什麼是 proposer / builder separation（PBS）？

區塊鏈的出現，是為了解決去中心化數位經濟所需信任的問題，而這種信任傳統上是由中央機構管理的。在區塊鏈中，一個由驗證者組成的網路會共同運作，處理交易並將新區塊加入鏈上。

**區塊提議者（Block proposers）**實際上掌控了哪些交易能被納入區塊，並可利用這項權力來審查或操縱交易流向。研究人員已提出多種解決此審查問題的方案，其中之一即為 提議者/建構者分離（Proposer/Builder Separation, PBS）。

什麼是協定內建的提議者/建構者分離（PBS）？

提議者-建構者分離（Proposer-Builder Separation, PBS）是解決區塊鏈審查與 MEV 攻擊問題的一種潛在方案，其做法是將區塊建構（即區塊構建）與區塊提議分派給網路中不同的角色。

區塊建構者會建立「exec block bodies」，也就是排序過的交易清單，並為這些區塊提交出價。提議者的工作僅僅是接受出價最高的 exec block body。提議者/建構者分離將容易走向中心化的建構工作，與應高度去中心化的交易驗證工作區隔開來。

與傳統做法不同的是，提議者（以及其他所有人）在選出贏得拍賣的區塊標頭之前，都無法看到 exec block body 的內容。這種「確認前隱私性（pre-confirmation privacy）」是必要的，用來防止原本能掌控區塊內交易排序的一方竊取 最大可提取價值（Maximal Extractable Value, MEV）。

PBS 的長期規劃是要在 Ethereum 中成為協定原生的機制。Flashbots 是一個致力於緩解 MEV 攻擊負面外部性的研發組織，目前正主導此協定標準的制定。

什麼是混合式 PBS？

在混合式 PBS 中，每筆交易都會附帶一個見證（witness），用來證明交易發送者的餘額與 nonce。這些見證可由中介節點（例如建構者）附加上去。此擴充功能可讓驗證者維持無狀態（stateless），因為它們不再需要追蹤完整的交易歷史。

什麼是區塊提議者？

在目前的 Ethereum 中，區塊提議者是負責建立交易區塊，並將其傳播至網路以納入區塊鏈的實體。區塊提議者可以選擇將哪些交易納入或排除在區塊之外，其依據是查看 Ethereum mempool 中哪些交易支付了最高的優先費用。合併後（post-merge）的 Ethereum 設計方式亦是如此。

在 PBS 中，提議者則改為依賴由外部行為者（即建構者）組成的市場，這些建構者會產出包含完整區塊內容以及支付給提議者費用的組合包，而提議者則選擇費用最高的組合包。

誰能成為區塊提議者？

在傳統做法中，任何節點都能成為區塊提議者。

自從 Ethereum Merge 之後，Ethereum 轉為權益證明（Proof-of-Stake），驗證者會在每個時槽（slot）中被隨機選為區塊提議者。這名驗證者會建立新區塊，並將其傳送給網路中的其他節點。同時，系統也會隨機選出一組驗證者委員會，對所提議區塊的有效性進行投票。

在 PBS 提案下，關於誰會成為區塊提議者目前尚無明確答案，但由於提議者唯一需要做的事就是選出費用最高的組合包，這項工作有可能在一個簡單的 MPC（多方計算） 中完成，以防止舞弊。

什麼是區塊建構者？

**區塊建構者是建立「exec block body」（即交易清單）並連同出價一起提交給 Ethereum 網路的實體。**接著，區塊提議者會選擇出價最高的 exec block body 納入新區塊中。

在其中一種提出的 PBS 方案中，建構者分為兩種類型：

1. **主要建構者（Primary builders）**是可以建構主要 exec block，並能看到其所建構之前置狀態（pre-state）的區塊建構者
2. **輔助建構者（Auxiliary builders）**是可以建構輔助 exec block，但不知道自己所建構的狀態為何的區塊建構者

誰能成為區塊建構者？

由於目前 Ethereum 中已存在協助最終確認區塊的委員會，這些相同的委員會很可能也能用來對每個區塊週期中建構者的選擇進行投票。也就是說，可以由一群受網路投票選出、具備一定信任程度的建構者組成。

成為區塊建構者需要什麼條件？

Vitalik Buterin 說明，提議者「完全有能力成為自己的區塊建構者」，但他們不必這麼做。任何能支付提議者所需費用，並能執行演算法建立 exec block body 的節點，都能成為建構者。

雙時槽 PBS 如何運作？

在 雙時槽 PBS（two-slot PBS） 中，每個時槽都需要一個信標區塊（beacon block）來納入獲勝的 exec header，並由委員會對其進行認證。如果信標區塊缺失，則下一個時槽會改為信標區塊，而非中間區塊。

提議者/建構者分離與 MEV 有何關聯？

在目前的設計下，礦工能透過選擇要納入區塊的交易，擷取相當大一部分的 MEV。這使他們得以搶先於其他使用者交易，或進行其他 MEV 攻擊。

PBS 可透過將區塊建構流程與區塊提議流程分離，來緩解此問題。建構者將依其願意支付的最高費用被選中，而提議者則只需選出費用最高的 exec header。

目前，PBS 仍只是一項研究構想。它尚未被實際應用於 Ethereum 或任何其他區塊鏈上。

MEV 的替代解決方案

除此之外，還有其他解決 MEV 成本問題的替代方案，包括報價請求（request-for-quote, RFQ）交易所以及 TWAMM（時間加權 AMM）設計。

報價請求交易所使用鏈下報價方式，以避免三明治攻擊的問題——即某實體在受害者交易前後各夾帶一筆交易，藉由受害者的滑點容忍度獲利。在 RFQ 交易所中，客戶在訂單準備執行前，不會將其訂單揭露給市場。如此一來，其他實體就沒有機會在受害者的交易前後插入自己的交易。

TWAMM 同樣透過延遲執行交易來防止三明治攻擊。在 TWAMM 中，訂單的執行方式如同被放置在區塊與區塊之間。如此一來，攻擊者若想利用受害者的滑點容忍度，就必須橫跨多個區塊進行操作，而這比單純在受害者交易前後夾帶交易更具風險。

PBS 與 danksharding 有何關聯？

PBS 的設計讓在其之上 實作 danksharding 變得容易。Danksharding 是一種新的分片（sharding）設計，具有合併後的費用市場，由一名提議者選擇某個時槽中要納入的所有交易與資料。這對驗證者的系統需求造成很大負擔。PBS 可用於此，讓建構者對選擇時槽內容的權利進行競標，而提議者只需選出出價最高的有效標頭。

分離建構者與提議者如何有助於擴容？

PBS 透過讓驗證者能維持無狀態，來改善可擴充性。如果所有建構者都為每筆交易附上見證，那麼提議者就只需選出費用最高的標頭，而不必處理任何資料。這意味著驗證者將不再需要追蹤整條區塊鏈的完整歷史。

分離建構者與提議者如何保護安全性與去中心化？

PBS 透過讓區塊提議者更難以審查交易或操縱交易順序，來保護安全性與去中心化。藉由將區塊建構流程與區塊提議流程隔離，PBS 使區塊提議者更難掌控哪些交易能被納入區塊。

為何區塊提議者很可能走向中心化？

選擇下一個區塊本身具有可提取的經濟價值。由於這種經濟誘因，礦池或其他中心化實體很可能會出現，並掌控區塊提議者的角色。

PBS 面臨哪些審查方面的挑戰？

搶先交易（front-running），即某一方提交交易以佔另一方交易的便宜，是目前交易排序方式的一大問題。

如果有夠強大的行為者想要審查某筆特定交易，他們可以將該交易所需的優先費用拉高到讓其他任何人納入該交易都不划算的程度。該行為者實際上只需透過支付更高的費用，就能掌控哪些交易能被納入。

PBS 需要緩解此風險，同時滿足以下抗審查性要求：

阻斷服務（DoS）防護

沒有人付費、因而只會使鏈膨脹的資料，不得被納入區塊。舉例來說，如果某筆交易因餘額不足或其他問題被判定為無效，協定仍必須向提議者收取將其納入區塊的費用。

最小頻寬

‍此方案不應要求網路參與者之間交換過多的資料。舉例來說，若網路中充斥著大量重複的 exec block body，將會耗用不必要的頻寬。

不重新引入中心化

‍此提案不應誘使提議者變得更加「精進」，進而與其他實體建立關係或加入礦池。

允許無狀態提議者‍

如果驗證者能維持無狀態，將有助於進一步去中心化並擴展網路規模，這是理想的狀態。

提議者/建構者分離重點總結

PBS 是目前正在研究中、用以解決區塊鏈審查與 MEV 攻擊問題的一種潛在方案。透過將區塊建構與區塊提議的角色分開，PBS 有可能打造出更去中心化、更安全的網路。

然而，在其能夠付諸實施之前，仍有許多挑戰需要克服，例如建構者中心化的風險，以及頻寬的使用問題。此外，還有其他潛在的解決方案，例如報價請求交易所與 TWAMM 設計。

若要開始在 Ethereum 上進行開發，立即 建立免費的 Ethereum 開發者帳號。