构建公平市场：一种新的抗审查共识

简而言之：只有当市场尽可能快、公平且高效时，Aptos 全局交易引擎才能发挥最佳效果。一 篇新论文 来自 Aptos Labs 研究员 Zhuolun Xiang、Andrei Tonkikh 和 Alexander Spiegelman，借助 Prefix Consensus 取得了突破性进展。Prefix Consensus 是首个具有形式化反审查与公平性保证的无 leader 共识原语。如今的中心化市场仍然奖励地理上的接近性：距离 matching engine 最近的人最先看到信息并采取行动。Prefix Consensus 使价格发现能够采用一种在全球范围内更中立的模型。

当单一中介控制哪些订单进入 book 以及它们的排列顺序时，就可能导致信息不对称、front-running、选择性延迟或排除。TradFi 早已认识到这一点，而数十年的市场结构监管也反映了这一现实。

区块链面临着同样的结构性风险。大多数 BFT/DAG 协议仍然指定一个 leader/anchor 来决定哪些内容进入 block，这赋予了一方对其他所有人交易的过大控制权。

该研究论文形式化了 Prefix Consensus ，这是一种新的原语，推动 Aptos 共识朝无 leader 模型迈进：所有参与方都可以同时提议，而协议则就这些提案的一个一致前缀达成共识。 即 proxy-primary leader 架构。 在这里，一个 colocated validator cluster 作为一个稳定的单一 leader 运行，提供 10ms blocktime 和约 30ms inclusion confirmations。通过在 cluster 之间运行 Prefix Consensus，所有 proxy 都能同时提议，我们就在同一设计中同时获得了 co-location 的速度和无 leader 共识的公平性。

再结合在排序固定前隐藏交易意图的 Encrypted Mempools，我们就得到了在抗审查性和纯粹效率方面可与中心化市场媲美的 SOTA 基础设施。

Prefix Consensus 如何工作

在传统 BFT 共识中，每个诚实参与方都必须就完全相同的输出达成一致。

Prefix Consensus 放宽了这一要求。它不再要求输出完全相同，而是要求它们彼此兼容。每个参与方提议一个 value 向量，并产生两个结果：

→ v_low：当前可以安全提交的值

→ v_high：未来轮次中可以安全扩展的值

其保证是，任何 high value 都会扩展任何 low value，而且 low 和 high 值都会扩展诚实输入中的最大公共前缀。这对抗审查性至关重要。

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简而言之：每个诚实 validator 都会就截至目前已经发生的内容达成一致；但它们对未来能看到多远，可能并不相同。

该原语可在异步条件下求解。论文证明，在最优容错条件下，3 个通信轮次既是必要的，也是充分的。

基于这一基础原语，论文 构建了一个完全无 leader 的完整协议栈。

抗审查性如何发挥作用

由于每一方都会在每个 slot 中提议，恶意 validator 无法再仅仅通过将某笔交易从自己的 block 中省略，就将其排除。协议会根据全局排序，提交所有诚实 validator 输入向量的最大公共前缀，因此攻击者只能影响那些排在自己排序位置之后的提案。

当检测到不当行为时，违规方在未来 slot 中的排序会被下调。

这种效果会随着时间不断累积。诚实方的优先级会上升。论文 证明，在 synchrony 之后，无论 adversary 采取何种行动，每个诚实方的提案都会在有限数量的 slot 内被提交。

更广泛的架构

Prefix Consensus 并不是孤立运行的。它是更广泛的 Aptos 技术栈中的一层，这套技术栈提供了可与传统金融中最佳系统相媲美的公平、高性能金融基础设施。

Raptr 通过 prefix consensus 方法解决了性能和鲁棒性问题，但没有解决 censorship 问题。我们的新协议进一步利用 prefix consensus 来解决并形式化这一问题。当网络健康时，这意味着高吞吐量且没有单点瓶颈。当条件恶化时，协议会提交任何安全的 prefix 并继续运行，而不是停滞。本文为 Raptr 的设计选择提供了形式化证明。

Encrypted Mempools 解决的是一个互补问题。Prefix Consensus 确保你的交易不会被排除，但不会隐藏其内容。如果没有 mempool 层的隐私，能够读取待处理交易的 validator 仍然可以在自己的提案中进行 front-run 或重新排序。Encrypted mempools 通过隐藏交易意图来解决这个问题：每笔交易的内容在排序最终确定之前都会被加密，因此 validator 必须先对顺序作出提交，然后才知道自己提交的到底是什么。

总结如下：

• Prefix Consensus 提供了形式化的抗审查保证。没有任何诚实交易会被永久排除。
• Encrypted mempools 通过确保 validator 无法利用待处理交易的信息，消除了信息不对称带来的优势。

组合后的架构满足了 Aptos 全局交易引擎的要求：速度、公平性以及对操纵的结构性抵抗。

在这里了解更多关于 Prefix Consensus 的信息。

• 原文链接： aptoslabs.medium.com/bui...
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