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Ordering by Unanimity: Giving Applications Sequencing Rights Without Breaking Composability

本文介绍了“一致性覆盖”（unanimity override）算法，该算法允许区块链应用在所有相关方达成一致时强制执行其偏好的交易排序，同时使用默认顺序来解决循环问题，并保证特定交易即使在面对对抗性操纵时也能按预期执行。

原作者： Andrea Canidio

发布于 2026-07-08

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原作者： Andrea Canidio

原始论文采用 CC BY 4.0 许可（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 ✨ 这是对下方论文的AI生成解释。它不是由作者撰写或认可的。如需技术准确性，请参阅原始论文。阅读完整免责声明

想象一下，将区块链视为一本巨大的、共享的数字笔记本，每个人都在上面记录自己的交易。在这本笔记本中，**可组合性（Composability）**是让不同应用能够相互对话的超能力。例如，你可以在一个应用上卖出股票，并立即在另一个应用上用这笔钱购买贷款，这一切都可以在一个单一步骤内完成。

然而，问题在于：由谁来决定顺序？

在咖啡店的实体排队中，先到的人先被服务。但在区块链中，记录这行字的人（“区块提议者”）通常会决定谁先执行。这给应用开发者带来了困扰：

一个拍卖应用需要最高出价在次高出价之前被处理，否则拍卖就会失效。
一个交易应用需要价格更新发生在任何人进行交易之前，否则人们可能会基于过时、错误的价格进行交易。
一个取消应用需要在一个订单被尝试成交之前将其取消。

如果区块提议者决定顺序，他们可能会无意中（或恶意地）搞乱这些应用。

解决方案：“一致性覆盖”（Unanimity Override）

作者提出了一种名为“一致性覆盖”的新规则。你可以把它看作是笔记本中的一种“群体共识”系统。

其核心思想是：如果涉及特定交易对的所有应用对于谁先谁后达成了一致，那么笔记本必须尊重该协议。

好消息： 如果应用 A 说“交易 X 必须在 Y 之前”，且同样看到这两笔交易的应用 B 也表示同意，那么 X 就会在 Y 之前执行。系统会将此锁定。
坏消息（循环）： 有时，应用之间会出现意见相左的循环。
- 应用 A 说：X 在 Y 之前。
- 应用 B 说：Y 在 Z 之前。
- 应用 C 说：Z 在 X 之前。
- 这形成了一个循环（X → Y → Z → X）。这是一个悖论。系统无法按照所有应用要求的顺序来执行它们。

打破循环：“降级”（Demotion）规则

当循环发生时，系统需要一个仲裁机制来打破这个环。论文引入了一个“回退”规则：

识别问题交易： 系统寻找那些与多个持有冲突意见的应用进行交互的交易。这些被称为**“多重意见交易”（Multi-Opinion Transactions）**。
降级： 系统挑选循环中“优先级最低”的交易（基于默认规则，如支付手续费最低者），并对其进行降级。
重置： 被降级的交易会被移到队伍的末尾。循环被打破，剩余的交易可以按照应用的请求进行排序。

两大保证

论文证明，即使恶意攻击者试图通过创建虚假交易来制造这些循环以操纵系统，以下两件事也是不可能被破坏的：

1. “单应用”保证（The "Single-App" Guarantee）
如果一个交易只与一个特定的应用进行交互（且该应用有强烈的偏好），攻击者就无法破坏它。

类比： 想象你在为一家特定的商店排队。只有这家店在意你在队列中的位置。即使一个恶霸试图通过向其他商店大喊大叫来插队，这家店仍会让你优先，因为对于你的位置而言，只有这家店的意见才重要。
结果： 希望控制自身内部顺序的应用（如拍卖）可以安全地实现这一目标，只要用户坚持使用该应用即可。

2. “门槛”保证（The "Gated" Guarantee）
如果一个交易是“受门槛保护的”（即攻击者控制的任何人也无法创建比它排名更高的交易），那么它是安全的。

类比： 想象一张 VIP 通行证，上面写着：“任何持有普通证件的人都不能插到我前面。”如果攻击者没有 VIP 证（或者无法伪造），他们就无法通过创建循环来把你挤到后面。
结果： 关键更新（如来自信任源的价格喂价）受到保护，因为攻击者在系统的眼中无法合法地“竞价”超过它们。

那么“被降级”的交易如何？

只有当一个交易涉及多个应用且陷入了混乱的循环，并因此被“降级”时，系统才会忽略应用的意愿。

陷阱： 论文认为，如果一个应用希望其交易是安全的，它应该鼓励用户保持交易的简单性（即仅与该应用进行交互）。如果用户试图做得更复杂，同时与许多应用进行交互，他们就有可能陷入循环并被降级。
激励机制： 这创造了一种自然的激励机制，让用户遵守规则。如果你想在拍卖中赢得竞标，不要试图在同一时间做其他 10 件事；只需将竞标发送给拍卖应用即可。

总结

论文引入了一种规则，允许应用说：“我们需要 X 在 Y 之前”，并且区块链会听从——除非应用之间在争论一个循环。如果应用之间产生了循环，系统会通过将“优先级最低”的多重应用交易推到队尾来打破僵局。

这保护了最重要的交易（即那些简单的或“受门槛保护的”交易）免受操纵，同时仍允许区块链作为一个单一的、连接的应用集合，让应用能够协同工作。这是一种在不破坏整个系统的前提下，赋予应用控制自身命运权力的手段。

技术摘要：基于一致性的排序 (Ordering by Unanimity)

1. 问题陈述

区块链应用通常对交易的执行顺序拥有特定的偏好，以确保其功能正常。例如，自动化做市商（AMM）需要预言机价格更新优先于交易对换；订单簿交易所需要取消订单在市价单之前执行；以及链上拍卖需要将出价按从高到低的顺序进行处理。目前，交易排序由底层区块链决定（例如通过区块提议者或优先费），这可能与应用的特定需求不符。

现有的强制执行排序的解决方案往往以牺牲可组合性（Composability）为代价——即应用在共享账本上自由交互的能力。例如，PropAMMs（依赖预言机的 AMM）在 Solana 上是可行的，因为其具有特定的排序规则，但在其他地方难以实现；像 Hyperliquid 这样的交易所通过创建隔离链来保障其排序逻辑；而 Rollup 只有通过将交易从基础层隔离来实现排序控制。本文旨在解决如何在不导致区块链碎片化或牺牲可组合性的前提下，授予应用排序权的问题。

2. 方法论：一致性覆盖 (Unanimity Override)

本文提出了一种名为一致性覆盖的协议级排序规则。其核心直觉是：如果涉及一对交易的所有应用都对它们的相对顺序达成一致，协议应当尊重该协议。如果应用之间存在分歧，或者产生的偏好形成了环路（Cycle），则通过回退机制解决冲突。

机制说明

该算法分为两个主要步骤：

一致性关系 ( $\succ_u$ )： 构建一个有向关系，当且仅当所有与交易 $x_i$ 和 $x_j$ 交互的应用都认为 $x_i$ 高于 $x_j$ ，且至少有一个应用严格偏好 $x_i$ 时，称 $x_i \succ_u x_j$ 。
- 该关系通常是不完整的（某些对不存在排序关系）且非传递的（会形成环路）。
- 环路的产生主要是由于交易与多个“有见解的”应用（即表达了严格偏好的应用）发生交互。
破环（回退）： 为了恢复全序执行，协议必须打破环路。本文引入了**降级（Demotion）**规则：
- 环路组件： 算法识别一致性图中极大强连通分量（环路）。
- 降级： 在环路组件内，规则会选择一组交易进行“降级”。至关重要的一点是，只有多意见交易（即与 $\ge 2$ 个有见解的应用交互的交易）才有资格被降级。
- 选择逻辑： 回退机制迭代地降级具有最低“默认顺序”值（例如最低优先费）的多意见交易，直到该组件变为无环状态。
- 修复后的关系 ( $\tilde{\succ}_u$ )： 被降级的交易从环路内的一致性比较中移除，并被放置在组件内所有非降级交易之下。它们的相对顺序由默认顺序决定。
- 完成： 生成的有向无环偏序通过反向 Kahn 拓扑排序扩展为全执行序 ( $\succ_e$ )，并使用默认顺序来打破层级内的平局。

3. 威胁模型

分析假设存在一种强形式的抗审查性（交易无法被扣留）。攻击者被建模为一个可以执行以下操作的玩家：

部署具有任意偏好的新应用。
向区块中注入具有特定属性（如费用、目标应用）的交易。
在最坏情况下控制默认顺序 ( $U_d$ )（例如作为区块提议者）。
攻击者无法修改诚实交易，也无法改变现有诚实应用的偏好。

4. 关键结果与保证

本文推导出了两项主要保证，这些保证在面对包括控制默认顺序在内的任何可行攻击者策略时依然成立：

保证 1：单意见保证 (The Single-Opinion Guarantee)

如果一个交易 $x$ 仅与一个有见解的应用交互（即单意见交易），且该应用严格偏好 $x$ 高于另一个交易 $y$ （ $y$ 可能与其他应用交互），那么 $x$ 将在 $y$ 之前执行。

原理： 由于 $x$ 是单意见交易，没有其他应用能对 $(x, y)$ 对表达偏好。因此，一致性排序与该单一应用的偏好相一致。由于回退规则从未降级单意见交易，该偏好在最终执行序中得以保留。
意义： 这将隔离 Rollup 的保证扩展到了基础层。应用可以通过确保其关键交易（如预言机更新或取消操作）仅与该特定应用交互，来保障其安全性，即使交易的其他部分触及了非意见型合约。

保证 2：受限区域保证 (The Gated Region Guarantee)

存在一个被称为受限区域的交易集合 $X^*$ ，它是受保护的。一个交易属于 $X^*$ ，需满足：

没有任何 $X^*$ 之外的交易（无论是预先存在的还是攻击者注入的）能被一致性地排在它之上。
限制在 $X^*$ 上的一致性关系子图是无环的。

结果： $X^*$ 中的任何成员永远不会被降级。因此，如果 $X^*$ 中的一个交易被一致性地排在另一个交易之上，它就会先执行，无论攻击者注入交易或控制默认顺序的能力如何。
应用： 这保护了来自指定地址的预言机更新或被所有相关市场排在最高位的取消操作，只要“闸门”（可能使其排名高于目标的交易集合）无法被攻击者突破。

漏洞：多意见交易

本文指出，多意见交易（与 $\ge 2$ 个有见解的应用交互）是唯一易受重排序攻击的对象。攻击者可以构建一个包含目标多意见交易的环路，并通过注入交易来迫使回退机制将其降级。然而，本文指出，如果目标是单意见交易，此类攻击是不可能的。

5. 基准对比

对比攻击者控制的默认顺序： 与攻击者拥有完全控制权的系统相比，一致性覆盖严格减少了可被逆转的交易对数量。
对比优先费排序： 两者的对比是细微的。一致性覆盖无论费用如何，都能保护单意见和受限区域内的交易。然而，对于不受保护的多意见交易，攻击成本（例如抢跑）可能会根据循环的具体拓扑结构和费用结构而更高或更低。本文指出，在一致性覆盖下，虽然存在恶意破坏攻击（即重新排序诚实交易以损害竞争对手），但在纯优先费排序下这类攻击是不可能的。

6. 意义与范围

本文声称提供了一种机制，可以在不牺牲可组合性的情况下，扩大区块链上的应用设计空间。

保留保证： 它允许应用在执行排序偏好（如预言机更新先于交易对换，或取消先于交易）的同时，无需在独立的链或 Rollup 上进行隔离。
激励对齐： 该机制提前告知发送者哪些交易是安全的。例如，在链上拍卖中，竞标者会被激励保持其出价为单意见交易，以确保其不被降级，从而保证拍卖按预期运行。
理论贡献： 本工作将交易排序与社会选择理论联系起来。它承认一致性关系是非传递的（这是阿罗不可能定理的一个后果），并提出了一种特定的帕累托聚合规则，通过牺牲“无关选项独立性”来实现一个完整的、无环的执行顺序。

本文最后指出，“交互集”（交易触及哪些应用）的定义是一个实际的挑战。它讨论了使用声明交互（易于验证，但可能高估多意见状态）与实际交互（保证更强，但需要不动点解以保持一致性）之间的权衡。目前的分析假设交互集是已知的。