Khi các mối đe dọa MEV trên Ethereum ngày càng gia tăng, các nhà nghiên cứu đang theo đuổi các lớp bảo vệ mã hóa nhằm che giấu dữ liệu mempool cho đến khi các khối được xác nhận. Các số liệu mới cho thấy gần 2.000 cuộc tấn công sandwich mỗi ngày, làm thất thoát hơn 2 triệu đô la từ mạng lưới mỗi tháng. Các nhà giao dịch thực hiện các giao dịch hoán đổi WETH và WBTC lớn, cùng với các tài sản thanh khoản khác, vẫn dễ bị tấn công front-running và back-running. Lĩnh vực này đã vượt ra ngoài các thử nghiệm mã hóa ngưỡng ban đầu để hướng tới các thiết kế theo từng giao dịch nhằm mã hóa dữ liệu của một giao dịch thay vì toàn bộ các epoch. Các nguyên mẫu ban đầu như Shutter và mã hóa ngưỡng theo lô (Batched threshold encryption - BTE) đã đặt nền móng bằng cách mã hóa dữ liệu tại các giới hạn epoch; hiện nay, các thiết kế theo từng giao dịch đang được khám phá để có sự bảo vệ chi tiết hơn và có thể giảm độ trễ. Cuộc tranh luận xoay quanh khả năng triển khai thực tế trên Ethereum hay vẫn chủ yếu trong các lĩnh vực nghiên cứu.
Các điểm chính
Flash Freezing Flash Boys (F3B) đề xuất mã hóa ngưỡng theo từng giao dịch để giữ bí mật dữ liệu giao dịch cho đến khi hoàn tất, sử dụng Ủy ban Quản lý Bí mật (SMC) được chỉ định để quản lý các phần chia khóa giải mã.
Hai hướng mã hóa cryptographic tồn tại trong F3B: TDH2 (Threshold Diffie-Hellman 2) và PVSS (Chia sẻ bí mật có thể xác minh công khai), mỗi hướng có những ưu nhược điểm riêng về thiết lập, độ trễ và lưu trữ.
Chi phí độ trễ do xác nhận cuối cùng là không đáng kể trong các mô phỏng: khoảng 0,026% cho TDH2 (197 ms) và 0,027% cho PVSS (205 ms) với ủy ban gồm 128 thành viên trên các điều kiện tương tự Ethereum.
Chi phí lưu trữ là một yếu tố cần xem xét: khoảng 80 byte cho mỗi giao dịch với TDH2, trong khi PVSS tăng lên khi số lượng thành viên tăng do các phần chia và bằng chứng cho từng thành viên.
Việc triển khai vẫn còn nhiều thách thức: tích hợp các giao dịch mã hóa đòi hỏi thay đổi lớp thực thi và có thể cần một hard fork lớn ngoài The Merge; tuy nhiên, phương pháp tiếp cận giảm thiểu niềm tin của F3B có thể sau này được ứng dụng ngoài Ethereum, bao gồm các hợp đồng đấu giá kín.
Các mã chứng khoán đề cập: $ETH, $WETH, $WBTC
Bối cảnh thị trường: Môi trường tiền điện tử rộng lớn tiếp tục gây áp lực lên các nỗ lực giảm thiểu MEV khi các nhà phát triển tìm kiếm các cơ chế bảo vệ quyền riêng tư không làm giảm tính cuối cùng hoặc khả năng xử lý. Các cuộc thảo luận liên quan đến nâng cấp giao thức, các tiêu chuẩn nghiên cứu, và khả năng liên chuỗi, với hoạt động diễn ra trong các bài báo học thuật, công cụ ngành, và các đề xuất quản trị.
Tại sao điều này quan trọng
Cuộc chạy đua vũ trang MEV gây ra hậu quả nghiêm trọng đối với thanh khoản và kết quả của nhà giao dịch, đặc biệt trong các sàn giao dịch phi tập trung có khối lượng lớn, nơi các chiến lược sandwich khai thác hoạt động rõ ràng trong mempool. Bằng cách hướng tới mã hóa theo từng giao dịch, các bên ủng hộ cho rằng động cơ để front-run có thể giảm đi, vì việc giải mã có thế thế chỉ xảy ra sau khi giao dịch đạt trạng thái cuối cùng. Điều này có thể cải thiện quyền truy cập công bằng vào thanh khoản cho cả nhà giao dịch bán lẻ và tổ chức, đồng thời có thể giảm thiểu việc tìm kiếm các trường hợp đặc biệt hiện đang thúc đẩy MEV. Tuy nhiên, hiệu quả của phương pháp này phụ thuộc vào khả năng chống chịu của các nguyên tắc mã hóa cryptographic và khả năng của hệ sinh thái trong việc hấp thụ độ phức tạp gia tăng mà không làm suy yếu các đảm bảo về an ninh.
Từ góc nhìn của nhà xây dựng hệ thống, khung F3B thể hiện rõ sự căng thẳng giữa quyền riêng tư và hiệu suất. Hướng TDH2 nhấn mạnh vào một ủy ban cố định và kích thước dữ liệu tối giản, trong khi PVSS cung cấp nhiều linh hoạt hơn bằng cách cho phép người dùng chọn các thành viên ủy thác nhưng lại tăng kích thước ciphertext và yêu cầu tính toán cao hơn. Các mô phỏng cho thấy, khi cấu hình phù hợp, các biện pháp bảo vệ quyền riêng tư có thể tồn tại song song với khả năng xử lý và xác nhận cuối cùng của Ethereum. Tuy nhiên, để đạt được triển khai thực tế, cần có sự phối hợp cẩn thận giữa các khách hàng, thợ đào hoặc validator, và các công cụ hệ sinh thái để đảm bảo tương thích với các hợp đồng thông minh và ví hiện có.
Các nhà đầu tư và nhà nghiên cứu nên theo dõi cách các cấu trúc khuyến khích phát triển. Chế độ staking và slash của F3B nhằm ngăn chặn giải mã sớm và hợp tác nhóm, nhưng không hệ thống nào miễn nhiễm với rủi ro phối hợp ngoài chuỗi. Nếu cơ chế này chứng minh được độ bền, nó có thể ảnh hưởng đến các thiết kế quyền riêng tư trong các mạng không hạn chế và truyền cảm hứng cho các phương pháp thay thế để bảo vệ tính toán trong các sổ cái mở. Các ứng dụng tiềm năng vượt ra ngoài các giao dịch đơn thuần; mempool mã hóa có thể hỗ trợ các cuộc đấu giá bảo mật quyền riêng tư và các tương tác nhạy cảm về độ trễ, giảm thiểu rủi ro bị thao túng do rò rỉ dữ liệu trước.
Những điều cần theo dõi tiếp theo
Kết quả thử nghiệm thêm và các thử nghiệm mạng lưới thực tế đánh giá độ trễ, khả năng xử lý và lưu trữ của F3B dưới các tải mạng khác nhau.
Phân tích an ninh có hệ thống của TDH2 và PVSS trong môi trường blockchain hoạt động, bao gồm các chứng minh về giải mã chính xác và khả năng chống lại các tác nhân độc hại.
Thảo luận công khai về các chiến lược tích hợp với lớp thực thi của Ethereum, và liệu có thể có các thay đổi về khách hàng, giao thức hoặc quản trị để cho phép triển khai theo giai đoạn.
Khám phá các kỹ thuật quyền riêng tư kiểu F3B trong các mạng không phải ETH hoặc các blockchain có độ trễ dưới một giây để đánh giá khả năng áp dụng rộng rãi và các đánh đổi về hiệu suất.
Các trường hợp sử dụng đấu giá kín và các ứng dụng mã hóa khác nơi các đề xuất đấu thầu được giữ bí mật cho đến một thời hạn xác định, phù hợp với quy trình thực thi sau xác nhận cuối cùng của F3B.
Nguồn & xác minh
Flash Freezing Flash Boys (F3B) — arXiv:2205.08529
Cách mã hóa ngưỡng theo lô có thể chấm dứt MEV khai thác và làm cho DeFi công bằng trở lại — Cointelegraph
Bảo vệ MEV ứng dụng qua mã hóa ngưỡng của Shutter — Cointelegraph
The Merge — Cập nhật Ethereum: Hướng dẫn dành cho người mới bắt đầu về Eth2.0 — Cointelegraph
TDH2 (Threshold Diffie-Hellman 2) — Shoup et al. (bài báo)
Mã hóa theo từng giao dịch định hình lại cuộc chiến MEV trên Ethereum
Flash Freezing Flash Boys giới thiệu sự chuyển đổi từ việc giữ bí mật toàn bộ epoch sang quyền riêng tư ở cấp độ giao dịch. Ý tưởng cốt lõi là mã hóa giao dịch bằng một khóa đối xứng mới và sau đó bảo vệ khóa đó bằng một scheme mã hóa ngưỡng chỉ có thể truy cập bởi một ủy ban đã định sẵn. Trong thực tế, người dùng ký một giao dịch và phân phối một payload mã hóa cùng với một khóa đối xứng đã mã hóa tới lớp đồng thuận. Ủy ban Quản lý Bí mật (SMC) giữ các phần chia giải mã, nhưng sẽ không phát hành chúng cho đến khi chuỗi đạt trạng thái cuối cùng cần thiết, tại thời điểm đó, giao thức cùng nhau tái tạo và giải mã payload để thực thi. Quy trình này nhằm tránh tiết lộ chi tiết giao dịch trong giai đoạn truyền tải, từ đó giảm khả năng thao túng dựa trên MEV.
Hai phương pháp lý thuyết hỗ trợ cách tiếp cận này. TDH2, dựa trên quá trình tạo khóa phân tán (DKG) để tạo ra một khóa công khai và các phần chia, kết hợp một khóa đối xứng mới với một ciphertext mà ủy ban có thể mở khóa theo cách ngưỡng. PVSS, ngược lại, sử dụng các khóa dài hạn cho các thành viên ủy thác và chia sẻ bí mật của Shamir, cho phép người dùng phân phối các phần chia đã mã hóa với khóa công khai của từng thành viên. Mỗi mô hình đi kèm các chứng minh không kiến thức để ngăn chặn dữ liệu giải mã sai lệch, giải quyết các mối lo về tấn công ciphertext chọn lọc và tính hợp lệ của giải mã. Hai hướng này có các đặc điểm hiệu suất khác nhau: ủy ban cố định giúp đơn giản hóa thiết lập và giảm kích thước dữ liệu cho mỗi giao dịch (TDH2), trong khi PVSS cung cấp linh hoạt hơn nhưng với ciphertext lớn hơn và yêu cầu tính toán cao hơn. Trong thực tế, các mô phỏng trên môi trường Ethereum dạng PoS cho thấy độ trễ dưới giây sau xác nhận cuối cùng — phù hợp với nhiều hoạt động DeFi — và áp lực lưu trữ tối thiểu trên mỗi giao dịch với TDH2. Tất nhiên, các con số còn phụ thuộc vào kích thước ủy ban và điều kiện mạng.
Tuy nhiên, việc triển khai vẫn còn nhiều tranh cãi. Ngay cả khi các cấu trúc mã hóa hoạt động tốt trong mô phỏng, việc tích hợp các giao dịch mã hóa vào lớp thực thi sẽ đòi hỏi các thay đổi đáng kể — có thể là một hard fork ngoài The Merge — để đảm bảo tương thích với các hợp đồng thông minh và ví hiện tại. Dù vậy, nghiên cứu này là một bước tiến quan trọng hướng tới DeFi có quyền riêng tư, cho thấy có thể che giấu dữ liệu nhạy cảm mà không làm giảm tính cuối cùng. Ứng dụng rộng rãi hơn là mempool mã hóa có thể mở rộng ra ngoài Ethereum, trong các mạng theo đuổi các giao thức bảo vệ quyền riêng tư, giảm thiểu niềm tin, nơi trì hoãn hoặc giữ lại thực thi là chấp nhận được hoặc mong muốn. Hiện tại, con đường đến sử dụng thực tế vẫn còn cẩn trọng và từng bước, với F3B làm chuẩn mực cho các giải pháp giảm thiểu MEV có quyền riêng tư trong thực tế.
