通过 Shutter 的门限加密应用了 MEV 保护

2025-12-09 11:03:02

理解 MEV 及其对区块链用户的影响

透明性是区块链的基础特性之一，但它也使得通过控制区块内交易的排序和包含实现价值提取成为可能，这被称为 MEV，即最大可提取价值。

这个问题在大多数区块链上都很常见，其根源在于内存池（mempool）的公开性，内存池是存储待处理交易数据的账本。该信息允许区块生产者和其他参与者通过抢先交易获利。

MEV 在以太坊上尤为臭名昭著，目前其提取速度相当于区块奖励的 11%。数据显示，仅在 9 月份就有近 30 万美元在三明治攻击中损失。这表明 MEV 是一种反复出现的隐形费用，而非微不足道的低效问题，在波动性市场中对大额交易打击最大。

Shutter 的门限加密作为 MEV 解决方案

在众多 MEV 缓解措施中，已经提出了几种加密方案，包括门限加密和同态加密。这些技术在交易进入内存池前对其内容进行加密，并在交易排序确定前保持隐藏。这可以阻止区块生产者通过操纵交易顺序提取 MEV。然而，大多数加密内存池架构仍处于研究阶段。

Shutter 是首个专为解决 MEV 问题而设计的门限加密协议。如今，它是唯一真正部署且基于门限的方案，已在 Gnosis Chain 主网上线。

门限加密是一种密码学技术，将解密密钥分割给一组密钥持有者委员会，因此没有单一方可以独立解密交易。在大多数门限加密内存池中，委员会首先运行分布式密钥生成 (DKG) 流程，为每个成员生成公钥和私钥份额。用户随后可使用该公钥加密交易，并将密文提交到网络。

区块提议者将这些密文排序进区块，一旦区块最终确定或满足揭示条件，每个委员会成员发布一个解密份额。随后将所需数量的有效份额组合以恢复明文交易。类似多签设置，委员会中达到合格多数即可。交易排序和解密后，由网络虚拟机执行。

门限委员会作为链下服务与区块链并行运行。这一设计使其与共识机制无关，即可以在大多数区块链上使用，无需更改共识规则。不过需要注意的是，与验证者集合不同，委员会通常是严格许可制结构，需要信任。在 Shutter 中，委员会成员（称为 Keypers）由协议治理选出。

最初的 Shutter 设计采用按 epoch 加密，用户在基础链当前 epoch 下对交易加密。这样旨在通过将计算密集型解密分摊到多笔交易上，提高效率并减少延迟。但这种设计带来了一个严重缺陷：当 epoch 密钥被重构后，该 epoch 的所有交易都将公开，包括尚未被包含进区块的交易。这可能使部分网络用户暴露于 MEV 风险。

在 Gnosis Chain 的实际部署中，该问题已通过按交易加密解决。Shutter 化的 Gnosis Beacon Chain 当前作为一个可选 RPC 端点运行，对交易进行加密并将密文广播到排序合约。按照标准门限加密流程，交易被包含进区块并验证后，才会被解密和执行。

按交易加密牺牲了一定效率以换取简洁，因为委员会的工作量随交易吞吐量线性增长，而不像按 epoch 设计那样基本保持恒定。未来门限加密内存池的进一步发展有可能优化这一权衡。

Shutter 团队预期，批量门限加密 (BTE) 是解决按 epoch 和按交易方案缺点的潜在方式。BTE 能使委员会负载接近恒定，同时保护未被包含进区块的交易隐私。

除了 Shutter 化的 Gnosis Chain，Shutter 团队还在为 OP Stack 开发加密内存池模块，目前已在 Optimism 测试网上线。该模块支持按 epoch 加密，并消除了初代 Shutter 设计的问题，因为交易与特定区块绑定。交易携带目标区块信息，合约在执行时检查当前区块，只有落在该区块时才能成功。如果未命中目标区块，检查失败，交易回滚，可重新提交到新块。

尽管在缓解 MEV 方面具有潜力，Shutter 目前尚未实现完全去信任化，因为用户依赖于许可制的 keyper 集合。另一个限制是当前 Gnosis 部署下的高延迟，目前 Shutter 的潜力有限。Gnosis 区块每 5 秒产生一个，但 Shutter 交易平均需要约 3 分钟才能被包含，原因是 Shutter 化的验证者和 Keypers 数量有限。Shutter 团队正规划实际路径和链外路线图，目标是在以太坊实现完全加密且更去信任化的内存池。实现这一目标将需要分阶段推进，包括钱包、RPC、转发器、构建者和验证者激励机制的协作，随后获得链内协议支持，届时相同模块也可扩展到其他 EVM 链。

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