ชื่อเรื่องต้นฉบับ: ว่าด้วยขีดจำกัดของ mempool ที่เข้ารหัส

ผู้เขียนต้นฉบับ: Pranav Garimidi, Joseph Bonneau, Lioba Heimbach, a16z

คำแปลต้นฉบับ: Saoirse, Foresight News

ในบล็อกเชน มูลค่าสูงสุดที่สามารถรับได้จากการตัดสินใจว่าจะรวมธุรกรรมใดลงในบล็อก ไม่รวมธุรกรรมใด หรือปรับลำดับของธุรกรรม เรียกว่า "มูลค่าสูงสุดที่สกัดได้" หรือเรียกสั้นๆ ว่า MEV MEV มีอยู่ทั่วไปในบล็อกเชนส่วนใหญ่ และเป็นหัวข้อที่ได้รับความสนใจและการอภิปรายอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรม

หมายเหตุ: บทความนี้ตั้งสมมติฐานว่าผู้อ่านมีความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับ MEV แล้ว ผู้อ่านบางท่านอาจอ่านบทความวิทยาศาสตร์ยอดนิยม MEV ของเราก่อน

เมื่อสังเกตปรากฏการณ์ MEV นักวิจัยหลายคนตั้งคำถามที่ชัดเจน: เทคโนโลยีการเข้ารหัสสามารถแก้ปัญหานี้ได้หรือไม่? วิธีแก้ปัญหาหนึ่งคือการใช้พูลหน่วยความจำที่เข้ารหัส: ผู้ใช้จะออกอากาศธุรกรรมที่เข้ารหัส ซึ่งจะถูกถอดรหัสและเปิดเผยหลังจากเรียงลำดับแล้วเท่านั้น ซึ่งต้องใช้โปรโตคอลฉันทามติเพื่อ "เลือกแบบสุ่ม" ลำดับของธุรกรรม ซึ่งดูเหมือนจะขัดขวางการใช้โอกาส MEV ในระหว่างขั้นตอนการเรียงลำดับ

แต่น่าเสียดายที่พูลหน่วยความจำที่เข้ารหัสไม่สามารถให้วิธีแก้ปัญหา MEV แบบสากลได้ ทั้งในทางปฏิบัติและในทางทฤษฎี บทความนี้จะอธิบายถึงความยากลำบากและสำรวจทิศทางการออกแบบที่เป็นไปได้ของพูลหน่วยความจำที่เข้ารหัส

วิธีการทำงานของพูลหน่วยความจำที่เข้ารหัส

มีข้อเสนอมากมายสำหรับพูลหน่วยความจำที่เข้ารหัส แต่กรอบการทำงานโดยทั่วไปมีดังนี้:

1. ผู้ใช้กระจายธุรกรรมที่เข้ารหัส

2. ธุรกรรมที่เข้ารหัสจะถูกส่งไปยังเชน (ในบางข้อเสนอ ธุรกรรมจะต้องผ่านการสับเปลี่ยนแบบสุ่มที่ตรวจสอบได้ก่อน)

3. เมื่อบล็อกที่มีธุรกรรมเหล่านี้ได้รับการยืนยันในที่สุด ธุรกรรมจะถูกถอดรหัส

4. ในที่สุด ธุรกรรมเหล่านี้จะถูกดำเนินการ

โปรดทราบว่ามีปัญหาสำคัญในขั้นตอนที่ 3 (การถอดรหัสธุรกรรม): ใครเป็นผู้รับผิดชอบในการถอดรหัส? จะเกิดอะไรขึ้นหากการถอดรหัสล้มเหลว? แนวคิดง่ายๆ คือการปล่อยให้ผู้ใช้ถอดรหัสธุรกรรมของตนเอง (ในกรณีนี้ไม่จำเป็นต้องเข้ารหัส เพียงแค่ซ่อนการผูกมัดไว้) แต่แนวทางนี้มีช่องโหว่: ผู้โจมตีสามารถนำ MEV เชิงคาดเดามาใช้ได้

ใน MEV เชิงเก็งกำไร ผู้โจมตีจะคาดเดาว่าธุรกรรมที่เข้ารหัสนั้นมีโอกาสเกิด MEV จากนั้นจึงเข้ารหัสธุรกรรมของตนเองและพยายามแทรก MEV ในตำแหน่งที่เหมาะสม (เช่น ก่อนหรือหลังธุรกรรมเป้าหมาย) หากธุรกรรมอยู่ในลำดับที่คาดไว้ ผู้โจมตีจะถอดรหัสและดึง MEV ออกมาผ่านธุรกรรม หากไม่เป็นเช่นนั้น ผู้โจมตีจะปฏิเสธที่จะถอดรหัสและธุรกรรมจะไม่ผ่านเข้าสู่บล็อกเชนขั้นสุดท้าย

ผู้ใช้ที่ไม่สามารถถอดรหัสได้อาจถูกลงโทษ แต่กลไกนี้ทำได้ยากมาก เหตุผลคือการลงโทษต้องเหมือนกันสำหรับธุรกรรมที่เข้ารหัสทั้งหมด (เพราะธุรกรรมไม่สามารถแยกแยะได้หลังจากเข้ารหัสแล้ว) และการลงโทษต้องรุนแรงเพียงพอที่จะควบคุม MEV เชิงเก็งกำไรได้ แม้แต่กับเป้าหมายที่มีมูลค่าสูง ซึ่งจะส่งผลให้เงินทุนจำนวนมากถูกล็อกไว้ และเงินทุนเหล่านี้ต้องไม่เปิดเผยตัวตน (เพื่อหลีกเลี่ยงการเปิดเผยความเชื่อมโยงระหว่างธุรกรรมและผู้ใช้) ยิ่งไปกว่านั้น หากผู้ใช้จริงไม่สามารถถอดรหัสได้ตามปกติเนื่องจากช่องโหว่ของโปรแกรมหรือเครือข่ายล้มเหลว พวกเขาก็จะประสบกับความสูญเสียเช่นกัน

ดังนั้น ระบบส่วนใหญ่จึงแนะนำว่าเมื่อทำการเข้ารหัสธุรกรรม จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าสามารถถอดรหัสได้ในอนาคต แม้ว่าผู้ใช้เริ่มต้นจะออฟไลน์หรือปฏิเสธที่จะให้ความร่วมมือก็ตาม ซึ่งสามารถทำได้หลายวิธี:

สภาพแวดล้อมการดำเนินการที่เชื่อถือได้ (TEE):ผู้ใช้สามารถเข้ารหัสธุรกรรมโดยใช้คีย์ที่เก็บไว้ในโซนที่ปลอดภัยที่เรียกว่าสภาพแวดล้อมการดำเนินการที่เชื่อถือได้ (TEE) ในเวอร์ชันพื้นฐานบางเวอร์ชัน TEE จะถูกใช้เพื่อถอดรหัสธุรกรรมหลังจากจุดเวลาที่กำหนดเท่านั้น (ซึ่งจำเป็นต้องมีการรับรู้เวลาภายใน TEE) ระบบที่ซับซ้อนกว่านั้นจะมี TEE ถอดรหัสธุรกรรมและสร้างบล็อก โดยเรียงลำดับธุรกรรมตามเกณฑ์ต่างๆ เช่น เวลาที่มาถึงและต้นทุน เมื่อเปรียบเทียบกับระบบพูลหน่วยความจำแบบเข้ารหัสอื่นๆ ข้อดีของ TEE คือสามารถประมวลผลธุรกรรมแบบข้อความธรรมดาได้โดยตรงและลดข้อมูลที่ซ้ำซ้อนบนเครือข่ายโดยการกรองธุรกรรมที่จะถูกย้อนกลับ อย่างไรก็ตาม ข้อบกพร่องของวิธีการนี้คือการต้องอาศัยความน่าเชื่อถือของฮาร์ดแวร์

การแบ่งปันความลับและการเข้ารหัสแบบจำกัดขีดจำกัด:ในระบบนี้ ผู้ใช้จะเข้ารหัสธุรกรรมโดยใช้คีย์ที่คณะกรรมการเฉพาะกลุ่มถือครองร่วมกัน (โดยปกติจะเป็นกลุ่มย่อยของผู้ตรวจสอบความถูกต้อง) การถอดรหัสต้องมีเงื่อนไขจำกัดขีดจำกัดบางประการ (เช่น สมาชิกคณะกรรมการสองในสามเห็นด้วย)

เมื่อใช้การถอดรหัสแบบจำกัดขีดจำกัด ผู้ให้บริการความน่าเชื่อถือจะเปลี่ยนจากฮาร์ดแวร์ไปยังคณะกรรมการ ผู้สนับสนุนเชื่อว่าเนื่องจากโปรโตคอลส่วนใหญ่สันนิษฐานว่าผู้ตรวจสอบความถูกต้องมีคุณสมบัติ "เสียงข้างมากที่ซื่อสัตย์" ในกลไกฉันทามติ เราจึงสามารถตั้งสมมติฐานที่คล้ายกันได้ว่าผู้ตรวจสอบความถูกต้องส่วนใหญ่จะซื่อสัตย์และจะไม่ถอดรหัสธุรกรรมล่วงหน้า

อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตความแตกต่างที่สำคัญในที่นี้: สมมติฐานความน่าเชื่อถือสองข้อนี้ไม่ใช่แนวคิดเดียวกัน ความล้มเหลวของความเห็นพ้องต้องกัน เช่น การฟอร์กบล็อกเชน เป็นที่เปิดเผยต่อสาธารณะ ("สมมติฐานความน่าเชื่อถือที่อ่อนแอ") ในขณะที่คณะกรรมการที่ไม่หวังดีจะถอดรหัสธุรกรรมล่วงหน้าอย่างเป็นส่วนตัวโดยไม่ทิ้งหลักฐานสาธารณะใดๆ การโจมตีนี้ไม่สามารถตรวจจับหรือลงโทษได้ ("สมมติฐานความน่าเชื่อถือที่เข้มแข็ง") ดังนั้น แม้ว่ากลไกความเห็นพ้องต้องกันและสมมติฐานความปลอดภัยของคณะกรรมการการเข้ารหัสดูเหมือนจะสอดคล้องกัน แต่ในทางปฏิบัติจริง ความน่าเชื่อถือของสมมติฐานที่ว่า "คณะกรรมการจะไม่สมรู้ร่วมคิด" นั้นต่ำกว่ามาก

การเข้ารหัสแบบล็อกเวลาและหน่วงเวลา: การเข้ารหัสแบบหน่วงเวลาเป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับการเข้ารหัสแบบขีดจำกัด โดยการเข้ารหัสธุรกรรมด้วยคีย์สาธารณะ ซึ่งคีย์ส่วนตัวที่ตรงกันจะถูกซ่อนไว้ในปริศนาแบบล็อกเวลา ปริศนาแบบล็อกเวลาคือปริศนาการเข้ารหัสที่ห่อหุ้มความลับที่ไม่สามารถเปิดเผยได้จนกว่าจะผ่านไปตามระยะเวลาที่กำหนดไว้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยการคำนวณซ้ำๆ ที่ไม่สามารถทำแบบขนานได้ ในกลไกนี้ ทุกคนสามารถไขปริศนาเพื่อรับคีย์และถอดรหัสธุรกรรมได้ แต่ต้องหลังจากการคำนวณแบบช้า (โดยพื้นฐานแล้วเป็นแบบอนุกรม) ซึ่งออกแบบมาให้ใช้เวลานานพอที่จะรับประกันว่าธุรกรรมจะไม่สามารถถอดรหัสได้ก่อนการยืนยันขั้นสุดท้าย รูปแบบที่แข็งแกร่งที่สุดของการเข้ารหัสแบบดั้งเดิมนี้คือการสร้างปริศนาดังกล่าวต่อสาธารณะผ่านการเข้ารหัสแบบหน่วงเวลา ซึ่งคณะกรรมการที่เชื่อถือได้สามารถประมาณค่าได้โดยใช้การเข้ารหัสแบบล็อกเวลา แต่ข้อได้เปรียบเหนือการเข้ารหัสแบบขีดจำกัดยังคงเป็นที่น่าสงสัยในขณะนี้

ไม่ว่าจะใช้การเข้ารหัสแบบหน่วงเวลาหรือให้คณะกรรมการที่เชื่อถือได้ทำการคำนวณ แผนการดังกล่าวก็ต้องเผชิญกับความท้าทายในทางปฏิบัติมากมาย ประการแรก เนื่องจากความล่าช้านั้นขึ้นอยู่กับกระบวนการคำนวณเป็นหลัก จึงเป็นการยากที่จะรับรองความถูกต้องของเวลาในการถอดรหัส ประการที่สอง แผนการเหล่านี้ต้องอาศัยเอนทิตีเฉพาะที่ใช้ฮาร์ดแวร์ประสิทธิภาพสูงเพื่อไขปริศนาอย่างมีประสิทธิภาพ แม้ว่าใครๆ ก็สามารถรับบทบาทนี้ได้ แต่ก็ยังไม่ชัดเจนว่าจะจูงใจให้บุคคลนั้นมีส่วนร่วมได้อย่างไร สุดท้าย ในการออกแบบเช่นนี้ ธุรกรรมที่ออกอากาศทั้งหมดจะถูกถอดรหัส รวมถึงธุรกรรมที่ไม่เคยถูกเขียนลงในบล็อกสุดท้าย แผนการแบบอิงเกณฑ์ (หรือการเข้ารหัสพยาน) มีศักยภาพที่จะถอดรหัสเฉพาะธุรกรรมที่รวมไว้สำเร็จเท่านั้น

การเข้ารหัสพยาน: แผนการเข้ารหัสที่ทันสมัยล่าสุดใช้เทคโนโลยี "การเข้ารหัสพยาน" ในทางทฤษฎี กลไกของการเข้ารหัสพยานคือ หลังจากเข้ารหัสข้อมูลแล้ว เฉพาะผู้ที่ทราบ "ข้อมูลพยาน" ที่สอดคล้องกับความสัมพันธ์ NP เฉพาะเจาะจงเท่านั้นจึงจะสามารถถอดรหัสได้ ตัวอย่างเช่น ข้อมูลสามารถเข้ารหัสเพื่อให้เฉพาะผู้ที่สามารถไขปริศนาซูโดกุหรือสร้างภาพแฮชตัวเลขเบื้องต้นเท่านั้นจึงจะสามารถถอดรหัสได้สำเร็จ

(หมายเหตุ: ความสัมพันธ์ NP คือความสอดคล้องระหว่าง "คำถาม" และ "คำตอบที่สามารถตรวจสอบได้อย่างรวดเร็ว")

สำหรับความสัมพันธ์ NP ใดๆ ตรรกะที่คล้ายคลึงกันนี้สามารถนำไปใช้ได้ผ่าน SNARK กล่าวได้ว่าการเข้ารหัสพยานโดยพื้นฐานแล้วคือการเข้ารหัสข้อมูลในรูปแบบที่สามารถถอดรหัสได้โดยบุคคลที่สามารถพิสูจน์ได้ว่าเงื่อนไขบางประการเป็นไปตามที่กำหนดผ่าน SNARK เท่านั้น ในสถานการณ์หน่วยความจำที่เข้ารหัส ตัวอย่างทั่วไปของเงื่อนไขดังกล่าวคือธุรกรรมสามารถถอดรหัสได้หลังจากบล็อกได้รับการยืนยันในที่สุด

นี่เป็นแนวคิดพื้นฐานทางทฤษฎีที่มีศักยภาพสูง อันที่จริงแล้ว นี่เป็นรูปแบบทั่วไป และวิธีการแบบคณะกรรมการและวิธีการแบบล่าช้าเป็นเพียงรูปแบบการใช้งานเฉพาะของมัน น่าเสียดายที่ปัจจุบันเรายังไม่มีรูปแบบการเข้ารหัสแบบพยานที่ใช้งานได้จริง นอกจากนี้ แม้ว่าจะมีรูปแบบดังกล่าวอยู่ ก็ยากที่จะกล่าวได้ว่ามันมีข้อได้เปรียบมากกว่าวิธีการแบบคณะกรรมการในห่วงโซ่หลักฐานการมีส่วนได้ส่วนเสีย แม้ว่าการเข้ารหัสพยานจะถูกตั้งค่าเป็น "ถอดรหัสเฉพาะหลังจากที่ธุรกรรมถูกจัดเรียงในบล็อกสุดท้ายแล้ว" คณะกรรมการผู้ประสงค์ร้ายก็ยังสามารถจำลองโปรโตคอลฉันทามติแบบส่วนตัวเพื่อสร้างสถานะการยืนยันขั้นสุดท้ายของธุรกรรม แล้วใช้ห่วงโซ่ส่วนตัวนี้เป็น "พยาน" เพื่อถอดรหัสธุรกรรม ในกรณีนี้ การถอดรหัสแบบเกณฑ์โดยคณะกรรมการเดียวกันสามารถบรรลุความปลอดภัยเดียวกันและง่ายกว่ามาก

อย่างไรก็ตาม ในโปรโตคอลฉันทามติแบบ Proof-of-Work ข้อดีของการเข้ารหัสแบบ witness มีความสำคัญมากกว่า เพราะแม้ว่าคณะกรรมการจะมุ่งร้ายโดยสิ้นเชิง แต่ก็ไม่สามารถขุดบล็อกใหม่หลายบล็อกที่อยู่บนบล็อกเชนปัจจุบันเพื่อสร้างสถานะการยืนยันขั้นสุดท้ายได้

ความท้าทายทางเทคนิคที่พูลหน่วยความจำที่เข้ารหัสต้องเผชิญ

ความท้าทายในทางปฏิบัติหลายประการจำกัดความสามารถของพูลหน่วยความจำที่เข้ารหัสในการป้องกัน MEV โดยทั่วไปแล้ว ความลับของข้อมูลเป็นปัญหาที่ยากในตัวเอง เป็นที่น่าสังเกตว่าเทคโนโลยีการเข้ารหัสไม่ได้ถูกใช้อย่างแพร่หลายในสาขา Web3 แต่ประสบการณ์หลายทศวรรษของเราในการนำเทคโนโลยีการเข้ารหัสไปใช้ในเครือข่าย (เช่น TLS/HTTPS) และการสื่อสารส่วนตัว (ตั้งแต่ PGP ไปจนถึงแพลตฟอร์มการส่งข้อความเข้ารหัสสมัยใหม่ เช่น Signal และ WhatsApp) ได้เผยให้เห็นถึงความยากลำบากอย่างเต็มที่ แม้ว่าการเข้ารหัสจะเป็นเครื่องมือในการปกป้องความลับ แต่ก็ไม่สามารถรับประกันได้อย่างแน่นอน

ประการแรก หน่วยงานบางแห่งอาจได้รับข้อมูลข้อความธรรมดาของธุรกรรมผู้ใช้โดยตรง ในสถานการณ์ทั่วไป ผู้ใช้มักจะไม่เข้ารหัสธุรกรรมด้วยตนเอง แต่มอบหมายงานนี้ให้กับผู้ให้บริการกระเป๋าเงิน ซึ่งจะทำให้ผู้ให้บริการกระเป๋าเงินสามารถเข้าถึงข้อความธรรมดาของธุรกรรม และอาจนำข้อมูลนี้ไปขายเพื่อดึงข้อมูล MEV ได้ การเข้ารหัสมีความปลอดภัยเท่ากับหน่วยงานที่มีสิทธิ์เข้าถึงคีย์ ขอบเขตของการควบคุมคีย์คือขอบเขตของความปลอดภัย

นอกเหนือจากนี้ ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดคือข้อมูลเมตา ซึ่งเป็นข้อมูลที่ไม่ได้เข้ารหัสรอบเพย์โหลด (ธุรกรรม) ที่เข้ารหัส ผู้ค้นหาสามารถใช้ข้อมูลเมตานี้เพื่ออนุมานเจตนาของธุรกรรมและดำเนินการ MEV แบบเก็งกำไร สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าผู้ค้นหาไม่จำเป็นต้องเข้าใจเนื้อหาของธุรกรรมอย่างถ่องแท้ และไม่จำเป็นต้องคาดเดาอย่างถูกต้องทุกครั้ง ตัวอย่างเช่น ตราบใดที่พวกเขาสามารถระบุได้ด้วยความน่าจะเป็นที่สมเหตุสมผลว่าธุรกรรมนั้นเป็นคำสั่งซื้อจากตลาดแลกเปลี่ยนแบบกระจายศูนย์ (DEX) ที่เฉพาะเจาะจง ก็เพียงพอที่จะเริ่มการโจมตีได้

เราสามารถแบ่งเมตาดาต้าออกเป็นหลายประเภท: ประเภทแรกคือปัญหาคลาสสิกที่มีอยู่ในการเข้ารหัส และอีกประเภทหนึ่งคือปัญหาเฉพาะของพูลหน่วยความจำที่เข้ารหัส

· ขนาดธุรกรรม: ตัวการเข้ารหัสเองไม่สามารถซ่อนขนาดของข้อความธรรมดาได้ (ควรสังเกตว่าคำจำกัดความอย่างเป็นทางการของความปลอดภัยเชิงความหมายนั้นไม่รวมการซ่อนขนาดของข้อความธรรมดาไว้อย่างชัดเจน) นี่เป็นเวกเตอร์การโจมตีที่พบบ่อยในการสื่อสารที่เข้ารหัส ตัวอย่างทั่วไปคือ แม้หลังจากการเข้ารหัสแล้ว ผู้ดักฟังยังคงสามารถระบุสิ่งที่กำลังเล่นบน Netflix แบบเรียลไทม์ได้จากขนาดของแต่ละแพ็กเก็ตข้อมูลในสตรีมวิดีโอ ในพูลหน่วยความจำที่เข้ารหัส ธุรกรรมบางประเภทอาจมีขนาดเฉพาะตัว ซึ่งทำให้ข้อมูลรั่วไหล

· เวลาออกอากาศ: การเข้ารหัสไม่สามารถซ่อนข้อมูลเวลาได้เช่นกัน (นี่เป็นเวกเตอร์การโจมตีแบบคลาสสิกอีกแบบหนึ่ง) ในสถานการณ์ Web3 ผู้ส่งบางราย (เช่น สถานการณ์การขายแบบมีโครงสร้าง) อาจเริ่มทำธุรกรรมในช่วงเวลาที่กำหนด เวลาในการทำธุรกรรมอาจเชื่อมโยงกับข้อมูลอื่นๆ เช่น กิจกรรมบนตลาดแลกเปลี่ยนภายนอกหรือเหตุการณ์ข่าว วิธีที่แอบแฝงกว่าในการใช้ข้อมูลเวลาคือการทำ Arbitrage ระหว่างตลาดแลกเปลี่ยนแบบรวมศูนย์ (CEX) และตลาดแลกเปลี่ยนแบบกระจายศูนย์ (DEX) โดย Sorter สามารถใช้ประโยชน์จากข้อมูลราคา CEX ล่าสุดได้โดยการแทรกธุรกรรมที่สร้างขึ้นให้ช้าที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ในขณะเดียวกัน Sorter ก็สามารถแยกธุรกรรมอื่นๆ ทั้งหมดที่ออกอากาศหลังจากจุดเวลาที่กำหนด (แม้ว่าจะเข้ารหัสไว้แล้ว) เพื่อให้แน่ใจว่าธุรกรรมของพวกเขามีสิทธิ์เข้าถึงข้อได้เปรียบด้านราคาล่าสุดแต่เพียงผู้เดียว

· ที่อยู่ IP ต้นทาง:ผู้ค้นหาสามารถอนุมานตัวตนของผู้ส่งธุรกรรมได้โดยการตรวจสอบเครือข่ายแบบเพียร์ทูเพียร์และติดตามที่อยู่ IP ต้นทาง ปัญหานี้เป็นที่ทราบกันมาตั้งแต่ยุคแรกเริ่มของ Bitcoin (กว่าทศวรรษที่ผ่านมา) ซึ่งอาจมีประโยชน์ต่อผู้ค้นหาหากผู้ส่งรายใดรายหนึ่งมีรูปแบบพฤติกรรมที่สอดคล้องกัน ตัวอย่างเช่น การรู้ตัวตนของผู้ส่งสามารถเชื่อมโยงธุรกรรมที่เข้ารหัสกับธุรกรรมในอดีตที่ถอดรหัสแล้วได้

· ข้อมูลผู้ส่งธุรกรรมและค่าธรรมเนียม/ค่าแก๊ส:ค่าธรรมเนียมธุรกรรมเป็นข้อมูลเมตาประเภทหนึ่งที่มีเฉพาะในเมมพูลคริปโต ใน Ethereum ธุรกรรมแบบดั้งเดิมประกอบด้วยที่อยู่ผู้ส่งแบบออนเชน (ซึ่งใช้เพื่อจ่ายค่าธรรมเนียม) งบประมาณค่าแก๊สสูงสุด และค่าธรรมเนียมค่าแก๊สต่อหน่วยที่ผู้ส่งยินดีจ่าย เช่นเดียวกับที่อยู่เครือข่ายต้นทาง ที่อยู่ผู้ส่งสามารถใช้เชื่อมโยงธุรกรรมหลายรายการกับเอนทิตีในโลกแห่งความเป็นจริงได้ งบประมาณค่าแก๊สสามารถบ่งบอกถึงเจตนาของธุรกรรมได้ ตัวอย่างเช่น การโต้ตอบกับ DEX เฉพาะอาจต้องใช้ปริมาณแก๊สที่ระบุได้แน่นอน

เครื่องมือค้นหาที่ซับซ้อนอาจรวมเมตาดาต้าหลายประเภทเหล่านี้เข้าด้วยกันเพื่อคาดการณ์เนื้อหาของธุรกรรม

ในทางทฤษฎี ข้อมูลทั้งหมดนี้สามารถซ่อนได้ แต่ต้องแลกมาด้วยประสิทธิภาพและความซับซ้อน ตัวอย่างเช่น การเติมธุรกรรมให้มีความยาวมาตรฐานสามารถซ่อนขนาดได้ แต่เป็นการสิ้นเปลืองแบนด์วิดท์และพื้นที่บนเชน การเพิ่มความล่าช้าก่อนการส่งสามารถซ่อนเวลาได้ แต่จะเพิ่มเวลาแฝง การส่งธุรกรรมผ่านเครือข่ายที่ไม่ระบุตัวตนเช่น Tor สามารถซ่อนที่อยู่ IP ได้ แต่สิ่งนี้นำมาซึ่งความท้าทายใหม่ๆ

เมตาดาต้าที่ซ่อนยากที่สุดคือข้อมูลค่าธรรมเนียมธุรกรรม การเข้ารหัสข้อมูลค่าธรรมเนียมจะทำให้เกิดปัญหาต่างๆ มากมายสำหรับผู้สร้างบล็อก ประการแรกคือปัญหาสแปม หากข้อมูลค่าธรรมเนียมธุรกรรมถูกเข้ารหัส ใครก็ตามสามารถออกอากาศธุรกรรมที่เข้ารหัสผิดรูปแบบได้ แม้ว่าธุรกรรมเหล่านี้จะถูกจัดเรียง แต่พวกเขาจะไม่สามารถจ่ายค่าธรรมเนียมได้ หลังจากการถอดรหัสแล้ว จะไม่สามารถดำเนินการได้ แต่ไม่มีใครต้องรับผิดชอบ ปัญหานี้อาจแก้ปัญหาได้ด้วย SNARKs นั่นคือการพิสูจน์ว่ารูปแบบธุรกรรมถูกต้องและมีเงินทุนเพียงพอ แต่จะเพิ่มค่าใช้จ่ายอย่างมาก

ประการที่สองคือประสิทธิภาพของการสร้างบล็อกและการประมูลค่าธรรมเนียม ผู้สร้างอาศัยข้อมูลค่าธรรมเนียมเพื่อสร้างบล็อกที่ทำกำไรสูงสุดและกำหนดราคาตลาดปัจจุบันของทรัพยากรบนเครือข่าย การเข้ารหัสข้อมูลค่าธรรมเนียมจะขัดขวางกระบวนการนี้ วิธีแก้ปัญหาหนึ่งคือการกำหนดค่าธรรมเนียมคงที่สำหรับแต่ละบล็อก แต่วิธีนี้ไม่มีประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจและอาจก่อให้เกิดตลาดรองสำหรับการรวมธุรกรรม ซึ่งขัดต่อเจตนารมณ์การออกแบบดั้งเดิมของกลุ่มหน่วยความจำที่เข้ารหัส อีกวิธีหนึ่งคือการประมูลค่าธรรมเนียมผ่านการประมวลผลแบบหลายฝ่ายที่ปลอดภัยหรือฮาร์ดแวร์ที่เชื่อถือได้ แต่ทั้งสองวิธีมีค่าใช้จ่ายสูงมาก

สุดท้าย กลุ่มหน่วยความจำที่เข้ารหัสอย่างปลอดภัยจะเพิ่มค่าใช้จ่ายของระบบในหลายๆ ด้าน: การเข้ารหัสจะเพิ่มความล่าช้าของเครือข่าย ความซับซ้อนในการคำนวณ และการใช้แบนด์วิดท์ ไม่ชัดเจนว่าจะรวมเข้ากับเป้าหมายในอนาคตที่สำคัญ เช่น การแบ่งส่วนข้อมูลหรือการดำเนินการแบบขนานได้อย่างไร นอกจากนี้ยังอาจนำไปสู่จุดล้มเหลวใหม่ๆ สำหรับความพร้อมใช้งาน (เช่น คณะกรรมการการถอดรหัสและตัวแก้ปัญหาฟังก์ชันการหน่วงเวลาในโครงร่างขีดจำกัด) ในขณะเดียวกัน ความซับซ้อนของการออกแบบและการใช้งานจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ปัญหาหลายประการของ mempool คริปโตนั้นคล้ายคลึงกับความท้าทายที่บล็อกเชนซึ่งออกแบบมาเพื่อรับประกันความเป็นส่วนตัวของธุรกรรมต้องเผชิญ (เช่น Zcash และ Monero) หากมองในแง่บวก ก็คือการแก้ไขปัญหาทั้งหมดที่การเข้ารหัสสามารถบรรเทาได้ใน MEV จะช่วยเปิดทางไปสู่ความเป็นส่วนตัวของธุรกรรมเช่นกัน

ความท้าทายทางเศรษฐกิจที่ mempool คริปโตต้องเผชิญ

สุดท้ายนี้ mempool คริปโตต้องเผชิญกับความท้าทายทางเศรษฐกิจ ซึ่งแตกต่างจากความท้าทายทางเทคนิค ซึ่งสามารถบรรเทาลงได้ทีละน้อยด้วยการลงทุนทางวิศวกรรมที่เพียงพอ ความท้าทายทางเศรษฐกิจเหล่านี้เป็นข้อจำกัดพื้นฐานและแก้ไขได้ยากมาก

ปัญหาหลักของ MEV เกิดจากความไม่สมดุลของข้อมูลระหว่างผู้สร้างธุรกรรม (ผู้ใช้) และนักขุดโอกาส MEV (ผู้ค้นหาและผู้สร้างบล็อก) โดยทั่วไปแล้ว ผู้ใช้มักไม่แน่ใจว่าธุรกรรมของตนมีมูลค่าที่สามารถดึงออกมาได้เท่าใด ดังนั้นแม้จะมี mempool คริปโตที่สมบูรณ์แบบ พวกเขาก็ยังอาจถูกชักจูงให้เปิดเผยคีย์การถอดรหัสเพื่อแลกกับรางวัลที่ต่ำกว่ามูลค่า MEV จริง ปรากฏการณ์นี้เรียกได้ว่าเป็น "การถอดรหัสแบบจูงใจ"

สถานการณ์เช่นนี้ไม่ยากที่จะจินตนาการ เพราะกลไกที่คล้ายคลึงกัน เช่น MEV Share มีอยู่แล้วในความเป็นจริง MEV Share เป็นกลไกการประมูลแบบโฟลว์คำสั่งซื้อที่อนุญาตให้ผู้ใช้เลือกส่งข้อมูลธุรกรรมไปยังพูล และผู้ค้นหาจะแข่งขันกันเพื่อรับสิทธิ์ใช้โอกาส MEV ของธุรกรรม หลังจากที่ผู้ชนะดึง MEV ออกมาแล้ว รายได้ส่วนหนึ่ง (เช่น จำนวนเงินที่เสนอซื้อหรือเปอร์เซ็นต์ที่กำหนด) จะถูกส่งคืนให้กับผู้ใช้

โมเดลนี้สามารถปรับใช้กับพูลหน่วยความจำที่เข้ารหัสได้โดยตรง: ผู้ใช้จำเป็นต้องเปิดเผยคีย์การถอดรหัส (หรือข้อมูลบางส่วน) เพื่อเข้าร่วม อย่างไรก็ตาม ผู้ใช้ส่วนใหญ่ไม่ทราบถึงต้นทุนค่าเสียโอกาสของการเข้าร่วมกลไกดังกล่าว พวกเขาเห็นเพียงผลตอบแทนทันทีและยินดีที่จะเปิดเผยข้อมูล มีกรณีที่คล้ายคลึงกันในระบบการเงินแบบดั้งเดิม เช่น แพลตฟอร์มการซื้อขายแบบไร้ค่าคอมมิชชั่นอย่าง Robinhood ซึ่งมีรูปแบบกำไรคือการขายกระแสคำสั่งซื้อของผู้ใช้ให้กับบุคคลที่สามผ่าน "การชำระเงินสำหรับกระแสคำสั่งซื้อ"

อีกสถานการณ์หนึ่งที่เป็นไปได้คือ ผู้สร้างรายใหญ่บังคับให้ผู้ใช้เปิดเผยเนื้อหาธุรกรรม (หรือข้อมูลที่เกี่ยวข้อง) โดยอ้างว่ามีการเซ็นเซอร์ การต่อต้านการเซ็นเซอร์เป็นหัวข้อสำคัญและเป็นที่ถกเถียงกันในวงการ Web3 แต่หากผู้ตรวจสอบหรือผู้สร้างรายใหญ่อยู่ภายใต้ข้อจำกัดทางกฎหมาย (เช่น กฎระเบียบของ OFAC) ในการบังคับใช้รายการตรวจสอบ พวกเขาอาจปฏิเสธที่จะดำเนินการธุรกรรมที่เข้ารหัสใดๆ ในทางเทคนิค ผู้ใช้อาจสามารถพิสูจน์ได้ว่าธุรกรรมที่เข้ารหัสของพวกเขาเป็นไปตามข้อกำหนดการตรวจสอบผ่านการพิสูจน์แบบ Zero-Knowledge แต่การทำเช่นนี้จะเพิ่มต้นทุนและความซับซ้อนมากขึ้น แม้ว่าบล็อกเชนจะมีความทนทานต่อการเซ็นเซอร์สูง (เพื่อให้แน่ใจว่ามีการรวมธุรกรรมที่เข้ารหัสไว้) แต่ผู้สร้างบล็อกอาจยังคงให้ความสำคัญกับธุรกรรมข้อความธรรมดาที่รู้จักไว้ด้านหน้าบล็อกและธุรกรรมที่เข้ารหัสไว้ด้านหลังบล็อก ดังนั้น ธุรกรรมที่ต้องมั่นใจว่ามีลำดับความสำคัญในการดำเนินการอาจถูกบังคับให้เปิดเผยเนื้อหาของตนต่อผู้สร้างบล็อกในที่สุด

ความท้าทายด้านประสิทธิภาพอื่นๆ

เมมพูลคริปโตเพิ่มภาระงานให้กับระบบในหลายรูปแบบที่ชัดเจน ธุรกรรมจำเป็นต้องได้รับการเข้ารหัสโดยผู้ใช้ และระบบจำเป็นต้องถอดรหัสธุรกรรมด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง ซึ่งจะเพิ่มต้นทุนการคำนวณและอาจเพิ่มขนาดธุรกรรมด้วย ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว การประมวลผลเมตาดาต้ายิ่งทำให้ภาระงานเหล่านี้รุนแรงขึ้น อย่างไรก็ตาม ยังมีต้นทุนด้านประสิทธิภาพที่ไม่ชัดเจนนัก ในด้านการเงิน ตลาดจะถือว่ามีประสิทธิภาพเมื่อราคาสะท้อนข้อมูลที่มีอยู่ทั้งหมด และความหน่วงแฝงและความไม่สมดุลของข้อมูลนำไปสู่ความไม่มีประสิทธิภาพของตลาด นี่คือสิ่งที่เมมพูลคริปโตนำมา

ผลโดยตรงประการหนึ่งของความไม่มีประสิทธิภาพเหล่านี้คือความไม่แน่นอนของราคาที่เพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นผลโดยตรงจากความหน่วงแฝงที่เพิ่มขึ้นที่เกิดจากเมมพูลคริปโต ส่งผลให้อาจมีธุรกรรมที่ล้มเหลวมากขึ้นเนื่องจากราคาเกินขีดจำกัดความคลาดเคลื่อน (slippage tolerance) ซึ่งสิ้นเปลืองพื้นที่บนเชน

ในทำนองเดียวกัน ความไม่แน่นอนของราคานี้อาจนำไปสู่การซื้อขาย MEV แบบเก็งกำไร ซึ่งพยายามแสวงหากำไรจากการเก็งกำไรบนเชน ควรสังเกตว่ากลุ่มหน่วยความจำคริปโตอาจทำให้โอกาสเช่นนี้เกิดขึ้นบ่อยขึ้น: สถานะปัจจุบันของการแลกเปลี่ยนแบบกระจายศูนย์ (DEX) คลุมเครือมากขึ้นเนื่องจากความล่าช้าในการดำเนินการ ซึ่งอาจนำไปสู่ตลาดที่มีประสิทธิภาพน้อยลงและความแตกต่างของราคาระหว่างแพลตฟอร์มการซื้อขายต่างๆ ธุรกรรม MEV แบบเก็งกำไรเหล่านี้ยังสิ้นเปลืองพื้นที่บล็อกด้วย เนื่องจากมีแนวโน้มที่จะยุติการดำเนินการเมื่อไม่พบโอกาสในการเก็งกำไร

สรุป

จุดประสงค์เดิมของบทความนี้คือการคลี่คลายความท้าทายที่กลุ่มหน่วยความจำคริปโตเผชิญ เพื่อให้ผู้คนสามารถหันไปสนใจการวิจัยและพัฒนาโซลูชันอื่นๆ ได้ แต่กลุ่มหน่วยความจำคริปโตอาจยังคงเป็นส่วนหนึ่งของโซลูชันการกำกับดูแล MEV

แนวคิดหนึ่งที่เป็นไปได้คือการออกแบบแบบไฮบริด: ธุรกรรมบางรายการจะถูก "เรียงลำดับแบบสุ่ม" ผ่านพูลหน่วยความจำคริปโต และบางรายการจะใช้รูปแบบการเรียงลำดับแบบอื่น สำหรับธุรกรรมบางประเภท (เช่น คำสั่งซื้อและขายจากผู้เข้าร่วมตลาดรายใหญ่ที่มีความสามารถในการเข้ารหัสหรือกรอกธุรกรรมอย่างระมัดระวัง และยินดีจ่ายค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยง MEV) การออกแบบแบบไฮบริดอาจเป็นตัวเลือกที่เหมาะสม การออกแบบนี้ยังเหมาะสมสำหรับธุรกรรมที่มีความอ่อนไหวสูง (เช่น ธุรกรรมการซ่อมแซมสัญญาความปลอดภัยที่มีช่องโหว่)

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อจำกัดทางเทคนิค ความซับซ้อนทางวิศวกรรมที่สูง และค่าใช้จ่ายด้านประสิทธิภาพที่สูง พูลหน่วยความจำที่เข้ารหัสจึงไม่น่าจะกลายเป็น "โซลูชันสากลสำหรับ MEV" ตามที่ผู้คนคาดหวัง ชุมชนจำเป็นต้องพัฒนาโซลูชันอื่นๆ รวมถึงการประมูล MEV กลไกการป้องกันระดับแอปพลิเคชัน และระยะเวลาการยืนยันขั้นสุดท้ายที่สั้นลง MEV จะยังคงเป็นความท้าทายต่อไปอีกระยะหนึ่ง และจำเป็นต้องมีการวิจัยเชิงลึกเพื่อหาสมดุลระหว่างโซลูชันต่างๆ เพื่อรับมือกับผลกระทบด้านลบ

ลิงก์ต้นฉบับ

ยินดีต้อนรับสู่ชุมชนทางการของ BlockBeats:

กลุ่ม Telegram สมัครสมาชิก: https://t.me/theblockbeats

กลุ่ม Telegram พูดคุย: https://t.me/BlockBeats_App

บัญชี Twitter ทางการ: https://twitter.com/BlockBeatsAsia