作者：Jason Chaskin 來源：paragraph 翻譯：善歐巴，喜來順財(cái)經(jīng)
如果你沒有緊跟以太坊研究進(jìn)展，可信執(zhí)行環(huán)境（TEE）可能會(huì)讓你感到陌生。但在基礎(chǔ)設(shè)施層面，TEE 的開發(fā)已經(jīng)進(jìn)行了兩年多。Flashbots 最早在 2022 年 12 月 的文章《The Future of MEV is SUAVE》中提出了 TEE 的概念，目的是民主化 MEV 訪問權(quán)限并增強(qiáng)抗審查能力。經(jīng)過多年研究，他們推出了 BuilderNet，將這一愿景付諸實(shí)踐。
在研究 MEV 的 TEE 時(shí)，F(xiàn)lashbots 看到了它們?cè)谝蕴坏母鼜V闊潛力，從而產(chǎn)生了Rollup-Boost，這是一款由 TEE 驅(qū)動(dòng)的 sidecar，使 rollup 能夠在其 VM 上進(jìn)行創(chuàng)新，同時(shí)保持與現(xiàn)有框架的兼容性。其他 L2 團(tuán)隊(duì)也在集成 TEE。Taiko 在其橋中使用它們作為主要證明，而 Scroll 正在向其多證明系統(tǒng)添加基于 TEE 的證明。在橋接證明系統(tǒng)中使用 TEE 的想法也不是憑空而來的。 Flashbots 發(fā)布文章的同一個(gè)月，Justin Drake 在ethresear.ch 的一篇文章中探討了 TEE 作為 rollups 的“2FA”機(jī)制。本文將介紹 TEE 是什么、它們?nèi)绾喂ぷ饕约八鼈冊(cè)谝蕴换A(chǔ)設(shè)施中日益重要的作用。
TEE 通過隔離代碼和數(shù)據(jù)，同時(shí)允許對(duì)完整性進(jìn)行外部驗(yàn)證，從而提供安全的基于硬件的計(jì)算。它們是從早期的信任模型演變而來的，這些模型依賴操作系統(tǒng)和虛擬機(jī)進(jìn)行隔離。TEE 有不同的形式：iPhone 的安全區(qū)域處理加密任務(wù)，英特爾 SGX 為處理敏感數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序啟用安全區(qū)域，英特爾 TDX 擴(kuò)展了此模型以保護(hù)整個(gè)虛擬機(jī)。雖然它們提供比信任集中式運(yùn)營(yíng)商更強(qiáng)大的安全保障，尤其是在云環(huán)境中，但它們是閉源的，需要信任制造商。這通常會(huì)創(chuàng)建 1 對(duì) 1 的信任模型，其中硬件入侵可能會(huì)破壞安全性，盡管所需的信任程度取決于實(shí)施情況。TEE 還容易受到旁道攻擊、物理篡改和供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)的影響，因此必須仔細(xì)評(píng)估每個(gè)用例。
TEE 并非完美解決方案，但在正確的情況下，其好處大于風(fēng)險(xiǎn)，尤其是當(dāng)現(xiàn)有系統(tǒng)默認(rèn)出現(xiàn)故障時(shí)。推動(dòng)安全硬件發(fā)展的步伐不僅限于加密，OpenAI 提倡改進(jìn) TEE，Apple 正在開發(fā)基于硬件的私有云。正如以太坊致力于減少信任假設(shè)一樣，F(xiàn)lashbots 也在為 TEE 做同樣的事情。他們發(fā)表了關(guān)于為什么這種方法值得探索以及如何構(gòu)建無信任供應(yīng)鏈的研究。如果您是硬件安全專家，請(qǐng)聯(lián)系 Flashbots 做出貢獻(xiàn)。
MEV 的存在是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的結(jié)果，在這種設(shè)計(jì)中，那些提供添加新區(qū)塊服務(wù)的人（最初是礦工）能夠影響交易順序以牟利。如果不加以控制，這將導(dǎo)致中心化，占主導(dǎo)地位的驗(yàn)證者將獲得過大的影響力。為了防止這種情況發(fā)生，F(xiàn)lashbots 著手實(shí)現(xiàn) MEV 提取的民主化。MEV 的一個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素是，在低延遲環(huán)境中運(yùn)行的驗(yàn)證者可以觀察待處理的交易并對(duì)其進(jìn)行重新排序和/或添加新交易以牟利。限制 MEV 提取的一種方法是將交易詳細(xì)信息設(shè)為私密。這需要一個(gè)隱私工具，但 zk-SNARK 和其他加密技術(shù)雖然前景光明，但速度太慢，對(duì)于實(shí)時(shí)區(qū)塊構(gòu)建不夠靈活，或者尚未準(zhǔn)備好投入生產(chǎn)。由于軟件解決方案不足，F(xiàn)lashbots 轉(zhuǎn)向了 TEE。
Flashbots 于 2023 年 3 月首次使用英特爾的 SGX 構(gòu)建區(qū)塊，后來擴(kuò)展到在英特爾的 TDX 中構(gòu)建和搜索。TEE 通過允許訂單流選擇性地保密來帶來隱私優(yōu)勢(shì)。例如，一筆交易可以顯示用戶想要將 USDC 換成 ETH，而無需透露其身份或交易規(guī)模。這可以防止夾層交易，同時(shí)仍允許回購(gòu)套利。TEE 可以在私人交易上實(shí)現(xiàn)可驗(yàn)證的區(qū)塊構(gòu)建，確保高效構(gòu)建區(qū)塊，而不會(huì)損害用戶隱私。
PBS 防止了驗(yàn)證者中心化，但如今，只有兩個(gè)構(gòu)建者生成了 92% 的以太坊區(qū)塊，從而降低了審查阻力和活躍度。為了解決這個(gè)問題，F(xiàn)lashbots 于 2024 年 11 月推出了BuilderNet，Beaverbuild、Flashbots 和 Nethermind 是首批參與者。BuilderNet 允許多個(gè)運(yùn)營(yíng)商共享訂單流并共同構(gòu)建區(qū)塊，使 MEV 擺脫獨(dú)家交易，并使區(qū)塊構(gòu)建更加開放和去中心化。
Beaverbuild 的參與尤其引人注目，因?yàn)樗麄兡壳笆亲畲蟮慕ㄖ蹋嗄陙硪恢痹趯ふ要?dú)家訂單流交易。他們決定加入 BuilderNet，標(biāo)志著從私人 MEV 協(xié)議轉(zhuǎn)向更透明、更具競(jìng)爭(zhēng)力的市場(chǎng)。雖然占主導(dǎo)地位的建筑商放棄其優(yōu)勢(shì)似乎令人驚訝，但獨(dú)家訂單流的經(jīng)濟(jì)效益并不像看上去那么有利可圖。供應(yīng)商通常會(huì)協(xié)商高額退款百分比，保留 MEV 價(jià)值的 90-95%，而建筑商的利潤(rùn)卻很薄弱。此外，Beaverbuild 的團(tuán)隊(duì)最初是作為搜索者開始的，運(yùn)營(yíng)建筑商主要是為了最大化自己的訂單流。有了 BuilderNet 的透明退款系統(tǒng)，他們不再需要垂直整合來獲取價(jià)值，從而讓他們重新發(fā)揮搜索者的優(yōu)勢(shì)。除了經(jīng)濟(jì)激勵(lì)之外，他們還認(rèn)為這是以太坊長(zhǎng)期健康的正確舉措，他們更愿意為正和生態(tài)系統(tǒng)做出貢獻(xiàn)，而不是爭(zhēng)奪獨(dú)家訂單流交易。
然而，截至目前，Beaverbuild 仍在與 BuilderNet 并行運(yùn)行其集中式設(shè)置，目前其所有訂單流都流向前者。這并不是背離計(jì)劃，而是一個(gè)分階段的過渡。
我向 Flashbots 的Shea Ketsdever詢問了這個(gè)問題，她說他們正在與 Beaverbuild 密切合作，對(duì)性能進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試并運(yùn)行測(cè)試，以確保順利過渡，預(yù)計(jì)訂單流將在 2025 年第一季度轉(zhuǎn)移到 BuilderNet。這是值得關(guān)注的事情。
TEE 通過確保 MEV 透明地重新分配并允許不受信任的建造者進(jìn)行協(xié)作而不會(huì)讓任何一方獲得優(yōu)勢(shì)來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。每個(gè)操作員都在 TEE 內(nèi)運(yùn)行一個(gè)開源建造者，加密并公平處理所有訂單流。與當(dāng)今分散的系統(tǒng)不同，BuilderNet 確保沒有建造者擁有特權(quán)訪問權(quán)限，從而使其無需信任且可驗(yàn)證。
這將 MEV 捕獲從私人協(xié)議轉(zhuǎn)移到開放系統(tǒng)，錢包、應(yīng)用程序和搜索者都可以獲得公平的退款。即使是通常將訂單流保密的搜索者也會(huì)被激勵(lì)使用 BuilderNet 進(jìn)行透明的支付。目前，單個(gè)運(yùn)營(yíng)商提交最終區(qū)塊，類似于 MEV-Boost 中繼，但未來的升級(jí)將允許多個(gè)運(yùn)營(yíng)商合作構(gòu)建區(qū)塊，使 MEV 提取更加分散和公平。
有關(guān) BuilderNet 的更多信息，羅伯特曾在Uncommon Core和Infinite Jungle播客中討論過它。
Flashbots 還在Rollup-Boost中使用 TEE ，這是一個(gè)用于 L2 排序器的 sidecar 系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)更快的確認(rèn)、可驗(yàn)證排序和更高的可編程性。TEE 可防止排序器操縱交易，同時(shí)允許私有內(nèi)存池和無需信任的執(zhí)行。由于 Rollup-Boost 是一個(gè) sidecar，因此 rollup 可以保留其現(xiàn)有框架（如 OP Stack 或 ZK Stack），同時(shí)添加新功能。這解決了以 rollup 為中心的路線圖中的一個(gè)關(guān)鍵問題，即大多數(shù) L2 只是分叉了 Geth 并遵循了 L1 升級(jí)，而不是推動(dòng)真正的創(chuàng)新。Rollup-Boost 支持實(shí)驗(yàn)，而無需 rollup 維護(hù)單獨(dú)的客戶端。
Uniswap 即將推出的 L2 Unichain 將率先使用 Rollup-Boost，并搭載 Flashblocks 和可驗(yàn)證優(yōu)先級(jí)排序。Flashblocks 可實(shí)現(xiàn) 250ms 確認(rèn)時(shí)間、原生恢復(fù)保護(hù)和更高的 gas 吞吐量，而可驗(yàn)證優(yōu)先級(jí)排序允許應(yīng)用程序內(nèi)部化其 MEV。Sidecar 使用擴(kuò)展程序處理交易，然后將最終確定的區(qū)塊返回給排序器，以便在以太坊 L1 上發(fā)布。未來的擴(kuò)展程序包括加密內(nèi)存池、TEE 有效性證明和 TEE 協(xié)同處理。
有關(guān) Rollup-Boost 的更多信息，Robert 也在Uncommon Core和Infinite Jungle的另一集中對(duì)其進(jìn)行了討論。
TEE 正在集成到 L2 橋接證明系統(tǒng)中，以補(bǔ)充 ZK 證明，后者雖然提供了強(qiáng)大的安全性，但很復(fù)雜且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。如果出現(xiàn)問題，依賴單個(gè)證明者會(huì)增加災(zāi)難性故障的風(fēng)險(xiǎn)。為了緩解這種情況，團(tuán)隊(duì)正在探索添加基于 TEE 的證明作為額外的驗(yàn)證層，以降低無效狀態(tài)被最終確定的可能性。
TEE 和 ZK 證明獨(dú)立運(yùn)行，確保冗余。如果一個(gè)系統(tǒng)遇到錯(cuò)誤或安全漏洞，另一個(gè)系統(tǒng)可以提供后備方案，防止無效狀態(tài)轉(zhuǎn)換最終完成。在這種情況下，安全委員會(huì)可以在問題升級(jí)之前進(jìn)行干預(yù)。
Scroll 與 Automata 合作開發(fā)了一款基于 SGX 的開源 TEE 證明器，該證明器已用于驗(yàn)證測(cè)試網(wǎng)區(qū)塊。Scroll 的下一步計(jì)劃包括集成雙重證明系統(tǒng)、實(shí)施爭(zhēng)議解決機(jī)制以及組建 TEE 證明器委員會(huì)。作為此過程的一部分，Scroll 正在探索進(jìn)一步去中心化 TEE 證明的方法，類似于以太坊的分布式驗(yàn)證器技術(shù)，確保沒有任何一家硬件制造商成為信任的中心點(diǎn)。
Taiko 使用分層證明系統(tǒng)。最初，TEE 通過運(yùn)行輕量級(jí)執(zhí)行客戶端來提供快速驗(yàn)證，該客戶端驗(yàn)證狀態(tài)轉(zhuǎn)換并使用 ECDSA 簽署結(jié)果以進(jìn)行鏈上驗(yàn)證。在冷卻期內(nèi)，ZK 證明可以挑戰(zhàn) TEE 證明。為了確保正確性，證明者必須質(zhì)押保證金，如果他們的證明無效，保證金將被沒收。雖然在早期階段存在集中式安全后備方案，但 Taiko 計(jì)劃逐步淘汰它并完全過渡到基于 ZK 的驗(yàn)證。
在 zkEVM 仍在不斷完善的同時(shí)，TEE 證明通過提供額外的安全層來實(shí)現(xiàn)此多重證明系統(tǒng)。它們提供了一種快速、經(jīng)濟(jì)高效的方式來驗(yàn)證狀態(tài)轉(zhuǎn)換，而無需完全依賴 ZK 證明，從而確保即使 ZK 證明器失敗，系統(tǒng)也能保持安全性和活躍性。
TEE 正在迅速成為以太坊基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，解決 MEV、rollup 和 bridge 中的安全、隱私和去中心化挑戰(zhàn)。隨著這些系統(tǒng)的成熟，它們可以重新定義以太坊的信任模型，同時(shí)彌合差距，直到加密解決方案完全擴(kuò)展。
喜來順財(cái)經(jīng)
