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title: "제안자/빌더 분리(PBS)란?"
description: "PBS란 무엇이며 Ethereum 합의에 어떤 영향을 미치는가"
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# 제안자/빌더 분리(PBS)란?

블록체인은 전통적으로 중앙 기관이 관리해온, 디지털 경제 운영에 필요한 신뢰를 탈중앙화하기 위한 해법으로 등장했다. 블록체인에서는 검증자 네트워크가 함께 작동하여 트랜잭션을 처리하고 체인에 새 블록을 추가한다.

**블록 제안자\(Block proposers\)**는 사실상 어떤 트랜잭션이 블록에 포함될지를 통제하며, 이 권한을 이용해 트랜잭션 흐름을 검열하거나 조작할 수 있다. 연구자들은 이러한 검열 문제에 대해 여러 해법을 제안해왔는데, 그중 하나가 [Proposer/Builder Separation \(PBS\)](https://notes.ethereum.org/@vbuterin/pbs_censorship_resistance)라고 알려진 방식이다.

## **프로토콜 내 제안자/빌더 분리\(in-protocol proposer/builder separation, pbs\)란 무엇인가?**

**Proposer-Builder Separation\(PBS\)는 블록체인 검열 및 MEV 공격 문제에 대한 잠재적 해법으로, 블록 구성\(즉 블록 빌딩\)과 블록 제안을 네트워크 내 서로 다른 역할로 분리하는 방식이다.**

블록 빌더는 트랜잭션들의 정렬된 목록인 "exec block body"를 생성하고, 이 블록들에 대한 입찰을 제출한다. 제안자의 역할은 단순히 가장 높은 입찰가를 제시한 exec block body를 채택하는 것이다. Proposer/builder separation은 중앙화되기 쉬운 빌딩 과정을, 고도로 탈중앙화되어야 하는 트랜잭션 검증 과정으로부터 분리한다.

기존 방식과 달리, 제안자\(및 다른 모든 참여자\)는 경매에서 승리한 헤더를 선택하기 전까지 exec block body의 내용을 볼 수 없다. 이러한 "사전 확정 프라이버시\(pre-confirmation privacy\)"는 블록 내 트랜잭션 순서를 통제할 수 있는 당사자가 [Maximal Extractable Value \(MEV\)](https://www.alchemy.com/overviews/mev-boost)를 탈취하는 것을 막기 위해 필요하다.

PBS의 장기적 목표는 Ethereum에서 프로토콜 네이티브 방식으로 구현되는 것이다. MEV 공격의 부정적 외부효과를 완화하기 위한 R&D 조직인 **Flashbots**가 현재 이 프로토콜 표준을 주도하고 있다.

### **하이브리드 PBS란 무엇인가?**

하이브리드 PBS에서는 각 트랜잭션에 트랜잭션 발신자의 잔액과 논스\(nonce\)를 증명하는 **witness**가 함께 제공된다. 이러한 witness는 빌더와 같은 중간 노드가 추가할 수 있다. 이 확장을 통해 검증자는 전체 트랜잭션 기록을 추적할 필요가 없어져 상태를 저장하지 않는\(stateless\) 방식으로 동작할 수 있다.

### **블록 제안자란 무엇인가?**

오늘날의 Ethereum에서 **블록 제안자**는 트랜잭션 블록을 생성하여 블록체인에 포함시키기 위해 네트워크에 전파하는 주체다. 블록 제안자는 [Ethereum 멤풀](https://www.alchemy.com/overviews/what-is-a-mempool)에서 어떤 트랜잭션이 가장 높은 우선순위 수수료를 지불하는지 살펴보면서, 블록에 포함하거나 제외할 트랜잭션을 선택할 수 있다. [머지 이후 Ethereum](https://www.alchemy.com/overviews/ethereum-2-0-your-guide-for-2022)의 설계도 동일하다.

PBS에서는 제안자가 대신 완전한 블록 내용을 담은 번들을 생성하는 외부 주체\(빌더\)들의 시장에 의존하며, 제안자에게 지불할 수수료도 함께 제시된다. 제안자는 가장 높은 수수료를 제시하는 번들을 선택한다.

#### **누가 블록 제안자가 될 수 있는가?**

기존 방식에서는 어떤 노드든 블록 제안자가 될 수 있다.

Ethereum이 지분증명\(Proof-of-Stake\)으로 전환된 [Ethereum Merge](https://www.alchemy.com/overviews/the-ethereum-merge) 이후에는, 각 슬롯마다 검증자가 무작위로 선정되어 블록 제안자가 된다. 이 검증자는 새 블록을 생성해 네트워크의 다른 노드들에게 전송한다. 동시에 검증자 위원회가 무작위로 선정되어, 제안된 블록의 유효성을 투표로 판단한다.

PBS 제안 하에서는 누가 블록 제안자가 될지에 대한 구체적인 답이 아직 없지만, 제안자가 해야 할 일이 가장 높은 수수료의 번들을 선택하는 것뿐이므로, 부정행위를 방지하기 위해 단순한 [MPC\(multiparty computation\)](https://ethresear.ch/t/proposer-block-builder-separation-friendly-fee-market-designs/9725) 내부에서 이를 처리할 수도 있다.

### **블록 빌더란 무엇인가?**

**블록 빌더는 트랜잭션 목록인 "exec block body"를 생성하고, 이를 입찰가와 함께 Ethereum 네트워크에 제출하는 주체다.** 블록 제안자는 가장 높은 입찰가를 제시한 exec block body를 선택해 새 블록에 포함시킨다.

제안된 한 PBS 해법에서는 두 종류의 빌더가 존재한다:

1. **주요 빌더\(Primary builders\)**는 primary exec block을 생성할 수 있는 블록 빌더로, 자신이 빌딩하는 대상인 사전 상태\(pre-state\)를 볼 수 있다
1. **보조 빌더\(Auxiliary builders\)**는 auxiliary exec block을 생성할 수 있는 블록 빌더로, 자신이 어떤 상태 위에 빌딩하는지 알지 못한다

#### **누가 블록 빌더가 될 수 있는가?**

Ethereum에는 현재 블록 최종화를 돕는 위원회가 존재하므로, 이와 동일한 위원회가 각 블록 기간마다 빌더 선정을 위한 투표 역할을 할 가능성이 높다. 네트워크에 의해 투표로 선정되는 반신뢰\(semi-trusted\) 빌더 그룹을 두는 것도 가능할 것이다.

### **블록 빌더가 되기 위해 필요한 것은 무엇인가?**

**Vitalik Buterin**은 제안자가 "완전히 자체적으로 블록 빌더가 될 수 있다"고 설명하지만, 반드시 그럴 필요는 없다. 제안자에게 지불할 수수료를 낼 수 있고 exec block body를 생성하는 알고리즘을 실행할 수 있는 노드라면 어떤 노드든 빌더가 될 수 있다.

## **two slot PBS는 어떻게 작동하는가?**

[two-slot PBS](https://ethresear.ch/t/two-slot-proposer-builder-separation/10980)에서는 매 슬롯마다 위원회가 승인\(attest\)하는 승리한 exec 헤더를 포함하기 위한 비콘 블록\(beacon block\)이 필요하다. 비콘 블록이 누락되면, 다음 슬롯은 중간 블록 대신 비콘 블록으로 전환된다.

## **Proposer/builder separation은 MEV와 어떤 관련이 있는가?**

현재 설계에서는 채굴자가 블록에 포함할 트랜잭션을 선택함으로써 MEV의 상당 부분을 획득할 수 있다. 이로 인해 그들은 다른 사용자보다 앞서 거래하거나 다른 형태의 MEV 공격을 수행할 수 있다.

PBS는 블록 구성 과정과 블록 제안 과정을 분리함으로써 이 문제를 완화한다. 빌더는 자신이 기꺼이 지불할 최고 수수료로 선정되고, 제안자는 단순히 가장 높은 수수료를 제시한 exec 헤더를 선택하게 된다.

현재 PBS는 단지 연구 아이디어일 뿐이다. Ethereum이나 다른 어떤 블록체인에서도 사용되고 있지 않다.

### **MEV에 대한 다른 해법들**

**MEV 비용에 대한 다른 대안적 해법으로는 request-for-quote\(RFQ\) 거래소와 TWAMM\(Time Weighted AMM\) 설계 등이 있다.**

Request-for-quote 거래소는 오프체인 견적을 사용하여 샌드위치 공격 문제를 방지한다. 샌드위치 공격이란 어떤 주체가 피해자의 트랜잭션 앞뒤로 두 개의 트랜잭션을 포함시켜 피해자의 슬리피지 허용 범위로부터 이익을 얻는 방식이다. RFQ 거래소를 사용하면 고객은 자신의 주문이 실행될 준비가 될 때까지 시장에 이를 노출하지 않는다. 이 방식으로 다른 주체가 피해자의 트랜잭션 앞뒤로 자신의 트랜잭션을 배치할 여지가 없어진다.

TWAMM 역시 트랜잭션을 지연 실행함으로써 샌드위치 공격을 방지한다. TWAMM에서는 주문이 마치 블록들 사이에 배치된 것처럼 실행된다. 이로 인해 공격자는 피해자의 슬리피지 허용 범위를 이용하려면 여러 블록에 걸쳐 있어야 하는데, 이는 단순히 피해자 트랜잭션 앞뒤로 트랜잭션을 포함시키는 것보다 위험도가 높다.

## **PBS는 danksharding과 관련해 어떻게 작동하는가?**

PBS 설계는 그 위에 [danksharding을 구현하는 것](https://www.alchemy.com/?a=077efcaade)을 쉽게 만든다. Danksharding은 새로운 샤딩 설계로, 하나의 병합된 수수료 시장을 가지며, 한 명의 제안자가 슬롯에 들어갈 모든 트랜잭션과 데이터를 선택한다. 이는 검증자에게 높은 시스템 요구 사항을 부과한다. PBS는 빌더가 슬롯 내용을 선택할 권리를 두고 입찰하고, 제안자는 단순히 가장 높은 입찰가를 제시한 유효 헤더를 선택하는 방식으로 사용될 수 있다.

## **빌더와 제안자 분리는 확장성에 어떻게 도움이 되는가?**

PBS는 상태를 저장하지 않는\(stateless\) 검증자를 가능하게 함으로써 확장성을 개선한다. 모든 빌더가 각 트랜잭션에 대한 witness를 포함시키면, 제안자는 어떤 데이터도 처리할 필요 없이 단순히 가장 높은 수수료를 제시한 헤더를 선택하면 된다. 이는 검증자가 전체 블록체인 기록을 추적할 필요가 없어짐을 의미한다.

## **빌더와 제안자 분리는 보안과 탈중앙화를 어떻게 보호하는가?**

PBS는 블록 제안자가 트랜잭션을 검열하거나 트랜잭션 순서를 조작하기 어렵게 만듦으로써 보안과 탈중앙화를 보호한다. 블록 구성 과정을 블록 제안 과정으로부터 분리함으로써, PBS는 블록 제안자가 어떤 트랜잭션이 블록에 포함될지 통제하기 어렵게 만든다.

### **블록 제안자가 중앙화될 가능성이 높은 이유는 무엇인가?**

다음 블록의 선택에는 추출 가능한 경제적 가치가 존재한다. 이러한 경제적 유인으로 인해 채굴 풀이나 다른 중앙화된 주체들이 등장하여 블록 제안자 역할을 장악할 가능성이 높다.

### **PBS의 검열 관련 과제는 무엇인가?**

프론트러닝\(front-running\), 즉 어떤 당사자가 다른 당사자의 트랜잭션을 이용하기 위해 트랜잭션을 제출하는 행위는 현재의 트랜잭션 순서 결정 방식에서 중대한 문제다.

충분히 큰 규모의 주체가 특정 트랜잭션을 검열하려 한다면, 그 트랜잭션에 요구되는 우선순위 수수료를 다른 누구도 경제적으로 포함시킬 수 없을 만큼 높은 수준으로 올릴 수 있다. 그 주체는 단순히 더 높은 수수료를 지불함으로써 사실상 어떤 트랜잭션이 포함될지를 통제하게 된다.

PBS는 이러한 위험을 완화해야 하며, 아울러 다음과 같은 검열 저항성 요구 사항도 충족해야 한다:

#### **서비스 거부\(DoS\) 방지**

아무도 비용을 지불하지 않아 체인을 비대하게 만드는 데이터는 블록에 포함되어서는 안 된다. 예를 들어, 잔액 부족이나 기타 문제로 트랜잭션이 무효인 것으로 판명되더라도, 프로토콜은 이를 블록에 포함시킨 것에 대해 여전히 제안자에게 비용을 부과해야 한다.

#### **최소 대역폭**

**‍**이 해법은 네트워크 참여자 간에 과도한 데이터가 교환되도록 요구해서는 안 된다. 예를 들어, 중복된 exec block body가 네트워크에 많이 떠돌아다니면 불필요한 대역폭을 소모하게 될 것이다.

#### **중앙화의 재도입 방지**

**‍**이 제안은 제안자가 더 정교해져서 다른 주체와 관계를 맺거나 풀에 가입하도록 유도해서는 안 된다.

#### **상태를 저장하지 않는 제안자 허용‍**

검증자가 상태를 저장하지 않는\(stateless\) 상태로 유지될 수 있다면, 이는 네트워크를 더욱 탈중앙화하고 확장하는 데 도움이 될 것이므로 이상적일 것이다.

## **Proposer/builder separation 요약**

PBS는 현재 연구되고 있는 블록체인 검열 및 MEV 공격 문제에 대한 잠재적 해법이다. 블록 구성과 제안이라는 역할을 분리함으로써, PBS는 더 탈중앙화되고 안전한 네트워크를 만들어낼 수 있다.

그러나 빌더 중앙화의 위험과 대역폭 사용 등, 구현되기 전에 해결해야 할 여러 과제가 있다. 또한 request-for-quote 거래소나 TWAMM 설계와 같은 다른 잠재적 해법도 존재한다.

Ethereum에서 빌드를 시작하려면, 오늘 [무료 Ethereum 개발자 계정을 생성](https://www.alchemy.com/?a=077efcaade)하라.