解讀Neo側鏈：用dBFT+密封交易抵抗惡意MEV

2024-02-26 19:02:09

2024 年开年已經兩個月，加密貨幣市場呈現出上漲態勢。以比特幣和以太坊為首的諸多主流加密貨幣價格連續走強，比特幣在春節期間達到了 52000 美元，而以太坊也一度突破了 3000 美元大關，都在離歷史最高點越來越近。

幾天前，Uniswap 基金會發布新提案擬將協議費用分配給已質押 UNI 代幣持有者，引爆 DeFi 市場。不止 DeFi 龍頭普漲，其他 DeFi 項目如 Frax Finance 也稱考慮引入類似 Uniswap 的代幣質押者獎勵機制。

根據數據提供商 DeFi Llama 的數據，自去年 11 月以來，專注 DeFi 的區塊鏈上的總價值（TVL）已增長約 40% ，達到約 600 億美元，創下自 2022 年 8 月以來的最高水平。2024 年的夏天，DeFi 市場前景可期。在 DeFi 市場蓬勃發展的背景下，如何為用戶搭建一個公平、安全的環境變得至關重要。

DeFi 散戶苦 MEV 已久

對於鏈上用戶，特別是經常被夾的 DeFi 散戶來說，MEV 已經是一個被大家所熟知的概念了。MEV 是最大可提取價值（Maximal Extractable Value）的縮寫，它指的是礦工或驗證者通過對內存池中同個區塊內的交易進行重新排序而提取的最大利潤額。

MEV 有幾種類型，最常見的包括搶先交易、跟單交易和三明治攻擊。搶先是指 MEV 套利者利用其對價格變化的預判，在內存池中搶先與其他交易买入或賣出，從而從價格變化中獲利。跟單交易則與其相反，MEV 套利者將其交易放在其他已知交易之後從而獲利。三明治攻擊是指 MEV 套利者針對即將發生的某筆大額交易，在這比交易的前後分別執行买賣活動，從而利用價格變動獲利。

MEV 可以有很多目的，其中一部分只是中立的交易，比如 DEX 的套利可以為長尾市場提供更好流動性，或者提升借貸協議的清算效率。然而，大多數的搶先交易攻擊和三明治攻擊由操縱 MEV 機器人的 Searcher 發起，通過審查用戶的交易內容，監測到附加價值，然後他們將交易重新排序，並通過向驗證者支付高額費用來確保出塊並獲取價值，這些屬於惡意的 MEV 攻擊。

中立來說，MEV 是一種有效的獲利機制，中立的 MEV 行為構成了 DeFi 生態中通過價差獲利的既定市場機制，並構成了相當一部分市場活動。但惡性的 MEV 獲利則往往是以犧牲普通用戶的利益和網絡性能為代價的，對整個 DeFi 生態產生着重大影響。

據估計，僅在以太坊一條鏈上，惡意 MEV 在 2022 年一年的總收入達到約 4 億美元。據此可以合理的估算，截至 2022 年 9 月以太坊合並，歷史累計的惡意 MEV 的收入可以達到 9 億美元至 10 億美元左右。
MEV 機器人帶來的高頻、集中的鏈上活動，擡升 GAS 費用，造成網絡擁堵。
MEV 活動一般由極少數礦工和驗證者發起，大多數用戶無法參與，為網絡帶來極大的中心化風險。這有備區塊鏈網絡去中心化、公平、參與門檻低的初衷。

抗 MEV 方案往往以成本和效率為代價

可見，促進中立 MEV 的創新，並對惡意 MEV 進行防範是目前針對 MEV 行為的最優策略。目前主要防範惡意 MEV 有兩種思路：

1. 為套利者構建 MEV 專用通道

Flashbots 一直以來都在為套利者提供以太坊的 MEV 相關工具。目前討論熱度最高的當屬其為 PoS 機制推出的 MEV Boost。其實說到底，這一類工具都是為套利者提供了與驗證者的獨立信息溝通渠道，從而減少套利者獲取 MEV 對普通用戶和網絡性能的影響。

2. 為普通用戶提供 MEV 保護

隨着用戶發現自己的交互經常被夾，可否抵御惡意 MEV 的損害也成為了用戶在選擇 dApp 時的一個考量。越來越多 DeFi 項目和开發者开始針對抗 MEV 進行改進。面向用戶的抗 MEV 功能一般是通過兩個方式實現的：

鏈下訂單撮合。包括1inch、Matcha、Cowswap 在內的許多 DEX 都通過加入某種鏈下訂單撮合機制來減少套利者獲取 MEV 的機會。但是這種機制在流動性較差的環境下可能會帶來更大的滑點和交易延遲，並且帶來了中心化風險。
專屬交易通道。Flashbots 推出的 MEV Protect，以及一些 DEX 的專屬交易服務，其實都是幫助用戶建立了專有的交易通道，類似私有 RPC。用戶可以付更高的 GAS，將自己的交易單獨發送給驗證者，而無需經過內存池。

不難發現，目前以太坊網絡上並沒有嵌入底層的原生 MEV 解決方案。普通用戶想要不受搶跑和三明治攻擊的侵害，必須依賴第三方工具和服務。首先，你需要進行一番研究，找到適合自己的產品，或者安裝插件。另一方面，使用這些服務往往意味着高手續費和低交易效率。這對於大部份偶爾使用 DeFi 的人來說門檻還是太高，性價比又很低。

最近，Neo 宣布即將推出原生抗 MEV 的側鏈。如果 Neo 側鏈真的具備實現原生抗 MEV 的屬性，那對於 DeFi 項目和絕大多數普通用戶來說，可能是一個更符合區塊鏈公平、去中心化精神初衷的選擇。

Neo 側鏈：用 dBFT+密封交易抵抗惡意 MEV

Neo 的側鏈雖然也是 EVM 鏈，但它相比以太坊和其他 EVM 鏈有一個巨大的不同：它不是 PoS，而是 dBFT。Neo 從誕生开始就一直在堅持使用 dBFT 共識機制，之前的公告也確認了新的側鏈也將沿用 dBFT。在此基礎上，Neo 側鏈加入一種新的交易種類——密封交易，直到新的區塊被提議之前，這些交易都一直保持加密狀態。這意味着沒有人可以在交易被執行之前看到這些交易，無法提前預交易意圖，也就沒有人可以進行套利。

以上兩點關鍵基礎特性讓 Neo 側鏈從協議層面擁有了抗惡意 MEV 的能力。开發者可以在 dApp 裏直接集成這個原生功能，這一點是其他鏈目前無法提供的。對於用戶來說，也無須針對不同工具和產品進行復雜的閱讀理解和成本估算，普通用戶可以在無感知的狀態下獲得針對惡意 MEV 的保護。

Neo 側鏈如何做到原生抗 MEV

對於有興趣了解 Neo 側鏈抗 MEV 的技術特性的小夥伴，筆者針對目前從官方公告和媒體報道中了解到的信息進行整理，TLDR：

1. dBFT 共識機制

Neo 側鏈將延續採用 dBFT（Delegated Byzantine Fault Tolerance）共識機制，相對於 PoS 鏈，具有防止時間強盜和扣塊等 MEV 攻擊的天生優勢。
區塊生成後，Neo 側鏈可立即完成區塊確認，防止攻擊者重新排列已提交的交易序列。
共識節點的行為受到社區監督，扣留區塊時間過長會受到懲罰，保障了系統的公正性和安全性。

2. 密封交易

Neo 側鏈引入了密封交易，使交易可以保持加密狀態，直到新的區塊被提議出來。
沒有人可以在交易執行之前看到交易內容，避免了預交易意圖的泄漏，有效防範了套利行為。
支持用戶通過代理發送交易，保持交易發起人在執行前保持匿名性。

3. 門限解密和分布式密鑰（DKG，Distributed Key Generation）

在密封交易時，Neo 側鏈使用“門限解密”工具，並通過“分布式密鑰生成”來設置門限解密的密鑰。
共識節點只持有部分私鑰，所有節點共同擁有一個公鑰。
這種機制保障了交易的隱私，並確保只有當足夠數量的節點參與合作（達成 dbFT 共識需要 2/3 節點達成一致）才能安全重建完整的交易數據。

4. 抗 MEV 交易與普通交易分離

Neo 側鏈設有專用內存池，用於存放抗 MEV 的交易，與普通交易分开，確保抗 MEV 交易不會影響到正常交易。
每個區塊中，普通交易總是排在抗惡意 MEV 的交易之後，加密交易發送者仍然可以設定一定優先費，不必擔心交易被其他人頂替。
內存池設置了額外的檢查，來最小化潛在問題對全鏈交易帶來的影響（例如 DoS 攻擊，或過時的抗 MEV 交易的解密失敗等等）。

總的來看，Neo 主鏈已經更新到第三代，生態一直不溫不火。通過兼容 EVM，可以看到 Neo 是希望在側鏈上吸引更多的 EVM 生態應用和用戶，作為沉浮牛熊卻屹立不倒的老牌公鏈，具備一定號召力和影響力。另一方面，獨特的 dBFT 和密封交易加持，用戶可以以較低的成本獲得安全、隱私的交易環境，無需再時刻提心吊膽交易被夾。

如果這些設計預期可以實現，Neo 側鏈可能會成為更公平、散戶友好的 EVM 生態，又將給整個生態和社區帶來一大批新鮮血液。此外，伴隨測試網上线的交互空投也值得期待。