什么是 proposer / builder separation（PBS）？

区块链的出现是为了解决数字经济运行所需信任的去中心化问题，而这种信任传统上由中心化机构管理。在区块链中，一个由验证者组成的网络协同工作，处理交易并将新区块添加到链上。

区块提议者实际上控制着哪些交易能被打包进区块，并可能利用这一权力审查或操纵交易流。研究者们针对这一审查问题提出了多种解决方案，其中之一被称为提议者/构建者分离（Proposer/Builder Separation，PBS）。

什么是协议内提议者/构建者分离（PBS）？

提议者-构建者分离（PBS）是解决区块链审查和 MEV 攻击问题的一种潜在方案，它将区块构建（即打包区块）和区块提议分配给网络中的不同角色。

区块构建者创建"执行区块体"（即有序的交易列表），并为这些区块提交出价。提议者的工作仅仅是接受出价最高的执行区块体。提议者/构建者分离将容易走向中心化的构建工作，与应当高度去中心化的交易验证工作隔离开来。

与传统方式不同，提议者（以及其他所有人）在选出赢得竞拍的区块头之前，无法看到执行区块体的内容。这种"预确认隐私"是必要的，可以防止那些原本能够控制区块内交易排序的一方窃取最大可提取价值（Maximal Extractable Value，MEV）。

PBS 的长期规划是在 Ethereum 中实现协议原生化。Flashbots 是一个致力于缓解 MEV 攻击负外部性的研发组织，目前正在主导这一协议标准的制定。

什么是混合 PBS？

在混合 PBS 中，每笔交易都附带一个见证（witness），用于证明交易发送方的余额和 nonce。这些见证可以由构建者等中间节点添加。这一扩展使验证者能够保持无状态，因为它们不再需要跟踪整个交易历史。

什么是区块提议者？

在当今的 Ethereum 中，区块提议者是创建交易区块并将其传播到网络以纳入区块链的实体。区块提议者可以选择在区块中包含或排除某些交易，因为它们会查看Ethereum 内存池中哪些交易支付了最高的优先费用。合并后的 Ethereum 的设计与此相同。

在 PBS 中，提议者转而依赖一个由外部参与者（即构建者）组成的市场，这些构建者生成包含完整区块内容的捆绑包，以及支付给提议者的费用，提议者选择费用最高的捆绑包。

谁可以成为区块提议者？

在传统方式下，任何节点都可以成为区块提议者。

随着 Ethereum 合并 的实现，Ethereum 转为权益证明机制，验证者会在每个 slot 中被随机选中成为区块提议者。该验证者创建新区块并将其发送给网络中的其他节点。与此同时，会随机选出一个验证者委员会，负责投票决定所提议区块的有效性。

在 PBS 方案下，目前尚无具体答案来说明谁会成为区块提议者，但由于提议者唯一需要做的事情就是选择费用最高的捆绑包，这项工作可以在简单的 MPC（多方计算）中完成，以防止作弊。

什么是区块构建者？

区块构建者是创建"执行区块体"（即交易列表）并连同出价一起提交给 Ethereum 网络的实体。 区块提议者随后会选择出价最高的执行区块体纳入新区块中。

在一种提议的 PBS 方案中，构建者分为两种类型：

1. **主构建者（Primary builders）**是可以构建主执行区块、并能看到其构建所基于的预状态的区块构建者
2. **辅助构建者（Auxiliary builders）**是可以构建辅助执行区块、但不知道其构建所基于的状态的区块构建者

谁可以成为区块构建者？

由于目前 Ethereum 中已存在帮助最终确定区块的委员会，这些相同的委员会很可能可以对每个区块周期中构建者的选择进行投票。这样就可以由网络投票选出一组半可信的构建者。

成为区块构建者需要什么条件？

Vitalik Buterin 解释说，提议者"完全可以自己充当区块构建者"，但并非必须如此。任何能够支付提议者所需费用、并运行算法创建执行区块体的节点都可以成为构建者。

双 slot PBS 是如何运作的？

在双 slot PBS中，每个 slot 都需要一个信标区块（beacon block）来包含由委员会证明的、竞拍获胜的执行区块头。如果信标区块缺失，那么下一个 slot 会被切换为信标区块，而不是中间区块。

提议者/构建者分离与 MEV 有何关系？

在当前设计下，矿工可以通过选择哪些交易纳入区块来获取大部分 MEV。这使他们能够抢先交易其他用户，或进行其他 MEV 攻击。

PBS 会通过将区块构建过程与区块提议过程分离来缓解这一问题。构建者将根据其愿意支付的最高费用被选中，而提议者只需选择费用最高的执行区块头。

目前，PBS 仅仅是一个研究构想，尚未在 Ethereum 或任何其他区块链中投入使用。

应对 MEV 的其他方案

除 PBS 外，还有其他应对 MEV 成本的方案，包括询价（RFQ）交易所和 TWAMM（时间加权 AMM）设计。

询价交易所使用链下报价来避免三明治攻击问题——即某实体在受害者交易前后插入两笔交易，从受害者的滑点容忍度中获利。在 RFQ 交易所中，客户在订单准备好执行之前不会将其暴露给市场。这样一来，其他实体就没有机会在受害者的交易前后插入自己的交易。

TWAMM 也通过延迟执行交易来防止三明治攻击。在 TWAMM 中，订单会像被放置在区块之间一样执行。这样，攻击者若想利用受害者的滑点容忍度，就需要横跨多个区块进行操作，这比简单地在受害者交易前后插入交易风险更高。

PBS 与 danksharding 有何关系？

PBS 的设计使得在其基础上实现 danksharding 变得容易。Danksharding 是一种新的分片设计，它有一个合并的费用市场，由一个提议者来选择进入某个 slot 的所有交易和数据。这对验证者提出了很高的系统要求。PBS 可以被用来让构建者对选择 slot 内容的权利进行竞价，而提议者只需选择出价最高的有效区块头。

构建者与提议者分离如何帮助提升可扩展性？

PBS 通过支持无状态验证者来提升可扩展性。如果所有构建者都为每笔交易附带一个见证，那么提议者只需选择费用最高的区块头，而无需处理任何数据。这意味着验证者不再需要跟踪整个区块链历史。

构建者与提议者分离如何保护安全性和去中心化？

PBS 通过增加区块提议者审查交易或操纵交易顺序的难度来保护安全性和去中心化。通过将区块构建过程与区块提议过程隔离，PBS 使得区块提议者更难控制哪些交易能被纳入区块。

为什么区块提议者很可能走向中心化？

在选择下一个区块的过程中存在可提取的经济价值。由于这种经济激励，矿池或其他中心化实体很可能出现并控制区块提议者的角色。

PBS 面临哪些审查方面的挑战？

抢先交易——即某一方提交交易以利用另一方交易的行为——是当前交易排序方式面临的一个重大问题。

如果一个足够强大的参与者试图审查某笔特定交易，它可以将该交易所需的优先费用抬高到一个极高的水平，使得其他任何人将其纳入区块都变得不划算。该参与者仅仅通过支付更高的费用，就能有效地控制哪些交易能被纳入区块。

PBS 需要缓解这一风险，同时满足以下抗审查性要求：

拒绝服务（DoS）防护

无人为其付费、从而使链膨胀的数据不得被纳入区块。例如，如果某笔交易因余额不足或其他问题被发现无效，协议仍必须向提议者收取将其纳入区块的费用。

最小带宽

‍该方案不应要求网络参与者之间交换过多的数据。例如，如果网络中充斥着大量冗余的执行区块体，就会占用不必要的带宽。

不重新引入中心化

‍该方案不应激励提议者变得更加"精明"，从而与其他实体建立关系或加入矿池。

允许无状态提议者‍

如果验证者能够保持无状态，将是理想的情况，因为这能进一步推动网络的去中心化和扩展。

提议者/构建者分离要点总结

PBS 是目前正在研究中的、针对区块链审查和 MEV 攻击问题的一种潜在解决方案。通过将区块构建和提议的角色分离，PBS 有可能打造一个更加去中心化、更安全的网络。

然而，在其得以实现之前，还有一些挑战需要解决，例如构建者中心化的风险以及带宽的使用问题。此外，还存在其他潜在方案，例如询价交易所和 TWAMM 设计。

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