Solana 如何改進才能實現鏈上納斯達克的願景？

原標題： 《The Path to Decentralized Nasdaq》

作者 ：Max Resnick（Anza）\ Anatoly Yakovenko（Solana Labs）

編譯 ：GaryMa 吳說區塊鏈

Solana 旨在打造比納斯達克高效的去中心化交易網絡，但現有區塊鏈設計未達預期，當前 Solana 做市商在取消訂單競賽中勝率低（遠低於中心化交易所的 13%），Jito 拍賣加劇單一領導者對狀態訪問的控制，導致點差擴大。對此，其提出從共識機制重構，引入多並行領導者（Concurrent Leaders）以優化訂單排序，降低做市商的逆向選擇成本，提升價格效率。

Solana 最初的創建目標是構建一個足夠快速、足夠便宜的區塊鏈，以便能在其上運行一個可用的中央限價訂單簿。Solana 主網測試版於 2020 年 3 月上線 --- --- 如今已經五年過去了，儘管我們取得了不少成就，但越來越明顯的是，我們還沒有實現這個目標。

現有的區塊鏈基礎架構並不是為交易而設計的。如果我們想要實現 Solana 最初的使命，就必須回到原點，從最基本的原則出發，徹底重新設計共識機制，最終構建出一個具備與紐約證券交易所競爭能力的去中心化網絡。

我們所說的與紐約證券交易所競爭，是指 Solana 上的交易所需要能夠提供比中心化交易所更好的價格。在市場世界中，價格是通過"價差"定義的：即某人願意買入資產的最高價與某人願意賣出資產的最低價之間的差額。

價差越小，交易者獲得的價格就越好，市場的效率也就越高。

價差的公式很簡單。價差是這樣設定的：做市商從與非信息型交易者交易中獲得的預期收益等於他們與信息型交易者交易所產生的預期虧損。當做市商的信息多於對手方時，他們就賺錢；當信息少於對手方時，他們就虧錢。做市商通常在每次與散戶交易中賺一點錢，但在價格劇烈跳動（希望是不頻繁的）時，如果被反方向套住，則會虧很多。這就是"做市商撿了芝麻丟了西瓜"這句話的由來。

逆向選擇成本由什麼決定？

為了更好地理解逆向選擇，我們需要理解做市商在玩的什麼遊戲。做市商會根據一個隨時間隨機變化的"公平價格"（fair）進行判斷。當公平價格處於買賣價差範圍內時，做市商的報價是安全的，因為對手方通過吃掉該報價是無法盈利的。但一旦公平價格超出買賣價差，一場競速便開始了：做市商會儘快試圖取消訂單，而對手方（taker）則試圖在做市商取消前搶下這個過時訂單。成功的 taker 期望中賺取的是公平價格與過时报價之間的差額。減少逆向選擇摩擦的關鍵，是儘可能讓做市商在這場競速中獲勝。

來自某中心化交易所的數據表明，在價格跳動後，做市商只有 13% 的概率能搶先取消訂單。

中心化交易所的做市商在取消競速中獲勝的概率不高，但在 Solana 上更低。Jito 拍賣機制 --- --- 它是由一個單一提議者在較長時間內控制狀態訪問權限所導致的副作用 --- --- 使得做市商幾乎無法贏得取消競速。即使做市商更快，真正決定勝負的是誰在 Jito 拍賣中出價更高。這讓做市商處於進退兩難的境地：要麼花大價錢取消訂單，要麼任由他人出高價將他們狙擊。無論哪種方式，他們都在虧錢，因此不得不擴大價差。

在實際操作中，當前鏈上市場微結構等於在逆向選擇方面給了 taker 先發優勢。要解決這個問題，我們需要給予應用更大的交易排序靈活性。如果我們想降低價差，應用就必須能在取消訂單競速中給做市商以先手。一種辦法是引入"先取消後成交"的排序策略。我們查看區塊，並在處理所有成交交易（takes）之前先處理所有取消交易（cancels）。

我們可以在 Solana 上立即實施這一策略，只需將當前的重放排序從由領導者決定的模式改為優先處理取消的策略。但這並不能徹底解決問題。如果仍由單一領導者控制，他仍然可以選擇忽略取消交易，那我們就又回到了起點 --- --- 做市商仍處於取消競速的不利地位。

解決此問題的唯一辦法是引入多位並行領導者（Concurrent Leaders）。這樣一來，如果某位領導者屏蔽取消交易，你可以轉而提交給另一位領導者。

實現 --- 交易排序

關於多位並行領導者，大家最大的疑問是：當存在衝突時，我們如何合併各自的交易區塊？答案其實很簡單：我們將費用分為兩類：包含費（inclusion fee）和排序費（ordering fee）。包含費支付給包含該交易的驗證者，排序費則支付給協議（銷毀）。當我們要合併各領導者的區塊時，只需對某個 slot 中所有區塊的所有交易取並集，並根據其排序費用排序後執行。

僅有這一措施還不夠。我們真正想實現的，是讓應用可以更靈活地控制交易排序。再加一個要素：`gettransactionmetadata` 系統調用，它允許程序讀取與其交互交易的排序費用，從而為應用提供了一個強大的排序控制工具。

實現 --- 共識機制

我們的共識機制設計目標包括：

1. 绑定与盲化（Binding \ Blinding）：並行領導者不能在自己區塊中包含其他領導者區塊中的信息（如夾擊私有交易），也不能根據其他領導者區塊內容取消自己的區塊（例如，在看到其他投標後取消自己的投標）。

2. 時鐘公平性（Wallclock Fairness）：並行領導者必須在大致相同的真實時間內提交區塊。

以下是我們與 a16z Research 的 Pranav Garimidi 和 Joachim Neu 合作開發的最有效方案概要：

1. 每位領導者將其區塊轉換為糾刪碼碎片（shreds）。一旦恢復出足夠數量（高於編碼率）的碎片，就能恢復區塊。部分恢復是不可能的。

2. 領導者將碎片發送至 Turbine 樹第一層的中繼節點。每位領導者將其第一片發給中繼1，第二片發給中繼2，以此類推。若一切順利，每個中繼會收到來自所有領導者的碎片。

3. 超時後，中繼向單一共識領導者發送已簽名的 IHAVE 消息，告知其收到的碎片。

4. 共識領導者隨後構造一個包含這些 IHAVE 消息的區塊；如果未包含足夠比例的 IHAVE 消息，該區塊將無效。

5. 共識領導者將該區塊廣播給驗證者，驗證者開始就此區塊達成共識。

該方案在高概率下滿足綁定與盲化屬性，並具備良好的時鐘公平性，儘管未來可能還會出現更優的方案。

結語

Solana 的創建目標是超越納斯達克。要做到這一點，我們必須提供比納斯達克更好的價格。要做到這一點，我們必須賦予應用在成交前優先排序取消操作的能力。要賦予應用這種能力，我們必須防止領導者單方面審查訂單。而要做到這一點，我們必須引入多個並行的領導者。