撰文：Pranav Garimidi、Joachim Neu、Max Resnick
編譯：Luffy，Foresight News
區塊鏈現在已能理直氣壯地宣稱，自身具備與現有金融基礎設施競爭的能力。目前的生產系統每秒可處理數萬筆交易，未來性能還將迎來數量級提升。
但除了單純的吞吐量之外，金融應用還需要可預測性。當一筆交易被發起時，無論是交易、拍賣出價，還是期權行權，對交易上鍊時機擁有可靠保障，是金融系統正常運轉的必要條件。如果交易面臨不可預測的延遲，大量應用將無法使用。要讓鏈上金融應用具備競爭力，區塊鏈必須提供短期上鍊保障：只要一筆有效交易被提交至網絡，就保證能盡快被打包進區塊。
舉個例子，鏈上訂單簿便是如此。高效的訂單簿需要做市商持續提供流動性，在盤口掛出買賣訂單。做市商面臨的核心問題是：在盡可能縮小買賣價差的同時，避免因報價與市場脫節而遭受逆向選擇。為此，做市商必須不斷更新訂單，以反映最新市場狀態。例如，當美联储公告導致資產價格大幅波動時，做市商需要立即響應，將訂單更新至新價格。如果做市商用於更新訂單的交易無法即時上鏈，套利者就會按照過時價格成交，使做市商蒙受損失。屆時，做市商只能擴大價差以降低風險，進而導致鏈上交易平台競爭力下降。
可預測的交易上鏈機制，能為做市商提供可靠保障，使其可以快速響應鏈下事件，維持鏈上市場的高效運行。
現狀與目標之間的差距
目前主流的區塊鏈僅能提供最終上鏈保障，且生效週期通常以秒為單位。此類保障對於支付等應用已足夠，但無法支撐絕大多數需要市場參與者即時響應資訊的金融應用。
回到訂單簿的例子：對做市商而言，「幾秒內上鏈」的保障毫無意義，只要套利者的交易能被打包進更早的區塊即可。缺乏強上鏈保障，做市商就只能通過擴大價差、向用戶提供更差報價來對沖風險。這會讓鏈上交易相比擁有更強保障的其他平台失去吸引力。
若要真正實現成為資本市場現代化基礎設施的願景，開發者必須解決這些問題，讓訂單簿等高價值應用能夠蓬勃發展。
實現可預測性難在哪裡？
在現有區塊鏈上強化交易上鏈保障以支援此類場景，極具挑戰性。部分協議依賴單一節點（出塊節點）在特定時段決定交易打包順序。這雖然簡化了高性能公鏈的工程設計，卻也製造了潛在的經濟壟斷點，出塊節點可借此攫取價值。
通常，在節點當選為區塊節點的窗口期內，它對區塊包含哪些交易擁有完全控制權。
對於承載大量金融活動的區塊鏈而言，出塊節點處於特權地位。如果該節點拒絕打包某筆交易，用戶只能等待下一個願意打包的出塊節點。在無需許可的網絡中，出塊節點天然具有提取價值的動機，也就是我們常說的 MEV。
MEV 遠不止三明治攻擊這麼簡單。哪怕出塊節點僅將交易延遲數十毫秒，也能賺取巨額利潤，並降低底層應用的運行效率。一個只優先打包部分交易者訂單的訂單簿，會讓其他所有人處於不公平環境。最壞情況下，出塊節點的惡意行為會導致交易者徹底離開平台。
假設加息消息公布，ETH 價格瞬間下跌 5%。訂單簿上所有做市商都急於撤銷現有掛單，並以新價格重新掛單。與此同時，所有套利者都會提交訂單，以過時價格賣出 ETH。
如果該訂單簿運行在單一出塊節點協議上，這個節點將擁有巨大權力。它可以選擇審查所有做市商的撤單交易，讓套利者獲取暴利；或者不直接審查，而是延遲撤單交易，讓套利交易先行成交；甚至可以直接插入自己的套利交易，從價格偏差中獲利。
兩大核心訴求：抗審查與資訊隱藏
在這種優勢面前，做市商的主動參與將變得不經濟，只要價格出現波動，他們就可能被利用。問題本質上源於出塊節點的兩大特權：
- 可以審查他人交易；
- 您可以查看他人的交易，並據此提交自己的交易。
這兩個問題中的任何一個，都可能帶來災難性後果。
一個例子
我們用一場拍賣來精準說明這個問題。假設有兩位競拍者 Alice 和 Bob，而 Bob 恰好是拍賣所在區塊的出塊節點。（僅以兩位競拍者為例，邏輯可推廣至任意人數。）
拍賣在區塊生產週期內接受出價，例如從時間 0 到時間 1。Alice 在時刻 tA 提交出價 bA，Bob 在更晚的時刻 tB 提交出價 bB。由於 Bob 是出塊節點，他總能確保自己最後行動。
雙方均可從一個持續更新的價格來源（例如中心化交易所的中間價）獲取資產價格，記時刻 t 的價格為 pₜ。我們假設，在任意時刻 t，雙方對拍賣結束時（t=1）的資產預期價格均等於當前價格 pₜ。拍賣規則很簡單：出價最高者得標，並支付其報價。
抗審查的必要性
如果 Bob 可以利用出塊節點身份審查 Alice 的出價，拍賣機制就會徹底失效。Bob 只需報出任意低價，就能確保獲勝，拍賣最終收益近乎為零。
資訊隱藏的必要性
更複雜的情況是：Bob 無法直接審查 Alice 的出價，但可以在自己出價前看到 Alice 的報價。此時 Bob 有一個簡單策略：
- 若當前價格 pₜ_B > bA，則報出略高於 bA 的價格；
- 否則直接放棄出價。
透過這一策略，Bob 會讓 Alice 面臨逆向選擇：Alice 只有在報價高於資產預期價值時才能獲勝，而獲勝即意味著虧損，最終會選擇退出拍賣。當所有競爭者離場後，Bob 又可以報出極低價格贏得拍賣，收益同樣近乎為零。
核心結論是：拍賣時長無關緊要。只要 Bob 能夠審查 Alice 的出價，或在自己出價前看到 Alice 的報價，拍賣就註定失敗。
這一邏輯同樣適用於高頻交易場景，包括現貨、永續合約和衍生品交易所：如果出塊節點擁有案例中 Bob 的權力，市場就會徹底失靈。支撐這類場景的鏈上產品要想具備可行性，就絕不能賦予出塊節點此類特權。
為何這些問題在現實中沒有爆發？
上述分析描繪出在無許可協議上單一出塊節點的鏈上交易前景黯淡，但為何這些協議上的去中心化交易所（DEX）交易量依然可觀？
現實中有兩股力量抵消了上述問題：
- 出塊節點通常大量持有原生代幣，與公鏈成敗深度綁定，因此不會完全濫用經濟權力；
- 應用層已開發出變通方案，降低自身對這類問題的脆弱性。
儘管這兩個因素讓 DeFi 至今運轉正常，但長期來看，不足以讓鏈上市場真正與鏈下對手競爭。
在經濟活動活躍的公鏈上，成為出塊節點需要大量質押。因此，節點要么自身持有大量代幣，要么擁有足夠聲譽以獲得其他持有者的委託。無論哪種情況，大型節點運營商都是聲譽卓著的知名實體。此外，質押資產也讓他們有動力維護公鏈發展。正因如此，我們目前尚未看到節點完全濫用權力，但這並不意味著問題不存在。
首先，依賴節點運營商的善意、社會壓力與長期激勵，並非未來金融的可靠基石。隨著鏈上金融規模擴大，節點的潛在利潤也會同步增長。這種誘惑越大，約束節點違背短期利益的社會層壓力就越脆弱。
其次，節點濫用權力的程度是一個連續譜，從溫和行為到徹底摧毀市場。節點運營商可能單方面逐步擴大權力以獲取更高利潤，一旦有人突破底線，其他人會迅速效仿。單個節點的行為看似影響有限，但集體轉向會造成顯而易見的後果。
最典型的例子是時序博弈：出塊節點盡可能延遲公佈區塊，以在協議允許的範圍內最大化收益。這會導致區塊時間延長，甚至出現區塊遺漏。儘管此類策略的盈利性廣為人知，但節點最初因維護公鏈的責任而選擇克制。然而，這種社會平衡極為脆弱，一旦有節點無代價地開始套利，其他節點會迅速跟進。
時序博弈只是節點在不完全濫用權力的前提下提升收益的眾多例子之一。節點還有許多方式可以犧牲應用來提高回報。單獨來看，這些行為或許尚可容忍，但最終會跨越臨界點，使鏈上運行的成本超過收益。
DeFi 仍能運作的另一個原因是：應用將核心邏輯移至鏈下，僅將結果上鏈。例如，需要快速執行拍賣的協議普遍在鏈下完成流程，通常透過許可節點組運行機制以避開惡意節點問題。UniswapX 在以太坊主網的荷蘭式拍賣、Cowswap 的批量拍賣均採用鏈下執行。
這種方案雖然能讓應用運行，卻讓底層公鏈及其價值主張陷入尷尬境地：應用執行邏輯鏈下化，使底層公鏈淪為單純的結算層。DeFi 最核心的優勢之一是可組合性，而在全部執行都在鏈下的世界裡，應用會被天然隔離在孤島中。依賴鏈下執行也為應用的信任模型增加了新假設：除了底層公鏈可用性之外，鏈下基礎設施也必須正常運行。
如何實現可預測性？
要解決這些問題，協議需要滿足兩大特性：穩定的交易上鏈與排序規則、交易確認前的隱私保護。
首要條件：抗審查性
我們將第一個特性概括為短期抗審查性：如果一筆交易到達誠實節點，就保證能被打包進下一個可用區塊。
短期抗審查性：任何按時到達任意誠實節點的有效交易，必定會被打包進下一個區塊。
更精確地說，假設協議以固定時鐘運行，例如每 100 毫秒產生一個區塊。如果一筆交易在 250 毫秒到達誠實節點，就應被打包進 300 毫秒的區塊。攻擊者無權選擇性地打包或忽略交易。這一定義的核心精神是：用戶與應用應擁有高度可靠的交易上鏈途徑，不會因單個節點惡意丟包或運行故障導致交易失敗。
儘管這一定義要求到達任意誠實節點的交易都能被打包，但實際實現開銷可能過高。關鍵在於協議要足夠穩健，使交易上鏈入口表現出極強的可預測性，且邏輯簡單易懂。
無需許可的單一出塊節點協議明顯不具備此特性：若當前出塊節點作惡，交易便無其他上鏈途徑。反之，即使僅有四個節點組合能確保每個時段打包交易，也會大幅提升用戶與應用的上鏈選擇。為讓應用能夠穩健繁榮，犧牲部分性能是值得的。在穩健性與性能之間尋找最佳平衡仍需更多研究，但現有協議的保障力度明顯不足。
一旦協議能夠保障上鍊，排序問題便迎刃而解。協議可以採用任意確定性排序規則，最簡單的方式是按優先費排序，或允許應用對與自身狀態交互的交易靈活排序。交易排序的最優方式仍是活躍研究領域，但無論如何，只有交易能夠順利上鍊，排序規則才有意義。
第二個條件：資訊隱藏
在短期抗審查性之後，協議需要滿足的另一重要特性是我們稱之為隱藏性的隱私保障。
隱藏性：除交易提交節點外，任何參與方在交易被協議最終確認排序前，均無法獲取該交易的任何資訊。
滿足隱藏性的協議允許接收交易的節點明文查看交易內容，但要求網絡其餘部分在共識完成、交易排序確定前保持不可知。例如，協議可採用延時加密，使區塊內容在截止時間前不可見；或採用門檻加密，由委員會確認區塊不可逆後再解密。
這意味著，節點可能濫用提交至自身的交易資訊，但網路其他節點僅在事後才會得知交易內容。當交易資訊向全網公開時，其排序與確認已完成，其他方無法搶先交易。這一定義生效的前提是：每個時段都有多個節點可打包交易。
我們未採用更強的隱私定義（例如加密內存池）—— 即只有用戶自己知曉交易資訊 —— 原因在於協議需要過濾垃圾交易。如果交易內容對全網完全隱藏，網絡將無法區分垃圾交易與有效交易。唯一的解決辦法是洩露部分未加密元數據，例如無論交易有效與否都會扣費的付費地址。但這類元數據可能洩露足夠資訊，使攻擊者有機可乘。因此我們選擇折中方案：僅單個節點可見交易內容，網絡其餘節點不可見。這也意味著，用戶必須在每個時段都擁有至少一個誠實節點作為上鏈入口。
同時具備短期抗審查性與隱藏性的協議，是構建金融應用的理想底層。回到鏈上拍賣的例子，這兩大特性直接杜絕了 Bob 破壞市場的兩種方式：既無法審查 Alice 的出價，也無法利用 Alice 的出價指導自己的行為，完美解決了前文提到的兩大問題。
在短期抗審查性保障下，任何交易（無論是掛單還是拍賣出價）都能確保即時上鍊。做市商可以修改訂單，競拍者可以快速出價，清算可以高效執行。用戶可以確信自己的操作會被立即執行，從而讓新一代低延遲、面向現實世界的金融應用能夠完全在鏈上構建。
區塊鏈若要真正與現有金融基礎設施競爭並實現超越，需要解決的遠不止吞吐量問題。
