作者：Jason Chaskin 來(lái)源：paragraph 翻譯：善歐巴，喜來(lái)順財(cái)經(jīng)

如果你沒(méi)有緊跟以太坊研究進(jìn)展，可信執(zhí)行環(huán)境（TEE）可能會(huì)讓你感到陌生。但在基礎(chǔ)設(shè)施層面，TEE 的開(kāi)發(fā)已經(jīng)進(jìn)行了兩年多。Flashbots 最早在 2022 年 12 月 的文章《The Future of MEV is SUAVE》中提出了 TEE 的概念，目的是民主化 MEV 訪問(wèn)權(quán)限并增強(qiáng)抗審查能力。經(jīng)過(guò)多年研究，他們推出了 BuilderNet，將這一愿景付諸實(shí)踐。

在研究 MEV 的 TEE 時(shí)，F(xiàn)lashbots 看到了它們?cè)谝蕴坏母鼜V闊潛力，從而產(chǎn)生了Rollup-Boost，這是一款由 TEE 驅(qū)動(dòng)的 sidecar，使 rollup 能夠在其 VM 上進(jìn)行創(chuàng)新，同時(shí)保持與現(xiàn)有框架的兼容性。其他 L2 團(tuán)隊(duì)也在集成 TEE。Taiko 在其橋中使用它們作為主要證明，而 Scroll 正在向其多證明系統(tǒng)添加基于 TEE 的證明。在橋接證明系統(tǒng)中使用 TEE 的想法也不是憑空而來(lái)的。 Flashbots 發(fā)布文章的同一個(gè)月，Justin Drake 在ethresear.ch 的一篇文章中探討了 TEE 作為 rollups 的“2FA”機(jī)制。本文將介紹 TEE 是什么、它們?nèi)绾喂ぷ饕约八鼈冊(cè)谝蕴换A(chǔ)設(shè)施中日益重要的作用。

TEE 通過(guò)隔離代碼和數(shù)據(jù)，同時(shí)允許對(duì)完整性進(jìn)行外部驗(yàn)證，從而提供安全的基于硬件的計(jì)算。它們是從早期的信任模型演變而來(lái)的，這些模型依賴操作系統(tǒng)和虛擬機(jī)進(jìn)行隔離。TEE 有不同的形式：iPhone 的安全區(qū)域處理加密任務(wù)，英特爾 SGX 為處理敏感數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序啟用安全區(qū)域，英特爾 TDX 擴(kuò)展了此模型以保護(hù)整個(gè)虛擬機(jī)。雖然它們提供比信任集中式運(yùn)營(yíng)商更強(qiáng)大的安全保障，尤其是在云環(huán)境中，但它們是閉源的，需要信任制造商。這通常會(huì)創(chuàng)建 1 對(duì) 1 的信任模型，其中硬件入侵可能會(huì)破壞安全性，盡管所需的信任程度取決于實(shí)施情況。TEE 還容易受到旁道攻擊、物理篡改和供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)的影響，因此必須仔細(xì)評(píng)估每個(gè)用例。

TEE 并非完美解決方案，但在正確的情況下，其好處大于風(fēng)險(xiǎn)，尤其是當(dāng)現(xiàn)有系統(tǒng)默認(rèn)出現(xiàn)故障時(shí)。推動(dòng)安全硬件發(fā)展的步伐不僅限于加密，OpenAI 提倡改進(jìn) TEE，Apple 正在開(kāi)發(fā)基于硬件的私有云。正如以太坊致力于減少信任假設(shè)一樣，F(xiàn)lashbots 也在為 TEE 做同樣的事情。他們發(fā)表了關(guān)于為什么這種方法值得探索以及如何構(gòu)建無(wú)信任供應(yīng)鏈的研究。如果您是硬件安全專家，請(qǐng)聯(lián)系 Flashbots 做出貢獻(xiàn)。

MEV 的存在是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的結(jié)果，在這種設(shè)計(jì)中，那些提供添加新區(qū)塊服務(wù)的人（最初是礦工）能夠影響交易順序以牟利。如果不加以控制，這將導(dǎo)致中心化，占主導(dǎo)地位的驗(yàn)證者將獲得過(guò)大的影響力。為了防止這種情況發(fā)生，F(xiàn)lashbots 著手實(shí)現(xiàn) MEV 提取的民主化。MEV 的一個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素是，在低延遲環(huán)境中運(yùn)行的驗(yàn)證者可以觀察待處理的交易并對(duì)其進(jìn)行重新排序和/或添加新交易以牟利。限制 MEV 提取的一種方法是將交易詳細(xì)信息設(shè)為私密。這需要一個(gè)隱私工具，但 zk-SNARK 和其他加密技術(shù)雖然前景光明，但速度太慢，對(duì)于實(shí)時(shí)區(qū)塊構(gòu)建不夠靈活，或者尚未準(zhǔn)備好投入生產(chǎn)。由于軟件解決方案不足，F(xiàn)lashbots 轉(zhuǎn)向了 TEE。

Flashbots 于 2023 年 3 月首次使用英特爾的 SGX 構(gòu)建區(qū)塊，后來(lái)擴(kuò)展到在英特爾的 TDX 中構(gòu)建和搜索。TEE 通過(guò)允許訂單流選擇性地保密來(lái)帶來(lái)隱私優(yōu)勢(shì)。例如，一筆交易可以顯示用戶想要將 USDC 換成 ETH，而無(wú)需透露其身份或交易規(guī)模。這可以防止夾層交易，同時(shí)仍允許回購(gòu)套利。TEE 可以在私人交易上實(shí)現(xiàn)可驗(yàn)證的區(qū)塊構(gòu)建，確保高效構(gòu)建區(qū)塊，而不會(huì)損害用戶隱私。

PBS 防止了驗(yàn)證者中心化，但如今，只有兩個(gè)構(gòu)建者生成了 92% 的以太坊區(qū)塊，從而降低了審查阻力和活躍度。為了解決這個(gè)問(wèn)題，F(xiàn)lashbots 于 2024 年 11 月推出了BuilderNet，Beaverbuild、Flashbots 和 Nethermind 是首批參與者。BuilderNet 允許多個(gè)運(yùn)營(yíng)商共享訂單流并共同構(gòu)建區(qū)塊，使 MEV 擺脫獨(dú)家交易，并使區(qū)塊構(gòu)建更加開(kāi)放和去中心化。

Beaverbuild 的參與尤其引人注目，因?yàn)樗麄兡壳笆亲畲蟮慕ㄖ蹋嗄陙?lái)一直在尋找獨(dú)家訂單流交易。他們決定加入 BuilderNet，標(biāo)志著從私人 MEV 協(xié)議轉(zhuǎn)向更透明、更具競(jìng)爭(zhēng)力的市場(chǎng)。雖然占主導(dǎo)地位的建筑商放棄其優(yōu)勢(shì)似乎令人驚訝，但獨(dú)家訂單流的經(jīng)濟(jì)效益并不像看上去那么有利可圖。供應(yīng)商通常會(huì)協(xié)商高額退款百分比，保留 MEV 價(jià)值的 90-95%，而建筑商的利潤(rùn)卻很薄弱。此外，Beaverbuild 的團(tuán)隊(duì)最初是作為搜索者開(kāi)始的，運(yùn)營(yíng)建筑商主要是為了最大化自己的訂單流。有了 BuilderNet 的透明退款系統(tǒng)，他們不再需要垂直整合來(lái)獲取價(jià)值，從而讓他們重新發(fā)揮搜索者的優(yōu)勢(shì)。除了經(jīng)濟(jì)激勵(lì)之外，他們還認(rèn)為這是以太坊長(zhǎng)期健康的正確舉措，他們更愿意為正和生態(tài)系統(tǒng)做出貢獻(xiàn)，而不是爭(zhēng)奪獨(dú)家訂單流交易。

然而，截至目前，Beaverbuild 仍在與 BuilderNet 并行運(yùn)行其集中式設(shè)置，目前其所有訂單流都流向前者。這并不是背離計(jì)劃，而是一個(gè)分階段的過(guò)渡。

我向 Flashbots 的Shea Ketsdever詢問(wèn)了這個(gè)問(wèn)題，她說(shuō)他們正在與 Beaverbuild 密切合作，對(duì)性能進(jìn)行基準(zhǔn)測(cè)試并運(yùn)行測(cè)試，以確保順利過(guò)渡，預(yù)計(jì)訂單流將在 2025 年第一季度轉(zhuǎn)移到 BuilderNet。這是值得關(guān)注的事情。

TEE 通過(guò)確保 MEV 透明地重新分配并允許不受信任的建造者進(jìn)行協(xié)作而不會(huì)讓任何一方獲得優(yōu)勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。每個(gè)操作員都在 TEE 內(nèi)運(yùn)行一個(gè)開(kāi)源建造者，加密并公平處理所有訂單流。與當(dāng)今分散的系統(tǒng)不同，BuilderNet 確保沒(méi)有建造者擁有特權(quán)訪問(wèn)權(quán)限，從而使其無(wú)需信任且可驗(yàn)證。

這將 MEV 捕獲從私人協(xié)議轉(zhuǎn)移到開(kāi)放系統(tǒng)，錢包、應(yīng)用程序和搜索者都可以獲得公平的退款。即使是通常將訂單流保密的搜索者也會(huì)被激勵(lì)使用 BuilderNet 進(jìn)行透明的支付。目前，單個(gè)運(yùn)營(yíng)商提交最終區(qū)塊，類似于 MEV-Boost 中繼，但未來(lái)的升級(jí)將允許多個(gè)運(yùn)營(yíng)商合作構(gòu)建區(qū)塊，使 MEV 提取更加分散和公平。

有關(guān) BuilderNet 的更多信息，羅伯特曾在Uncommon Core和Infinite Jungle播客中討論過(guò)它。

Flashbots 還在Rollup-Boost中使用 TEE ，這是一個(gè)用于 L2 排序器的 sidecar 系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)更快的確認(rèn)、可驗(yàn)證排序和更高的可編程性。TEE 可防止排序器操縱交易，同時(shí)允許私有內(nèi)存池和無(wú)需信任的執(zhí)行。由于 Rollup-Boost 是一個(gè) sidecar，因此 rollup 可以保留其現(xiàn)有框架（如 OP Stack 或 ZK Stack），同時(shí)添加新功能。這解決了以 rollup 為中心的路線圖中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，即大多數(shù) L2 只是分叉了 Geth 并遵循了 L1 升級(jí)，而不是推動(dòng)真正的創(chuàng)新。Rollup-Boost 支持實(shí)驗(yàn)，而無(wú)需 rollup 維護(hù)單獨(dú)的客戶端。

Uniswap 即將推出的 L2 Unichain 將率先使用 Rollup-Boost，并搭載 Flashblocks 和可驗(yàn)證優(yōu)先級(jí)排序。Flashblocks 可實(shí)現(xiàn) 250ms 確認(rèn)時(shí)間、原生恢復(fù)保護(hù)和更高的 gas 吞吐量，而可驗(yàn)證優(yōu)先級(jí)排序允許應(yīng)用程序內(nèi)部化其 MEV。Sidecar 使用擴(kuò)展程序處理交易，然后將最終確定的區(qū)塊返回給排序器，以便在以太坊 L1 上發(fā)布。未來(lái)的擴(kuò)展程序包括加密內(nèi)存池、TEE 有效性證明和 TEE 協(xié)同處理。

有關(guān) Rollup-Boost 的更多信息，Robert 也在Uncommon Core和Infinite Jungle的另一集中對(duì)其進(jìn)行了討論。

TEE 正在集成到 L2 橋接證明系統(tǒng)中，以補(bǔ)充 ZK 證明，后者雖然提供了強(qiáng)大的安全性，但很復(fù)雜且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。如果出現(xiàn)問(wèn)題，依賴單個(gè)證明者會(huì)增加災(zāi)難性故障的風(fēng)險(xiǎn)。為了緩解這種情況，團(tuán)隊(duì)正在探索添加基于 TEE 的證明作為額外的驗(yàn)證層，以降低無(wú)效狀態(tài)被最終確定的可能性。

TEE 和 ZK 證明獨(dú)立運(yùn)行，確保冗余。如果一個(gè)系統(tǒng)遇到錯(cuò)誤或安全漏洞，另一個(gè)系統(tǒng)可以提供后備方案，防止無(wú)效狀態(tài)轉(zhuǎn)換最終完成。在這種情況下，安全委員會(huì)可以在問(wèn)題升級(jí)之前進(jìn)行干預(yù)。

Scroll 與 Automata 合作開(kāi)發(fā)了一款基于 SGX 的開(kāi)源 TEE 證明器，該證明器已用于驗(yàn)證測(cè)試網(wǎng)區(qū)塊。Scroll 的下一步計(jì)劃包括集成雙重證明系統(tǒng)、實(shí)施爭(zhēng)議解決機(jī)制以及組建 TEE 證明器委員會(huì)。作為此過(guò)程的一部分，Scroll 正在探索進(jìn)一步去中心化 TEE 證明的方法，類似于以太坊的分布式驗(yàn)證器技術(shù)，確保沒(méi)有任何一家硬件制造商成為信任的中心點(diǎn)。

Taiko 使用分層證明系統(tǒng)。最初，TEE 通過(guò)運(yùn)行輕量級(jí)執(zhí)行客戶端來(lái)提供快速驗(yàn)證，該客戶端驗(yàn)證狀態(tài)轉(zhuǎn)換并使用 ECDSA 簽署結(jié)果以進(jìn)行鏈上驗(yàn)證。在冷卻期內(nèi)，ZK 證明可以挑戰(zhàn) TEE 證明。為了確保正確性，證明者必須質(zhì)押保證金，如果他們的證明無(wú)效，保證金將被沒(méi)收。雖然在早期階段存在集中式安全后備方案，但 Taiko 計(jì)劃逐步淘汰它并完全過(guò)渡到基于 ZK 的驗(yàn)證。

在 zkEVM 仍在不斷完善的同時(shí)，TEE 證明通過(guò)提供額外的安全層來(lái)實(shí)現(xiàn)此多重證明系統(tǒng)。它們提供了一種快速、經(jīng)濟(jì)高效的方式來(lái)驗(yàn)證狀態(tài)轉(zhuǎn)換，而無(wú)需完全依賴 ZK 證明，從而確保即使 ZK 證明器失敗，系統(tǒng)也能保持安全性和活躍性。

TEE 正在迅速成為以太坊基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，解決 MEV、rollup 和 bridge 中的安全、隱私和去中心化挑戰(zhàn)。隨著這些系統(tǒng)的成熟，它們可以重新定義以太坊的信任模型，同時(shí)彌合差距，直到加密解決方案完全擴(kuò)展。