長話短說

1. 我們的研究深入分析了新興的EIP-4844 blob市場。這一市場的運作機制與EIP-1559關於gas定價的方式相似，但有所不同的是，它專門針對區塊鏈開發者的小費機制設計，因此並未鼓勵他們預留blob交易空間。這可能會使blob交易體驗變得不穩定，並且使得預留區塊空間面臨一定的挑戰。

2. 我們注意到，雖然blob交易的容量較大（大約125kB）並且成本低於同等大小的傳統交易數據，但它們顯著增加了以太坊區塊的體積。這也意味着，blob交易爲區塊增加了額外的競價空間。

3. 利用這個新市場的容量，我們可以滿足當前rollup的數據需求，並將標準區塊空間的gas成本降低15-20%，從而爲miner extractable value（MEV）機會的開發提供了更大的空間。

4. 我們還觀察到，在網路活動激增的時期，blob交易可能會顯著減慢區塊的廣播速度，可能會降低數千倍。這可能迫使區塊構建者在參與MEV-Boost時，爲了保持競爭力的出價，需要更加仔細地審查blob交易。

5. 我們認爲，“預確認出價”策略可以緩解這些挑戰。通過blob的預確認，可以增強EIP-4844的效能，爲第二層（L2）用戶提供更優質的交易體驗，並爲rollups提供穩定的備選交易方案。

6. 我們計劃在Holesky測試網絡上進行實驗，收集區塊構建者的數據，並通過MEV-Commit機制確保blob預確認的成功。我們誠邀PBS實驗的參與者加入我們的實驗。

介紹

EIP-4844通過推出一個全新的blob市場，爲以太坊帶來了數據可用性的重大擴展。這個市場採用了與EIP-1559類似的機制來設定和銷毀基礎（base blob）的blob Gas費。不過，與type2交易不同，blob市場缺少一種直接的方法來出價，以便獲得區塊構建者的優先處理。這種情況下，沒有優先費用就難以精確設定blob包含的價格。更何況，包含blob的區塊因爲blob的體積巨大，其在網路中的傳播速度預計會更慢。若區塊構建者接受太多blob，他們將面臨更高的區塊重組（reorg）風險。因此，在高mev時段，出於保持構建速度的考慮，理性的構建者可能會選擇不包含blob。

我們啓動了一個圍繞blob的區塊構建和mev-boost數據收集工作，同時也進行了一個基於mev-commit的blob預確認提供者的實驗，並邀請了社區中的rollups、中繼、區塊構建者和提案者加入我們的行列。我們關於EIP-4844中blob相關行爲的研究成果顯示，L1層的blob預確認能夠提升blob市場的效能，不僅能爲二層（L2）用戶帶來更佳的交易體驗，還能在mev環境日趨復雜的情況下爲rollups提供可靠的包含機制，爲以太坊構築一個更加穩健、以rollup爲核心的未來。

了解 Blob 市場

Blob 交易

EIP-4844 引入了一種 type3 交易 (亦稱爲 blob 交易)。這種交易在傳統意義上進行了擴展，加入了Blob數據、KZG承諾和驗證機制。Blob交易的數據容量遠超過普通以太坊交易，大約爲125kB，且其成本也大大低於同等數據量的calldata使用成本。傳統的calldata對每個非零字節收取16個gas，而blob數據的每字節成本僅爲1.04個gas，並且具有固定的gas消耗上限——131,072個gas。

Blob的Gas定價機制

Blob交易採用了一個類似於EIP-1559的機制來定價基礎Gas，不過與EIP-1559主要關注的目標Gas消耗量不同，Blob的Gas價格更側重於目標Blob（target blob）的數量。具體來說，每個區塊的目標Blob數量被設定爲3（相當於0.375MB），上限則爲6（即0.75MB），而最低的基礎Gas價格定爲1wei。

當用戶提交Blob交易時，他們需要設定一個願意支付的最高基礎Blob Gas費用（max_fee_per_blob_gas），這部分費用將被完全銷毀。這一設定與type0和type2交易中的最大費用（max_fee_per_gas）相似。如果用戶想通過支付額外費用來提高其交易的處理優先級，他們還需要設置一個最大優先費用（max_priority_fee）。不過，需要注意的是，這個最大優先費用只適用於非Blob部分的Gas費用，也就是說，目前還沒有直接的方法來爲Blob交易中的優先權支付小費。

Blob 市場容量

通過分析2023年1月至2024年1月期間以太坊rollup交易數據的活躍情況，我們對blob市場的容量進行了評估。雖然blob市場目前仍處於發展初期，還未正式推出，但通過對整個2023年數據的分析，我們對其未來的潛力有了一定的預見。分析結果顯示，在交易量達到峯值的情況下，blob市場依然能夠順暢處理所有由rollup產生的數據，而且不會引起基本的gas價格漲。這一發現證明了blob市場在數據處理方面具有出色的能力，能夠有效地支持處理大量數據的需求，同時還能保持較低的成本。

圖：base blob gas 每區塊

雖然Rollups向以太坊發送的數據量在增加，但我們發現，大部分區塊的數據量仍舊沒有達到預期的目標，這保證了blob gas 的成本依然較低。

圖：顏色越淺，代表着打包特定數量 blob 的區塊被構建的次數越多。

💡 重點在於，這表明在blob市場中存儲數據（calldata）的費用將顯著下降（降低了16倍），同時，gas價格也將變得更加經濟（以wei計價，而非gwei），這樣Rollups在兩個方面節約了額外成本。

Blob市場不僅輕鬆滿足當前Rollups對數據可用性的需求，還有助於擴大非Blob市場區塊的容量。這樣做可將gas成本降低15-20%。較低的gas費用增強了用戶、開發者和驗證者的出價能力，並創造了新的最大可提取價值（MEV）機會。在EIP 4844實施前，這些機會因成本問題而難以實現。

圖：EIP-4844 對標準區塊空間的影響 （基於2023 年的數據）

Rollup 需要更多數據可用性

在以太坊區塊鏈中，Rollups 是消耗 gas 最多的一類應用，對區塊空間的需求產生了顯著影響。2023年，Rollups 在以太坊上儲存的交易數據量達到了前所未有的高度。

圖：保存在以太坊上的 calldata 創歷史新高

下面的日均圖表顯示，rollup 開始佔據它們所在每個區塊的 15% 以上，直接影響了其他用戶的使用價格。

在某些極端情況下，這種情況可能進一步惡化。例如，最近在 2023 年 12 月，銘文熱潮引起交易量過大，導致 Arbitrum 的定序器離線約一個小時。當 Arbitrum 序列器恢復並開始處理積壓的數據時，其佔用的區塊空間大幅增加，導致 gas 價格飆升至 140 gwei 以上，消耗了所有區塊中高達 90% 的 gas，使得網路在數小時內對大多數用戶不可用。

在下一節中，我們將展開討論，即使在沒有這種需求激增的情況下，時間博弈 (timing games) 和審查也可能如何影響這個市場。

Blob 市場面臨的挑戰：審查

Blob 交易的廣播

EIP-4844 規範將每個信標區塊的帶寬需求最多增加約 0.75 MB，相當於 42m gas，以便每個區塊能夠額外容納最多 6 個 blob。與永久存儲的 calldata（調用數據）相比，blob 在信標節點上的存儲時間較短（截至 2024 年 2 月，存儲期限爲 18 天），目的是控制網路存檔狀態的體積增長保持在一個可管理的範圍內。

此外，網路中的 blob 交易呈現出兩種不同的形態：對區塊構建者而言，它是一個 blob 交易；對驗證者而言，它則作爲一個附加數據（blob sidecar）出現。採用 blob sidecar 的設計，旨在確保與未來技術的兼容性。

blob 必須先在執行層進行傳播，隨後才能在共識層進行廣播。這一機制意味着，決定是否包含某個 blob 的決定權實際上掌握在構建者手中，而非驗證者。只有在特定情況下，如當通過 mev-boost 動態確定提交的證明或承諾不合規時，提案者才能排除 blob 交易。

圖：執行驗證由構建者進行，共識驗證由驗證者進行

區塊構建者的視角

最近關於驗證者“時間博弈“ (timing games)的研究強調了延遲優化可以策略性地使節點運營者通過延遲區塊提議來最大化利潤。作者解釋說，這對鏈的健康有害。Blob 交易通過增加不同數量的延遲（當 blob sidecar 進行廣播時）進一步復雜化了這個博弈。

Blob 交易相當於最大可能的交易大小類型。因爲這個原因，攜帶這些交易的區塊傳播速度較慢，使得區塊構建者在贏得 mev-boost 競標方面的競爭力較弱。結果，這激勵區塊構建者暫時甚至無限期地審查 blob，以便他們可以以更高的頻率提交 mev 出價。

ethpanda 團隊一直在使用 Xatu 在測試網上對真實世界的延遲進行測試。他們在全球多個地點 (NYC、FRA、BLR、SYD) 設置了觀察器，使用不同的以太坊共識客戶端 (Prysm、Nimbus、Lodestar 和 Lighthouse) 來測量現實世界的延遲。2024 年 2 月 20 日 Holesky Blob 數據快照顯示，在整個 mev 流水線中產生了大量延遲。

區塊構建者贏得 mev-boost 競標拍賣後，提議者必須等待 blob sidecar 廣播，然後才能驗證打包在區塊中的 blob。下表顯示，在樣本量爲 800 個 blob sidecar 的情況下，單個 blob sidecar 廣播的最短時間約爲 400 毫秒

表 1. Blob 廣播時間 vs 單個 slot 包含的 blob 數量

圖：數據量小是造成本數據集所描述的一些反直覺觀察結果的原因之一

下表則展示了當等待更多 blob sidecar 到達時的延時差異。表中 50% 的百分位數 (p50) 表明，攜帶 2 個 blob 的區塊和攜帶 6 個 blob 的區塊之間的延遲差異約爲 225 毫秒。

表 2. 基於區塊分組的 blob sidecar 總量中，第一個到達和最後一個到達的 blob sidecar 之間的時間差異

這種 blob 廣播延遲會給區塊構建者帶來額外的區塊重組風險，當他們用 blob 填滿自己的區塊時，經濟收益卻微乎其微。構建者可能會選擇排除/審查 blob 交易，以避免潛在的重組。如果區塊包含大量 mev，經濟理性的構建者需要通過 rollup 網路來適當補償這種風險。

關於 Blob 市場打包競價的用戶體驗

在這篇關於驗證者時間博弈研究的論文中指出，在 mev-boost 競價過程的後期，更大的出價與更大的區塊相關。隨着出價和 gas price 上升，在後續的 slot 中會銷毀更大份額的 ETH。如果 base fee 增加，而 mev 提取量保持不變，構建者對提議者未來收入的出價空間就會減少。

預期的 blob 市場中，容量超過當前需求。被銷毀的 blob base fee 將保持在非常小的數量級，即幾十或幾百 wei。了解這一點對 rollup 來說至關重要：即便支付了足夠的 base fee，它們的 blob 交易也可能不會被打包。Blob 市場 base fee 低意味着 blob 交易需要出價高出許多倍，才能激勵構建者打包這類交易。在這種情況下，blob 交易將不得不以更高的費用重新提交，導致用戶體驗不佳。

此外，由於 EIP-4844 下的初始 blob 市場沒有打包小費機制 (比如 blob priority gas fee 這樣的東西)，這進一步加劇了用戶體驗問題，因爲 rollup 無法直接出價競爭打包 blob 交易的空間。

我們來看一個交易示例，假定 blob base gas fee 爲 10 wei，計算出相同數據量的 blob 開銷。需要注意的是，這個例子假定有一個有效的打包競價機制，可以對 blob 空間進行競價。

💡這是一個交易示例：

Calldata - 129,998 bytes (129429 nonzero bytes) ~ 2,094,140 gas used at 10.56 gwei (10.55 gwei base price + .01 gwei Priority Fee) = .022 ETH

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

計算得出的結論是，如果 rollup 使用 blob 市場，由於 blob base fee 較低，它們可以提交的出價可能會增加 100 倍，同時還能節省 150 倍以上的成本。較低的 blob baseFee將使 rollup 在節省開銷的同時，還能給出更具競爭力出價。打包費用需要與區塊中現有的 mev 機會一樣具有競爭力，以補償構建者面臨潛在的重組風險，因此即使出價高出 100 倍也可能不夠。這是在沒有 blob 預確認的情況下。

通過 mev-commit 實現 blob 預確認通過 mev-commit 實現 blob 預確認

在這種時間博弈中，blob 預確認的主要作用是讓一些被預確認的 blob 在 mev 流水線上可用。通過 mev-commit, 每個預確認提供商對交易作出自己的承諾。然後，提供商可以將這些數據授權給其他參與者 (例如區塊構建者、中繼、定序器)。在 MEV 流水線上其他參與者可用的預確認數據允許區塊構建者並行發送匹配的執行負載。這一概念可以被利用來創建預確認的 blob 打包列表，或者由中繼協作構建 type3 區塊空間。

因爲提前得知預先確認的 blob，區塊構建者可以在其 slot 開始前就構建未來攜帶 blob 的區塊。這種做法爲定價提供了依據，並爲構建一個強大的期貨市場打下了基礎。而該市場將能爲 rollup 提供更可靠的交易打包體驗，並使得區塊空間價格更加穩定。此外，mev-commit 的預確認競價爲 rollup 提供了更可靠的價格發現機制，因爲 rollup 可以實時更新其預確認競價，而無需重新提交整個 blob 交易。

最後，捆綁 blob 和使用預確認競價機制可以讓 rollup 們建立聯盟。預確認競價可以應用於捆綁的 blob 交易或聚合的 blob 中，允許 rollup 之間共享競價能力和打包空間，幫助促進以太坊 blob 市場走向穩定和繼續發展。

結論

總的來說，我們的研究表明，rollup 的經濟性正在改善，而新市場的出現則需要考慮更多因素，包括時間博弈和缺乏小費機制帶來的影響。對於我們強調的問題，現在就進入解決方案階段還爲時過早，但由於 mev-commit 已在 Holesky 測試網上激活，我們可以很容易地與 PBS 行爲實體一起進行實驗。Primev 將收集 blob 對區塊構建和提議者延遲的影響的相關數據，並希望了解潛在的行爲模式。

雖然經濟性和用戶體驗是預確認 Type2 交易的主要驅動力，但在 EIP-4844 下，rollup 和以 rollup 爲中心的以太坊生態系統的交易打包體驗、可靠性和穩定性將成爲預確認 blob 的重要原因。我們還將嘗試使用 blob 預確認中繼器，它可以利用 blob 預確認和區塊構建者協調來改善 Holesky 測試網上的 blob sidecar 廣播延遲問題。我們邀請社區參與這項實驗，因爲它將爲整個社區提供潛在的解決方案。

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