中继区块合并：提升价值并抵抗审查

Ethereum Research

06-12

本文为机器翻译

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由Michael和Kubi （《千钧一发》）合著。特别感谢Thomas 、 Julian 、 Anders 、 Max和Niclas的反馈和建议。反馈并不代表认可。

概述

本文介绍了中继区块合并，这是一种通过抵消两个系统性低效因素（构建者层面的专属订单流和中继层面的计时博弈）来立即提升区块价值的方法。这为中继带来了透明的收入，增强了以太坊的抗审查能力，并为提议者和构建者带来了收入提升。

从实际角度来看，中继区块合并允许中继将来自竞争区块的交易附加到获胜的PBS拍卖区块的底部，而无需改变其执行保证。中继通常因计时游戏而产生的空闲时间被重新利用，以优化区块价值。

该设计通过允许在 PBS 拍卖中落败的已选择加入的区块建造者的交易及时被纳入，从而创造净盈余，捕获原本因独占流量而无法获得的价值。合并后的区块价值等于或超过原始 PBS 区块价值，从而消除了财务下行风险。这笔额外收益由建造者、中继节点和提议者共享。

中继区块合并增强了以太坊的抗审查能力。目前，构建者可以对其赢得的区块位置实施审查。通过中继区块合并，非审查中继节点可以将已过滤的交易重新合并到区块中，从而限制区块打包延迟，同时提升区块价值。

中继区块合并的增值与去中心化程度呈正相关。构建者之间的流程越分散，单个构建者能够提供的执行保障就越少，设计释放的盈余就越高。

该系统无需许可，易于审计。任何人都可以操作中继，参与者之间的信任关系自然发展。交易包含模型和价值分配模型均可由构建者根据其本地记录进行全面验证。

一个相邻的设计是PEPC-Boost ，它修改了中继以允许块顶部（TOB）和块其余部分竞标（ROB）；中继块合并通过启用附加到The Block底部来与此并行。

下表总结了中继块合并相对于现状的主要优势：

方面	现状	中继块合并
块值	在中标 PBS 中，中标建筑商的流量达到上限。	通过纳入其他建筑商的交易进行严格增强。大于或等于中标PBS出价。
收入分配	在提议者和中标建造者之间。	中继者、提议者和多个建设者将获得额外的盈余。
抵制审查	可以被获胜的建设者审查。	严格增强，因为非审查中继可以合并回过滤的交易。
去中心化	私人流量限制了建筑商的多样性。	新建造者无需赢得拍卖即可做出贡献。盈余规模会随着流量碎片化而扩大。

实施和价值流

中继区块合并分为两个并行阶段：拍卖阶段（相当于当前的 PBS 拍卖）和The Block合并阶段（通过将交易合并到 PBS 区块中来解锁额外的盈余）。

中继器可以在拍卖阶段将不重叠的交易排序到优先级队列中，这样就可以在合并阶段提取交易，而无需对交易集进行另一次完整传递。

最后，中继器进入交付阶段，对The Block合并阶段的剩余部分进行健全性检查，并将最有价值区块的头部返回给提议者。

插槽前

构建者选择加入中继区块合并。对于每个区块，构建者必须定义：

捆绑标签：指定哪些交易属于捆绑的一部分。错误标签会导致意外拆分，建设方需要向发起方进行补偿。
排除：指定应排除在合并阶段之外的交易。

拍卖阶段

标准时段拍卖从接力赛接收建造者出价开始。
提议者调用getHeader 。
中继器指定获胜区块B_{PBS} B P B S ，并进入合并阶段。中继器可根据其策略进行出价调整。

拍卖阶段的结果是 PBS 区块B_{PBS} B P B S 。

合并阶段

对于每个选择加入的构建者i i的最佳区块B B ，中继器会识别 PBS 区块B_{PBS} B P B S中缺失的所有交易：

\text{Txns}_{i/\text{PBS}} = \{ \text{tx} \in B_i \mid \text{tx} \notin B_{\text{PBS}}\}

交易i / PBS = { tx ∈ B i ∣ tx ∉ B PBS }

中继将来自Txns_{i/PBS} T x n s i / P B S的交易附加到B_{PBS} B P B S的底部，过滤掉任何还原。

合并阶段的结果是中继合并块B_{RM} B R M 。

交付阶段

中继器检查当前最有价值的 PBS 区块\hat{B}_{PBS} ^ B P B S 。
中继健全性检查B_{RM} B R M的值是否与 B_{PBS} B P B S和\hat{B}_{PBS} ^ B P B S的最大值相一致：

\Delta V = val(B_{RM})-max(val(B_{PBS}), val(\hat{B}_{PBS}))

ΔV = v a l ( B R M ) − m a x ( v a l ( B P B S ) , v a l ( ^ B P B S ) )

如果\Delta V \geq 0 Δ V ≥ 0，则中继将B_{RM} B R M的头部返回给提议者，并根据合并盈余分配规则分割盈余；否则，它将回退到最有价值的 PBS 块B_{PBS} B P B S或\hat{B}_{PBS} ^ B P B S 。

交付阶段的最终结果是向提议者提供最有价值区块的头部。

价值分配

中继区块合并解锁的盈余仅仅对应于合并区块B_{RM} B R M的值与 PBS 区块B_{PBS} B P B S的值之间的差额：

V_{合并}=val(B_{RM})-val(B_{PBS})

V m e r g i n g = v a l ( B R M ) − v a l ( B P B S )

因此，中继节点竞争最大化合并块B_{RM} B R M和 PBS 块B_{PBS} B P B S之间的价值差。这种竞争主要集中在三个维度上：

中继可用于合并\text{Txns}_{i/\text{PBS}} Txns i / PBS的交易集。
中继将\text{Txns}_{i/\text{PBS}} Txns i / PBS合并到B_{PBS} B P B S 的效率。
中继到证明委员会的延迟（即The Block的最大大小）。

由于交易来自不同的建筑商，因此盈余必须按交易计算。当多个建筑商参与同一笔交易时，该盈余将归属于PBS拍卖出价最高的建筑商，以激励竞价。

由于构建者、中继者和提议者都参与了合并阶段的贡献，因此收益应在他们之间进行分配。分配规则应反映各方的增值，并促进竞争性价格发现。

初始规则可以首先线性补偿中继器B_{RM} B R M相对于B_{PBS} B P B S的超额部分，并将剩余部分保留在 PBS 拍卖中，由提议者和构建者分成。补偿也可以采取固定百分比的形式，分别分配给中继器、获胜构建者、贡献构建者和提议者。我们诚邀研究人员、验证者、中继器和构建者参与贡献。

约束

中继节点必须致力于改进赢得PBS拍卖的The Block，即使多个失败区块的组合可能更有价值。否则，构建者会被激励去大量构建包含最佳区块子集的区块，以提高其在The Block合并阶段被纳入的几率。形象地说，他们会试图构建尽可能多的乐高积木，但效率却会降低，这会导致区块整体价值的降低。

未来方向

未来，中继节点可以选择在拍卖阶段结束后，即合并阶段开始时相互共享区块。这样，任何单个中继节点在合并阶段可解锁的净盈余都会增加，且不会造成竞争劣势。此激励机制适用于任何无法查看所有区块的中继节点；不遵守规定的中继节点可能会被社会共识排除在系统之外。