Cardano Leios 模型仅在被分析成交量的 2.6% 中发现 MEV 暴露

Input Output Research 发布了关于 Ouroboros Leios 背后安全与性能建模的最新研究成果，该协议是 Cardano 提出的第一层扩容方案。研究员 Giorgos Panagiotakos 于 2026 年 7 月 16 日在一场 Cardano R&D 会议上分享了这些结果。

此次演示是 WP1.1 Consensus 年中更新的一部分。该研究包涵盖了用于更高吞吐的 Leios 和用于更快速交易结算的 Ouroboros Peras。相关工作包括负载条件下的网络建模、形式化安全分析、投票证书优化以及工程实现的参数选择。

在负载下 Leios 模型发现有限的 MEV 暴露

研究团队分析了 Leios 规划中的更高交易容量将如何影响内存池碎片化、交易排序以及抢先交易机会。

MEV，即最大可提取价值，指的是在交易确认前通过改变交易的顺序、包含与否来捕获的价值。抢先交易是 MEV 的一种形式，攻击者观察到一笔待处理交易后，尝试在其之前放入一笔竞争性交易。

根据 Panagiotakos 的演示，研究中被检视的成交量约有 2.6% 可能被 MEV 利用。在所测试的场景中，抢先交易总体上无利可图，这一结果与 Cardano 的 EUTXO 架构以及 Leios 分配交易处理的方式有关。

这一估计适用于研究中纳入的模型与条件。公开的Post-CIP 研发成果支持一个更广泛的结论，即只有一小部分交易容易受到抢先交易影响，不过其中并未包含 2.6% 这一数字背后的数据集或计算方法。

公开成果还指出，攻击面的大小取决于各个去中心化应用的设计。基于内存池的攻击需要对中继基础设施的控制以及快速构造竞争性交易的能力，而出块者的成功概率将与其权益成正比。

Leios 的内存池模拟发现，Cardano 高度互联的网络拓扑有助于快速传播交易并限制碎片化。当需求维持在网络容量范围内时，模型报告显示全局内存池同步率高于 90%，碎片化低于 10%。在更高需求下，传播会放缓，碎片化会随负载成比例上升。

马尔可夫模型与资源模型为 Leios 参数提供指导

Ouroboros Leios 旨在通过允许排名区块包含对背书区块的经认证引用来提升 Cardano 的吞吐量，背书区块代表更大批次的交易。委员会会对这些区块进行投票，其证书在被纳入账本之前需要获得相应支持。

研究包含一个马尔可夫模型，用于在排名区块产生的过程中估计背书区块获得认证的概率。该模型跟踪区块产出、证书可用性以及在下一次相关铸块机会到来之前是否收集到足够票数。

这些结果有助于研究人员依据建模的网络行为评估 Leios 的效率并选择协议参数。

另一套约束模型用于衡量处理器与带宽需求。根据已发布的发现，等待交易正文以及将交易应用到账本是两大主要延迟来源。签名验证与 Plutus 执行的限制较小，因为这部分工作很大程度上可以并行完成。

模型表明，对于一个典型的 12 MB 背书区块，三枚 CPU 核心已足够。一名攻击者如果故意延迟释放交易正文，可能会使峰值处理器需求翻倍。

这些结果为多项限制提供依据，包括每个背书区块的最大交易数量、最大区块大小以及 Plutus 执行限制。因此，在选定生产参数之前，可以将目标吞吐量与硬件需求对照测得的资源行为进行评估。

安全方面的工作还包括在对抗性条件下对背书区块的及时扩散进行建模、在 Agda 中对安全性与活性性质进行形式化证明，以及构建追踪验证器。该验证器将实现行为与形式化协议规范进行比较，以识别生成区块、证书与账本状态中的偏差。

官方 Leios 仓库包含形式化规范、模拟、网络可视化工具、成本分析与追踪验证工具。该项目现已将协议研究与面向未来 Cardano 节点实现的主动设计与原型开发相结合。

全新投票证书连接 Leios 与 Peras

Input Output Research 还在为 Leios 与 Peras 共同开发一种优化的投票证书设计。其目标是在降低证书体积与投票流量的同时，提高对更强对抗模型的抵御能力。

在 Leios 中，证书用于确认背书区块获得了所需的委员会支持。在 Peras 中，投票证书用于支持区块加权提升，这是一种为获得充分背书的链赋予额外权重并加速结算的机制。

该设计基于 Input Output Research 早期工作之上，包括 Mithril 的基于权益的阈值多重签名以及 Fait Accompli 的委员会选择方法。描述优化证书的研究论文计划于 2026 年底完成。

下半年研究计划还包括一份关于 Leios 与 Peras 之间可共享组件的技术报告，以及一项关于在攻击下背书区块及时扩散的单独分析。被列为贡献者的研究人员包括 Andre Knispel、Brian Bush、Matthias Fitzi、William Wolff、Yves Hauser、David Rosales 与 Sandro Coretti-Drayton。

这三项预定产出将为工程团队提供一种拟议的证书格式、Leios 与 Peras 之间的文档化关联，以及一套用于背书区块扩散的安全模型。它们将共同界定两种协议下一阶段实现所需的若干参数与对抗性假设。