EIP-7732（ePBS）如何優化區塊驗證流程？

EIP-7732 的背景及動機

由於 MEV 的問題很難從根源解決，所以採取公平競爭的措施是避免造成安全隱患的必經之路。在以太坊合併之後，為了保持公平，減輕大型質押池對MEV 提取的規模效應，Flashbots 推出MEV-Boost，透過採用PBS（Proposer-Builder Separation）機制來減少驗證者直接參與MEV活動的機會，將MEV利害關係人多樣化。目前 MEV-Boost 區塊佔比已經超過 90%。

隨著MEV-Boost 的廣泛採用，以太坊社群開始擔憂依賴這種第三方服務可能帶來的安全風險，因此，便產生了在以太坊協議內實施PBS 的想法，稱為ePBS（Enshrined Proposer -Builder Separation）。最近，ePBS 被賦予了正式的 EIP 編號：EIP-7732。 EIP-7732 是共識層的更改，無需更改執行層。核心是將執行驗證從共識驗證中邏輯上和時間上分離出來，將執行驗證延後至共識驗證完成後進行。

EIP-7732 的提出，除了解決驗證者依賴第三方（如 MEV-Boost）建構執行有效負載的問題，還旨在優化驗證過程中的效率。目前驗證者必須在極短的時間（4 秒內）完成所有共識和執行狀態轉換功能，這對計算資源和網路頻寬的要求極高。在這個視窗期內，驗證者需要驗證和確認大量的交易信息，並更新區塊鏈的狀態，這不僅增加了單一節點的計算負擔，也加大了出錯的可能性。透過將執行驗證和共識驗證分離，確保在關鍵的 4 秒視窗內，節點只需要完成相對較少的任務，從而減輕了運算負擔，並加快網路傳播速度。

EIP-7732 的核心內容

EIP-7732 創建了新的角色“構建者”，這是驗證者的一種新的可選職責，任何擁有足夠資金在信標鏈上進行質押和有能力執行區塊建立任務的驗證者都可以成為建構者。建構者負責建置和提交執行有效負載的承諾。驗證者現在可以將執行有效負載的建置任務外包給建構者，自己則更專注於共識層面的任務。

執行有效負載（Execution Payload）是區塊中最核​​心的部分，包含了所有的交易和狀態變更資訊。建構執行有效負載的過程包括從記憶體池中選擇交易、排序交易、依序執行交易、所有資訊打包形成執行有效負載。

為了實現這一分離，EIP-7732 移除了 ExecutionPayload 字段，該字段包含了與交易執行相關的所有數據，例如交易列表和狀態轉換結果等。透過移除這個字段，執行內容的建立和驗證被從信標區塊的建立和驗證中分離出來。作為替代，EIP-7732 引入了新的資料結構 SignedExecutionPayloadHeader，它包括了建構者對未來將揭示的執行有效負載的承諾。

整體流程

建構者的任務：建構者負責創建執行有效負載，並產生即將公開執行有效負載的一個承諾。該承諾被封裝在 SignedExecutionPayloadHeader的資料結構中，其中包括執行有效負載的雜湊和對此雜湊的數位簽名，以確保資料的不可篡改性和來源的驗證性。這個承諾表示建構者將在未來某一確定時間內公開完整的執行有效負載，並規定了支付給信標塊提議者的金額，以激勵信標塊提議者包含此承諾。

信標塊提議者的任務：信標塊提議者（驗證者）與構建者合作，在創建新的信標塊時不需要直接處理交易的執行細節，而是包括由構建者提供的承諾，然後將整個信標區塊廣播到以太坊網絡，以達成共識。只包含承諾可以減輕網路的負擔，加速信標區塊的傳播和共識驗證過程。在處理了建構者的承諾後，承諾裡的小費將從建造者的信標鏈餘額中扣除，並記入信標塊提議者。在信標區塊提議者成功地廣播了含承諾的信標區塊後，建構者需要在規定的時間窗口內公開完整的執行有效負載。

PTC 驗證：為了監控建構者是否及時公開執行有效負載，信標鍊網路隨機選出的一組驗證者組成有效負載及時性委員會（PTC）。 PTC 負責檢查建構者是否在規定的時間窗口內公開了與承諾相符執行有效負載。如果建構者未能及時且正確地公開，PTC 將廣播一個負面的結果，建構者將面臨削減質押的懲罰。如果 PTC 驗證通過，則執行有效負載的完整驗證被推遲到下一個信標區塊期間單獨處理，也就是延遲驗證。

除此之外，提案還引入了針對 PTC 的監管規則和新的懲罰機制，以確保整個驗證過程的嚴格性和公正性。同時，由於執行有效負載和信標區塊的分離，分叉選擇邏輯也進行了調整，以適應新的驗證流程，這些變化預計將顯著提高網路的安全性和效率。透過一系列的設計，EIP-7732 改善了以太坊的處理效率，降低了網路延遲。

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