DeFi 超越 CeFi，可预测性是关键

区块链要真正与现有金融基础设施竞争，需要解决的远不止吞吐量问题。

撰文：Pranav Garimidi、Joachim Neu、Max Resnick

编译：Luffy，Foresight News

区块链现在已经可以理直气壮地宣称，自身具备了与现有金融基础设施竞争的能力。目前的生产系统每秒可处理数万笔交易，未来性能还将迎来数量级提升。

但除了单纯的吞吐量之外，金融应用还需要可预测性。当一笔交易被发起时，无论是交易、拍卖出价，还是期权行权，对交易上链时机拥有可靠保障，是金融系统正常运转的必要条件。如果交易面临不可预测的延迟，大量应用将无法使用。要让链上金融应用具备竞争力，区块链必须提供短期上链保障：只要一笔有效交易被提交至网络，就保证能尽快被打包进区块。

举个例子，链上订单簿就是如此。高效的订单簿需要做市商持续提供流动性，在盘口挂出买卖订单。做市商面临的核心问题是：在尽可能缩小买卖价差的同时，避免因报价与市场脱节而遭受逆向选择。为此，做市商必须不断更新订单，以反映最新市场状态。比如美联储公告导致资产价格大幅波动时，做市商需要立即响应，将订单更新至新价格。如果做市商用于更新订单的交易无法即时上链，套利者就会按照过时价格成交，使做市商蒙受损失。届时，做市商只能扩大价差以降低风险，进而导致链上交易平台竞争力下降。

可预测的交易上链机制，能为做市商提供可靠保障，使其可以快速响应链下事件，维持链上市场的高效运行。

现状与目标之间的差距

当前主流区块链仅能提供最终上链保障，且生效周期往往以秒为单位。这类保障对于支付等应用已足够，但无法支撑绝大多数需要市场参与者实时响应信息的金融应用。

回到订单簿的例子：对做市商而言，「几秒内上链」的保障毫无意义，只要套利者的交易能被打包进更早的区块即可。缺乏强上链保障，做市商就只能通过扩大价差、向用户提供更差报价来对冲风险。这会让链上交易相比拥有更强保障的其他平台失去吸引力。

区块链若要真正实现成为资本市场现代化基础设施的愿景，开发者必须解决这些问题，让订单簿等高价值应用能够蓬勃发展。

实现可预测性难在哪里？

在现有区块链上强化交易上链保障，以支撑这类场景，极具挑战性。部分协议依赖单一节点（出块节点）在特定时段决定交易打包顺序。这虽然简化了高性能公链的工程设计，却也制造了潜在的经济垄断点，出块节点可以借此攫取价值。

通常，在节点当选出块节点的窗口期内，它对区块包含哪些交易拥有完全控制权。

对于承载大量金融活动的区块链而言，出块节点处于特权地位。如果该节点拒绝打包某笔交易，用户只能等待下一个愿意打包的出块节点。在无需许可的网络中，出块节点天然具有提取价值的动机，也就是我们常说的 MEV。

MEV 远不止三明治攻击这么简单。哪怕出块节点仅将交易延迟数十毫秒，也能赚取巨额利润，并降低底层应用的运行效率。一个只优先打包部分交易者订单的订单簿，会让其他所有人处于不公平环境。最坏情况下，出块节点的恶意行为会导致交易者彻底离开平台。

假设加息消息公布，ETH 价格瞬间下跌 5%。订单簿上所有做市商都急于撤销现有挂单，并以新价格重新挂单。与此同时，所有套利者都会提交订单，以过时价格卖出 ETH。

如果该订单簿运行在单一出块节点协议上，这个节点将拥有巨大权力。它可以选择审查所有做市商的撤销交易，让套利者获取暴利；或者不直接审查，而是延迟撤销交易，让套利交易先行成交；甚至可以直接插入自己的套利交易，从价格偏差中获利。

两大核心诉求：抗审查与信息隐藏

在这种优势面前，做市商的主动参与将变得不经济，只要价格出现波动，他们就可能被利用。问题本质上源于出块节点的两大特权：

• 可以审查他人交易；
• 可以看到他人交易，并据此提交自己的交易。

这两个问题中的任何一个，都可能带来灾难性后果。

一个例子

我们用一场拍卖来精准说明这个问题。假设有两位竞拍者 Alice 和 Bob，而 Bob 恰好是拍卖所在区块的出块节点。（仅以两位竞拍者为例，逻辑可推广至任意人数。）

拍卖在区块生产周期内接受出价，比如从时间 0 到时间 1。Alice 在时刻 tA 提交出价 bA，Bob 在更晚的时刻 tB 提交出价 bB。由于 Bob 是出块节点，他总能确保自己最后行动。

两人都可以从一个持续更新的价格源（例如中心化交易所的中间价）获取资产价格，记时刻 t 的价格为 pₜ。我们假设，在任意时刻 t，双方对拍卖结束时（t=1）的资产预期价格均等于当前价格 pₜ。拍卖规则很简单：价高者得，并支付自己的报价。

抗审查的必要性

如果 Bob 可以利用出块节点身份审查 Alice 的出价，拍卖机制就会彻底失效。Bob 只需报出任意低价，就能确保获胜，拍卖最终收益近乎为零。

信息隐藏的必要性

更复杂的情况是：Bob 无法直接审查 Alice 的出价，但可以在自己出价前看到 Alice 的报价。此时 Bob 有一个简单策略：

• 若当前价格 pₜ_B > bA，就报出略高于 bA 的价格；
• 否则直接放弃出价。

通过这一策略，Bob 会让 Alice 面临逆向选择：Alice 只有在报价高于资产预期价值时才能获胜，而获胜即意味着亏损，最终会选择退出拍卖。当所有竞争者离场后，Bob 又可以报出极低价格赢得拍卖，收益同样近乎为零。

核心结论是：拍卖时长无关紧要。只要 Bob 能够审查 Alice 的出价，或在自己出价前看到 Alice 的报价，拍卖就注定失败。

这一逻辑同样适用于高频交易场景，包括现货、永续合约和衍生品交易所：如果出块节点拥有案例中 Bob 的权力，市场就会彻底失灵。支撑这类场景的链上产品要想具备可行性，就绝不能赋予出块节点此类特权。

这些问题在现实中为何没有爆发？

上述分析描绘出单一出块节点无需许可协议上链交易的惨淡前景，但许多此类协议上去中心化交易所（DEX）的交易量依然可观，原因何在？

现实中有两股力量抵消了上述问题：

• 出块节点通常大量持有原生代币，与公链成败深度绑定，因此不会完全滥用经济权力；
• 应用层已开发出变通方案，降低自身对这类问题的脆弱性。

尽管这两个因素让 DeFi 至今运转正常，但长期来看，不足以让链上市场真正与链下对手竞争。

在经济活动活跃的公链上，成为出块节点需要大量质押。因此，节点要么自身持有大量代币，要么拥有足够声誉获得其他持有者委托。无论哪种情况，大型节点运营商都是声誉卓著的知名实体。此外，质押资产也让他们有动力维护公链发展。正因如此，我们目前尚未看到节点完全滥用权力，但这并不代表问题不存在。

首先，依赖节点运营商的善意、社会压力与长期激励，并非未来金融的可靠基石。随着链上金融规模扩大，节点的潜在利润也会同步增长。这种诱惑越大，约束节点违背短期利益的社会层压力就越脆弱。

其次，节点滥用权力的程度是一个连续谱，从温和行为到彻底摧毁市场。节点运营商可能单方面逐步扩大权力以获取更高利润，一旦有人突破底线，其他人会迅速效仿。单个节点的行为看似影响有限，但集体转向会造成显而易见的后果。

最典型的例子就是时序博弈：出块节点尽可能延迟公布区块，在协议允许范围内最大化收益。这会导致区块时间延长，甚至出现区块遗漏。尽管这类策略的盈利性众所周知，但节点最初出于维护公链的责任选择克制。然而这种社会平衡十分脆弱，一旦有节点无代价地开始套利，其他节点会迅速跟进。

时序博弈只是节点在不完全滥用权力的前提下提升收益的例子之一。节点还有许多方式以牺牲应用为代价提高回报。单独看这些行为或许尚可容忍，但最终会越过临界点，让链上运行的成本超过收益。

DeFi 尚能运转的另一个原因是：应用将核心逻辑移至链下，仅将结果上链。例如，需要快速执行拍卖的协议普遍在链下完成流程，往往通过许可节点组运行机制以规避恶意节点问题。UniswapX 在以太坊主网的荷兰式拍卖、Cowswap 的批量拍卖均采用链下执行。

这种方案虽然能让应用运行，却让底层公链及其价值主张陷入尴尬境地：应用执行逻辑链下化，使底层公链沦为单纯的结算层。DeFi 最核心的优势之一是可组合性，而全部执行都在链下的世界里，应用会被天然隔离在孤岛中。依赖链下执行也为应用的信任模型增加了新假设：除了底层公链可用性之外，链下基础设施也必须正常运行。

如何实现可预测性？

要解决这些问题，协议需要满足两大特性：稳定的交易上链与排序规则、交易确认前的隐私保护。

首要条件：抗审查性

我们将第一个特性概括为短期抗审查性：如果一笔交易到达诚实节点，就保证能被打包进下一个可用区块。

短期抗审查性：任何按时到达任意诚实节点的有效交易，必定被打包进下一个区块。

更精确地说，假设协议以固定时钟运行，例如每 100 毫秒出一个块。如果一笔交易在 250 毫秒到达诚实节点，就应被打包进 300 毫秒的区块。攻击者无权选择性打包或忽略交易。这一定义的核心精神是：用户与应用应拥有高度可靠的交易上链途径，不会因单个节点恶意丢包或运行故障导致交易失败。

尽管这一定义要求到达任意诚实节点的交易都能被打包，但实际实现开销可能过高。关键在于协议要足够稳健，使交易上链入口表现出极强的可预测性，且逻辑简单易懂。

无需许可的单一出块节点协议显然不满足这一特性：如果当期出块节点作恶，交易就没有其他上链途径。反之，即便只有一组四个节点能保证每时段打包交易，也会大幅提升用户与应用的上链选择。为了让应用能够稳健繁荣，牺牲部分性能是值得的。在稳健性与性能之间寻找最优平衡仍需更多研究，但现有协议的保障力度显然不足。

一旦协议能够保障上链，排序问题便迎刃而解。协议可以采用任意确定性排序规则，最简单的方式是按优先费排序，或允许应用对与自身状态交互的交易灵活排序。交易排序的最优方式仍是活跃研究领域，但无论如何，只有交易能够顺利上链，排序规则才有意义。

第二个条件：信息隐藏

在短期抗审查性之后，协议需要满足的另一重要特性是我们称之为隐藏性的隐私保障。

隐藏性：除交易提交节点外，任何参与方在交易被协议最终确认排序前，均无法获取该交易的任何信息。

满足隐藏性的协议允许接收交易的节点明文查看交易内容，但要求网络其余部分在共识完成、交易排序确定前保持不可知。例如，协议可采用延时加密，使区块内容在截止时间前不可见；或采用门限加密，由委员会确认区块不可逆后再解密。

这意味着，节点可能滥用提交至自身的交易信息，但网络其他节点在事后才会得知交易内容。当交易信息向全网公开时，其排序与确认已完成，其他方无法抢先交易。这一定义生效的前提是：每个时段都有多个节点可打包交易。

我们没有采用更强的隐私定义（如加密内存池）—— 即只有用户自己知晓交易信息 —— 原因在于协议需要过滤垃圾交易。如果交易内容对全网完全隐藏，网络将无法区分垃圾交易与有效交易。唯一的解决办法是泄露部分未加密元数据，例如无论交易有效与否都会扣费的付费地址。但这类元数据可能泄露足够信息，使攻击者有机可乘。因此我们选择折中方案：仅单个节点可见交易内容，网络其余节点不可见。这也意味着，用户必须在每个时段都拥有至少一个诚实节点作为上链入口。

同时具备短期抗审查性与隐藏性的协议，是构建金融应用的理想底层。回到链上拍卖的例子，这两大特性直接杜绝了 Bob 破坏市场的两种方式：既无法审查 Alice 的出价，也无法利用 Alice 的出价指导自己的行为，完美解决了前文提到的两大问题。

在短期抗审查性保障下，任何交易（无论是挂单还是拍卖出价）都能确保即时上链。做市商可以修改订单，竞拍者可以快速出价，清算可以高效执行。用户可以确信自己的操作会被立即执行，从而让新一代低延迟、面向现实世界的金融应用能够完全在链上构建。

区块链若要真正与现有金融基础设施竞争并实现超越，需要解决的远不止吞吐量问题。