区块拍卖 vs. 槽拍卖：提议者-构建者分离

区块 vs. Slot 拍卖 PBS

Julian Ma

感谢 Barnabé Monnot 和 Alex Stokes 提供的有益反馈和讨论。

Proposer-Builder Separation（PBS，提议者-构建者分离）是一种设计理念，其中区块构建的部分工作外包给链外代理。PBS 目前以 MEV-Boost 的形式存在。

然而，在所有这些设计中，我们需要决定是实施区块拍卖还是 slot 拍卖。在 Barnabé 关于 PBS 状态的文章 中，他简要介绍了区块与 slot 拍卖的主题。本文的目标是通过更精确地定义这两种情况，调查不同形式的 maximum extractable value（MEV，最大可提取价值）在任一拍卖机制下的表现，并讨论除了区块或 slot 拍卖之外是否还有其他可能的选择，从而扩展这个话题。

什么是区块和 Slot 拍卖？

在本文中，我们假设不失一般性，我们处于 双 slot 提议者-构建者分离机制 中，其中提议者创建一个信标区块，承诺给一个构建者，然后构建者发布他们自己的区块

在 PBS 中，构建者竞争构建某个区块的权利。他们通过向控制该区块的提议者发送 bid 来做到这一点。然后，提议者通常可以自由选择他们想要的 bid，这通常是出价最高的 bid。也可以有一种机制来强制提议者选择最高的 bid，例如 MEV-smoothing 或 MEV-burn。为了实现这一点，必须对最高的 bid 达成共识。这些共识 bid 机制与关于区块与 slot 拍卖的讨论无关，因为它们告诉你如何使用 bid，而不是 bid 的价值，即正在出售的商品。

区块或 slot 拍卖指的是构建者需要在何时承诺将其发送给提议者的区块内容的时间差异。虽然确切的时间尚未指定，但在 PBS 中，构建者向提议者发送一个 bid，提议者然后选择一个 bid 作为获胜者，然后构建者需要发送他们的区块内容。

区块拍卖要求构建者在提交 bid 时承诺其区块的内容。

在 slot 拍卖中，构建者发布一个 bid。然后，提议者承诺给某个区块构建者。然后，构建者在适当的时候发布他们的区块内容。

首先，构建者在 bid 争取构建区块的权利时究竟在购买什么？区块拍卖意味着构建者已经承诺了一个特定区块的内容。他们不能交付内容不同的区块，但他们可以选择不交付 payload，这意味着提议者必须提交一个空区块。因此，在区块拍卖 PBS 中，具有特定区块头的获胜 bid 可以被视为对区块链的某个特定未来状态的期权，以及对提交到链的空区块的期权。在 slot 拍卖中，获胜 bid 可以被视为对更大范围的区块链未来状态的期权，这样所有未来的集合都满足给定当前状态和 mempool 中交易的状态转换函数。因此，通过 slot 拍卖获得的期权比通过区块拍卖获得的期权更通用，并且可以使用 slot 拍卖期权访问使用区块拍卖期权可以访问的未来状态。

由于区块拍卖期权包含在 slot 拍卖期权中，因此 slot 拍卖在直觉上会释放更多的价值。因此，我们可以预期 slot 拍卖中的 bid 会高于区块拍卖中的 bid。

图 1：说明区块与 Slot 拍卖时间机制的外观。

还有其他相关主题与区块构建机制相关。在接下来的两节中，我们将探讨这些主题如何受到不同拍卖机制的影响。

延迟或 Just-In-Time 区块构建

在这里，我们将延迟定义为代理发送 bid 或区块与其 bid 或区块被提议者注册之间的时间差。Just-In-Time 区块构建指的是构建者使用低延迟基础设施在他们的区块需要提交之前构建区块。Just-In-Time 区块构建者通常会监视 mempool 以获取其他交易。有了这些额外的信息，他们可以构建一个比没有这些额外信息的构建者更好或至少一样好的区块，保持所有其他条件不变。

在我看来，关于区块与 slot 拍卖的讨论与对延迟或 Just-In-Time 区块构建的考虑是正交的。在两种拍卖机制下，具有低延迟的构建者都可以通过类似的方式获利，因为他们获得了更多的信息，这导致了中心化或减少延迟的努力。但是在区块与 slot 拍卖中，重要的是一个有竞争力的构建者需要预测什么，但稍后会详细介绍。

时机博弈

时机博弈 与 Just-In-Time 区块构建略有不同，因为通过时机博弈，应该做某事的时间被移到稍后的时间，而通过 Just-In-Time 区块构建则不是这样。引入 bid 和区块承诺意味着也会有围绕它的时机博弈。

• 在区块和 slot 拍卖中，构建者都有动机尽可能晚地发布他们的 bid，但前提是他们的 bid 仍然被提议者看到。

  • 在区块拍卖中，构建者有动机这样做，因为构建者可以构建一个更有价值的区块，并且他们可以将他们的 bid 基于更多的信息之上。

  • 在 slot 拍卖中，构建者有动机这样做，因为他们可以将他们的 bid 基于更多的信息之上。

• 在 slot 拍卖中，还有额外的动机尽可能晚地承诺他们区块的内容。稍后的区块承诺意味着构建者可以构建一个更有价值的区块。

时机博弈是一个开放的研究领域。如果你有兴趣，请查看此 Robust Incentives Group Open Problem (ROP)！

MEV 效应

首先实施 PBS 的一个原因是保留验证者集的去中心化。PBS 的理想是提供一个环境，所有提议者，无论其可信度或复杂程度如何，都能获得相等的预期收益。因此，分析（去）中心化在不同拍卖机制下的表现非常重要。

单领域 MEV

对于区块与 slot 拍卖，区分单领域和跨领域 MEV 非常重要。单领域 MEV 指的是仅使用一个领域提取的所有 MEV，因此是指所有非跨领域 MEV。

通过区块拍卖，构建者确切地知道他们将提取多少单领域 MEV。这意味着构建者很容易评估他们愿意 bid 多少来使他们的区块包含在规范链中。

通过 slot 拍卖，构建者不知道他们将提取多少单领域 MEV，因为在构建者提交 bid 和提议者要求区块之间，会有更多的交易进入 mempool。这些交易可能带有 MEV，这意味着有竞争力的构建者很可能需要 bid 超过他们目前可以提取的 MEV 金额，因为在 bid 时给定了 mempool。因此，在 slot 拍卖下，确定 bid 多少变得更加困难。即使你有一个非常准确的未来 MEV 流入预测机制，长期的构建者也需要有资金来维持他们可能连续几个区块出错的事件。

用户不会受到拍卖选择的太大影响。他们的单领域 MEV 将在任一拍卖中提取。在区块拍卖下，用户的包含时间会略有增加。

图 2：区块拍卖和 Slot 拍卖声称占据 Slot 的不同部分，但对于区块和 Slot 拍卖，声称的长度是相同的。因此，在任一机制下，单领域 MEV 提取没有区别。

跨领域 MEV

跨领域 MEV 目前提取的 MEV 数量不大。目前最大的跨领域 MEV 形式可能是套利者从流动性提供者那里提取 Loss-Versus-Rebalancing (LVR)。但是，如果我们将一种拍卖机制纳入协议，那么它不仅必须为现在而设计，而且还要为相当遥远的未来而设计。随着价格发现从中心化交易所 (CEX) 转移到可能在多个领域（如 rollup）上的去中心化交易所 (DEX)，我们需要确保拍卖机制不会损害验证者集的去中心化。

赢得构建下一个区块权利的构建者拥有在 DEX 上保证执行的权利。如果 DEX 上的价格高于 CEX 上的价格，构建者将在 DEX 上出售并在 CEX 上购买，以锁定一些跨领域套利，反之亦然，如果 DEX 上的价格低于 CEX 上的价格。然后，利润最大化的构建者将尝试在 CEX 和 DEX 价格差异最大时在 CEX 上进行交易。在 LVR 的假设中，外部市场价格（实际上是 CEX 上的价格）是一个鞅，因此构建者无法对外部市场价格是否会上涨或下跌做出有根据的猜测。实际上，构建者将通过 统计套利 提取价值。

通过 slot 拍卖，构建者知道他们肯定会提取 LVR，因此他们可以根据当前的外部市场价格准确地确定提取多少。通过区块拍卖，构建者需要使用 bid 时的外部市场价格来构建提取 LVR 的交易。只有在保证交易的 DEX 部分时，他们才会进行 CEX 上的交易。

由于 LVR 提取将基于更接近区块执行时的外部市场价格，因此与区块拍卖相比，在 slot 拍卖下，DEX 价格将成为外部市场价格更好的价格“预言机”。其他预言机也可以更接近执行时间进行更新，但是，构建者确实需要明确地激励这样做。此外，即使在 slot 拍卖下，在承诺区块内容和执行之间也存在时间差，因此 DEX 价格仍然会偏离外部市场价格。

除了 LVR 之外，可能还有许多其他的跨领域 MEV 机会。一般来说，slot 拍卖似乎更容易提取跨领域 MEV，因为构建者可以根据他们是否被允许控制区块来决定是否提取。但是，我认为在区块拍卖下也会提取跨领域 MEV。有竞争力的构建者仍然会尝试预测跨领域 MEV 活动并相应地 bid。在所有其他条件相同的情况下，那些试图提取跨领域 MEV 的构建者比那些不尝试提取跨领域 MEV 的构建者更有可能赢得拍卖，这意味着仍然会提取跨领域 MEV。

其他领域也需要决定是否使用区块或 slot 拍卖机制。此决定可能会影响提取的跨领域 MEV 的数量。我们可以绘制一个博弈论表格，表明在这些设计决策下提取了多少跨领域 MEV。跨领域 MEV 提取的价值尚不清楚。

假设两个领域选择使用 slot 拍卖。直观地看，跨领域 MEV 的提取量将比两者都选择区块拍卖要多，但这并不确定。如果一个领域选择区块拍卖，另一个领域选择 slot 拍卖呢？将提取多少跨领域 MEV，以及如何分配此 MEV？

多区块 MEV

对于 MEV 来说，如果它是多区块的，则两个区块中 MEV 提取的总和必须小于两个区块中的 MEV 提取。多区块 MEV 是一种中心化力量，因为它需要一个构建者控制多个区块。

对于多区块 MEV 来说，事先知道你将控制多个区块的内容非常重要。有了这些知识，你可以决定区块的内容。考虑一下 Alex Nezlobin 的这个例子，多区块 MEV 的提取基于知道你是否控制两个区块。拍卖机制是无关紧要的。当使用 slot 拍卖时，构建者可能有一小段额外的时间来获得构建多个区块的权利，但这种影响很小。目前，提议者可以提前 2 个 epoch 知道他们将提议一个区块，因此他们可以提前 2 个 epoch 在链下 slot 拍卖中出售他们的 slot，除非协议需要共识 bid。那么区块和 slot 拍卖之间的一小段时间差异不太可能产生影响。

可能还有其他多区块 MEV 的情况依赖于特定的拍卖机制，这仍然是一个悬而未决的问题。

一般来说，使用 slot 拍卖，竞标者需要预测单领域 MEV 和一部分跨领域 MEV，但后者的预测难度低于区块拍卖；使用区块拍卖，竞标者需要预测跨领域 MEV。

混合拍卖机制

选择区块拍卖意味着构建者需要预测跨领域 MEV。选择 slot 拍卖意味着构建者需要预测单领域 MEV 和一部分跨领域 MEV。

Justin Drake 最近提出了一种混合拍卖机制，在这种机制中，区块构建者可以承诺他们区块的一部分，但不需要在 bid 时承诺。例如，构建者可以承诺构建一个带有特定区块前缀的区块。在这种情况下，构建者可以选择区块和 slot 拍卖的混合。

我们可以看到构建者遵循如下策略：

• 通过 slot 拍卖机制提取跨领域 MEV，即在为区块的这部分进行 bid 时，不承诺特定的区块内容。

• 通过区块拍卖机制提取大部分单领域 MEV，方法是在进行 bid 时承诺特定的区块内容。

• 通过 slot 拍卖机制从在发布 bid 后进入 mempool 的交易中提取更多的单领域 MEV。

这样做的好处是协议不会内置一个特定的拍卖模型，并且区块构建者承诺特定的区块内容意味着他们可以将 软预确认 出售给用户；如果他们赢得拍卖，构建者可以保证他们的交易将包含在下一个区块中。如果出售这些软预确认的价值高于构建者通过限制其未来可选性而放弃的价值，则构建者可以构建一个更有价值的区块。对于用户来说，好处是他们可以购买软预承诺，并且与区块拍卖相比，用户交易的平均包含时间将会减少，因为即使是在构建者发布其 bid 后才看到的交易仍然包含在下一个区块中。

这种拍卖机制面临的一个问题是，除非预先承诺的部分是区块前缀，否则不清楚预先确认的区块内容在 EVM 的什么状态下执行。

结论

在决定区块与 slot 拍卖时，存在许多不确定性，但重要的是分析什么会导致最大的去中心化。Slot 拍卖似乎可以释放更多的价值，因为该协议允许提议者出售比区块拍卖更通用的期权，但它们是否会带来更大的中心化风险尚不清楚。构建者可以决定他们区块的哪一部分是预先承诺的混合拍卖可能是两全其美的方法，并且允许软预承诺。

表 1：不同拍卖机制的优缺点摘要。

以下是在决定区块与 slot 拍卖时需要考虑的一些问题：

• 在区块和 slot 拍卖下，区块构建者的优化问题有何不同？

• 协议是否要为跨领域和多区块 MEV 提取而设计？

• 以太坊的执行时间到底是什么，可以用来计算跨领域 MEV 机会（如 LVR）的大小？

• 在区块或 slot 拍卖下，以太坊中的时机博弈有何不同？

• 我们如何才能最大限度地减少低延迟对构建者的优势？

• 是否有经典的拍卖理论可以应用于区块与 slot 拍卖？

• 最佳的混合拍卖机制是什么？

• 原文链接： mirror.xyz/0x03c29504CEc...
• 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～