イーサリアム認証における時間、スロット、イベントの順序

4月2日、悪意のある参加者がmev-boost-relayの脆弱性を利用して2000万ドルを盗みました。その後数日間、開発者は5つのパッチを公開してこの脆弱性を修正しましたが、既存のネットワーク遅延とバリデータ戦略が組み合わさり、4月6日にイーサリアムネットワークが一時的に不安定になりました。再構成はネットワークの健全性に悪影響を及ぼし、ブロック生産率と決済保証を低下させます。

本文はmev-boostとコンセンサスの相互作用を探求し、イーサリアムPoSメカニズムの微妙な点を明らかにし、いくつかの改善の方向性を提案します。

mev-boost の紹介

mev-boostは、最大可提取価値(MEV)がイーサリアムネットワークに与える悪影響を緩和することを目的としたプロトコルです。それは、3つの役割を含んでいます:

• リレー:提案者とブロックビルダーをつなぐ信頼できる第三者。
• ビルダー: MEVを最大化するためにブロックを構築する複雑なエンティティ。
• 提案者:イーサリアムPoSバリデーター。

mev-boostはすべての提案者が公平にMEVを取得できるようにし、建設者との信頼関係を築く必要がなく、イーサリアムの長期的な非中央集権に寄与します。

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イーサリアムのフォーク選択ルール

イーサリアム PoS の時間は 12 秒のスロットに区分されます。各スロットでは、ランダムに指定されたバリデーターが提案者としてブロックを提出します。他のバリデーターは、フォーク選択ルールを適用してチェーンの先頭を支持するために投票します。

スロットの最も重要な瞬間は、t=4の認証締切です。バリデーターが締切前にブロックを見なければ、以前のチェーンヘッドに投票します。ブロックが早く発行されるほど、得られる認証は多くなります。

ネットワークの健康の観点から見ると、最適な公開時間は t=0 です。しかし、ブロックの価値が時間と共に増加するため、提案者はより多くの MEV を蓄積するために公開を遅らせる動機があります。

タイムリーな行動の発表を促進するために、「誠実な再構築」メカニズムが導入されました。

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####プロポーザーの昇進と誠実な組織再編

提案者の昇格:提案者に相当する 40% の認証重みを持つフォーク選択「昇格」を与え、1 スロットのみ持続します。

誠実な再構成: 誠実な提案者が認証の重みが 20% 未満のブロックを再構成することを許可します。これはオプション機能であり、提案者が使用するかどうかを自分で決定します。

誠実な再構成は、時代の境界ブロックの期間など、特定の状況では回避されることがあります。

アンバインド攻撃に対する修正

4月2日解除バインド攻撃後、リレーチームとコア開発チームは複数のパッチを発表しました。

1. リレーの変更:

   • 知られている悪意のある提案者を確認する
   • スロットが完全なブロックを発行したかどうかを確認します
   • ランダムな遅延を導入する

2. ビーコンサインノードの変更:

   • ブロックの有効性を確認する
   • ネットワーク上に同等のブロックがあるか確認する

これらの変更はコンセンサスの不安定を引き起こし、誠実な再構築戦略はこの状況をさらに悪化させました。

予期しない結果

パッチにより、中継リリースブロックの遅延が追加され、ブロックが認証締切を超える可能性があります。誠実な再構成の下で、これらのブロックは次の提案者によって再構成されます。

結果としてフォークブロックの数量が急激に増加し、最高で毎時4.3%のブロックが再構成されました。中継の導入に伴う変更により、状況は徐々に正常に戻りました。

現在最も効果的な修正は、ビーコノードのブロック検証と同等性チェックです。しかし、リレーは依然としてより一般的な同等性攻撃にさらされています。

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今後の方向性

"受け入れ可能"な再構成の数を評価し、同等攻撃のリスクを考慮する必要があります。いくつかの改善の方向性:

• "ヘッドロック"保護 mev-boostを実現
• 脆弱性報奨金プログラムを追加
• 拡張シミュレーションソフトウェア研究サブスロットタイミング
• リレーの発表パスを最適化
• mev-boostをコンセンサスクライアント(ePBS)に組み込む
• さらに多くのテストを追加
• リレー・クライアントの多様性を奨励する
• 同等のペナルティを調整する

総じて、アンバインド攻撃は私たちに遅延、mev-boost、およびコンセンサスメカニズムの間の重要な関係を認識させました。私たちはプロトコルが引き続き強化され、将来の課題に対処できることを望んでいます。

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