BNB Smart Chain（BSC）于2024年初实施了 BEP-322，即提议者-构建者分离（Proposer-Builder Separation，PBS）机制。这一关键升级催生了 BSC Builder 市场，并引入了新的生态动态。作为领先的区块链安全公司，BlockSec 持续关注 BSC 的发展，通过研究 PBS 机制及其不断演变的生态系统来分析潜在的衍生风险。我们的目标是提供强有力的风险缓解建议，以增强 BSC 安全性。
BSC 验证者与构建者格局的演变
BSC 验证者在 BSC 生态系统中具有重大影响力。 BSC 验证者的准入门槛相当高，其数量一直保持在40-50个左右。与以太坊数百万个验证者节点相比，BSC 验证者由于权力集中，对链上生态系统的影响更强。
经过数月的激烈竞争，BSC Builder 市场已形成稳定的结构。Blockrazor 和 48Club-pussaint 等领先玩家目前贡献了近80%的区块构建量，而 Bloxroute、Blocksmith 和 Nodereal 合计占约19%。尾部玩家的贡献则较为零星。BlockSec 的分析还揭示了 BSC 链上验证者与构建者之间的纵向整合现象，这可能进一步加剧中心化风险，并影响整体的 BNB Smart Chain 安全性。
新机制还引入了链上交易风险,进而催生了风险防范产品的出现。BSC 独特的 0 Gwei 交易 机制降低了交易成本,但不幸的是也导致了钓鱼活动的频繁发生。在 PBS 机制下,构建者接收交易包（bundle）的流程降低了三明治攻击的成本，使交易更容易受到此类攻击。这反过来推动了旨在缓解最大可提取价值（Maximum Extractable Value, MEV）并加强 BSC 安全性 的隐私 RPC 产品的发展。
BSC 与以太坊 PBS 实现之间的主要差异
BSC PBS 机制 一个很好的对比对象是以太坊。尽管 BSC 采用了以太坊实现原理中的大部分内容,但在细节上仍存在差异,尤其是在共识机制和验证者网络拓扑方面。理解这些差异对于把握 PBS 之后的 BNB Smart Chain 的独特性能特征至关重要。
Relay 机制的取消
鉴于 BSC 上验证者数量相对较少,并不需要通过集中式的 Relay 来降低构建者与验证者之间的通信复杂度。此外,BSC 更短的区块间隔意味着使用 Relay 转发交易实际上会增加通信链路并延长交互时间。
作为对 Relay 的补充,BSC 引入了 mev-sentry 服务，每个验证者运营自己的 sentry。该 sentry 服务直接与构建者交互,并且它与验证者的分离提供了增强的保护。与 Relay 不同,验证者可以通过 sentry 直接从构建者的出价中获取区块内容,使其能够独立验证构建者出价的有效性。这进一步保障了验证者的利益。在每个区块间隔内,构建者最多只能向 sentry 发送三次出价,这导致 BSC 构建者 与以太坊构建者在出价策略上存在显著差异。
Coinbase 转账设置的差异
在以太坊的 PBS 机制中,构建者可以将 coinbase 地址更改为自己的地址,从而使以太坊的优先费用能够由构建者执行并重新分配。然而,BSC 的 PBS 机制 不具备这一能力,这在一定程度上限制了构建者在出价和分配上的灵活性。
对 0 Gwei 交易的支持
在 BEP-322 升级之前,0 Gwei 交易 机制最初是由 48Club 作为一项会员功能引入的,是验证者向 KOGE 代币持有者提供的一项特殊服务。
BEP-322 升级后,所有 BSC 验证者都被允许接受包含0 Gwei交易的区块。与以太坊动态的基础费用（Base Fee）机制不同,BSC 的交易基础费用默认设置为0,这意味着 Gas 价格为0的交易是被允许的。为了补充作为最低 Gas 费用的保障机制,BSC 设定了一项限制:区块的有效 Gas 价格（Effective Gas Price）不能低于1。这一独特机制使构建者在构建区块时能够纳入0 Gwei交易,从而更高效地利用区块空间,并影响 BSC 安全性。
BSC Builder 市场的发展
与以太坊类似,PBS 实施后,BSC Builder 市场 应运而生,并经历了一段快速发展期,最终形成了稳定的结构。
根据 Dune 提供的统计数据,共有8个构建者参与了 BSC Builder 市场。在 PBS 实施的早期阶段,Nodereal、Blocksmith 和 Blockrazor 曾短暂主导整个市场。然而,随着 48Club 和 Bloxroute 在6月末加入竞争,市场进入了拉锯阶段。
截至目前,Blockrazor 和 48Club 占据 BSC 上超过80%的区块构建量,确立了其作为 Builder 市场领先玩家的地位。同时,Bloxroute、Blocksmith 和 Nodereal 已成为"第二梯队"玩家,而 Jetbldr、Blockbus 和 Darwin 仅零星地贡献区块生产。这种整合显著影响了 PBS 之后 BSC 的表现。
BSC 验证者的发展
与以太坊不同,由于准入门槛的差异,BSC 上的验证者数量一直保持在一个稳定的范围内。在以太坊上,任何人只要抵押32个 ETH 即可成为验证者,导致验证者数量超过100万。以太坊验证者与 Relay 集成,以便与构建者连接、接收区块提案并完成区块生产。
然而,在 BSC 上,成为验证者需要抵押大量的 BNB,这大大提高了准入门槛。目前,BSC 上只有45个验证者,其中21个被归类为Cabinet,其余24个为Candidates。根据 BSCScan 的统计数据,这45个验证者共抵押了 29,244,219 BNB（截至2024年12月18日）,其中抵押数量最少的验证者仍持有 73,446 BNB。
验证者集中度的这种差异在某种程度上导致了 BSC 与以太坊之间的生态差异。例如,在 BSC 上,连接构建者与验证者的成本较低,消除了 Relay 服务的市场空间。同时,验证者的高影响力意味着链上生态的发展必须优先考虑验证者的利益。这可能会影响公链协作生态系统中除验证者群体之外其他项目团队的竞争力和积极性,对长期的 BNB Smart Chain 安全性 构成挑战。
PBS 实施后潜在的链上风险
BSC 上 PBS 的全面实施在带来架构改进的同时,也暴露出若干值得关注的潜在风险,尤其是与 BSC 安全性 相关的方面。
构建者-验证者纵向整合
BSC 上存在明显的构建者-验证者纵向整合现象。BlockSec 分析了从12月1日00:00:00(UTC)到12月18日00:00:00(UTC)期间,各构建者在所有验证者中生产区块的分布情况。数据显示,一些验证者节点的区块生产统计数据与市场平均水平存在显著偏差,表明存在纵向整合现象。
例如:
- Nodereal 与 TWStaking 之间的份额为100%。
- Bloxroute 与 Figment 之间的份额为100%。
- 48Club 与 Turing、The48Club、Shannon、Lista、Feynman 和 Avengers 之间的份额均超过90%。
这种纵向整合所带来的潜在风险与以太坊上更常见的搜索者-构建者(Searcher-Builder)整合有所不同。具体而言,构建者-验证者整合机制可能被利用来控制交易流,只将交易传输给特定的验证者。这可能导致用户利益受损,并加剧中心化风险,直接影响 BNB Smart Chain 安全性。
0 Gwei 交易机制的风险
0 Gwei 交易 机制在降低成本的同时,也为钓鱼合约的滥用创造了机会。借助0 Gwei交易,钓鱼合约可以以零成本转移资金,从而加剧了钓鱼攻击的猖獗程度。
在 BSC 上,BlockSec 已经检测到多个利用0 Gwei交易的钓鱼合约。最初,这些合约通过持有 Koge 来利用 48Club 的0 Gwei交易服务。尽管 48Club 已实施了一定的限制,但截至撰写本文时,我们仍观察到有若干钓鱼活动正通过 48Club 的0 Gwei交易服务进行,这对 BSC 安全性 构成重大威胁。
MEV 攻击愈发猖獗,尤其是三明治攻击
当前的 BSC PBS 机制 重塑了 MEV 攻击市场,这使得用户在这种新结构下掌握 MEV 防护策略 变得至关重要。在各类 MEV 攻击中,三明治攻击（sandwich attack） 是区块链上最臭名昭著的攻击之一。
三明治攻击的运作方式:
- 监控目标交易: 攻击者监控区块链的交易池(内存池,mempool)以识别目标交易。这些目标通常是大额代币交换交易(例如在 DEX 上用 ETH 交换 USDT)。
- 抢先交易目标交易(Front-Running): 攻击者在目标交易之前发送一笔交易(抢先交易)以影响市场价格。例如,攻击者买入目标代币,推高其价格。
- 追随交易目标交易(Back-Running): 在目标交易执行后,攻击者在其之后发送另一笔交易(追随交易),以出售在抢先交易步骤中获得的代币。这使攻击者能够从目标交易引起的价格波动中获利。
有关 MEV 的更多信息,请阅读我们的详细分析:Harvesting MEV Bots by Exploiting Vulnerabilities in Flashbots Relay。
在 PBS 实施之前,交易在公共交易池中完全暴露,使其对攻击者可见。攻击者可以分析所有有利可图的交易,并通过控制 Gas 价格来操纵交易顺序,从而实施攻击。
BSC PBS 机制 为交易引入了一条隐私通道,允许用户将交易发送到仅对构建者可见的私有交易池。这确保了交易对攻击者保持隐藏(除非构建者故意泄露),为用户交易提供了一层 MEV 防护。
我们观察到,一个此前通过控制 Gas 价格进行三明治攻击的主要三明治机器人(0x00000000004e660d7929B04626BbF28CBECCe534)已在100多天前彻底停止运作。这表明 BSC 上的 PBS 机制已重塑了 MEV 攻击的格局。
然而,通过观察链上行为并分析统计数据(例如 Dune Analytics),我们发现在 PBS 实施之后(2024年5月),BSC 链上三明治攻击交易的数量显著增加。这一矛盾现象凸显了 BSC 当前 MEV 防护策略 中存在的一个关键缺口。
三明治攻击增加的主要原因是,大多数交易者和项目团队并未有效利用 PBS 提供的隐私通道。相反,他们继续将交易发送到公共交易池。对攻击者而言,获取攻击机会的成本并未显著增加。
相反,攻击者利用构建者接受交易包(bundle)的能力,将目标交易和攻击交易打包成一个交易包提交给构建者。如果该交易包成功上链,三明治攻击即告成功;如果失败,搜索者(Searcher)也不会遭受损失。这使得 三明治攻击 变得更具成本效益和高效性,进一步凸显了强有力的 MEV 防护 的必要性。
结语
BEP-322 生效一年多以来,PBS 重塑了 BSC 的区块生产格局:构建者市场已形成并巩固,验证者群体与构建者市场现已紧密交织在一起。付出的代价是一系列新的结构性风险——构建者与验证者之间的纵向整合、0 Gwei 交易机制,以及三明治攻击不减反增。这些风险能否被有效遏制,与其说取决于机制本身,不如说取决于生态系统究竟有多少实际采用了 PBS 所提供的隐私通道。
