稳定币:比特币和以太坊的抗审查性

原文标题:《Censorship resistance in Bitcoin and Ethereum》

原文作者:Allen Zhao, Mustafa Yilham, Henry Ang & Jermaine Wong,Bixin Ventures

原文编译:Evan Gu,Wayne Zhang,Bixin Ventures

八月初,美国财政部海外资产控制办公室 (OFAC) 决定将 Tornado Cash 添加到制裁名单中的消息将抗审查的问题放到了聚光灯下。为免除相关刑事责任,RPC 服务提供商 Alchemy 和 Infura 限制了对 Tornado Cash 智能合约数据的访问,Circle(USDC 发行商)也将制裁名单上的钱包地址列入黑名单。黑名单列出的地址也同样遭到了例如 Aave 等 Defi 协议的禁止,但用户仍然可以交互一些智能合约,不过需要许多额外步骤和一些技术方面的专业知识。

这让我们思考一个更加普遍的问题:区块链在协议层面会被审查吗?以太坊社区已经出现对协议级别审查的担忧,66% 的信标链验证者在合并后对于 OFAC 法规表示很敏感。如果超过 1/3 的验证者(按权益权重)被以任何形式进行审查,以太坊链将无法正常运行。

在本文中,我们将通过三个关键问题,比较 BTC(POW)和 ETH(POS)在抗审查方面的表现,最后再给出我们的思考。

在最近的 Bankless 播客中,Justin Drake 定义了两种不同类型的审查:弱审查和强审查

1、弱审查:当某些被审查的区块生产者没有将个人交易包含在区块中时,就会发生弱审查,从而导致用户体验下降。比如一个合规的区块生产者拒绝来自黑名单地址的交易,但是,该交易最终仍由非审查区块生产者接收。

2、强审查:当个人的交易永远不会被包含在链上时,就会发生强审查。鉴于个人已经失去了交易的能力,这种情况可以认为资产实际上已经损失了。这种情况可能发生在网络被多数人接管时,也称为 51% 攻击,一旦发生则可能威胁到被攻击区块链的继续存在。

在下面的讨论中,我们将分别把比特币和以太坊作为 POW 和 POS 系统的代表网络进行对比。我们将首先确定审查要素有哪些,然后再详细介绍比特币和以太坊是如何实现抗审查的。

比特币和以太坊都分别面临着矿池和验证节点中心化的问题。这可能产生一种攻击方式即矿池或验证者节点可能被迫遵守法规,并审查在其管辖范围内被视为非法的任何交易。

自合并以来,前两名质押服务商合计持有 43.03% 的份额,前三名持有 51.63% 的份额。这里的风险在于,如果 Lido 和 Coinbase 联合起来,可以使网络停止运行;如果 Kraken 也加入,那么三者将可以接管以太坊网络。

“木头姐”:我们对比特币和以太坊保持高度信念:2月3日消息,方舟基金创始人Cathie Wood参加由Public主办的活动,分享了她对比特币、以太坊、DeFi和NFT的看法。在活动中,当被问到她更看好比特币和以太坊这两种中的哪一种时,她回答实际上不可能比较两者,并表示“我们对两者都保持高度信念”。关于比特币,她称其为“公共区块链最深刻的应用,‘自主’数字货币的基础”。至于以太坊,她说它“在2021年成为主要的智能合约平台”。被问及DeFi和NFT时,她称,“虽然ARK坚信DeFi和NFT在各种用例(包括游戏环境)中的效用,但截至今天,我们在任何策略中都没有积极交易NFT。” (金十)[2022/2/3 9:29:25]

来源:Related Network

在研究以太坊是如何应对中心化威胁之前,我们先介绍为什么验证者最终会变得中心化。在以太坊的 POS 机制下,区块生产者可以选择将哪些交易包含在下一个区块中以及后续是如何排序的。这允许验证者参与 MEV 提取的过程,Amber 在他们最近关于 ETH 合并的文章中对此进行了很好的定义。

「最大可提取价值,也称 MEV,广义上是指矿工或验证者在给定可用的操作中,在一系列区块中获得剩余价值。这些操作可以包括对交易重新排序、审查区块,甚至尝试重组区块链。一些常见的 MEV 形式包括三明治攻击、套利和清算。」

来源:Flashbots

如图所示,一旦考虑 MEV,验证者奖励就会显著增多。由于 MEV 带来的经济激励,体量更大的参与者运行着更多验证节点,从而淘汰了个人及非专业验证节点。因此,普通持有者更倾向于通过质押服务加入验证节点池,以获得更高更稳定的收入,从而增加了验证节点的中心化。

尽管验证节点池不是最理想的解决方法,但它能让更多 ETH 持有者参与进来,所以权益池仍然是有利于以太坊的去中心化。

解决方法 1 :将区块的提议者和构建者分离

目前被广泛关注的一种解决方案是 Proposer Builder Separation (PBS)。PBS 将区块提议者和区块构建的角色分开,这样验证者无需成为复杂的运营商即可获得 MEV 的奖励,从而减弱中心化问题。

区块链在运行过程中有三个关键参与者,它们可以互相制衡来减轻并最终消除潜在的审查。

作为专门构建区块的 Builders 通过为交易排序来提取最大的 MEV 和交易费用。之后,他们将向 Proposers 支付提议费用,并将他们的区块放到在链上。因此,如果没有 Proposer 的帮助,那些有审查目的的构建者将无法在链上发布交易。

提议者(Proposers),也称为验证者,要么选择最热门的区块,要么他们根本不会包含一个区块。如果他们认为区块构建者正在审查交易,他们有能力提出一个抗审查列表(crList),只要区块未满,或者没有提议他们的区块,构建者就必须包括这些交易。由于 EIP-1559 已经实施,超过 80% 的区块都包含备用 gas,这意味着只要用户支付高于基本费用的优先费用,他们应该能够将他们的交易包含在区块中。总之,Proposers 可以通过选择能支付最大金额的区块来实现最大收益,但仍然具有利用 crList 来强行通过审查的能力。

Marathon计划在得克萨斯州的设施将容纳73,000个比特币矿机:5月24日,Marathon Digital宣布了与Compute North合作建立新的比特币采矿设施的计划。该公司承诺,新工厂将在德克萨斯州容纳73,000名ASIC矿机,并将实现约70%的碳中和。Marathon估计其总哈希率将增长到10.37 EH / s,实现成本为每千瓦时0.0453美元。这一消息使MARA的股票上涨了近5%。(theblock)[2021/5/25 22:40:45]

证明者将监控区块构建过程,并且仅在提议者的块中包含最高支付块时才证明它。这将防止恶意提议者审查交易。

尽管上述方法极大地改善了验证者的去中心化程度,但它仍然没有解决构建者的中心化问题。如何让构建者去中心化超出了本次讨论的范围,但您可以阅读此处了解更多信息。

解决方案 2 :加密内存池

另一个在研究的解决方案是采用加密内存池来应对中心化审查。用户将交易广播到内存池之前对其进行加密,只有在交易被包含在链上的区块中后才会解密。这将防止任何潜在的审查方在区块构建过程中获得交易的内容。此外,它有助于防止 MEV 滥用,例如抢跑(front-running)。加密内存池的另一个好处是,它实际上可以在未来解决构建者的中心化问题。在这种情况下,提议者可以通过从加密内存池中挑选最高费用的交易来构建自己的区块,而无需从复杂的构建者那里挑选区块。

比特币一直被誉为「数字黄金」,这个特质不仅体在它作为一种数字化的价值存储手段,也体现在抗审查性方面。虽然比特币网络的可编程性不如以太坊,较弱的可编程性可以最大限度地降低 MEV,但它仍然面临矿工在地理上越来越集中的问题。此外,操作矿机需要专业技术,硬件和能源也具有资本密集属性,比特币挖矿行业已朝着资源共享的方向发展,矿工按照单位算力来向矿场支付服务费,从而降低入如果自己去投资所带来的现金流压力。

来源:Cambridge Bitcoin Electricity Consumption Index

正如上图所示,在 2021 年中国禁止加密采矿之前,中国的算力占全球的 45% 以上。但算力目前已经转向美国,截至今年 1 月,美国的算力已占全球算力的 38%。矿业公司可能会受当地法规所迫而拒绝某些交易,这就构成了审查威胁。

解决方法一:切换矿池

一旦矿池运营商受制于审查法规从而与矿工利益相背时,矿工很容易转向其他的矿池(例如,搬到远离被审查矿池的地方)。由于采用的是按需采购算力的模式,因此矿工只需更换挖矿软件中的矿池地址即可切换到新的矿池。在矿工被中国政府禁止的 2021 年期间,矿工能够快速迁移到国外并将地址切换到离岸矿池,算力目前已经恢复且比禁令宣布之前还要高。

虽然以太坊可以根据他们的意志来让验证者撤销质押或重新质押,但由于冷却期和排队系统的缘故,仍然存在时间上的滞后。

比特币期现价差下跌4.86%至32.71%:金色财经报道,据同伴客数据显示,04月15日比特币年化期现价差为32.71%,较前一日下降4.86%,市场情绪指数为“极度牛市”。

指数参考:>20 % 极度牛市;10%~20% 牛市;5%~10% 乐观;2%~5% 谨慎乐观;0~2% 谨慎;-5%~0 谨慎悲观;-10%~-5% 悲观;-20%~-10%熊市;

潜在的解决方案 1 :超额抵押稳定币

Vitalik 青睐的另一个选择是 Reflexer 的 RAI。在该协议中,用户可以存入 ETH 并铸造 RAI,最高可达所存 ETH 价值的。这里的主要区别在于,RAI 不像美元那样坚持固定挂钩,这意味着 RAI 的挂钩会根据市场的波动性而变化。它们还允许负利率,这有助于提供一种平衡,在这种平衡中,过度增长可以被遏制,从而让稳定币的波动性降低。阅读此处以获取有关 RAI 工作原理的更详细说明。

然而,超额抵押稳定币的一个基本问题是它们会持续性地从市场中提取流动性(如果我们预计金融活动会发生在加密货币上,这并不是理想的状态)。我们还要考虑哪种抵押品可以被作为基础货币进行抵押。

比特币的可行性:比特币几乎是目前最好的质押品。但即使目前市场上有现成的解决方案,由于超额抵押会从市场中提取流动性,但如果我们期望金融活动发生在链上,这并不是理想的解决方案。

以太坊的可行性:使用 ETH 作为抵押品的稳定币可能不是发展的方向。如果 ETH 面临审查,这些稳定币将面临赎回问题,因为用户可能希望退出他们的 ETH 头寸。虽然使用比特币作为抵押品可以减轻这种相关风险,但它仍然面临着流动性提取的问题。

潜在解决方案 2:算法稳定币

从理论上讲,算法稳定币可以在不提取流动性的情况下发挥与我们现有的部分银行系统相同的作用。但似乎没有合适的候选项目能完善算法稳定币的系统设计,使其面临更小的风险。

比特币的可行性:不适用,市场上没有可行的候选项目。

以太坊的可行性:不适用,市场上没有可行的候选项目。

潜在解决方案 3:比特币或以太坊作为去中心化的稳定币

思考:如果比特币成为不受审查的去中心化「稳定币」会怎样?这似乎解决了比特币和以太坊面临的问题。

比特币的可行性:似乎比特币持有者都可以加入,因为 1 BTC = 1 BTC。这可能会解决由于缺乏交易活动而导致安全预算下降的情况(回顾一下:区块奖励趋向于零 = 所有矿工收入取决于交易费用 = 需要足够的交易活动来保持偿付能力并保持高哈希率)。如果 BTC 在以太坊(和任何其他可编程区块链)上广泛使用,交易活动将来自于它作为 DeFi 和许多其他应用程序的基础层货币,然后可以为矿工维持经济激励,进一步加强对任何攻击者的审查阻力。

以太坊的可行性:想象一下如果 USDC 或 USDT 受到审查时导致链分叉,同时链上没有与法定货币挂钩的稳定币的话,有多少用户会选择那个「有泡沫且交易量少」的稳定币?如果将以太坊用作去中心化的稳定币,它将消除对与法定挂钩的稳定币的依赖,使链分叉在面临强大的审查攻击时成为更现实的选择。用户将不必担心经济价值的破坏,因为以太坊作为基础层货币具有强大的抗审查特性。

RPC (远程过程调用) 网络对区块链至关重要。它提供对服务器节点的访问,并允许用户在与某个独立程序交互的同时与区块链进行通信和交互。鉴于运行这些 RPC 节点需要特定硬件,大多数开发人员转向集中式 RPC 网络,如 Infura 和 Alchemy 来满足他们的 dApp API 需求。缺点是这些集中式 RPC 网络可以在需要遵守任何管辖法律的情况下限制对区块链数据的访问,并且还可以作为容易受到黑客攻击的中心故障点。最终结果是用户可能会面临服务中断,从大大降低用户体验。

解决方案 1:轻客户端

以太坊一直在希望更多用户运行他们自己的轻客户端。轻客户端不会存储链的完整状态历史,而是依靠同步委员会同步到链上。他们还可以通过询问其他完整节点而不是通过集中式的 Infura 或 Alchemy 对网络状态进行任意查询。

比特币也一直鼓励用户运行自己的轻客户端。比特币上的轻客户端可以与网络交互但不存储区块链,并且可以向其他节点查询有兴趣的块和交易数据。

解决方案 2:去中心化 RPC 网络

去中心化 RPC 网络提供商为分布式 RPC 节点提供经济激励,以提供应用程序和用户访问区块链数据的权限。通过使用一组去中心化的 RPC 节点,因为没有单点故障的影响,基础协议层可以增强其安全性和抗审查性。现有的解决方案包括 Pocket Network、Ankr 以及 Solana 的 GenesysGo。以太坊和比特币都将受益于去中心化的 RPC 层,考虑到使用 RPC 网络的应用程序数量较大,这将提升以太坊的抗审查能力。

Tornado Cash 的创始人 Alexey Pertsev 被捕事件引发了开发人员或项目团队是否可以对其开源代码负责话题的探讨。那么他们应该匿名吗?易于识别的身份会将个人置于管辖范围内,这可能意味着他们容易受到监管控制。虽然没有明确的要求创始人或开发人员需要对其代码负责,但确保团队在地理上分布以应对来自某个特定司法管辖区的任何潜在审查可能是明智之举。

结论 3:外部依赖性对基础层协议的抗审查性方面有显著影响。

我们认为最先要解决的问题是基础层货币的选择,比特币和以太坊的经济价值都与易受美国法规影响的 USDC 和 USDT 挂钩。对于其他可能的审查风险来源包括 RPC 层和协议开发人员,我们相信现有的解决方案可以缓解并最终消除这些问题。

尽管我们对比特币和以太坊进行了广泛的比较,他们在抗审查性方面也有着各自的特性和解决方案,例如比特币的特性使其适用于基础层货币,但我们仍然需要像以太坊这样的区块链的可编程性才能拥有链上应用程序。归根结底,去中心化、抗审查和主权独立的特性是比特币、以太坊和许多其他区块链都在努力实现的目标。

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