📜 [專欄新文章] Scaling Ethereum 參賽心得

✍️ Johnson

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Scaling Ethereum 是一場由 ETHGlobal 所舉辦的線上黑客松，也是我第一次參加與以太坊有關的黑客松活動，這篇文章就來分享一人參賽的過程與心得。

源起

一開始是在 telegram 群組中得知這場比賽的消息，因緣際會之下剛好有人想組隊參賽，於是就在報名截止的前一天一起跟著報名了。

報名的方式除了填一些基本資料外，最特別的是還要 stack 以太幣，也就是要傳送 0.01 顆以太幣給主辦方，規則是必須在比賽的最後，有提交作品的人才能贖回 0.01 顆以太幣，之後看到 meme 頻道有人留言：

When your project is incomplete but you submit to get back stake.

一方面，這確實也會激勵你好好把比賽完成，就算沒做完也要有些成果上去，這也是主辦方秉持的精神，他們認為大家來黑客松相互學習成長，競賽獎金則是其次。

獎金

比賽方式是由 25 個左右的贊助者（sponsor）分別提供獎金，每個 sponsor 都有錄製一段影片，說明怎麼獲得他們的獎金，大部分會要你使用他們開發的工具，或者必須跟 sponsor 在做的研究有關，去實作出創新的作品。可參考：Prizes — Scaling Ethereum

你的專案可以選擇要投入哪個 sponsor 的獎金，一個專案可以投入多個 sponsor 底下，這樣獲獎機會也會比較高。

我選擇的 sponsor 是 zkSync，他們的說明如下：

zkSync is a user-centric zkRollup developed by Matter Labs. It uses zero-knowledge proofs to keep data availability on mainnet to achieve exponentially lower transaction costs. You may have seen us powering projects such as payments and Gitcoin Grants. We are currently rapidly developing zkSync 2.0, which will feature EVM-compatibility in testnet May 2021, soon followed by zkPorter, our new exponential scalability solution.

PrizeszkSync will be awarding their Prizes as follows:
- 1 winner — 4,000 USDC
- 2 winners — 2,000 USDC
- 4 winners — 500 USDC

We encourage builders to utilize zkSync SDK’s, implemented in JavaScript/Typescript and Rust. Prizes will be awarded to projects that make it simpler and easier for non-technical users to use zkSync, other ideas include integrations of current tools such as in Gitcoin Grants and tools for easy mass payments and multi-sigs.

社群互動

這個 hackathon 很棒的地方是他把使用者體驗做的很好。每個人都會有自己的 dashboard 顯示目前專案的進度和一些訊息。

Check-In #1 和 Check-In #2 的階段會要你提供專案的構想，你隨時都可以修改。主辦方會看你提交的資訊，幫助你找到適合的 sponsor，或是給你一些建議，就算是一人參賽也能感受到回饋。

整個賽程期間，社群都是使用 discord 在互動，discord 裡頭有很多頻道，像是基本的大會報告的頻道，或是一些不重要的迷因、閒聊頻道都有。

每個 sponsor 也都有自己的頻道，我就會在 sponsor-zksync 的頻道詢問技術的問題，例如我想問問 zkSync 一些關於專案構想的意見：

Hi there, I want to build a gas fee relayer which make my ERC-20 token transfer without transaction fee, to be more precise, delegating gas payment by another party. I think this is done by GSN https://opengsn.org/ , but maybe it could built on L2 with zkSync? I’m not sure, could somebody give me some advice about this topic?

zkSync 團隊的人回應我：

This is an amazing idea! This can totally be built, as we support batching transactions which can be used for all kinds of creative things such as paying for transaction fees in an erc-20 token. Your idea seems like a combination of that and the gitcoin grants integration. To get started, I suggest you watch the short 10 minute presentation I made on using the SDK and batching. Looking forward to your project!!

在 Check-In #2 的時候，我提交新版的專案構想，有一個欄位是問：「目前專案遇到什麼阻礙？」我的問題應該是被主辦方貼給 zkSync 的團隊，於是 zkSync 的團隊成員就用 discord 私訊我，貼了一些程式碼教我怎麼使用他們的 Javascript SDK，這突如其來的救援也幫了大忙。

除此之外，主辦方每個禮拜都會寄 email 通知一些重要的活動，賽程期間舉辦了四個 Summits 研討會，邀請世界各地有名的以太坊開發者分享議題，主辦方還有一個自己的 TV 網頁，直播所有的線上活動。這些活動都有錄影，可以在 youtube 看到過去所有的演講內容：https://www.youtube.com/c/ETHGlobal/videos

因為我的作品是使用 zkSync 的 Javascript SDK 製作的，好像也只能投稿 zkSync 作為獎金的 sponsor，不過主辦方在最後一個禮拜，也寄 email 告訴我說可以多投稿不同的 sponsors 看看，他依據我的專案構想給我一些適合的 sponsors 作為參考。

不過最後我還是只投稿了 zkSync，有點懶著再看其他 sponsors 的文件，也覺得其他 sponsors 的題目需要花比較大的功夫才能完成，一個人能力有限，就做點簡單的東西就好。

關於我的專案 — Gas Relay Service

在以太坊的世界，每一筆交易都需要額外付一筆交易費，也就是以太坊的 gas fee。

我的專案是讓「收款人」能夠幫「付款人」支付以太坊的手續費。

在黑客松之前，我就想研究「第三方支付手續費」的議題，因此我大部分時間其實都在研究一般的 meta-transactions 是怎麼實作的，有興趣的人可以看看 simple meta-transactions 的原始碼：https://github.com/chnejohnson/simple-meta-transaction

之後我才開始玩 zkSync 的 SDK，並研究怎麼在 Layer 2 實現第三方支付手續費的問題，以下就附上作品連結以及簡單的專案介紹給有興趣的人參考：https://showcase.ethglobal.co/scaling/gas-relay-service-on-zksync

The target is that token sender can choose to find another account to pay for fee. The another account can be (1) the token receiver’s account, (2) sender’s another account, (3) third party’s account.

In this project, I finished the demo, which is the (1) above, that receiver pay gas fee for the sender.

有趣的是，我在研究 meta-transactions 時學到很多智能合約的寫法，結果在最後專案上都沒用到（沒寫到合約的程式），zkSync Javascript SDK 其實很簡單，他們的文件寫得很清楚。最後 Demo 還是用 zkSync 團隊的成品修改來的…XD。

所幸在沒有懂太多技術的前提下完成了這場黑客松的專案，成功贖回了 0.01 顆以太幣。

評審與決選

整個賽程來到最後一個禮拜，主辦方安排兩天的時間進行 Judges，使用 zoom 進行線上研討會，一個人基本上是 7 分鐘，前 4 分鐘播放 Demo 簡報，後三分鐘會有評審問問題。

第一個問題是說：「Demo 中你是使用 zkSync 的錢包網頁去操作，那實際上你做得部分是什麼？」

我就回答我在他們的網頁上加了一顆按鈕，使用他們的 SDK 做出 gas relay 的功能，還有一個後端的 server 去作 relay。

第二個問題大概是問：「什麼樣的情境下會需要由 receiver 幫 sender 支付 gas fee？」

我的回答是，在一般超商購物的情境，消費者通常只支付商品的價格，不會支付額外的交易費，我認為以太坊的手續費應該屬於軟體的營運成本，由賣方支付比較適合。那如果賣方希望手續費的成本是由消費者承擔，可以直接調高商品的價格。

當然，我英文講得零零落落，希望評審有聽懂就是了…

最後一場直播就是 Finale 決選，主辦方選出十二個隊伍，公開再 Demo 一次，以及提供線上觀眾詢問問題，至此整個賽程就差不多進入尾聲。

決選後的不久，主辦方就公布了這次有獲得獎金的隊伍，幸運拿到了 zkSync 頒發的小獎～

zkSync — Matter Labs

- Zeneth — 2000 USDC
- ZeroSwap — 1500 USDC
- Kangaroo — 500 USDC
- Gas Relay Service — 500 USDC

後記

這次的參賽隊伍中，Zeneth 跟我的主題非常相似：
Zeneth — Use Flashbots to enable arbitrary meta-transactions so EOAs can enter L2s without ETH

另一個我覺得有趣的專案是 Alexandria：
Alexandria — A dApp using STARKs to verify aspects of your identity without revealing more than you should

沒想到主辦方 ETHGlobal 下個月又要再舉辦一場黑客松，有興趣的人可以看看：https://defi.ethglobal.co/ ，這次的主題是 De-Fi。

最後，只要有到 ETHGlobal 的 TV 網頁參加 Summit 研討會的直播，就能夠獲得 POAP 勳章，它就是一個酷東西～😋

POAP: Proof of Attendance Protocol

Scaling Ethereum 參賽心得 was originally published in Taipei Ethereum Meetup on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.

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📜 [專欄新文章] 來聊聊MEV之亂

✍️ Anton Cheng

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MEVA vs Fair Ordering.

Credit: MP頭條

前言

最近這幾個月來，以太坊上面的MEV(Miner Extractable Value)的話題越來越紅，對於該如何解決這之中的不公平性，社群中展開了很大的爭論。由於最近剛好看到一篇很棒的Tweet統整了這半年來的一些好文章，就試這整理一下這幾篇的主要論點。（如果對MEV已經有基本概念的人，也可以直接follow這個thread就好xD）

— @benjaminsimon97

由於主要辯論的雙方剛好是目前做Optimistic Rollup最有名的兩大團隊：Optimism 和 Arbitrum，因此我們也可以透過這次辯論看出兩個團隊未來的開發走向。

前情提要: 什麼是MEV (Miner Extractable Value)

在Ethereum現有設計中，Miner有著選擇交易收入區塊(Tx Inclusion)，和決定交易先後順序(Tx Ordering)的權力。MEV指的就是礦工透過掌握這兩個權力所能提取的總價值。

雖然名詞定義上為礦工的可抽取價值，但是除了礦工之外，很多Front running 機器人在做的事情也是一樣的：透過觀察mempool裡面的交易，當發現front run機會的時候，透過付錢更高手續來讓自己的交易先被執行，這之中所抽取的價值，也是所謂的MEV，因此在後面會提到的很多文章中，大家直接用Front Run這個詞來代表了擷取MEV的行為。@danrobinson 在他經典的文章 Ethereum is a Dark Forest 中很好的闡述了如此的現況，也正式把這個問題帶進更多人的視野。

在那之後，一個名為FlashBots的組織現身，開始進行公開的MEV 相關研究與開發，旨在改善EVM帶來的負面影響，例如：front running 造成手續費提高、 MEV太高對以太坊安全性的影響。非常推薦大家Follow他們的進展。

接下來我們就來看看，一個重要的Proposal已經圍繞它而生的一些辯論。

MEVA (MEV Auction)

MEV Auction 是由 Karl Floersch 、Vitalik 、Philip Daian等人，於2020年一月共同提出的解決方法，字面上的翻譯就是透過一個拍賣(Auction)機制，讓MEV可以被更公平的分配。Karl 同時也是Optimism的CTO，也可能是因此設計出了這個能夠完美契合Layer2的架構。

更精準一點來說，這個拍賣要拍賣的是礦工的兩個權力中的「排序權」：它礦工未來只負責「選擇交易進入區塊」，而不再控制區塊內交易順序的排列，而把此權交給另外一個叫做Sequencer的角色來進行。至於Sequencer的選擇方式，就會是一個簡單的拍賣競標。在競標中獲勝的Sequencer將可以拿到未來一段時間的區塊排序權。至於整個協議競標中得來的錢，可以作為提供公共財的資金(fund public goods)。

為什麼說這個提案契合Layer2，是因為在L2原本的設計中，就是由一個Sequencer收取所有用戶的L2交易，在L2的鏈上執行，最後把執行結果以及所有交易資料Publish到L1上。換言之，這個排序者角色其實已經存在L2的架構中。若是L2層先實做看看這個拍賣機制，就可以在不改變以太核心協議的情況下，測試一下其可行性、參數等等。

對MEVA的質疑

在MEVA概念被提出之後，Ed Felton (Arbitrum 背後公司 Official Lab 的創辦人兼普林斯頓的教授)，對此提出了諸多的質疑。

1. 用戶最終體驗是否變差

Ed Felton最先寫了一篇名為「MEV auctions considered harmful」的文章，其中質疑了這個設計會讓使用者體驗更糟：這個Ordering權力的競標，無異於將「Front Running」這個行為專業化，因為理論上最會front run的人，將能夠一直出最高價得標。這在使得「Tx Ordering」這個權力中心化的同時，更變向鼓勵了大家開發厲害的front running程式，最終的受害者仍是的以太坊一般用戶，因為所有的MEV其實都是從用戶的身上抽出來的。

MEV auctions considered harmful

Vitalik 對Ed的看法提出了反駁：他認為「MEV來自用戶」這件事是一個已知且不可避免的事實，這個機制主要的重點，在於分離MEV的收入與礦工的收入，藉由把這個金流轉給Sequencer這個非礦工的角色，可以去除礦工中心化等危及Layer1 安全的疑慮。一個簡單的例子就是：若是有一個MEV很高的區塊（假設礦工可以透過re-ordering拿到100個ETH），那麼礦工就有動機在這個區塊高度進行fork（希望最終自己的挖到區塊被網路接受）。這個例子讓我們看到，考慮MEV會使得礦工的行為比起「單純領block reward」更難預測，這將危及到Layer1的安全。

Vitalik也表示，專業化帶來的「中心化tx ordering」並不見得是件壞事，儘管它對於使用者體驗是有害的，但無論如何MEV是有個上限的，Sequencer並沒有權力從使用者口袋偷錢，而且用戶可以在任何時候決定不使用這種比較容易被Front-run的合約。

2. 沒有MEV Auction的話，L1真的會變得更中心化嗎

Ed 接著寫了一篇名為「Front Running as a service」的文章，簡單回應了中心化tx ordering的問題，也挑戰了另一個MEV Auction的假設：「MEV將使得L1 Mining power趨於中心化」。

這個假設背後的理由很簡單，假如有一個礦池特別會front run，它將能夠獲得比其他礦池更高的收入，這會吸引所有礦工轉到這個礦池。

Ed 提出的反駁理論也十分有趣：假設現在有兩個礦工：A與B，其中兩者都有一定的算力，但A有較好的MEV程式，因此能夠透過排列交易獲得更高的收益。在任何時間點，只要B還存在，A礦工就有動機把這個MEV程式「賣給」B，因為本來B也有機會挖到一些區塊，在這些區塊中A的收益為0。若是能夠達成一個互惠的條件：B將使用A的程式多賺的收入分一部分給A，那麼這筆交易對於礦工A與B而言都是有益的，因此這筆交易必定會發生。

Front-Running as a Service

其衍伸意義為：身為MEV專家的礦工，其實有動機提供「Front Running as a service」，所以最終這個Service會自然被分離出來，並且形成一個自己的市場，本質上跟MEVA是類似的，並不會導致L1算力中心化。

3. MEV Auction是否真的能分離Tx Inclusion 與 Tx Ordering

Ed 還寫了另外一篇「MEVA(What is it good for?)」的文章，用經濟學解釋為什麼這個Auction最終會失效。

MEVA (What is it good for?)

簡而言之，不管我們如何想要分離這兩個權力，最厲害的front-runner若是能夠同時掌握Tx Inclusion的權力，它必定能夠提高自己的收入。這也表示，最厲害的Sequencer會想要自己成立一個礦池，因為當他同時掌握Tx Inclusion和Tx Ordering 兩個權力時，他能夠提供最高的報酬。因此一個理性的Sequencer會願意透過提高給礦工們更高的獎勵，來壟斷Tx Inclusion + Tx Ordering的權力（這是一個在現實商業世界中非常常見的壟斷策略）。這會使得最後這個模式會變得跟現在一模一樣：由單一角色決定Tx Inclusion和Tx Ordering的權力。

Fair Sequencing

不難看出，Ed所有的論點都圍繞一個重點：MEV Auction最終並沒有辦法解決任何問題，而且這個拍賣還會為社群帶來更多問題：例如一次拍賣24小時的交易排序權力，會讓這個權力過度中心化。

那麼Ed所在的Official Lab有提出什麼解法嗎？其實有：他們認為真正解決這個問題的方法並不是在鼓勵專業化Front Run並且拍賣這個權力，而是從根本上消除Front Run的機會，也就是說，應該要設計一個機制「避免」任何人任意排列交易順序。也就是所謂的Fair Sequencing問題。

在Arbitrum目前的計畫中，在未來他們會在Arbitrum Layer2中引入一個這樣的「公平排序」。實際的細節還沒有太明朗，他們計劃在幾個月內上線的第一個Rollup 版本也不會包含這些功能，所以其實他們的Mainnet Launch會類似Optimism，由單一Sequencer決定所有交易排序。但還是很期待他們未來能不能夠真的實作出更好的方法。

Chainlink Labs: Fair Sequencing Service

另一位Chainlink Labs 研究員(身兼康乃爾的教授) Ari Juels，也因為最近在CoinDesk發表了一篇類似的文章質疑MEVA，讓這個問題加溫不少。在這篇文章中，用了一個非常極端的譬喻：把Front Run這種惡意行為比喻為犯罪，若是一個城市充滿了罪犯，一個政府該做的事情並不是拍賣大家入室盜竊的權力、再將這些拍賣所得拿來回饋人民。反之，政府應該想辦法阻止犯罪。

這篇文章透過這樣的比喻，來表達對於MEVA機制的不認同，同時譴責Flashbots這類的社群專案是在系統化的傷害使用者，並指出「如何解決MEV應該成為以太社群的研究重點」。

Opinion: Miners, Front-Running-as-a-Service Is Theft - CoinDesk

文末的結論跟Ed Felton 相同，都是認為Fair Sequencing 才是此問題真正的解決之道。這其實是呼應自己Chainlink Labs幾個月前發佈的一個 Fair Sequencing Service。簡而言之，就是透過Chainlink 最擅長的預言機（Oracle network）來投票、避免讓一個中心化Sequencer角色單獨掌握這個權力。

其實這個Fair Sequencing 問題是一個非常大的研究領域、除了Chainlink labs提出的Oracle解決方法以外，還有許多包括ZKP的其他解決方法。我會盡量多Follow一些，以後有機會再來做更多介紹。

社群中其他的聲音

對於這個MEVA vs Fair Ordering的爭論，除了理論派以外，也有不少其他的聲音讓我們可以更全面地看看的整個局勢。其中一則Tweet表示：MEV Auction在實作上比Fair Ordering單純許多、也不需要牽扯一些複雜的密碼學：

— @tarunchitra

最後一定要提一下的是另一個以太坊大佬 Hudson 對於Ari這篇文章的回應。他認為MEV問題在短期內將會持續困擾使用者，Flashbots這種公開透明的開發流程能夠吸引更多社群關注，並且能夠讓MEV更公平的分配給更多角色、而非只是少部分的玩家。同時他也指出，以太坊核心開發者目前有更重要的2.0開發工作要做，面對這個議題，大家應該更踴躍參與以太坊公開的研究流程，而不是把所有的責任丟到所謂的「Core Devs」身上。

— @hudsonjameson

個人覺得Hudson這一段回應其實很值得大家更多思考，除了在學術上的辯論以外，真正實質上的社群參與也是很重要的。

小結

整個MEV議題到目前為止還是一個ongoing debate，在接下來幾天會不會愈演愈烈、會不會有人提出新的觀點，都是非常值得大家關注的問題。就像文章開頭低一篇Tweet所說的，這是非常高學術性良性辯論，我這裡只簡單的收錄了一部分，由於是順著Official Lab的脈絡撰寫、難免有些偏頗，希望大家可以到Flashbots的Github了解更多，會對於目前Optimism + Flashbot那一派目前所在做的事情有更多的了解。

如果還沒有follow Philip Daian這個人，非常建議大家Follow他。他除了是Flashbots目前最主要的推手之一，更有趣的是，他現在還在Cornell 念PHD，並且是Ari的學生。這場師生大戰讓整個辯論更加戲劇性，但卻不失其高質量的本質。對於接下來還會有什麼發展，讓我們一起期待吧。

— @phildaian

來聊聊MEV之亂 was originally published in Taipei Ethereum Meetup on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.

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