原文標題：Enabling the future of onchain markets: The role of predictability
原文作者：@PGarimidi、@jneu_net、@MaxResnick，a16z
編譯：Peggy，BlockBeats

編者按：隨著區塊鏈性能持續提升，行業討論的焦點正從「能處理多少交易」轉向「交易何時被確認」。長期以來，性能被簡化為吞吐量（TPS），但對金融系統而言，更關鍵的是交易包含的可預測性，即一筆交易提交後，能否被及時且確定地納入區塊。

本文指出，多數區塊鏈目前提供的只是「最終會上鍊」的保障，時間卻不可控。這種秒級不確定性在支付場景尚可接受，但在需要毫秒級響應的金融交易中，會直接帶來價格劣化、套利空間和不公平問題，削弱鏈上市場的競爭力。

進一步來看，這一問題源於底層機制：在單一領導者的出塊結構下，交易排序與包含權高度集中，容易引發審查、延遲與信息不對稱等風險。

基於此，作者提出兩個方向：一是提供短期、可預測的交易包含保障，二是在確認前引入信息隱藏機制，以減少搶跑與不利選擇。總之，區塊鏈若要真正成為金融基礎設施，比吞吐量更重要的，是交易執行的確定性與公平性。

以下為原文：

區塊鏈如今已經可以有底氣地宣稱，其容量足以與現有金融基礎設施展開競爭。當前的生產系統已能夠處理每秒數萬筆交易，且在可預見的未來仍將實現數量級的提升。

但相比單純的吞吐能力，金融應用更需要的是可預測性。無論是撮合交易、參與拍賣，還是行使期權，當一筆交易被髮送，系統必須能夠可靠地保證該交易何時能夠被確認上鍊，這對於金融體系的正常運作至關重要。一旦交易確認存在不確定性延遲（無論來自對抗性行為還是偶發因素），大量應用將失去可用性。

因此，鏈上金融應用若要具備競爭力，底層區塊鏈必須提供短期包含性保障：一筆有效交易一旦被提交至網絡，就應在儘可能短的時間內被納入區塊。

以鏈上訂單簿為例。一個高效的訂單簿依賴做市商持續提供流動性，通過不斷掛出買賣訂單來維持市場運轉。做市商面臨的核心問題，是在儘可能壓縮買賣價差（即買賣報價之間的差距）的同時，避免因報價偏離市場而遭受不利選擇風險。

為此，做市商必須持續更新訂單，以反映市場狀態的變化。例如，當美聯儲發佈公告導致資產價格波動時，做市商需要立即調整報價。如果這些用於更新訂單的交易無法即時上鍊，就可能被套利者以過時價格成交，從而產生損失。結果是，做市商不得不擴大價差以降低風險敞口，進而削弱鏈上交易場所的競爭力。

正是交易被可預測地納入區塊這一點，賦予了做市商快速響應鏈下事件的能力，從而維持鏈上市場的效率。

我們已有的，與我們真正需要的

目前，大多數區塊鏈僅提供最終會被寫入的強保證，這一過程通常發生在數秒時間尺度內。雖然這對於支付類應用已經足夠，但對於大量需要參與者實時響應信息的金融應用而言，這種保證仍然過於薄弱。

仍以上述訂單簿為例：如果做市商只能獲得「將在未來幾秒內被寫入區塊」的保證，而套利者的交易卻可能進入更早的區塊，那麼這種保證實際上毫無意義。在缺乏強包含性保障的情況下，做市商只能通過擴大價差來對沖增加的不利選擇風險，從而使用戶獲得更差的交易價格。這也使得鏈上交易，相較於那些提供更強執行確定性的場所，吸引力明顯下降。

如果區塊鏈要真正實現其作為現代資本市場基礎設施的願景，開發者必須解決這些問題，使訂單簿等高價值金融應用能夠在鏈上真正生長並具備競爭力。

為什麼實現「可預測性」如此困難？

要在現有區塊鏈上強化交易包含性的保證，以支持上述這些應用場景，本身是一項極具挑戰的任務。一些協議目前依賴單一節點（即「領導者」）在任意時刻決定哪些交易可以被納入區塊。雖然這種機制在工程上簡化了高性能區塊鏈的構建難度，但同時也引入了一個潛在的經濟瓶頸：這些領導者可以從中提取價值。通常，在某個節點被選為領導者的時間窗口內，它對區塊中包含哪些交易擁有完全的控制權。

對於任何承載金融活動的區塊鏈而言，領導者都處於一種特權地位。如果這個單一領導者決定不包含某一筆交易，唯一的應對方式只能是等待下一個願意包含該交易的領導者。

在一個無許可網絡中，領導者天然會受到提取價值的激勵，這通常被稱為 MEV。MEV 遠不止於對 AMM 交易進行夾子攻擊。即便只是將交易的包含延遲幾十毫秒，也可能帶來可觀利潤，同時削弱底層應用的效率。一個只優先處理部分交易者訂單的訂單簿，會讓其他參與者處於不公平的競爭環境。在最極端的情況下，領導者甚至可能表現出強對抗性，導致交易者徹底離開該平臺。

設想這樣一個場景：如果發生加息，ETH 的價格瞬間下跌 5%。訂單簿上的所有做市商都會迅速撤銷原有掛單，並以新的價格重新掛單；與此同時，套利者會提交賣單，以舊價格吃掉這些尚未更新的訂單。如果該訂單簿運行在一個單一領導者的協議上，那麼領導者將擁有極大的權力。領導者可以直接選擇審查所有做市商的撤單，從而讓套利者獲得鉅額利潤；或者，即使不完全審查，也可以延遲撤單的上鍊時間，等套利者的交易先被打包；甚至，領導者還可以插入自己的套利交易，充分利用這一價格錯配。

兩個關鍵目標：抗審查與信息隱藏

在這種權力結構下，做市商將失去參與的經濟動機；每當價格發生變化，他們都有可能被系統性「收割」。問題的本質在於，領導者在兩個方面擁有過度特權：

1）領導者可以審查他人的交易；

2）領導者可以看到他人的交易內容，並據此調整自己的交易行為。

這兩點中的任何一項，都可能帶來災難性後果。

案例

我們可以通過一個簡單的例子，將問題更加精確地刻畫出來。設想一個拍賣場景，只有兩個競標者：Alice 和 Bob，而 Bob 同時也是該區塊的領導者。（這裡只設兩個競標者僅用於說明問題，實際情況適用於任意數量的參與者。）

該拍賣在一個區塊生成的時間窗口內進行，例如從時間 t=0 到 t=1。Alice 在時間 tA 提交出價 bA，Bob 在時間 tB（tB > tA）提交出價 bB。由於 Bob 是該區塊的領導者，他可以確保自己始終最後出價。

與此同時，Alice 和 Bob 都可以持續獲取某個資產的實時價格（例如來自中心化交易所的中間價）。在任意時間 t，該價格記為 pt。我們假設，在時間 t 時，市場對 t=1（拍賣結束時）的價格預期始終等於 pt。也就是說，在任意時刻，雙方對最終價格的預期都等於當前觀察到的價格。拍賣規則很簡單：誰的出價更高，誰獲勝，並支付自己的出價。

抗審查的必要性

首先，考慮 Bob 如何利用其領導者優勢。如果 Bob 可以審查 Alice 的出價，那麼拍賣機制將直接失效。Bob 只需提交一個極低的出價，就可以在沒有競爭的情況下穩贏拍賣。這將導致拍賣收入幾乎為零。

信息隱藏的必要性

更復雜的情況是：Bob 無法審查 Alice 的出價，但可以在自己出價前看到 Alice 的出價。在這種情況下，Bob 的策略非常簡單：當他出價時，只需判斷 ptB 是否大於 bA。如果是，他就報一個略高於 bA 的價格；如果不是，他就不參與出價。

通過這一策略，Bob 會對 Alice 形成不利選擇。只有當市場價格發生變化，使得 Alice 的出價高於資產的預期價值時，她才會贏得拍賣。但在這種情況下，她實際上是在虧損，因此理性的選擇是不參與拍賣。一旦其他競標者退出，Bob 便可以再次用極低價格贏得拍賣，使拍賣收入趨近於零。

關鍵結論

這一例子的關鍵結論在於：拍賣持續時間的長短並不重要。只要 Bob 能夠審查 Alice 的出價，或者在自己出價前看到 Alice 的出價，拍賣機制就註定會失敗。

同樣的原理適用於所有高頻交易場景——無論是現貨交易、永續合約，還是衍生品交易。如果存在一個擁有上述權力的領導者，那麼該領導者就有能力使整個市場結構崩潰。因此，如果鏈上產品希望在這些場景中具備可行性，就必須避免賦予領導者這樣的權力。

這些問題在現實中是如何出現的？

上述分析描繪了一個相當悲觀的圖景：在任何無許可、單一領導者的協議上進行鏈上交易，都會面臨結構性問題。然而，現實情況是，許多這類協議上的去中心化交易所（DEX）交易量依然保持活躍。這背後的原因是什麼？

在實踐中，有兩股力量在一定程度上對沖了上述問題：其一，領導者並未完全利用其經濟權力，因為他們通常對底層鏈的長期成功有較深的利益綁定；其二，應用層通過各種「變通方案」，降低了自身對這些問題的敏感性。

儘管這兩點在一定程度上維持了當前去中心化金融（DeFi）的運轉，但從長期來看，它們不足以讓鏈上市場真正具備與鏈下市場競爭的能力。

要成為一條具有實際經濟活動的鏈上的領導者，通常需要持有大量質押。因此，要麼該節點自身持有大量代幣，要麼其聲譽足夠強，以至於其他持幣者願意將質押委託給它。在這兩種情況下，大型節點運營者通常都是有名有姓、聲譽在外的實體，其行為會面臨 reputational risk。除此之外，這些質押本身也意味著他們在經濟上有動機推動鏈的長期發展。因此，我們目前尚未廣泛看到領導者完全按照前文所述那樣濫用其市場權力——但這並不意味著問題不存在。

首先，僅依賴節點運營者的「善意」、社會壓力以及對長期利益的考量，並不能構成未來金融體系的穩固基礎。隨著鏈上金融活動規模的擴大，領導者可提取的潛在收益也隨之增加。潛在收益越大，依賴社會層約束其行為、使其不追求短期利益的難度就越高。

其次，領導者利用其市場權力的程度是一個連續譜，從幾乎無害，到足以使市場徹底失效。節點運營者可以逐步突破「可接受行為」的邊界，以獲取更高收益。一旦部分節點開始嘗試利用這些空間，其他節點也會迅速跟進。單個節點的行為看似影響有限，但當整體行為發生變化時，其影響是顯著的。

一個典型例子是所謂的「時間博弈」（timing games）：領導者會盡可能推遲區塊的公佈時間，同時仍然保證區塊有效，從而獲取更高獎勵。這種行為會導致區塊時間延長，甚至在過度激進時出現區塊被跳過的情況。雖然這些策略的盈利能力早已為人所知，但過去節點運營者通常出於「維護網絡健康」的考慮而選擇不採用。然而，這是一種脆弱的社會均衡。一旦某個節點開始使用這些策略並獲得更高收益且未受懲罰，其他節點便會迅速效仿。「時間博弈」只是其中一個例子，領導者還有多種方式可以在不完全濫用權力的情況下提高自身收益，而這些收益往往以犧牲應用層為代價。單獨來看，這些行為或許尚可承受，但當其規模累積到一定程度時，鏈上運行的成本將超過其收益。

另一個維持 DeFi 運轉的重要因素，是應用層將關鍵邏輯遷移至鏈下，僅將結果上鍊。例如，任何需要快速執行拍賣的協議，通常都會在鏈下完成拍賣過程。這類應用往往依賴一組許可制節點來運行關鍵機制，以規避對抗性領導者帶來的風險。例如，Uniswap 的 UniswapX 在以太坊主網上鍊下執行荷蘭式拍賣以完成交易撮合，類似地，CowSwap 也在鏈下執行批量拍賣。雖然這類方案在應用層是有效的，但卻使基礎層的價值主張變得脆弱。如果應用的執行邏輯都轉移到鏈下，那麼底層區塊鏈將僅僅成為一個結算層。而 DeFi 最核心的賣點之一——可組合性——也會被削弱。在一個所有執行都發生在鏈下的世界裡，各類應用將天然處於孤立環境。此外，依賴鏈下執行還會引入新的信任假設：不僅需要底層區塊鏈保持運行，還需要鏈下基礎設施同樣穩定可用。

如何實現「可預測性」

為了解決上述問題，協議需要滿足兩個關鍵屬性：一致的交易包含與排序規則，以及交易在確認前的隱私性（更嚴格的定義可參考相關論文）。

目標一：抗審查性（Censorship Resistance）

我們將第一個屬性概括為「短期抗審查性」。其定義為：只要一筆交易被任一誠實節點接收，就必須保證其在下一個可生成的區塊中被包含。

更具體地說，可以假設協議在一個固定時鐘下運行，例如每 100ms 生成一個區塊。那麼，如果一筆交易在 t=250ms 被某個誠實節點接收，它必須被包含在 t=300ms 生成的區塊中。攻擊者不應擁有選擇性包含部分交易、排除其他交易的自由裁量權。該定義的核心精神在於：用戶和應用必須能夠以一種高度可靠的方式，在任意時間點將交易提交上鍊。不應出現因為某個節點丟包（無論是惡意還是偶發）就導致交易無法上鍊的情況。

儘管該定義要求「任一誠實節點」都能保證交易被包含，但在實踐中，實現這一點的成本可能過高。更關鍵的是，協議應當具備足夠的魯棒性，使交易進入鏈上的路徑具備高度可預測性。顯然，無許可的單一領導者協議無法滿足這一點，因為一旦當前領導者出現拜占庭行為，交易將無從上鍊。然而，即便是由少數節點（例如四個節點）共同保障每個時隙的交易包含，也能顯著提升用戶和應用的上鍊選擇空間。為了讓應用真正繁榮，適當在性能上做出一定權衡是值得的。當前仍需進一步探索魯棒性與性能之間的最佳平衡，但現有協議提供的保障顯然不足。

一旦協議能夠保證交易被包含，排序問題在某種程度上就迎刃而解。協議可以採用任意確定性的排序規則來保證一致性，例如按照優先費排序，或允許應用對其相關狀態的交易進行自定義排序。儘管最優排序方式仍是一個活躍的研究問題，但前提始終是：交易必須先被成功包含。

目標二：隱藏性（Hiding）

在實現短期抗審查性之後，下一個關鍵屬性是「隱藏性」，即一種在交易確認前的隱私保護機制。

其定義為：在交易被最終確認並納入區塊之前，除接收該交易的節點外，任何其他參與方都無法獲取該交易的信息。

在具備隱藏性的協議中，節點可以看到提交給自己的交易明文，但在共識完成、交易順序已被最終確定之前，網絡其他部分對交易內容保持不可見。例如，可以通過時間鎖加密，使區塊內容在某個時間點之前不可解密；或者通過門限加密，在委員會確認區塊不可逆後再統一解密。

這意味著，儘管某個接收交易的節點可能濫用其信息，但網絡中的其他節點在共識過程中並不知道交易內容。一旦交易信息被公開，其順序已經確定且不可更改，因此無法被搶跑。要使這一機制有效，協議需要支持在同一時隙中由多個節點接收並上鏈交易。

我們沒有采用更強的隱私模型（例如完全加密內存池，僅用戶自身可見），原因在於協議需要具備過濾垃圾交易的能力。如果交易內容對整個網絡完全隱藏，則無法區分有效交易與垃圾交易。唯一的替代方案是洩露部分元數據（例如支付手續費的地址），但這類信息同樣可能被攻擊者利用。因此，更現實的設計是：允許單個節點完整看到交易內容，但網絡中其他節點在確認前無法獲取任何信息。這也意味著，為了使該屬性成立，用戶在每個時隙至少需要一個誠實節點作為交易入口。

一個同時具備「短期抗審查性」和「隱藏性」的協議，將為構建金融應用提供理想基礎。回到前文的拍賣示例，這兩個屬性正好消除了 Bob 破壞市場的兩種能力：他既無法審查 Alice 的出價，也無法在出價前獲取她的信息，從而從根本上解決了問題。

在具備短期抗審查性的前提下，任何提交的交易——無論是撮合、出價還是清算——都可以被即時包含。做市商可以實時調整訂單，競標者可以迅速出價，清算可以高效執行。用戶可以確信，其任何操作都會被立即執行。這將使下一代低延遲的現實金融應用能夠完全在鏈上運行。

要讓區塊鏈真正與現有金融基礎設施競爭，甚至超越它，僅僅提升吞吐量是遠遠不夠的。

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