چرا انتخاب و ساخت سودآورترین بلاک مهم است؟

در حال حاضر اتریوم به عنوان محبوب‌ترین شبکه بلاک چین عمومی برای توسعه برنامه‌های غیرمتمرکز و قراردادهای هوشمند شناخته می‌شود. بلاک چین اتریوم یکی از معدود پروژه‌های ارز دیجیتال است که به پذیرش واقعی دست یافته است. هدف اتریوم این است که هر ماینر و به زودی حتی هر اعتباردهنده‌ای بتواند سودآورترین بلاک ممکن را در این شبکه تولید کند. اما علت این امر چیست؟ چرا هدف فلش‌بات (Flashbots) دسترسی آسان به سودآورترین بلوک‌ها است؟ چگونه می‌توان چنین بلوکی ایجاد کرد؟ در این مقاله از میهن بلاک‌چین با ما همراه باشید تا به این سوالات پاسخ دهیم.

تغییر نقش ماینرها و اعتباردهنده‌ها در اتریوم

در سال گذشته، شغل ماینرها در اتریوم از زمان آغاز به کار این شبکه، بزرگترین تغییر خود را تجربه کرد. در گذشته ماینرها بلاک‌های خود را با ترتیب‌دهی تراکنش‌ها بر اساس کارمزد، بهینه می‌کردند، بنابراین درآمد کمی برای سرمایه‌گذاری در مرتب‌سازی بر اساس کارمزد وجود داشت. در عوض، ماینرها بر بهینه‌سازی‌های سطح شبکه از طریق داشتن دید بهتر از پول یا کاهش زمان دریافت بلاک‌های جدید تمرکز کردند.

امروزه ماینرها از زمان پذیرش گسترده تکنیک‌های استخراجی مانند MEV) maximal extractable value)، از طرح‌های سفارش بسیار پیچیده‌تری استفاده می‌کنند. MEV میزان ارزشی است که ماینرها می‌توانند با سفارش، درج یا سانسور تراکنش‌ها، دریافت کنند. به عنوان مثال، آربیتراژ نوعی MEV است. لازم است تا یک ماینر به واسطه بهینه‌سازی تراکنش‌های خود در بلاک‌ها، بازده مالی خود را به حداکثر برساند. از جمله این فرایند می‌توان به بهینه‌سازی استخراج میزان ارزش ممکن (MEV) اشاره کرد که بازده ماینرها را در کنار پاداش مختص بلاک و کارمزد تراکنش‌ها تا حد قابل توجهی افزایش می‌دهد.

آربیتراژ همچون لیکوئید شدن و حملات ساندویچی، از استراتژی‌های سفارشی MEV است. اندازه کل بازار MEV سالانه تنها در اتریوم نزدیک به یک میلیارد دلار است. در واقع، فرصت‌های MEV فردی می‌توانند چندین برابر بیشتر از پاداش بلاک یا کارمزد تراکنش‌ها ارزش داشته باشند. به عنوان مثال، یک ربات آربیتراژ می‌تواند ۲ تراکنش آربیتراژ که هر کدام بیش از ۲ میلیون دلار ارزش دارند را در یک روز انجام دهند.

برای اطمینان از امنیت اتریوم، لازم است است که همه ماینرها بتوانند بلوک‌هایی بسازند تا بتوانند از این فرصت‌ها استفاده کنند. اگر استخراج MEV دموکراتیک نشود، ماینرهای بزرگتر می توانند از منابع خود برای بهینه‌سازی استراتژی‌های MEV، بیش از سایر ماینرها استفاده کنند. با استراتژی‌های پیشرفته‌تر، ماینرهای بزرگ‌تر می‌توانند نسبت به همتایان خود، درآمد بیشتری از MEV کسب کنند. به نوبه خود می‌توان از این درآمدهای اضافی برای رشد بیشتر، بهینه‌سازی بیشتر و تثبیت تسلط آن‌ها در شبکه استفاده کرد. همزمان با پیچیده‌تر شدن MEV (به عنوان مثال آربیتراژ زنجیره‌ای) این پویایی تشدید می شود؛ زیرا ماندن در لبه اصلی استخراج MEV دشوارتر می‌شود.

برای جلوگیری از پویایی تمرکز اقتصادی از MEV که در بالا توضیح داده شد، همه ماینرها و سپس اعتبارسنج‌ها، باید تقریبا همان مقدار MEV را نسبت به سهم خود از شبکه استخراج کنند. اما استخراج MEV یک کار سخت است. چگونه می‌توانیم آن را دموکراتیک کنیم؟

وارد بازار آلفا شوید

برای دموکراتیک کردن ارزش قابل استخراج، بازار آلفا توسط Flashbots منتشر شد. آلفا بازاری برای مرتب‌سازی تراکنش‌ها است. Flashbots میان ماینرهایی که می‌خواهند MEV استخراج کنند و اپراتورهای رباتی که MEV یا جست‌وجوگر (Searcher) را پیدا می‌کنند، ارتباط برقرار می‌کند. جست‌وجوگرها «باندل هایی» از تراکنش‌‌هایی که MEV استخراج می‌کنند را ارسال می‌کنند و برای گنجاندن باندل‌های آن‌ها، کارمزد ماینرها را می‌پردازند. ماینرها این باندل‌ها را دریافت می‌کنند و بسته‌هایی را که برایشان ارزشمندتر است، در بالای بلاک‌هایشان در یک حراج قرار می‌دهند.

جستجوگران «بسته‌های» تراکنش‌هایی را ارسال می‌کنند که MEV استخراج می‌کنند. برای مثال یک بسته از یک جستجوگر، آربیتراژی است که پشت یک معامله بزرگ قرار می‌گیرد، که در آن ۹۰٪ سود آربیتراژ توسط جستجوگر به ماینر پرداخت می‌شود. امروزه برای اکثر استراتژی‌های MEV، جستجوگران تقریبا ۹۰ تا ۹۵ درصد سود را به ماینرها می‌پردازند. با گذشت زمان ساختار حراج و رقابت بین جستجوگران منجر به کسب MEV بیشتر توسط ماینرها شده است.

ماینرهایی که نمی‌خواهند یا نمی‌توانند به تنهایی MEV استخراج کنند، می‌توانند به بازار Flashbots دسترسی داشته‌باشند و از جستجوگران بخواهند MEV را برای آنها استخراج کنند. تنها چیزی که لازم است این است که ماینرها در Flashbots ثبت نام کنند، Mev-Geth، منبع باز Geth Fork، را اجرا کنند و بسته‌ها را دریافت کنند. در نتیجه ساختار بازار و سهولت ادغام Flashbots Alpha به ماینرها امکان می‌هد تا MEV را استخراج کرده و در تولید سودآورترین بلوک‌ها رقابت کنند.

محدودیت‌های فلش‌بات آلفا

از زمان انتشار باندل یا بسته‌های Flashbots، این امر به سرعت به بخش قابل توجهی از درآمد کلی ماینرها تبدیل شده و منجر به سود بیش از ۳۰۰ میلیون دلار ی برای ماینرها شده است. با نرخ‌های فعلی، سود حاصل از باندل‌های Flashbots به تنهایی نزدیک به یک میلیارد دلار است. با این حال تاثیر Flashbots آلفا محدود شده است؛ زیرا حراج فضای بلوکی که ماینرها تنظیم می‌کنند پیچیده است و خصوصی نیست.

ابتدا، جستجوگران باندل‌های جداگانه را ارسال می‌کنند. بسیاری از این بسته‌ها با هم متضاد هستند (مثلا برای فرصتی مشابه پیشنهاد متفاوتی می‌دهند)، بسیاری از بسته‌ها می‌توانند بدون مشکل با هم ادغام شوند. تعیین سفارش و تعداد باندل‌هایی که سود ماینر را بهینه می‌کنند، مشکل بسیار دشواری است و به طور کلی به آن «ادغام باندل‌ها» می‌گویند.

برای ادغام بسته‌ها با یکدیگر، ابتدا باید آن‌ها را به تنهایی شبیه‌سازی کرد تا بفهمیم کدام باندل با توجه به فی آن باید اول قرار بگیرد. سپس بسته‌ها باید یکی پس از دیگری با هم شبیه‌سازی شوند تا بفهمیم با هم تضاد دارند یا خیر. در نهایت برای هر بسته‌ای که می‌خواهد ادغام شود، باید یک فرآیند محاسباتی اضافی و موازی ایجاد شود. به عنوان مثال، اگر یک ماینر بخواهد حداکثر ۳ بسته را با هم ادغام کند، ۴ کارگر (Worker) خواهد داشت؛ یکی برای ایجاد یک بلوک بدون باندل، دیگری برای ایجاد یک بلاک با ۱ باندل، سومی با ۲ باندل، و چهارمی با ۳ باندل. سپس این چهار بلاک با هم مقایسه شده و سودآورترین بلاک انتخاب می‌شود.

به یاد داشته‌باشید که ادغام باندل یک فرآیند محاسباتی پیچیده است و گاهی اوقات ممکن است ده‌ها هزار باندل برای یک بلاک وجود داشته باشد! MEV-Geth Flashbots ادغام باندل را برای ماینرهای خارج از جعبه کنترل می‌کند، اما پیچیدگی محاسباتی ادغام، تعداد باندل‌هایی که می‌توان در یک بلاک خاص گنجاند را محدود می‌کند. یک ماینر به‌طور متوسط ​​حداکثر ۳ باندل در هر بلوک را ادغام می‌کند، اما بسیاری از بلاک‌ها بیش از ۳ باندل دارند که جای دادن آن‌ها سودآور است.

علاوه بر این، Flashbots Alpha با بهینه‌سازی باندل‌هایی با بالاترین گس شبکه، فضای بلاک را به حراج می‌گذارد. متاسفانه این امر مشابه بهینه‌سازی برای سود کلی نیست. دو باندل زیر را در نظر بگیرید:

باندل الف: ۱۰۰٬۰۰۰ گس با پرداخت ۱ اتر توسط ماینر و قیمت گس ۱۰٬۰۰۰ GWEI
باندل ب: ۱٬۰۰۰٬۰۰۰ گس با پرداخت ۹.۹ اتر توسط ماینر و قیمت گس ۹،۹۰۰ GWEI

در اینجا باندل «الف» برنده حراج Flashbots خواهد شد، زیرا با وجود اینکه باندل «ب» به طور کلی برای ماینرها سودآورتر است، قیمت گس بالاتری دارد.

دلیل این امر این است که بهینه‌سازی باندل‌ها در قیمت گس، از نظر محاسباتی ساده‌تر از بهینه‌سازی در سود کلی است. با این حال، این امر ابعاد رقابت را بازتر می‌کند؛ اگر یک ماینر راه حلی اختصاصی داشته باشد که به او امکان دهد باندل‌ها را برای سود کلی بهینه کند، می‌تواند در برخی موارد MEV بیشتری نسبت به همتایان خود استخراج کند. به طور مشابه، گنجاندن بسته‌های بیشتر در هر بلاک نیز منجر به استخراج بیشتر MEV می‌شود.

در فلش‌بات آلفا باندل‌ها هم توسط افراد و هم توسط ماینرها دیده می‌شوند. در نتیجه این امر‌، محققان باید یک پیش فرض اعتماد کلیدی از این داشته باشند که رله‌ها (نود‌های مرتبط‌) و ماینر‌ها باندل‌های خود را از پیش راه‌اندازی نکرده و بازگشایی نمی‌کنند. شاید این فرضیه در رابطه با ماینر‌های بزرگ و شناخته شده‌ای که سرمایه اجتماعی گسترده‌ای دارند، امری معقول برای محققان به نظر برسد‌؛ اما در رابطه با ماینر‌های کوچک‌تر و جدید‌تری که از سرمایه اجتماعی کمتری برخوردار هستند، به هیچ عنوان عقلانی نیست. این موضوع می‌تواند به باز شدن روزنه حملات نیز منجر شود و طی آن‌، محققی که می‌تواند یک ماینر را برای کسب جریان پاداش باندل راه‌اندازی و اجرا کند در معرض خطر قرار می‌گیرد. در حقیقت این دلیل اصلی نیاز فلش‌بات‌ها (Flashbot‌) به تاریخچه استخراج ماینر‌ها پیش از ارسال باندل‌ها است. انتقال از مکانیسم اجماع گواه اثبات کار (PoW‌) به گواه اثبات سهام (PoS‌) به تشدید این پویایی منجر می‌شود؛ زیرا موجب کاهش موانع بر سر راه تبدیل شدن به یک تولید‌کننده بلاک می‌شود.

اگر بسته‌های جستجوگر قبل از گنجاندن، حریم خصوصی نداشته باشند، در این صورت این خطر وجود دارد که باندل‌های خود را باز کنند. جستجوگران به دلیل وجود این خطرات نمی‌خواهند باندل‌ها را برای تولیدکنندگان بلاک‌های کوچک ارسال کنند در نتیجه تولیدکنندگان کوچک نمی‌توانند به اندازه همتایان بزرگ خود بلوک‌های سودآور تولید کنند.

به طور خلاصه فلش‌بات آلفا امکان کسب درآمد از راه MEV را برای ماینرها دموکراتیک می‌کند، اما این کار محدودیت‌هایی نیز دارد. ادغام باندل‌ها پیچیده است و برای تعداد باندل‌هایی که می‌توان جای داد و نحوه سفارش آن‌ها (بر اساس قیمت گس، نه سود کلی) محدودیت وجود دارد. برای تولید سودآورترین بلاک ممکن و رقابت با راه حل‌های اختصاصی برتر، این محدودیت‌ها باید برداشته شوند. علاوه بر این، حریم خصوصی برای اطمینان از اینکه هر تولیدکننده به سودآورترین بلاک دسترسی داشته‌باشد، مهم است؛ زیرا تضمین می‌کند که جستجوگران نمی‌توانند باندل‎‌ها را از قبل راه‌اندازی کنند.

راه حل‌هایی برای یافتن سودآورترین بلاک

برای برداشتن محدودیت‌های فلش‌بات آلفا، باید راه‌حلی پیدا کنیم که با پیچیدگی ساخت سودآورترین بلاک و با حریم خصوصی، به بازار MEV سر و کار داشته باشد. به‌نظر شما چه راه حل‌هایی برای این کار وجود دارد؟

راه حل اول، سپردن ادغام باندل به رله‌ها یا نودهای رابط خصوصی، مانند فلش‌بات است. این هدف نسخه ۰.۴ بود که «مگا باندل‌ها» یا بسته‌ای غول‌پیکر از تراکنش‌ها را معرفی کرد. مگا باندل‌ها متشکل از چندین باندل جستجوگران است که از قبل ادغام شده بودند و قبل از ارسال به ماینرها سفارش داده شده بودند. مگا باندل‌ها به رله‌های خصوصی اجازه می‌دهند زیرساخت‌های خود را تخصصی کرده و پیچیدگی محاسباتی ادغام باندل‌ها را از ماینرها به رله‌ها منتقل کنند.

در حالی که این رویکرد باعث بهبود می‌شود، اما همچنان از محدودیت‌هایی رنج می‌برد. مگا باندل‌ها فقط زیرمجموعه‌ای از بلاک‌ها را تشکیل می‌دهند و خود رله‌ها باید حدس بزنند که محتوای بقیه بلوک چیست تا بتوانند بهترین بلوک‌ها را بسازند. علاوه بر این، چالش‌های مربوط به زمان‌بندی به دلیل نحوه ایجاد بلاک‌ها در سطح فنی در گواه اثبات کار وجود دارد. در نهایت، مگا باندل‌ها هیچ حریم خصوصی ارائه نمی‌دهند.

راه حل دیگر این است که مشاغل دوگانه ماینرها را به دو بخش تقسیم کنید؛ یک طرف که بلاک‌ها را می‌سازد و یک طرف که بلاک‌ها را به شبکه پیشنهاد می‌کند. سازندگان بلوک تراکنش‌ها را سفارش می‌دهند و بلوک‌هایی می‌سازند که به پیشنهادکنندگان بلوک ارسال می‌شوند. سازندگان می‌توانند جستجوگرهای فردی باشند، یا می‌توانند رله‌هایی باشند که باندل‌های بسیاری از جستجوگران را با هم جمع می‌کنند، مانند Flashbots Relay. پیشنهاددهندگان سودآورترین بلاک را از بلاک‌های ارائه شده توسط سازندگان انتخاب می‌کنند و آن بلاک را تایید می‌کنند.

سازندگان می‌توانند برای بلاک‌هایی که ایجاد می‌کنند، هزینه دریافت کنند، بنابراین بازاری ایجاد می‌کنند که پیشنهاددهندگان می‌توانند برای بلاک‌ها از آن استفاده کنند. اصطلاحی که برای طراحی این سیستم استفاده می‌شود، Proposer Builder Separation یا به اختصار PBS است. امروزه در شبکه اتریوم، ماینرها پیشنهاددهندگان هستند و مکانیسم آنها برای تایید، گواه اثبات کار است، در آینده اعتباردهندگان نیز پیشنهاد دهندگانی خواهند بود که با امضای بلاک‌ها، آنها را تایید می‌کنند.

علاوه بر این، PBS تضمین می‌کند که پیشنهاد دهندگان به سودآورترین بلاک ممکن دسترسی داشته باشند. سازندگان بلاک تشویق می‌شوند تا بلاک‌های خود را به پیشنهاددهندگان ارسال کنند؛ زیرا آنها می‌توانند برای بلا‌ک‌هایی که از طریق بازار PBS گنجانده شده‌اند، هزینه دریافت کنند. حتی اگر سازنده به هش ریتی دسترسی داشته باشد که بخشی از بازار PBS نیست، استراتژی اقتصادی سازنده این است که بلاک‌های خود را به بازار PBS و همچنین هش انحصاری خود ارسال کند.

حتی اگر سازنده ای به هش ریت دسترسی داشته باشد که بخشی از بازار PBS نیست، استراتژی منطقی اقتصادی سازنده این است که بلوک‌های و هش اختصاصی خود را به بازار PBS ارسال کند.

برخی از پیشنهاد دهندگان ممکن است راه حل‎‌های ساخت بلاک خود را داشته باشند. با این حال، این پیشنهاددهندگان می‌توانند با گنجاندن بلوک هایی از بازار PBS در زمانی که سود بیشتری نسبت به بلوک‌های خود دارند، بیشترین درآمد را به دست آورند.

PBS و حریم خصوصی

با این حال، PBS نمی‌تواند این اطمینان را ایجاد کند که همه پیشنهاد‌دهندگان به سودآورترین بلاک دسترسی دارند، مگر اینکه بلاک‌های سازنده تا زمانی که در زنجیره گنجانده شوند، خصوصی بمانند. دلیل این امر این است که سازندگان بدون حفظ حریم خصوصی توسط پیشنهاد دهندگان در معرض خطر فرانت ران قرار خواهند گرفت. این امر به‌طور خودبه‌خود باعث می‌شود که پیشنهاد دهندگان کوچک به‌طور سیستماتیک از بهترین فرصت‌های MEV محروم شوند؛ زیرا فرصت‌های MEV بزرگ برای آن‌ها ارزش بیشتری دارد، اما ایجاد اعتبار برای آنها دشوارتر است.

یک راه حل که توسط ویتالیک بوترین در اولین پست ETHRsearch ( پیشنهاد دهنده/بلاک ساز ) پیشنهاد شده است، این است که سازندگان به جای انتشار محتویات کامل بلاک، فقط هدر بلاک را منتشر کنند. این هدر باید مبلغ پرداختی سازنده به پیشنهاد دهنده را شامل شود. بنابراین پیشنهاددهندگان می‌توانند به راحتی بدون دیدن محتویات بلاک، سودآورترین بلاک را برای خود انتخاب کنند. پس از انتخاب بلاک، بدنه بلاک نیز انتشار یابد.

راه حل دیگری که توسط فلش‌بات MEV-SGX پیشنهاد شده، استفاده از سخت‌افزاری قابل اعتماد برای خصوصی نگه‌داشتن محتویات بلاک‌ها است. سازندگان بلاک‌ها را ایجاد می‌کنند، آنها را رمزگذاری می‌کنند و آنها را همراه با هدرهای بلاک رمزگشایی شده، برای ماینرها (که در اینجا سازنده هستند) ارسال می‌کنند. ماینرها می‌توانند از هدر بلاک برای گواه اثبات کار استفاده کنند، و اگر راه‌حل اثبات کار معتبری بیابند، می‌توانند به همراه بلاک رمزگذاری‌شده به یک SGX وارد شوند تا یک بلاک رمزگشایی و تایید‌شده تولید کنند. برای اینکه این سیستم در گواه اثبات سهام کار کند، به کار بیشتری نیاز است.

پیشنهادات موجود برای تقسیم سازنده و پیشنهاد دهنده

Flashbots برای تقسیم سازنده و پیشنهاددهنده بلاک در زمینه رمزنگاری و اقتصاد دیجیتال، پیشنهاداتی ارائه کرده است. در ادامه چند مورد از پیشنهادهای برتر را برای شما آورده‌ایم:

MEV-SGX: از سخت افزاری قابل اعتماد برای جدا کردن پیشنهاد دهندگان بلاک از سازندگان در گواه اثبات کار اتریوم استفاده کنید. در اصل این طراحی باید در گواه اثبات سهام با برخی تغییرات نیز کار کند.

جداسازی پیشنهاد دهنده و سازنده دو اسلاتی (Slot): تقسیم پیشنهاد دهنده و سازنده بلاک بدون مجوز که به اقتصاد رمزنگاری متکی است و نیاز به تغییر در پروتکل اتریوم دارد.

MEV-Boost: یک تقسیم‌کننده پیشنهاد کننده و سازنده بلاک مجاز که با ادغام آینده سازگار است.

این پیشنهادها برای سلامت شبکه اتریوم حیاتی هستند. ایجاد ساده بلاک‌های سودآور قبلی در سال گذشته با پذیرش گسترده MEV به شدت تغییر کرد.

سخن پایانی

در این مقاله به اهمیت انتخاب و ساخت سودآور ترین بلاک‌ها پرداختیم و برخی از پیشنهادات و راه حل‌های موجود را بررسی کردیم. در مدتی کوتاه فلش‌بات آلفا یک بازار اولیه اما محدود برای MEV ایجاد کرده‌است که ماینرها می‌توانند از آن استفاده کنند. در بلندمدت، برای اطمینان از دموکراسی بیشتر در MEV و جلوگیری از متمرکز شدن اقتصادی MEV، تقسیم سازنده و پیشنهاد دهنده ضروری است. راه حل شما برای پیدا کردن بلاک‌های سودآور