Cardano Leios Modelle finden MEV Exposition in nur 2,6 Prozent des analysierten Volumens

Input Output Research hat neue Erkenntnisse zur Sicherheits und Leistungsmodellierung hinter Ouroboros Leios, dem von Cardano vorgeschlagenen Layer 1 Skalierungsprotokoll, vorgestellt. Der Forschungsmitarbeiter Giorgos Panagiotakos präsentierte die Ergebnisse während einer Cardano R&D Sitzung am 16. Juli 2026.

Die Präsentation war Teil des Midyear Updates für WP1.1 Consensus, eines Forschungspakets, das Leios für höheren Durchsatz und Ouroboros Peras für schnellere Transaktionsabwicklung abdeckt. Die Arbeit umfasst Netzwerkmodellierung unter Last, formale Sicherheitsanalyse, Optimierung von Abstimmungszertifikaten und Parameterauswahl für die technische Implementierung.

Leios Modelle finden begrenzte MEV Exposition unter Last

Das Forschungsteam analysierte, wie die für Leios geplante höhere Transaktionskapazität die Mempool Fragmentierung, die Reihenfolge von Transaktionen und Chancen für Front Running beeinflussen könnte.

MEV, maximal extractable value, bezeichnet den Wert, der erfasst werden kann, wenn vor der Bestätigung die Reihenfolge, Aufnahme oder der Ausschluss von Transaktionen verändert wird. Front Running ist eine Form von MEV, bei der ein Angreifer eine ausstehende Transaktion beobachtet und versucht, eine konkurrierende Transaktion davor zu platzieren.

Laut der Präsentation von Panagiotakos waren ungefähr 2,6 Prozent des in der Forschung untersuchten Volumens potenziell über MEV ausnutzbar. Front Running war in den getesteten Szenarien im Allgemeinen unprofitabel, was mit Cardanos EUTXO Architektur und der Art zusammenhängt, wie Leios die Transaktionsverarbeitung verteilt.

Die Schätzung gilt für die in der Forschung berücksichtigten Modelle und Bedingungen. Die öffentlichen Post CIP R&D Ergebnisse stützen die weiter gefasste Schlussfolgerung, dass nur ein Bruchteil der Transaktionen anfällig für Front Running ist, enthalten jedoch nicht den Datensatz oder die Berechnung hinter der Zahl von 2,6 Prozent.

Die öffentlichen Ergebnisse stellen auch fest, dass die Größe der Angriffsfläche von der Gestaltung der einzelnen dezentralen Anwendungen abhängt. Ein Mempool basierter Angriff würde Kontrolle über die Relay Infrastruktur und die Fähigkeit erfordern, rasch eine konkurrierende Transaktion zu konstruieren, während die Erfolgsaussicht eines Blockproduzenten proportional zu seinem Stake wäre.

Leios Mempool Simulationen ergaben, dass Cardanos hochvernetzte Netzwerktopologie eine schnelle Transaktionsverbreitung unterstützt und die Fragmentierung begrenzt. Bleibt die Nachfrage innerhalb der Netzwerkkapazität, melden die Modelle eine globale Mempool Synchronisierung über 90 Prozent und eine Fragmentierung unter 10 Prozent. Bei höherer Nachfrage kann sich die Verbreitung verlangsamen und die Fragmentierung nimmt proportional zur Last zu.

Markov und Ressourcenmodelle leiten Leios Parameter

Ouroboros Leios ist darauf ausgelegt, den Durchsatz von Cardano zu erhöhen, indem Ranking Blöcke zertifizierte Verweise auf Endorser Blöcke aufnehmen können, die größere Bündel von Transaktionen darstellen. Ausschüsse stimmen über diese Blöcke ab, bevor ihre Zertifikate in das Ledger aufgenommen werden können.

Die Forschung umfasst ein Markov Modell, das die Wahrscheinlichkeit der Zertifizierung von Endorser Blöcken schätzt, während Ranking Blöcke produziert werden. Es verfolgt die Blockproduktion, die Verfügbarkeit von Zertifikaten und ob genügend Stimmen vor der nächsten relevanten Block Forging Gelegenheit gesammelt werden.

Diese Ergebnisse helfen Forschern, die Effizienz von Leios zu bewerten und Protokollparameter auf Grundlage des modellierten Netzwerkverhaltens auszuwählen.

Ein separates Constraints Modell misst Prozessor und Bandbreitenanforderungen. Den veröffentlichten Ergebnissen zufolge sind das Warten auf Transaktionskörper und das Anwenden von Transaktionen auf das Ledger die zwei größten Verzögerungsquellen. Signaturprüfung und Plutus Ausführung sind weniger restriktiv, da ein Großteil dieser Arbeit parallel ausgeführt werden kann.

Die Modelle deuten darauf hin, dass drei CPU Kerne für einen typischen 12 MB Endorser Block ausreichen. Ein Angreifer, der Transaktionskörper absichtlich spät veröffentlicht, könnte die Spitzenanforderung an die Prozessorleistung verdoppeln.

Diese Ergebnisse informieren Grenzwerte, darunter die maximale Anzahl von Transaktionen pro Endorser Block, die maximale Blockgröße und Plutus Ausführungsgrenzen. Der angestrebte Durchsatz und die Hardwareanforderungen können daher anhand des gemessenen Ressourcenverhaltens bewertet werden, bevor Produktionsparameter ausgewählt werden.

Die Sicherheitsarbeit umfasst außerdem die Modellierung der rechtzeitigen Verbreitung von Endorser Blöcken unter adversarialen Bedingungen, formale Beweise für Safety und Liveness Eigenschaften in Agda und einen Trace Verifier. Der Verifier vergleicht das Implementierungsverhalten mit der formalen Protokollspezifikation, um Abweichungen in generierten Blöcken, Zertifikaten und Ledger Zuständen zu identifizieren.

Das offizielle Leios Repository enthält die formale Spezifikation, Simulationen, Netzwerk Visualisierer, Kostenanalysen und Trace Verifikationstools. Das Projekt verbindet nun Protokollforschung mit aktivem Design und Prototyping Arbeit für zukünftige Cardano Node Implementierungen.

Neue Abstimmungszertifikate verbinden Leios und Peras

Input Output Research entwickelt außerdem ein optimiertes Design für Abstimmungszertifikate, das sowohl für Leios als auch für Peras vorgesehen ist. Ziele sind die Verringerung der Zertifikatsgröße und des Abstimmungsverkehrs sowie eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen stärkere adversariale Modelle.

In Leios bestätigen Zertifikate, dass Endorser Blöcke die erforderliche Unterstützung durch das Gremium erhalten haben. In Peras unterstützen Abstimmungszertifikate Block Boosting, einen Mechanismus, der einer ausreichend bestätigten Kette zusätzliches Gewicht verleiht und die Abwicklung beschleunigt.

Das Design baut auf früherer Arbeit von Input Output Research auf, darunter Mithrils stake basierte Threshold Multisignaturen und der Fait Accompli Ansatz zur Gremiumsauswahl. Ein Forschungspapier, das die optimierten Zertifikate beschreibt, soll bis Ende 2026 fertiggestellt werden.

Der Forschungsplan für die zweite Jahreshälfte umfasst außerdem einen technischen Bericht über Komponenten, die zwischen Leios und Peras geteilt werden könnten, sowie eine separate Analyse der rechtzeitigen Verbreitung von Endorser Blöcken unter Angriff. Andre Knispel, Brian Bush, Matthias Fitzi, William Wolff, Yves Hauser, David Rosales und Sandro Coretti-Drayton wurden unter den beitragenden Forschern genannt.

Die drei geplanten Ergebnisse werden Engineering Teams ein vorgeschlagenes Zertifikatsformat, dokumentierte Verbindungen zwischen Leios und Peras sowie ein Sicherheitsmodell für die Verbreitung von Endorser Blöcken bereitstellen. Zusammen werden sie mehrere der Parameter und adversarialen Annahmen definieren, die für die nächste Phase beider Protokollimplementierungen benötigt werden.