以太坊坎昆升级前夜，全面洞悉Blob市场

原文作者：0xEvan,Primev

原文标题：Censorship,Latency,andPreconfirmationsintheBlobMarket

编译：Franci,ETHconomicsResearchSpace

译者导读

前面我们发的几篇文章都和blob交易本身以及4844费用机制相关，而在这篇文章中，作者通过对过去一年的数据回测，以模拟blob市场的潜力——它可以容纳多少数据？能否满足rollup的数据可用需求？

除了blobspace的供需曲线对blob市场会造成影响之外，验证者的时间博弈(timinggames)以及构建者的审查也会对这个市场带来一些负面效应。本文对可能产生的blob交易广播延迟进行了数据分析，并对其产生的用户体验、rollup数据可用开销影响进行了论证，也提出了可能的解决方案——预确认blob交易。

总的来说，这篇文章是比较全面的blob市场分析，读者大可以通过文章的脉络，探索未来blobspace的landscape。

正文：

🙏特别感谢@terencechain的审阅、@BertKellerman的见解和@ethpandaops提供的holesky测试网数据。

TL;DR

我们的研究深入探讨了新兴的EIP-4844blob市场，该市场的运作方式与EIP-1559的gas定价方式类似。不同的是，它没有直接面向区块构建者的小费机制，用以激励其打包blob交易，这可能导致blob交易体验不稳定，以及对其打包进区块有一定的挑战。

我们注意到，虽然blob交易容量大（约125kB）且比同样大小的calldata便宜，但它们大幅增加了以太坊区块的大小。这也意味着blob交易给区块带来了增量的竞价能力。

我们演示了这个新市场的容量能够吸收当前rollup的数据需求，并将标准区块空间的gas成本降低15-20%，从而解锁了更低成本的mev机会。

我们观察到，在网络活动增加的时期，blob交易可能会使区块广播速度减慢数百毫秒的数量级，这可能导致区块构建者为了在mev-boost中维持具有竞争性的竞价而审查blob。

我们评估，“预确认出价”可以缓解这些挑战，blob预确认可以增强EIP-4844的能力，为L2用户提供更好的交易体验，以及为rollups提供稳定的交易打包体验。

我们将在Holesky测试网上进行实验，收集区块构建者数据，并通过mev-commit设置relay作为blob预确认提供商，我们邀请PBS的相关参与者来一起进行实验。

引入

EIP-4844引入了一种blob市场，从而扩展了以太坊的数据可用性。这个新兴市场使用类似于EIP-1559的gas价格机制来定价和销毁blob的basegasfee。然而，与type2交易不同的是，blob市场中用户没有直接的方式出价给构建者，作为打包其blob的小费。缺乏priorityfee的设计使得准确定价blob打包费用变得困难。此外，携带blob的区块在网络中的广播速度预计会变慢，因为blob是以太坊交易类型中最大的一种。如果构建者在一个区块中接受许多blob，他们就会面临更高的区块重组风险，因此，假设构建者是经济学层面的理性人，其可能会选择在mev高峰期审查blob，以保持区块构建的低延迟。

我们提出了一个与blob相关的区块构建和mev-boost数据收集工作，以及一个使用mev-commit的blob预确认提供商实验，并邀请社区中的rollup、relay、区块构建者和提议者参与。我们对EIP-4844中blob相关行为的见解表明，L1blob预确认可以增强blob市场带来的效用，为L2用户提供更好的交易体验，为rollup在出现mev条件下提供可靠的打包体验，以及给rollup为中心的以太坊路线图提供一个更稳定的未来。

理解Blob市场

Blob交易

EIP-4844引入了一种type3交易(亦称为blob交易)。携带blob的交易类似于常规交易，但增加了blob数据、KZG承诺和证明。与标准以太坊交易相比，Blob极大(约125kB)，且比等量的calldata便宜得多。Calldata的价格为每个非零字节16gas且大小可变化；而blob数据的价格为每字节1.04gas，且每个blob上限为131,072gas。

BlobGas机制

Blobbasegas定价具有一个定价网络拥堵情况的费用机制，这与EIP-1559类似。主要区别在于，blobbasegas的价格基于blob使用数量变化，而EIP-1559是基于上个区块gas的利用率变化(使用的gas数量之于目标gas数量而言)。TargetBlob的数量是3(0.375MB)，每个区块的最大数量是6(0.75MB)。Blobbasegas价格最小值设置为1wei。

当提交一个blob交易时，发送者将提交max_fee_per_blob_gas作为他们愿意为blobbasegasfee支付的最高价格，所有这些费用都将被销毁。max_fee_per_blob_gas与type0和type2交易中的max_fee_per_gas类似。如果用户想提交额外的费用以激励打包其交易，那么他们还会提交max_priority_fee。然而，max_priority_fee仅覆盖交易中非blobgas部分。也就说，在此blobgas费用机制下用户不能直接提交blob打包小费给构建者。

(译者注：关于4844费用机制原理分析，我们社区撰写了更为详细的文章，请看这里)

Blob市场容量

基于rollup的历史calldata活动，将其模拟在type3交易的区块空间中使用，我们可以看到blob市场价格可以轻易地吸收所有rollup的容量，而不会使blob市场价格超过blobbasegas最小值(即1wei)。

图：baseblobgas每区块

尽管rollup向以太坊发布了更多数据，但大多数区块仍然低于targetblob数量，这确保了blobgas价格保持在低水平。

图：颜色越浅，代表着打包特定数量blob的区块被构建的次数越多

💡这意味着，blob市场的calldata开销将更低（calldata每字节消耗16gas，而blob每字节消耗1gas），gasprice也将更低（calldata的gasprice是gwei级别的，而blob的gasprice是wei级别的），从而为rollup节省两层额外成本。

Blob市场不仅能够轻松地吸收当前rollup的数据可用性需求，还能使非blob市场释放更多区块空间，将gas开销降低15-20%以上。Gas开销的降低相应地提高了用户/搜索者、构建者和验证者的出价能力，并解锁了在EIP-4844之前因价格过高而被排除在外的新mev机会。

图：EIP-4844对标准区块空间的影响（基于2023年的数据）

Rollup需要更多数据可用性

Rollup大大地影响着区块中gas的使用情况，它们是当前以太坊区块空间最大的一类gas用户。2023年，rollup在以太坊上存储了创纪录数量的交易数据，如下图所示：

图：保存在以太坊上的calldata创历史新高

下面的日均图表显示，rollup开始占据它们所在每个区块的15%以上，直接影响了其他用户的使用价格。

这在黑天鹅出现，需求增加的情况下可能会进一步恶化。最近在2023年12月，铭文热潮引起交易量过大，导致Arbitrum的定序器离线约一个小时。当Arbitrumsequencer恢复运营并开始发布已保存的状态数据的backlog时，定序器当即垄断了整个区块空间，导致gas价格飙升至140gwei以上，消耗了所有区块中高达90%的gas，使得网络在数小时内对大多数用户不可用。

在下一节中，我们将展开讨论，即使在没有这种需求激增的情况下，时间博弈(timinggames)和审查也可能如何影响这个市场。

Blob市场面临的挑战：审查

Blob交易的广播

EIP-4844将每个信标区块的带宽需求最多增加约0.75MB，42mgas，以容纳额外多达6个blob到每个信标区块中。与永久存储的calldata不同，blob在信标节点中持续存在的时间很短（截至2024年2月为18天），以保持网络存档状态的增长在可控范围内。

此外，blob交易有两种网络表示形式——对于区块构建者来说是一个blob交易，对于验证者来说是一个blobsidecar。Blobsidecar的设计是为了向前兼容。

Blob首先必须通过执行层进行广播，然后再广播至共识层。**这意味着构建者(而非验证者)对blob打包有最终发言权。**提议者只能根据承诺/证明的无效在mev-boost动态下排除blob交易。

图：执行验证由构建者进行，共识验证由验证者进行

区块构建者的视角

最近关于验证者“时间博弈“(timinggames)的研究强调了延迟优化可以策略性地使节点运营者通过延迟区块提议来最大化利润。作者解释说，这对链的健康有害。Blob交易通过增加不同数量的延迟（当blobsidecar进行广播时）进一步复杂化了这个博弈。

Blob交易相当于最大可能的交易大小类型。因为这个原因，携带这些交易的区块传播速度较慢，使得区块构建者在赢得mev-boost竞标方面的竞争力较弱。结果，这激励区块构建者暂时甚至无限期地审查blob，以便他们可以以更高的频率提交mev出价。

ethpanda团队一直在使用Xatu在测试网上对真实世界的延迟进行测试。他们在全球多个地点(NYC、FRA、BLR、SYD)设置了观察器，使用不同的以太坊共识客户端(Prysm、Nimbus、Lodestar和Lighthouse)来测量现实世界的延迟。2024年2月20日HoleskyBlob数据快照显示，在整个mev流水线中产生了大量延迟。

区块构建者赢得mev-boost竞标拍卖后，提议者必须等待blobsidecar广播，然后才能验证打包在区块中的blob。下表显示，在样本量为800个blobsidecar的情况下，单个blobsidecar广播的最短时间约为400毫秒

图表1.Blob广播时间vs单个slot包含的blob数量

图：数据量小是造成本数据集所描述的一些反直觉观察结果的原因之一

下表则展示了当等待更多blobsidecar到达时的延时差异。表中50%的百分位数(p50)表明，携带2个blob的区块和携带6个blob的区块之间的延迟差异约为225毫秒。

图表2.基于区块分组的blobsidecar总量中，第一个到达和最后一个到达的blobsidecar之间的时间差异

这种blob广播延迟会给区块构建者带来额外的区块重组风险，当他们用blob填满自己的区块时，经济收益却微乎其微。构建者可能会选择排除/审查blob交易，以避免潜在的重组。如果区块包含大量mev，经济理性的构建者需要通过rollup网络来适当补偿这种风险。

关于Blob市场打包竞价的用户体验

在这篇关于验证者时间博弈研究的论文中指出，在mev-boost竞价过程的后期，更大的出价与更大的区块相关。随着出价和gasprice上升，在后续的slot中会销毁更大份额的ETH。如果basefee增加，而mev提取量保持不变，构建者对提议者未来收入的出价空间就会减少。

预期的blob市场中，容量超过当前需求。被销毁的blobbasefee将保持在非常小的数量级，即几十或几百wei。了解这一点对rollup来说至关重要：即便支付了足够的basefee，它们的blob交易也可能不会被打包。Blob市场basefee低意味着blob交易需要出价高出许多倍，才能激励构建者打包这类交易。在这种情况下，blob交易将不得不以更高的费用重新提交，导致用户体验不佳。

此外，由于EIP-4844下的初始blob市场没有打包小费机制(比如blobprioritygasfee这样的东西)，这进一步加剧了用户体验问题，因为rollup无法直接出价竞争打包blob交易的空间。

我们来看一个交易示例，假定blobbasegasfee为10wei，计算出相同数据量的blob开销。需要注意的是，这个例子假定有一个有效的打包竞价机制，可以对blob空间进行竞价。

💡请看示例交易:

Calldata-129,998bytes(129429nonzerobytes)~2,094,140(10.55gweibaseprice+.01gweiPriorityFee)=.022ETH

Blob-128,000bytes~131,072gasusedat1gwei(10weibaseprice+.99999999gweipriorityfee)=0.000131072ETH

计算得出的结论是，如果rollup使用blob市场，由于blobbasefee较低，它们可以提交的出价可能会增加100倍，同时还能节省150倍以上的成本。较低的blobbaseFee将使rollup在节省开销的同时，还能给出更具竞争力出价。打包费用需要与区块中现有的mev机会一样具有竞争力，以补偿构建者面临潜在的重组风险，因此即使出价高出100倍也可能不够。这是在没有blob预确认的情况下。

通过mev-commit实现blob预确认

在这种时间博弈中，blob预确认的主要作用是让一些被预确认的blob在mev流水线上可用。通过mev-commit,每个预确认提供商对交易作出自己的承诺。然后，提供商可以将这些数据授权给其他参与者(例如区块构建者、中继、定序器)。在MEV流水线上其他参与者可用的预确认数据允许区块构建者并行发送匹配的执行负载。这一概念可以被利用来创建预确认的blob打包列表，或者由中继协作构建type3区块空间。

因为提前得知预先确认的blob，区块构建者可以在其slot开始前就构建未来携带blob的区块。这种做法为定价提供了依据，并为构建一个强大的期货市场打下了基础。而该市场将能为rollup提供更可靠的交易打包体验，并使得区块空间价格更加稳定。此外，mev-commit的预确认竞价为rollup提供了更可靠的价格发现机制，因为rollup可以实时更新其预确认竞价，而无需重新提交整个blob交易。

最后，捆绑blob和使用预确认竞价机制可以让rollup们建立联盟。预确认竞价可以应用于捆绑的blob交易或聚合的blob中，允许rollup之间共享竞价能力和打包空间，帮助促进以太坊blob市场走向稳定和继续发展。

结论

总的来说，我们的研究表明，rollup的经济性正在改善，而新市场的出现则需要考虑更多因素，包括时间博弈和缺乏小费机制带来的影响。对于我们强调的问题，现在就进入解决方案阶段还为时过早，但由于mev-commit已在Holesky测试网上激活，我们可以很容易地与PBS行为实体一起进行实验。Primev将收集blob对区块构建和提议者延迟的影响的相关数据，并希望了解潜在的行为模式。

虽然经济性和用户体验是预确认Type2交易的主要驱动力，但在EIP-4844下，rollup和以rollup为中心的以太坊生态系统的交易打包体验、可靠性和稳定性将成为预确认blob的重要原因。我们还将尝试使用blob预确认中继器，它可以利用blob预确认和区块构建者协调来改善Holesky测试网上的blobsidecar广播延迟问题。我们邀请社区参与这项实验，因为它将为整个社区提供潜在的解决方案。