OFA 存在中心化风险,例如解算工具主导和不透明的 MEV 供应链。Atlas 旨在提供默认的 MEV 保护,无需用户更改 RPC 设置,目标是最需要保护的非技术用户。
图:Atlas 交易生命周期的高层次概述。来源:FastLane Atlas。
Atlas 作为核心,提供了一个模块化和可定制的框架,允许 dApps 定义自己的交易排序逻辑。关键组成部分包括:
delegateCall
和 Permit69
确保安全的操作执行。 在 FastLane 的 Atlas 协议中,打包者可以由:
CallChainHash
保证打包者无法更改操作的顺序,从而保持过程的安全。
发起者
UserOperation
来启动 Atlas 过程,UserOperation
是表示用户意图的 EIP-712 签名消息。EntryPoint
合约验证的实体。拍卖者
UserOperations
与 SolverOperations
聚合,使用 DAppControl 模块中定义的出价估值函数对其进行排序,并确保正确的执行顺序。操作中继(OR)
打包者
CallChainHash
机制保持的执行顺序被包含在区块中。解算器
UserOperation
提供最佳执行,可能会为用户或应用捕获 MEV。Atlas 入口合同
Atlas EntryPoint
合约是协议的核心:
UserOperations
和 SolverOperations
的执行流。CallChainHash
验证:确保预定操作顺序的保持,防止任何中介的篡改。CallChainHash
getCallChainHash(SolverOperations[])
函数生成,并由拍卖者签名。执行环境(EE)
delegateCall
执行操作提供一个安全的、信任被最小化的环境。atlETH
本地打包
Atlas 通过几个机制赋予应用控制交易排序的能力:
CallChainHash
锁定操作的顺序,防止任何更改。SolverOperations
,应用根据自定义出价估值函数决定其执行顺序。Atlas 协议具备集成的、基于 Atlas 的跨操作闪电贷系统,旨在增强去中心化金融操作的灵活性和效率。在 Atlas 中,智能合约Hook可以在交易生命周期的解算器阶段之前调用 borrow() 函数以启动闪电贷。这种无缝集成使发起者能够访问流动性,而无需持有Gas代币,从而促进与依赖于 msg.value 参数的智能合约的交易。
此外,这些闪电贷可作为抵押以支持和管理多阶段结算,在发起者与解算器之间创建和销售结构化产品或衍生品的同时得以完成。
通过将闪电贷能力直接嵌入 Atlas 框架,该协议促成了复杂金融策略的实现,同时确保安全和高效的交易排序。这种设计不仅简化了用户的资本利用,还通过防止常见的闪电贷攻击和确保公正的价值分配在 DeFi 生态系统中保持其完整性和稳健性。
将 Atlas 集成到应用中涉及三个步骤:
Sorella Labs 引入了 Angstrom,这是一个完全无权限的Hook,实施应用特定排序。当前在 Uniswap V4 上,他们与去中心化的 ASS 集成。
流动性提供者(LPs)给去中心化交易所提供流动性,允许用户交易资产。然而,他们常常面临:
归属问题指的是识别受到 MEV 提取影响的特定方并确保他们获得适当补偿的困难。当前的区块链架构缺乏识别的细致程度,以:
Angstrom 利用竞争性的边缘拍卖、LVR 拍卖、批量拍卖机制,并集成搜索者,以创建一个 LVR 的市场。这使得 LPs 能够恢复来自负选择的损失,交易者能够接收到最佳执行,而搜索者能够进入套利机会。
图:Angstrom 网络拓扑,来源:Fastlane
Sorella 的 Angstrom 通过应用特定的排序增强安全性并最小化信任要求,直接应对与 MEV 相关的脆弱性。
消灭 MEV 利用:批量拍卖配合统一价格结算,防止抢跑交易和三明治攻击,以在单一价格履行交易。瞬态一块限制订单进一步通过最小化利用窗口以减少 MEV 提取。
通过去中心化实现信任最小化:无权限参与使得任何人都可以运行节点或充当搜索者,增强了去中心化,减少了对中央权威的依赖。
节点操作员再抵押和质押原生代币将其激励与网络安全对齐,不诚实行为将导致被削减,因此抑制恶意行为。
抵制审查:原子批量执行减少了矿工或验证者审查交易的激励,按预定顺序执行这些交易。全面的订单中继解决方案消除了集中的中介,减少了审查和操控的风险。这一去中心化的订单中继通过网络的节点操作员参与订单的点对点广播、集体验证和对交易包含的共识来实现。通过要求超过 ⅔ 的网络签名并防止任意一个节点控制订单流,Angstrom 增强了抵制审查能力并降低了操控的风险。
保护市场免受操纵:限制订单和统一清算价格可以防止攻击者通过大额订单操控价格,确保所有参与者的公平执行。来自搜索者的套利利润被重新分配以补偿流动性提供者的负选择损失。
安全和透明的拍卖:竞争性的、无权限的拍卖促进了公平市场动态,并减少了共谋风险。 MEV 被准确归属并再分配给受影响方,增强了公平性和信任。
提高经济激励与安全一致性:对节点操作员的奖励激励诚实参与并促进网络安全。搜索者在没有过多贿赂的情况下获利,鼓励他们遵循协议规则。用户及流动性提供者获得公正补偿并获得 MEV 保护,增强信任和参与。
抵御攻击的韧性:质押要求通过提高创建多个身份的成本来遏制 Sybil 攻击。容错性确保网络功能,即使一些节点失败或表现恶意。高效的订单处理可以减轻拒绝服务攻击的影响,通过减少试图让网络崩溃的效果。
将信任假设降至最低:开放源代码的透明度,以及可审计的过程使参与者能够独立验证安全属性,减少对信任的依赖。内部化 MEV 机会降低了对外部系统的依赖,从而减少潜在的漏洞。
Vertex 是一个永续合约和现货去中心化交易所。它通过一个链下排序者来实现应用特定排序,以优化性能并最小化 MEV 风险。
Vertex 通过以下方法应对 DeFi 挑战:
用户受益于:
减轻 MEV 利利用:通过链下排序者处理订单,Vertex 降低对 MEV 攻击(如抢跑交易和三明治攻击)的暴露,因为交易在执行前并未公开广播。低延迟执行(5-15 毫秒)进一步减少潜在攻击者利用交易信息的窗口。
减少信任:排序者定期将交易批次提交到区块链以确保透明度,并让用户验证链下操作是否与链上记录一致。通过非托管设计,用户保留对自身资产的控制,消除了对集中的中介的信任需求。
保护防操纵:透明的订单书为用户提供实时市场数据,降低价格操纵的潜力。安全状态同步确保排序者准确对齐链上状态,防止可能被利用的不一致。
经济激励与安全一致性:激励结构将参与者的利益对齐,以维护安全和公平的交易环境。风险管理协议包括实时监控和自动保证金检查,以保护系统免受过度风险和潜在违约。
抵抗攻击的韧性:分片状态管理提高了可扩展性,降低了跨链操作的攻击面。高级同步技术,例如链下并行处理订单、原子跨链交易、高效的跨链通信协议和更频繁的状态一致性检查,有助于降低延迟并防止跨链交易中的时机攻击。
将信任假设降至最低:公开源代码允许用户审计和验证协议的安全性,降低了盲目信任的需求。
虽然 Vertex 协议提供了令人印象深刻的性能和创新功能,但其对链下排序者的依赖引入了某些安全隐患:
排序者的违约行为:链下排序者处理订单匹配,可能会导致其进行不公平的操作,如抢跑交易或与用户对赌。这与 MEV 利用类似,有特权的实体通过牺牲普通用户的利益获利。
审查风险:由于排序者控制被处理的交易,因此可能会审查特定用户或交易,从而削弱平台的中立性和抵制审查能力。
订单匹配的公平性:由于对排序者操作缺乏全面透明,用户可能怀疑订单是否公平匹配并按照正确的顺序。因此,确保匹配过程的透明和可验证对于维护信任至关重要。
Vertex 通过在用户的源链上结算交易来将激励与底层网络对齐,增加网络活动并使验证者受益。Vertex Edge 促进了连接网络之间的合作发展。
语义层使 dApps 能够实施可验证排序规则(VSR)和可验证聚合规则(VAR),使它们可以控制交易的排序和执行。这允许 dApps:
通过赋予 dApps 排序主权,语义层降低了 MEV 泄漏的风险,并为创新设计(如 AI 驱动的应用和执行层独立性)打开了可能性。
像FastLane的Atlas Protocol、Sorella Labs的Angstrom、Vertex Protocol和Semantic Layer等项目展示了实现ASS的多种方法。每个项目解决独特的挑战,提供针对其目标的量身定制的解决方案,为更丰富和更具韧性的去中心化生态系统贡献力量。
Application-Specific Sequencing将在赋能dApps实现更大主权、高效性和公平性方面发挥关键作用,从而推动去中心化应用的更广泛采用和创新。
- 原文链接: github.com/thogiti/thogi...
- 登链社区 AI 助手,为大家转译优秀英文文章,如有翻译不通的地方,还请包涵~
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