DeFi 超越 CeFi，可預測性是關鍵

撰文：Pranav Garimidi、Joachim Neu、Max Resnick

編譯：Luffy，Foresight News

區塊鏈現在已經可以理直氣壯地宣稱，自身具備了與現有金融基礎設施競爭的能力。目前的生產系統每秒可處理數萬筆交易，未來性能還將迎來數量級提升。

但除了單純的吞吐量之外，金融應用還需要可預測性。當一筆交易被髮起時，無論是交易、拍賣出價，還是期權行權，對交易上鍊時機擁有可靠保障，是金融系統正常運轉的必要條件。如果交易面臨不可預測的延遲，大量應用將無法使用。要讓鏈上金融應用具備競爭力，區塊鏈必須提供短期上鍊保障：只要一筆有效交易被提交至網絡，就保證能儘快被打包進區塊。

舉個例子，鏈上訂單簿就是如此。高效的訂單簿需要做市商持續提供流動性，在盤口掛出買賣訂單。做市商面臨的核心問題是：在儘可能縮小買賣價差的同時，避免因報價與市場脫節而遭受逆向選擇。為此，做市商必須不斷更新訂單，以反映最新市場狀態。比如美聯儲公告導致資產價格大幅波動時，做市商需要立即響應，將訂單更新至新價格。如果做市商用於更新訂單的交易無法即時上鍊，套利者就會按照過時價格成交，使做市商蒙受損失。屆時，做市商只能擴大價差以降低風險，進而導致鏈上交易平臺競爭力下降。

可預測的交易上鍊機制，能為做市商提供可靠保障，使其可以快速響應鏈下事件，維持鏈上市場的高效運行。

現狀與目標之間的差距

當前主流區塊鏈僅能提供最終上鍊保障，且生效週期往往以秒為單位。這類保障對於支付等應用已足夠，但無法支撐絕大多數需要市場參與者實時響應信息的金融應用。

回到訂單簿的例子：對做市商而言，「幾秒內上鍊」的保障毫無意義，只要套利者的交易能被打包進更早的區塊即可。缺乏強上鍊保障，做市商就只能通過擴大價差、向用戶提供更差報價來對沖風險。這會讓鏈上交易相比擁有更強保障的其他平臺失去吸引力。

區塊鏈若要真正實現成為資本市場現代化基礎設施的願景，開發者必須解決這些問題，讓訂單簿等高價值應用能夠蓬勃發展。

實現可預測性難在哪裡？

在現有區塊鏈上強化交易上鍊保障，以支撐這類場景，極具挑戰性。部分協議依賴單一節點（出塊節點）在特定時段決定交易打包順序。這雖然簡化了高性能公鏈的工程設計，卻也製造了潛在的經濟壟斷點，出塊節點可以藉此攫取價值。

通常，在節點當選出塊節點的窗口期內，它對區塊包含哪些交易擁有完全控制權。

對於承載大量金融活動的區塊鏈而言，出塊節點處於特權地位。如果該節點拒絕打包某筆交易，用戶只能等待下一個願意打包的出塊節點。在無需許可的網絡中，出塊節點天然具有提取價值的動機，也就是我們常說的 MEV。

MEV 遠不止三明治攻擊這麼簡單。哪怕出塊節點僅將交易延遲數十毫秒，也能賺取鉅額利潤，並降低底層應用的運行效率。一個只優先打包部分交易者訂單的訂單簿，會讓其他所有人處於不公平環境。最壞情況下，出塊節點的惡意行為會導致交易者徹底離開平臺。

假設加息消息公佈，ETH 價格瞬間下跌 5%。訂單簿上所有做市商都急於撤銷現有掛單，並以新價格重新掛單。與此同時，所有套利者都會提交訂單，以過時價格賣出 ETH。

如果該訂單簿運行在單一出塊節點協議上，這個節點將擁有巨大權力。它可以選擇審查所有做市商的撤銷交易，讓套利者獲取暴利；或者不直接審查，而是延遲撤銷交易，讓套利交易先行成交；甚至可以直接插入自己的套利交易，從價格偏差中獲利。

兩大核心訴求：抗審查與信息隱藏

在這種優勢面前，做市商的主動參與將變得不經濟，只要價格出現波動，他們就可能被利用。問題本質上源於出塊節點的兩大特權：

• 可以審查他人交易；
• 可以看到他人交易，並據此提交自己的交易。

這兩個問題中的任何一個，都可能帶來災難性後果。

一個例子

我們用一場拍賣來精準說明這個問題。假設有兩位競拍者 Alice 和 Bob，而 Bob 恰好是拍賣所在區塊的出塊節點。（僅以兩位競拍者為例，邏輯可推廣至任意人數。）

拍賣在區塊生產週期內接受出價，比如從時間 0 到時間 1。Alice 在時刻 tA 提交出價 bA，Bob 在更晚的時刻 tB 提交出價 bB。由於 Bob 是出塊節點，他總能確保自己最後行動。

兩人都可以從一個持續更新的價格源（例如中心化交易所的中間價）獲取資產價格，記時刻 t 的價格為 pₜ。我們假設，在任意時刻 t，雙方對拍賣結束時（t=1）的資產預期價格均等於當前價格 pₜ。拍賣規則很簡單：價高者得，並支付自己的報價。

抗審查的必要性

如果 Bob 可以利用出塊節點身份審查 Alice 的出價，拍賣機制就會徹底失效。Bob 只需報出任意低價，就能確保獲勝，拍賣最終收益近乎為零。

信息隱藏的必要性

更復雜的情況是：Bob 無法直接審查 Alice 的出價，但可以在自己出價前看到 Alice 的報價。此時 Bob 有一個簡單策略：

• 若當前價格 pₜ_B > bA，就報出略高於 bA 的價格；
• 否則直接放棄出價。

通過這一策略，Bob 會讓 Alice 面臨逆向選擇：Alice 只有在報價高於資產預期價值時才能獲勝，而獲勝即意味著虧損，最終會選擇退出拍賣。當所有競爭者離場後，Bob 又可以報出極低價格贏得拍賣，收益同樣近乎為零。

核心結論是：拍賣時長無關緊要。只要 Bob 能夠審查 Alice 的出價，或在自己出價前看到 Alice 的報價，拍賣就註定失敗。

這一邏輯同樣適用於高頻交易場景，包括現貨、永續合約和衍生品交易所：如果出塊節點擁有案例中 Bob 的權力，市場就會徹底失靈。支撐這類場景的鏈上產品要想具備可行性，就絕不能賦予出塊節點此類特權。

這些問題在現實中為何沒有爆發？

上述分析描繪出單一出塊節點無需許可協議上鍊交易的慘淡前景，但許多此類協議上去中心化交易所（DEX）的交易量依然可觀，原因何在？

現實中有兩股力量抵消了上述問題：

• 出塊節點通常大量持有原生代幣，與公鏈成敗深度綁定，因此不會完全濫用經濟權力；
• 應用層已開發出變通方案，降低自身對這類問題的脆弱性。

儘管這兩個因素讓 DeFi 至今運轉正常，但長期來看，不足以讓鏈上市場真正與鏈下對手競爭。

在經濟活動活躍的公鏈上，成為出塊節點需要大量質押。因此，節點要麼自身持有大量代幣，要麼擁有足夠聲譽獲得其他持有者委託。無論哪種情況，大型節點運營商都是聲譽卓著的知名實體。此外，質押資產也讓他們有動力維護公鏈發展。正因如此，我們目前尚未看到節點完全濫用權力，但這並不代表問題不存在。

首先，依賴節點運營商的善意、社會壓力與長期激勵，並非未來金融的可靠基石。隨著鏈上金融規模擴大，節點的潛在利潤也會同步增長。這種誘惑越大，約束節點違背短期利益的社會層壓力就越脆弱。

其次，節點濫用權力的程度是一個連續譜，從溫和行為到徹底摧毀市場。節點運營商可能單方面逐步擴大權力以獲取更高利潤，一旦有人突破底線，其他人會迅速效仿。單個節點的行為看似影響有限，但集體轉向會造成顯而易見的後果。

最典型的例子就是時序博弈：出塊節點儘可能延遲公佈區塊，在協議允許範圍內最大化收益。這會導致區塊時間延長，甚至出現區塊遺漏。儘管這類策略的盈利性眾所周知，但節點最初出於維護公鏈的責任選擇剋制。然而這種社會平衡十分脆弱，一旦有節點無代價地開始套利，其他節點會迅速跟進。

時序博弈只是節點在不完全濫用權力的前提下提升收益的例子之一。節點還有許多方式以犧牲應用為代價提高回報。單獨看這些行為或許尚可容忍，但最終會越過臨界點，讓鏈上運行的成本超過收益。

DeFi 尚能運轉的另一個原因是：應用將核心邏輯移至鏈下，僅將結果上鍊。例如，需要快速執行拍賣的協議普遍在鏈下完成流程，往往通過許可節點組運行機制以規避惡意節點問題。UniswapX 在以太坊主網的荷蘭式拍賣、Cowswap 的批量拍賣均採用鏈下執行。

這種方案雖然能讓應用運行，卻讓底層公鏈及其價值主張陷入尷尬境地：應用執行邏輯鏈下化，使底層公鏈淪為單純的結算層。DeFi 最核心的優勢之一是可組合性，而全部執行都在鏈下的世界裡，應用會被天然隔離在孤島中。依賴鏈下執行也為應用的信任模型增加了新假設：除了底層公鏈可用性之外，鏈下基礎設施也必須正常運行。

如何實現可預測性？

要解決這些問題，協議需要滿足兩大特性：穩定的交易上鍊與排序規則、交易確認前的隱私保護。

首要條件：抗審查性

我們將第一個特性概括為短期抗審查性：如果一筆交易到達誠實節點，就保證能被打包進下一個可用區塊。

短期抗審查性：任何按時到達任意誠實節點的有效交易，必定被打包進下一個區塊。

更精確地說，假設協議以固定時鐘運行，例如每 100 毫秒出一個塊。如果一筆交易在 250 毫秒到達誠實節點，就應被打包進 300 毫秒的區塊。攻擊者無權選擇性打包或忽略交易。這一定義的核心精神是：用戶與應用應擁有高度可靠的交易上鍊途徑，不會因單個節點惡意丟包或運行故障導致交易失敗。

儘管這一定義要求到達任意誠實節點的交易都能被打包，但實際實現開銷可能過高。關鍵在於協議要足夠穩健，使交易上鍊入口表現出極強的可預測性，且邏輯簡單易懂。

無需許可的單一出塊節點協議顯然不滿足這一特性：如果當期出塊節點作惡，交易就沒有其他上鍊途徑。反之，即便只有一組四個節點能保證每時段打包交易，也會大幅提升用戶與應用的上鍊選擇。為了讓應用能夠穩健繁榮，犧牲部分性能是值得的。在穩健性與性能之間尋找最優平衡仍需更多研究，但現有協議的保障力度顯然不足。

一旦協議能夠保障上鍊，排序問題便迎刃而解。協議可以採用任意確定性排序規則，最簡單的方式是按優先費排序，或允許應用對與自身狀態交互的交易靈活排序。交易排序的最優方式仍是活躍研究領域，但無論如何，只有交易能夠順利上鍊，排序規則才有意義。

第二個條件：信息隱藏

在短期抗審查性之後，協議需要滿足的另一重要特性是我們稱之為隱藏性的隱私保障。

隱藏性：除交易提交節點外，任何參與方在交易被協議最終確認排序前，均無法獲取該交易的任何信息。

滿足隱藏性的協議允許接收交易的節點明文查看交易內容，但要求網絡其餘部分在共識完成、交易排序確定前保持不可知。例如，協議可採用延時加密，使區塊內容在截止時間前不可見；或採用門限加密，由委員會確認區塊不可逆後再解密。

這意味著，節點可能濫用提交至自身的交易信息，但網絡其他節點在事後才會得知交易內容。當交易信息向全網公開時，其排序與確認已完成，其他方無法搶先交易。這一定義生效的前提是：每個時段都有多個節點可打包交易。

我們沒有采用更強的隱私定義（如加密內存池）—— 即只有用戶自己知曉交易信息 —— 原因在於協議需要過濾垃圾交易。如果交易內容對全網完全隱藏，網絡將無法區分垃圾交易與有效交易。唯一的解決辦法是洩露部分未加密元數據，例如無論交易有效與否都會扣費的付費地址。但這類元數據可能洩露足夠信息，使攻擊者有機可乘。因此我們選擇折中方案：僅單個節點可見交易內容，網絡其餘節點不可見。這也意味著，用戶必須在每個時段都擁有至少一個誠實節點作為上鍊入口。

同時具備短期抗審查性與隱藏性的協議，是構建金融應用的理想底層。回到鏈上拍賣的例子，這兩大特性直接杜絕了 Bob 破壞市場的兩種方式：既無法審查 Alice 的出價，也無法利用 Alice 的出價指導自己的行為，完美解決了前文提到的兩大問題。

在短期抗審查性保障下，任何交易（無論是掛單還是拍賣出價）都能確保即時上鍊。做市商可以修改訂單，競拍者可以快速出價，清算可以高效執行。用戶可以確信自己的操作會被立即執行，從而讓新一代低延遲、面向現實世界的金融應用能夠完全在鏈上構建。

區塊鏈若要真正與現有金融基礎設施競爭並實現超越，需要解決的遠不止吞吐量問題。