Розділення пропонента і будівельника

Що таке розділення ролей пропонування та побудови блоків?

Розділення ролей пропонування та побудови блоків (Proposer-Builder Separation, PBS) — це ключова архітектурна інновація у механізмі консенсусу Ethereum, що виникла під час розробки Ethereum 2.0. PBS вирішує питання складності та ризиків централізації, пов’язаних із виробництвом блоків, завдяки чіткому розмежуванню функцій у процесі формування блоків.

У попередній системі Proof of Work в Ethereum і на ранньому етапі Proof of Stake майнери або валідатори одночасно пропонували нові блоки і формували їхній вміст, впорядковуючи та перевіряючи транзакції. Такий підхід створював неефективність і ризики централізації, адже учасники з більшими ресурсами чи експертизою отримували перевагу.

Модель PBS радикально змінює цей процес, розділяючи обов’язки на дві чітко визначені спеціалізовані ролі. Побудовники блоків відповідають виключно за формування вмісту блоку — впорядкування і перевірку транзакцій. Пропонувальники блоків займаються пропонуванням нових блоків для додавання до блокчейну, забезпечуючи цілісність і безперервність ланцюга.

Наразі PBS перебуває на етапі досліджень, і його фіналізація та впровадження очікуються у найближчі роки, як частина еволюції Ethereum у напрямку масштабованості та децентралізації.

Обов’язки пропонувальників і побудовників блоків

Розподіл обов’язків у PBS створює дві спеціалізовані ролі з чітко визначеними функціями та вимогами.

Побудовники блоків працюють із транзакціями, виконуючи критичні функції. Вони постійно моніторять мемпул, збирають транзакції, що очікують підтвердження, ретельно перевіряють їх на відповідність мережевим вимогам — коректний gas-ліміт, значення nonce, дійсність підпису. Після перевірки побудовники формують ці транзакції у структурований блок, приймаючи рішення щодо їхнього порядку для оптимізації простору блоку та ефективності gas.

Порядок транзакцій має ключове значення, оскільки побудовники повинні враховувати максимізацію цінності, справедливість для користувачів і ефективність мережі. Після формування тіла блоку побудовники надають його пропонувальникам через стандартизований інтерфейс, конкуруючи з іншими побудовниками за вибір їхнього блоку.

Пропонувальники блоків працюють на вищому рівні консенсусу. Вони отримують тіла блоків від різних побудовників і обирають, який із них включити до наступного блоку. Пропонувальники створюють повний блок, додаючи до заголовку необхідні метадані — хеш батьківського блоку, мітку часу, корінь стану та інші консенсусні дані.

Пропонувальники також перевіряють коректність і цілісність тіла блоку, наданого побудовниками: формат транзакцій, відповідність розміру блоку та дотримання правил консенсусу. Наприкінці вони транслюють повний блок до мережі для валідації і включення до блокчейну.

Як розділення ролей пропонування та побудови блоків впливає на максимальну вилучену цінність (MEV)?

Максимальна вилучена цінність (Maximal Extractable Value, MEV) — це прибуток, який майнери або валідатори отримують шляхом стратегічного впорядкування, включення чи виключення транзакцій у блоках. У екосистемі Ethereum MEV набув значної уваги, особливо у DeFi, де порядок транзакцій прямо впливає на результати торгів та арбітражні можливості.

Сучасний стан MEV створює низку негативних наслідків для мережі. Frontrunning — коли валідатори або майнери спостерігають за транзакціями, що очікують підтвердження, і розміщують свої транзакції раніше для отримання вигоди — став поширеним. Це призводить до підвищення комісій для користувачів і переваг для великих майнерів або валідаторів із складною інфраструктурою MEV.

PBS суттєво змінює динаміку вилучення MEV, розподіляючи можливості між двома ролями. Побудовники блоків стають відповідальними за впорядкування і вибір транзакцій, отримуючи основні можливості вилучення MEV. Це створює конкурентний ринок побудови блоків, де побудовники змагаються за створення найцінніших блоків для пропонувальників.

Конкуренція між побудовниками стимулює ефективніші стратегії вилучення MEV і справедливіший розподіл цінності у мережі. Побудовники можуть розробляти спеціалізовані методи ідентифікації та вилучення MEV, а пропонувальники вибирають найбільш цінний блок.

Крім того, PBS може знизити ймовірність шкідливих практик, таких як frontrunning, завдяки прозорості та конкуренції. Однак PBS не усуває всі проблеми MEV повністю — можуть виникати нові стратегії та динаміка, що вимагатимуть додаткових досліджень і механізмів для подолання залишкових ризиків.

Масштабування з PBS і Danksharding

Danksharding — це важливе нововведення у дорожній карті масштабування Ethereum, назване на честь дослідника Данкрада Файста. Цей підхід до шардингу у оновленні Ethereum 2.0 впроваджує новий метод масштабування — розподіл блокчейну на кілька менших ланцюгів («шард»), які можуть обробляти транзакції й смарт-контракти незалежно і паралельно.

Danksharding спрощує шардинг, концентруючись на доступності даних, а не на виконанні. Кожен шард працює паралельно з іншими, що дозволяє значно підвищити пропускну здатність без необхідності для кожного валідатора обробляти всі транзакції у всіх шардах.

PBS і Danksharding мають спільну мету — підвищити масштабованість, безпеку і ефективність Ethereum, але реалізують її різними способами. PBS оптимізує виробництво блоків завдяки спеціалізації ролей, а Danksharding збільшує загальну пропускну здатність через паралельну обробку транзакцій у шардах.

Ці інновації доповнюють одна одну і можуть працювати синергічно в архітектурі Ethereum. Danksharding розширює горизонтальні можливості, розподіляючи транзакції між багатьма шардами, а PBS оптимізує вертикальну ефективність виробництва блоків у кожному шарді чи головному ланцюгу.

У системі з PBS і Danksharding побудовники блоків можуть спеціалізуватися на оптимальному формуванні блоків із використанням розширеної доступності даних, а пропонувальники — координувати шардові процеси і забезпечувати узгодженість та безпеку мережі. Це поєднання створює більш стійку і масштабовану інфраструктуру, що вирішує обмеження пропускної здатності та ефективності розподілу ресурсів.

Які переваги має розділення ролей пропонування та побудови блоків?

PBS має низку ключових переваг для довгострокового розвитку масштабованості та децентралізації Ethereum.

Підвищення ефективності та масштабованості: Спеціалізація ролей дозволяє кожній функції оптимізувати власні процеси. Побудовники блоків можуть розробляти ефективні алгоритми впорядкування та вилучення MEV, а пропонувальники — підтримувати консенсус і безпеку. Це забезпечує краще використання ресурсів і підвищує продуктивність мережі.

Посилення децентралізації: PBS знижує бар’єри для участі у мережі, дозволяючи учасникам спеціалізуватися на побудові або пропонуванні. Це відкриває доступ для ширшого кола учасників і зменшує ризики централізації навколо невеликої групи потужних валідаторів.

Більш ефективний розподіл MEV: PBS створює конкурентний ринок побудови блоків, що сприяє ефективнішому і справедливішому розподілу MEV. Замість концентрації цінності MEV у валідаторів із потужною інфраструктурою, ринкові механізми дозволяють ширше розподіляти MEV, зменшуючи негативний вплив для користувачів.

Посилення конкуренції та інновацій: Розділення створює окремі конкурентні середовища для побудовників і пропонувальників. Побудовники змагаються за ефективність і цінність блоків, стимулюючи інновації у впорядкуванні й оптимізації транзакцій. Це приносить користь мережі — підвищує продуктивність і знижує витрати.

Оптимальніше розподілення ресурсів: PBS дозволяє учасникам розподіляти ресурси відповідно до своїх компетенцій. Ті, хто має потужні обчислювальні ресурси, можуть спеціалізуватися на побудові, а ті, хто володіє великим стейком, — на пропонуванні. Це забезпечує оптимальне використання ресурсів мережі.

Які обмеження має розділення ролей пропонування та побудови блоків?

Розділення ролей пропонування та побудови блоків має низку викликів і обмежень, які варто враховувати.

Збільшення складності системи: PBS додає новий рівень складності архітектурі блокчейну. Координація між побудовниками і пропонувальниками потребує нових протоколів, каналів зв’язку, механізмів валідації. Це ускладнює розуміння, впровадження та підтримку, створюючи потенційні точки для атак чи збоїв.

Неповне вирішення проблеми MEV: PBS перерозподіляє MEV між побудовниками і пропонувальниками, але не усуває всі негативні наслідки. Можуть з’явитися нові стратегії вилучення MEV, що створюють інші проблеми — наприклад, складні методи побудовників або змова між побудовниками та пропонувальниками, що сприяє централізації.

Ризики централізації: Розподіл функцій може призвести до централізації — якщо переваги масштабу у побудові блоків чи унікальні техніки вилучення MEV дозволять кільком побудовникам домінувати, або пропонувальники з великим стейком отримають перевагу. Це підриває децентралізаційні цілі PBS.

Виклики координації: PBS вимагає ефективної взаємодії побудовників і пропонувальників, що може створити затримки й знизити продуктивність через додаткові комунікаційні витрати у процесі подання й перевірки блоків.

Складність структури стимулів: Розробка коректних стимулів для побудовників і пропонувальників — складне завдання. Система має забезпечити справедливу винагороду й уникати маніпуляцій, що особливо складно через динаміку MEV та мінливі ринкові умови. Некоректні стимули можуть призвести до неефективної поведінки — приховування транзакцій, упереджений вибір блоків тощо.

Ризики впровадження та переходу: Перехід до PBS вимагає ретельного планування. Перехідний період може бути пов’язаний із тимчасовими вразливостями чи неефективністю, а забезпечення сумісності із поточними валідаторами та інфраструктурою створює додаткові технічні виклики.

FAQ

Що таке розділення ролей пропонування та побудови блоків (PBS)? Чому це важливо?

PBS розділяє функції пропонування блоків та формування транзакцій у консенсусному шарі Ethereum. Це знижує шкідливе вилучення MEV і підвищує безпеку завдяки справедливому впорядкуванню транзакцій і стійкості до цензури.

Як розділення ролей пропонування та побудови блоків вирішує проблему MEV?

PBS зменшує MEV, розділяючи пропонування блоку та його формування, що мінімізує стимули майнерів пріоритизувати прибуткові транзакції. Це забезпечує неупереджене впорядкування блоків і обмежує можливості експлуатації MEV.

Які ролі й обов’язки мають пропонувальники та побудовники у PBS?

Пропонувальники пропонують нові блоки і перевіряють ланцюг, побудовники формують блоки — обирають та впорядковують транзакції. Розділення підвищує безпеку, стійкість до цензури і захист від MEV завдяки спеціалізованим ролям.

Який зв’язок між розділенням ролей пропонування та побудови блоків і PoS у Ethereum?

PBS розділяє функції виробництва блоків у PoS Ethereum. Побудовники організовують і впорядковують транзакції, а пропонувальники перевіряють блоки і беруть участь у консенсусному голосуванні. Це підвищує ефективність і безпеку мережі.

Який вплив матиме PBS на децентралізацію та безпеку блокчейну?

PBS підсилює децентралізацію і безпеку, зменшуючи контроль окремих вузлів над впорядкуванням транзакцій. Це не дозволяє пропонувальникам маніпулювати порядком транзакцій, підвищуючи стійкість і захист мережі від цензури.

Які проєкти чи протоколи вже впровадили або планують впровадити PBS?

Ethereum впровадив PBS у оновленнях Danksharding. Декілька протоколів впроваджують PBS для підвищення децентралізації та ефективності. Станом на 2026 рік PBS використовується у шардових ланцюгах Ethereum та рішеннях другого рівня.