작성자: 비탈릭 부테린

편집자: Tia, Techub News

Ethereum L1이 직면한 가장 큰 위험 중 하나는 POS의 중앙화 문제입니다. POS에 규모효과가 있으면 대규모 서약자가 지배하게 되고, 소규모 서약자가 탈퇴하여 대규모 서약 풀에 합류하게 됩니다. 이는 51% 공격 및 거래 검토와 같은 고위험 이벤트로 더 쉽게 이어질 것입니다. 중앙화의 위험 외에도 소수의 사람들이 원래 이더리움 사용자에게 속한 가치를 포착하는 가치 추출의 위험도 있습니다.

지난 한 해 동안 이러한 위험에 대한 우리의 이해가 깊어졌습니다. 우리 모두 알고 있듯이 이 위험에는 (i) 블록 건설과 (ii) 자본 공급 약속이라는 두 가지 측면이 있습니다. 대규모 플레이어는 블록을 생성하기 위해 더 복잡한 알고리즘("MEV 추출")을 실행하여 블록 수익을 늘릴 수 있습니다. 대형 플레이어는 또한 제3자에게 LST(Liquid Staked Token)로 자본을 공개함으로써 자본이 잠겨 있는 불편함을 보다 효율적으로 처리할 수 있습니다. 이더리움은 스테이커의 규모 효과로 인해 발생하는 문제 외에도 너무 많은 ETH가 약속되는 문제가 있는지(또는 앞으로 있을 것인지) 고려해야 합니다.

스컬지, 2023년 로드맵

올해에는 "블록 구성", 특히 "위원회 포함 목록 정렬 솔루션" 적용에서 상당한 진전이 이루어졌습니다. 동시에 지분 증명의 경제성에 대한 많은 연구가 수행되었습니다. 2단계 자산 모델(계층형 스테이킹 모델과 같은 2가지 아이디어)이 제안되었으며 발행을 줄여 ETH 지분 비율을 제한했습니다.

스컬지: 주요 목표

블록 빌딩 파이프라인 수정

우리는 어떤 문제를 해결하고 있나요?

오늘날 이더리움 블록 구축은 주로 PBS 메커니즘에 내장된 MEVBoost를 통해 구현됩니다. 검증인은 블록을 제안할 때 블록의 내용을 선택하는 작업을 빌더에게 경매합니다. 이익을 극대화하는 블록을 선택하려면 체인에서 최대한 많은 이익을 추출하기 위해 전문적인 알고리즘이 필요합니다(이를 "MEV 추출"이라고 합니다). 검증인은 입찰 모니터링, 최고 입찰 수락 및 "증명"과 같은 간단한 작업만 수행하면 됩니다.

MEVBoost가 수행하는 작업에 대한 다이어그램: 전문 빌더는 빨간색 작업을 수행하고 스테이커는 파란색 작업을 수행합니다.

"Proposer-Builder Separation"(PBS) 및 "Prover-Proposer Separation"(APS)과 같은 다양한 버전이 있습니다. 그들은 일부 책임에만 약간의 차이가 있습니다. PBS에서는 검증자가 여전히 블록을 제안하지만 빌더로부터 페이로드를 받는 반면, APS에서는 전체 슬롯이 빌더의 책임입니다. 최근 APS는 제안자가 빌더와 공모할 유인을 더욱 줄여주기 때문에 PBS보다 더 인기를 끌고 있습니다. APS에는 블록 실행만 포함되며, 지분 증명 관련 데이터(예: 증명)가 포함된 합의 블록은 여전히 ​​검증자에게 무작위로 할당됩니다.

권한을 더 나누면 검증인을 분산화하는 데 도움이 되지만, 여기에는 중요한 비용이 따릅니다. "전문적인" 작업을 수행하는 참가자는 쉽게 중앙화될 수 있습니다. 오늘날 이더리움 블록이 구성되는 방식은 다음과 같습니다.

보시다시피 두 빌더가 이더리움 블록 콘텐츠의 88%를 결정합니다. 이로 인해 참가자가 거래를 검열하는 상황이 발생할 수 있습니다. 하지만 상황은 생각보다 나을 수도 있습니다. 거래가 포함되지 않도록 하려면 100% 검토가 필요하며 51%만으로는 충분하지 않습니다. 88%의 리뷰로 사용자는 평균 9개의 슬롯이 포함될 때까지 기다려야 했습니다. 어떤 경우에는 2분, 심지어 5분 정도 기다려도 괜찮습니다. 그러나 DeFi 청산과 같은 다른 경우에는 다른 사람의 거래 포함을 몇 블록 지연시키는 것만으로도 시장 조작의 위험이 있습니다.

수익을 극대화하기 위해 블록 빌더가 채택한 전략은 사용자에게 다른 부정적인 결과를 초래할 수 있습니다. " 샌드위치 공격 "과 같은 거래는 미끄러짐으로 인해 사용자가 큰 손실을 입을 수 있습니다. 또한 이러한 공격을 수행하기 위해 도입된 거래는 체인에 혼잡을 야기하여 다른 사용자의 가스 가격을 증가시킵니다.

해결책은 무엇입니까? 어떻게 작동하나요?

해결책은 블록 생성 작업을 더욱 세분화하는 것입니다. 즉, 트랜잭션 선택 작업을 제안자(예: 스테이커)에게 다시 맡기는 반면, 빌더는 트랜잭션을 정렬하고 자신의 일부만 삽입할 수 있습니다. 이것이 포함 목록의 역할입니다.

T 시점에 무작위로 선택된 스테이커는 현재 상태의 유효한 거래 목록을 기반으로 포함 목록을 생성합니다. T+1 시간에 블록 빌더(프로토콜 내 경매 메커니즘을 통해 미리 선택될 수 있음)가 블록을 생성합니다. 이 블록에는 포함 목록의 모든 트랜잭션이 포함되어야 하지만 빌더는 트랜잭션을 정렬하거나 자체 트랜잭션을 추가할 수 있습니다.

FOCIL(Fork Choice Compulsory Inclusion List) 제안에서 각 블록에는 다중 포함 목록 위원회가 있습니다. 트랜잭션이 한 블록만큼 지연되는 경우 k 포함 목록(예: k = 16 )의 작성자는 트랜잭션을 검토해야 합니다. FOCIL과 경매를 통해 선정된 최종 제안자(포함 목록이 필요하지만 재정렬 및 ​​새 트랜잭션 추가 가능)의 조합을 종종 "FOCIL + APS"라고 합니다.

이 문제를 해결하는 또 다른 방법은 BRAID 와 같은 다중 동시 제안자(MCP) 방식을 사용하는 것입니다. BRAID는 블록 제안자 역할을 규모의 경제가 낮은 부분과 규모의 경제가 높은 부분으로 나누는 것을 피하고, 대신에 각 제안자가 블록 생성 과정을 많은 참여자에게 분산시키려고 합니다. 적당한 수준의 복잡성 수익을 극대화합니다. MCP는 병렬 k 제안자가 거래 목록을 생성하도록 한 다음 결정론적 알고리즘(예: 높은 수수료에서 낮은 수수료로 정렬)을 사용하여 순서를 선택하는 방식으로 작동합니다.

BRAID는 블록 제안자를 결정하기 위해 기본 소프트웨어를 실행함으로써 목표를 달성하지 못합니다. 이 목표를 달성하지 못하는 간단하고 이해하기 쉬운 두 가지 이유는 다음과 같습니다.

이 두 가지 극단 외에도 그 사이에는 다양한 디자인이 있습니다. 예를 들어, 블록의 추가 트랜잭션에 포함된 캐릭터를 경매할 수 있습니다(그러나 재정렬 권한은 없음).

암호화된 메모리 풀

암호화된 메모리 풀은 이러한 설계(특히 경매 기능에 심각한 제한이 있는 BRAID 또는 APS 버전)를 성공적으로 구현하기 위한 핵심 기술 중 하나입니다. 암호화폐 멤풀은 사용자가 자신의 거래를 일종의 유효성 증명과 함께 암호화된 형태로 방송하고, 블록 빌더가 내용을 알지 못한 채 거래가 암호화된 형태로 블록에 포함되는 기술입니다. (거래 내용은 추후 논의) ).

암호화 멤풀 구현의 주요 과제는 확인 시 거래가 공개되도록 보장하는 설계를 마련하는 것입니다. 단순한 "제출 및 공개" 체계는 작동하지 않습니다. 공개가 자발적인 경우 공개 여부를 선택하는 행위가 되기 때문입니다. 자신을 공개하는 것은 악용될 수 있는 블록에 대한 "이동" 영향력입니다. 이를 달성하기 위한 두 가지 주요 기술은 (i) 임계값 암호 해독 과 (ii) 검증 가능한 지연 기능(VDF) 과 밀접하게 관련된 기본 요소인 지연된 암호화입니다.

기존 연구와의 연관성은 무엇입니까?

이제 남은 일은 무엇입니까? 절충안은 무엇입니까?

이제 남은 일은 무엇입니까? 절충안은 무엇입니까?

우리는 위의 모든 것을 낮은 규모의 경제에서 높은 규모의 경제(“전문화 친화적”)로 규모에 따라 배열된 스테이킹 권한을 분할하는 다양한 방법으로 생각할 수 있습니다. 2021년 이전에는 이러한 모든 권한이 단일 행위자에게 집중되었습니다.

핵심 난제는 이것이다: 스테이커의 손에 남아 있는 의미 있는 힘은 궁극적으로 "MEV와 관련"될 수 있다는 것입니다. 우리는 고도로 분산된 참가자 집합이 가능한 한 많은 권한을 갖기를 원합니다. 이는 (i) 스테이커의 손에 많은 권한을 부여하고 (ii) 스테이커가 최대한 분산되도록 보장하는 것을 의미합니다. 규모의 경제로 인해 통합할 유인이 거의 없습니다. 이것은 감당할 수 없을 정도로 긴장된 상황입니다.

FOCIL + APS를 이렇게 볼 수 있습니다. 지분 보유자는 스펙트럼의 왼쪽 부분에 계속 접근할 수 있는 반면, 스펙트럼의 오른쪽 부분은 최고 입찰자에게 경매됩니다.

브레이드(BRAID)는 완전히 다릅니다. "서약자" 섹션은 더 크지만 가벼운 서약자와 무거운 서약자의 두 부분으로 나뉩니다. 동시에 수수료 우선순위가 높은 순서로 거래가 이루어지므로 실제로는 수수료 시장을 통해 블록 상위에 있는 선택이 경매되는 방식으로, 이는 패키지화된 PBS 와 유사하다고 볼 수 있다.

BRAID의 보안은 암호화된 멤풀에 크게 의존합니다. 그렇지 않으면 블록탑 경매 메커니즘은 정책 도용 공격에 취약합니다(기본적으로 다른 사람의 거래를 복사하고 수신자 주소를 교환하며 0.01% 더 높은 수수료를 지불합니다). 개인 정보 보호를 전면에 통합해야 하는 필요성은 PBS를 구현하기 어려운 이유이기도 합니다.

마지막으로 FOCIL + APS의 보다 "급진적인" 버전이 있습니다. 여기서 APS는 다음과 같이 블록 끝의 옵션만 결정합니다.

남은 주요 작업은 다음과 같습니다. (i) 다양한 제안을 확고히 하고 그 결과를 분석합니다. (ii) 이 분석을 이더리움 커뮤니티의 목표, 즉 이더리움 커뮤니티가 허용할 중앙화 형태에 대한 이해와 결합합니다. 각 개별 제안에는 다음과 같은 몇 가지 작업도 필요합니다.

게다가, 이러한 서로 다른 제안이 반드시 상호 호환되지 않는 포크는 아니라는 점은 주목할 가치가 있습니다. 예를 들어, FOCIL + APS 구현은 BRAID 구현을 위한 디딤돌이 될 수 있습니다. 효과적인 보수적 전략은 "기다리고 지켜보는" 접근 방식을 취하는 것입니다. 여기서 먼저 스테이커의 권한을 제한하고 대부분의 권한을 경매하는 솔루션을 구현한 다음 MEV 시장의 운영에 대해 점점 더 많이 알게 됩니다. 라이브 네트워크, 시간이 지남에 따라 스테이커의 권한이 천천히 증가합니다.

로드맵의 다른 부분과 어떻게 상호 작용합니까?

하나의 스테이킹 중앙화 병목 현상을 해결하는 것과 다른 병목 현상을 해결하는 것 사이에는 긍정적인 상호 작용이 있습니다. 비유로, 자신의 회사를 시작하려면 식량을 재배하고, 컴퓨터를 만들고, 군대를 보유해야 하는 세상을 상상해 보세요. 이 세상에는 소수의 회사만이 존재할 수 있습니다. 이 세 가지 문제 중 하나를 해결하면 상황에 도움이 되지만 그리 많지는 않습니다. 두 가지 문제를 해결하는 것은 하나의 문제를 해결하는 것보다 두 배 이상 도움이 됩니다. 세 가지 문제를 해결하면 세 번보다 훨씬 더 도움이 될 것입니다. 1인 기업가라면 문제의 3/3이 해결되었거나 기회가 없습니다.

특히, 중앙 집중식 스테이킹 병목 현상은 다음과 같습니다.

이 네 가지 문제 중 하나를 해결하면 다른 문제를 해결하는 것의 이점이 커집니다.

더욱이, 특히 슬롯 시간을 줄이려고 할 때 블록 구성과 단일 슬롯 최종 설계 사이에는 상호 작용이 있습니다. 많은 블록 구성 설계로 인해 슬롯 시간이 늘어나게 됩니다. 많은 블록 구성 및 설계 프로세스에는 증명자의 역할이 포함됩니다. 따라서 설계 시 블록 구성과 단일 슬롯 최종성을 모두 고려할 수 있습니다.

스테이킹 경제 수정

우리는 어떤 문제를 해결하고 있나요?

현재 ETH 공급량의 약 30%가 적극적으로 스테이킹되어 있습니다 . 이는 이더리움을 51% 공격으로부터 보호하기에 충분합니다. 스테이킹된 ETH의 비율이 더 증가하면 연구원들은 또 다른 시나리오가 발생할 것이라고 우려합니다. 즉, 거의 모든 ETH가 스테이킹되면 위험이 발생할 것입니다. 이러한 위험에는 다음이 포함됩니다.

그것은 무엇입니까? 어떻게 작동하나요?

역사적으로 한 가지 해결책은 다음과 같습니다. 모든 사람에게 스테이킹이 불가피하고 유동적 스테이킹 토큰이 불가피하다면 스테이킹을 친화적으로 만들고 실제로 신뢰할 수 없고 중립적이며 최대한 분산화된 유동 스테이킹 토큰 시스템을 갖추는 것입니다. 간단한 접근 방식은 스테이킹 페널티를 1/8로 제한하는 것입니다. 이렇게 하면 스테이킹된 ETH의 7/8이 슬래시 불가능하게 되어 동일한 유동 스테이킹 토큰에 투입될 수 있게 됩니다. 또 다른 옵션은 두 단계의 스테이킹을 명시적으로 생성하는 것입니다. 즉, 전체 ETH의 1/8로 제한되는 "위험 감수"(슬래시 가능) 스테이킹과 모든 사람이 참여할 수 있는 "위험 없는"(슬래시 불가능) 스테이킹입니다. .

그러나 이 접근 방식에 대한 한 가지 비판은 경제적으로 더 간단한 것과 동일해 보인다는 것입니다. 즉, 약속된 금액이 미리 정해진 한도에 도달하면 발행을 대폭 줄입니다. 기본 주장은 다음과 같습니다. 위험을 감수하는 계층의 수익률이 3.4%이고 위험 없는 계층(모든 사람이 참여)의 수익률이 2.6%인 세상에서 살게 된다면 이는 사실상 스테이킹과 동일합니다. ETH는 수익률이 0.8%인 반면, ETH를 보유하고 있는 것만으로도 수익률은 0% 세상은 똑같습니다. 두 경우 모두 총 스테이킹 볼륨과 중앙화를 포함한 위험 감수 계층의 역학은 동일합니다. 그래서 우리는 간단한 일을 하고 발행을 줄여야 합니다.

이 주장에 대한 주요 반대 의견은 "무위험 계층"을 여전히 유용한 목적으로 사용하고 어느 정도 위험을 수반할 수 있는지 여부입니다(예: Dankrad가 여기서 지적한 요점 ).

이 주장에 대한 주요 반대 의견은 "무위험 계층"을 여전히 유용한 목적으로 사용하고 어느 정도 위험을 수반할 수 있는지 여부입니다(예: Dankrad가 여기서 지적한 요점 ).

두 제안 모두 담보량이 너무 많으면 수익률이 너무 낮아지도록 발행 곡선을 변경하는 것을 의미합니다.

왼쪽: 분포 곡선 조정에 대한 저스틴 드레이크의 제안. 오른쪽: Anders Elowsson의 또 다른 제안 세트.

반면, 이중 계층 스테이킹에는 (i) "기본"(무위험 또는 저위험) 스테이킹에 대한 수익률과 (ii) 위험 감수 스테이킹에 대한 프리미엄이라는 두 가지 수익률 곡선을 설정해야 합니다. . 이러한 매개변수를 설정하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 예를 들어 지분의 1/8이 삭감 가능한 하드 매개변수를 설정하는 경우 시장 역학에 따라 삭감 가능한 스테이킹에서 얻는 수익의 프리미엄이 결정됩니다.

여기서 또 다른 중요한 주제는 MEV 캡처입니다. 오늘날 MEV(예: DEX 차익거래, 메자닌 거래 등)의 수입은 제안자, 즉 스테이커에게 귀속됩니다. 이 수익은 프로토콜에 완전히 "불투명"합니다. 프로토콜은 그것이 0.01% APR인지, 1% APR인지, 20% APR인지 알 수 있는 방법이 없습니다. 이러한 수익 흐름의 존재는 여러 관점에서 매우 불편합니다.

우리는 MEV 수익을 프로토콜에서 읽을 수 있게 만들고 이를 포착하는 방법을 찾아 이러한 문제를 해결할 수 있습니다. 최초의 제안은 Francesco의 MEV Smooth였습니다. 오늘날 블록 제안자의 권리(또는 더 일반적으로는 거의 모든 MEV의 권한)를 경매하는 모든 메커니즘이 동일한 목표를 달성할 수 있다는 것이 일반적으로 받아들여지고 있습니다.

기존 연구와의 연관성은 무엇입니까?

이제 남은 일은 무엇입니까? 절충안은 무엇입니까?

남은 주요 작업은 아무것도 하지 않는 데 동의하고 거의 모든 ETH가 LST 내에 위치하는 위험을 감수하거나 위 제안 중 하나의 세부 사항과 매개 변수를 마무리하고 동의하는 것입니다. 이점과 위험을 대략적으로 요약하면 다음과 같습니다.

로드맵의 다른 부분과 어떻게 상호 작용합니까?

솔로 스테이크 관련. 현재 이더리움 노드를 실행할 수 있는 가장 저렴한 VPS 비용은 매달 약 60달러인데, 이는 주로 하드 드라이브 저장 비용 때문입니다. 32 ETH 스테이커(작성 당시 $84,000)의 경우 APY는 (60 * 12) / 84000 ~= 0.85% 감소합니다. 총 스테이킹 수익이 0.85% 미만으로 떨어지면 이 수준의 많은 사람들은 솔로 스테이킹을 실행할 수 없게 됩니다.

솔로 스테이킹을 가능하게 하려면 더 낮은 노드 운영 비용이 필요합니다(Verge에서 구현됨). 무상태는 저장 공간 요구 사항을 제거하고 L1 EVM 유효성 증명을 통해 비용을 매우 낮추게 됩니다.

반면에 MEV 소각은 솔로 스테이킹에 도움이 될 수 있습니다. 이는 모든 사람의 수익을 낮추는 반면, 더 중요한 것은 분산을 낮추고 복권의 베팅을 줄입니다.

마지막으로, 발행에 대한 모든 변경은 스테이킹 설계의 다른 근본적인 변경(예: 레인보우 스테이킹)과 상호 작용합니다. 특히 우려되는 문제 중 하나는 스테이킹 보상이 매우 낮다는 것입니다. 즉, (i) 페널티를 낮추고 나쁜 행동에 대한 불이익을 줄입니다. (ii) 페널티를 높게 유지합니다. 이는 선의의 검증자라도 허용할 수 있습니다. 불행하게도 기술적인 문제가 발생하거나 심지어 공격을 당할 경우 예기치 않게 부정적인 수익을 얻게 됩니다.

애플리케이션 레이어 솔루션

위 섹션에서는 중앙화 위험을 해결할 수 있는 Ethereum의 Layer-1에 대한 변경 사항을 강조합니다. 그러나 Ethereum은 단순한 Layer-1이 아니라 생태계이므로 일부 중요한 애플리케이션 계층 전략은 위의 위험을 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 다음은 몇 가지 예입니다.