le jeu du timing Ethereum PBS

La Proposer-Builder Separation (PBS) d’Ethereum marque une avancée majeure dans la production de blocs, visant à limiter les problématiques de Maximum Extractable Value (MEV) et à renforcer la décentralisation du réseau. Ce mécanisme introduit un modèle de production de blocs plus équitable et transparent, en distinguant clairement les rôles de proposition et de construction des blocs. Les block builders assemblent les transactions et construisent les corps de blocs, tandis que les block proposers sélectionnent et valident ces blocs avant leur inscription sur la blockchain. Cette séparation réduit la dépendance des validateurs à l’extraction du MEV et atténue les risques de centralisation, contribuant à la stabilité de l’écosystème Ethereum.

Contexte : Origine de PBS

Le mécanisme PBS d’Ethereum est issu de préoccupations croissantes concernant le problème du MEV dans les réseaux blockchain. Le MEV désigne la valeur supplémentaire que les mineurs ou validateurs peuvent extraire en manipulant l’ordre des transactions, par insertion, exclusion ou réorganisation de celles-ci. Ce concept a été présenté pour la première fois par les chercheurs Phil Daian et son équipe dans l’article « Flash Boys 2.0 » publié en 2019.

Avec l’essor rapide de la DeFi, la problématique du MEV s’est accentuée. Certains validateurs ont utilisé leur position privilégiée pour capter des récompenses MEV importantes, générant des tendances à la centralisation dans les pools de minage et les services de staking. Pour y répondre, la communauté de recherche Ethereum a développé des solutions visant à séparer les fonctions de construction et de proposition des blocs, donnant naissance à la PBS.

Lors de la transition d’Ethereum du Proof of Work (PoW) au Proof of Stake (PoS), PBS a été identifié comme un levier majeur pour améliorer le modèle économique de la blockchain et renforcer sa décentralisation. Après The Merge, PBS est devenu une priorité de recherche, et son intégration est prévue lors de prochaines évolutions du réseau.

Fonctionnement : Comment PBS opère-t-il ?

PBS introduit une séparation nette des rôles dans Ethereum, structurant la production des blocs autour de plusieurs acteurs :

Block Builders :

1. Rassemblent les transactions en attente dans le mempool
2. Optimisent l’ordre des transactions pour maximiser le MEV
3. Construisent des corps de blocs complets
4. Soumettent des en-têtes de blocs scellés et des engagements de paiement aux block proposers

Block Proposers :

1. Reçoivent des propositions de blocs de différents builders
2. Sélectionnent la proposition offrant le paiement le plus élevé
3. Signent et diffusent le bloc retenu pour l’ajouter à la blockchain
4. Perçoivent la rémunération des builders en contrepartie

L’innovation principale de PBS réside dans l’introduction d’un système d’« enchères à offre scellée ». Les block builders soumettent des propositions scellées au proposer du slot concerné, s’engageant sur un montant de paiement. Le block proposer choisit généralement la proposition la plus avantageuse, assurant ainsi l’efficience économique du contenu du bloc.

Pour éviter que les block proposers ne diffusent pas le bloc après en avoir obtenu le contenu, PBS recourt à des dispositifs techniques tels que time locks, preuves cryptographiques et systèmes de réputation. Ces mécanismes garantissent la fiabilité et l’équité du processus de production des blocs.

Risques et défis de PBS

Malgré son potentiel pour limiter le MEV, PBS soulève plusieurs risques et défis :

Risques de centralisation :

1. Le marché des block builders pourrait devenir oligopolistique, dominé par quelques acteurs dotés d’algorithmes avancés et de capacités informatiques importantes
2. Les principaux builders pourraient nouer des accords privilégiés avec certains proposers, remettant en cause l’équité des enchères
3. La centralisation de la production de blocs pourrait accroître les risques de censure des transactions et de manipulation du marché

Défis techniques :

1. La conception de mécanismes d’enchères efficaces et équitables est complexe
2. Il faut maintenir la sécurité cryptographique entre builders et proposers tout en préservant la performance
3. Prévenir la collusion entre proposers et builders requiert des incitations sophistiquées

Jeux temporels :

1. PBS introduit un jeu stratégique complexe où chaque acteur cherche à maximiser ses intérêts
2. Des stratégies d’enchères de dernière minute peuvent apparaître autour des délais de proposition
3. Les délais réseau et le front-running peuvent générer des incertitudes sur les résultats des enchères

La mise en œuvre de PBS implique également des enjeux de conformité réglementaire, en particulier dans les juridictions où les enchères pourraient être soumises à la réglementation sur les valeurs mobilières ou la lutte contre le blanchiment d’argent. Ces risques exigent une analyse approfondie et une gestion rigoureuse par la communauté Ethereum avant un déploiement officiel.

PBS marque une évolution structurante de l’architecture d’Ethereum, avec pour objectif un mécanisme de production de blocs plus équitable et performant. En dissociant les rôles de construction et de proposition, PBS vise à limiter la centralisation liée au MEV, à renforcer la sécurité et la résistance à la censure du réseau, et à offrir un modèle économique plus transparent aux validateurs comme aux utilisateurs. Malgré des défis techniques et économiques conséquents, PBS s’impose comme un pilier du développement durable d’Ethereum. À mesure que la feuille de route technique progresse, PBS figurera parmi les innovations qui façonneront l’infrastructure future des cryptomonnaies.