Приоткрывая завесу тайны MEV: освещая "темный лес" Ethereum

С увеличением активности на цепочке Ethereum и развитием инфраструктуры, MEV( максимальная извлекаемая ценность) всегда рассматривалась как одна из самых спорных частей экосистемы Ethereum. Она не только напрямую влияет на опыт пользователей при проведении транзакций в цепочке, но и вызывает беспокойство по поводу централизации и проблем доверия. Эта статья направлена на глубокий анализ текущих вызовов, с которыми сталкивается MEV, и потенциальных решений, начиная с механизма генерации блоков Ethereum 2.0 и технической эволюции разделения предложителей и строителей( PBS).

Существование MEV действительно является мечом с двумя лезвиями. С одной стороны, оно помогает уменьшить ценовые различия между DEX и способствует выполнению ликвидационных сделок; с другой стороны, оно может повредить интересам пользователей через такие механизмы, как слойные сделки. Поэтому решения, связанные с MEV, больше сосредоточены на том, как смягчить его негативные последствия, а не на полном искоренении. В настоящее время в отрасли в основном исследуются три направления: улучшение механизмов аукционов, улучшение уровня консенсуса и улучшение уровня приложений. Эти решения в разной степени влияют на текущее состояние MEV, но некоторые из них не решают в корне проблемы, с которыми сталкиваются пользователи, такие как атаки-сэндвичи. В будущем может потребоваться внедрение большего количества технологий приватности для защиты опциональной конфиденциальности сделок пользователей, а различные решения MEV также заслуживают дальнейшей интеграции и экспериментов.

Кроме того, с распространением архитектуры Layer2 и внедрением новых типов транзакций, таких как абстракция счетов EIP-4337, будущее MEV также столкнется с большими техническими вызовами и возможностями. В этой статье будут рассмотрены потенциальные решения для смягчения негативного влияния MEV, а также будет проведен всесторонний анализ преимуществ и недостатков текущих решений MEV с целью указания направления для будущих исследований MEV.

Эфир 2.0

С момента The Merge, Ethereum использует механизм PoS для обеспечения безопасности сети, отказываясь от ресурсоемкой конкуренции в генерации блоков и переходя на доказательство доли. Ethereum после слияния разделен на исполнительный и консенсусный уровни. Механизм генерации блоков также изменился: каждый Epoch представляет собой цикл PoS, каждый Epoch делится на 32 Slot, каждый Slot представляет собой единицу времени генерации блока в 12 секунд.

Сеть будет случайным образом выбирать комитет валидаторов в каждом Эпохе и случайным образом выбирать предложителя блока из этого комитета. Предложитель блока отвечает за упаковку транзакций, сортировку выполнения и в конечном итоге за создание блока, в то время как другие члены комитета отвечают за надзор и голосование. Члены комитета переизбираются после каждого Эпохи, при этом установлены ограничения по времени на выполнение, чтобы обеспечить эффективность. Здесь важно уточнить, что Payload относится к выполняемой нагрузке, то есть изменениям состояния транзакций, и может рассматриваться как часть выполнения блока. Предложитель блока будет реализовывать выполняемую нагрузку и предлагать блок.

Архитектура PBS

На самом деле, когда валидатор выбирается в качестве предложителя блока, у него часто не хватает мотивации выполнять Payload(, то есть сортировать и исполнять транзакции), потому что это требует больших вычислительных ресурсов. Изначально предполагалось, что через выборы децентрализованного комитета выполнение нагрузки будет включено в процесс, что сделает сортировку транзакций и другие процессы децентрализованными. Но валидаторы, похоже, по своей природе склонны передавать эту часть работы на аутсорсинг, сосредоточиваясь только на предложении блока. Это породило концепцию разделения предложителей и строителей PBS(: отделить предложение блока от его построения, при этом предложитель несет ответственность только за проверку блока и не участвует в его построении.

Это разделение содействует формированию открытого рынка, где предложители блоков могут получать блоки от строителей. Строители конкурируют друг с другом за создание блоков и предлагают предложителям наивысшую плату, этот процесс называется "аукцион блоков".

![Освещая темный лес: раскрывая тайну MEV])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-21a9d73cdbce31e29c5ad2285552cc14.webp(

PBS) предложитель - отделение строителя. Рабочий процесс модели первой запечатанной аукциона следующий: пользователи отправляют транзакции в открытый Mempool через RPC-прокси, несколько строителей ищут подходящие транзакции и сортируют их, создавая блоки с максимизацией прибыли. ( прибыль = базовая плата + приоритетная плата + MEV ). Строитель взаимодействует с предложителем через MEV-Boost Relayer, Relayer выступает в качестве промежуточного моста, собирая предложения строителей и представляя предложителю несколько заголовков блоков и соответствующих предложений. Предложитель обычно выбирает блок с самой высокой ставкой. Relayer следует стандартам MEV-Boost, предложенным Flashbot, которые регулируют взаимодействие между строителями и предложителями. Весь процесс информации закрыт, Relayer только представляет заголовки блоков предложителю, обеспечивая антикоррупционные свойства предложителя.

Участники и их стратегии в PBS

Основными участниками являются Builder, Relayer, Proposer и MEV bot(Searcher).

( Билдер

Билдер отвечает за создание содержимого блоков. После внедрения технологии MEV-Boost Билдер находится в более выгодном положении на торгах, поскольку поддерживает не только комиссионные сборы, но и доходы от MEV. Билдер может напрямую проверять транзакции пользователей и Поисковиков, что всегда было предметом споров. Особенно после того, как правительство США объявило OFAC, большое количество Билдеров приняло участие в соблюдении OFAC, хотя в последнее время доля проверяемых блоков снизилась, Билдер по-прежнему имеет прямое влияние на проверку транзакций.

![Осветить темный лес: раскрыть загадку MEV])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-2178fc37efedccedda8b4ed45ba571a7.webp###

В настоящее время доля рынка Builder, не требующая проверки, beaverbuild.org, постепенно увеличивает свою долю, и рынок становится ориентированным на прибыль.

( Поиск

Максимизация прибыли требует совместных усилий Searcher и Builder. Searcher часто сотрудничает с определенным Builder, создавая Dark Pool или Private Pool, и сделки Searcher видны только для определенного Builder. Некоторые Builder таким образом получают максимизированные MEV-сделки, что позволяет им конкурировать за блок-пространство. В теории, если Builder ведет себя недобросовестно или проводит цензуру, Searcher может выбрать другого Builder, что приведет к снижению доли рынка недобросовестного Builder. Поэтому Builder будет взвешивать скрытые издержки недобросовестного поведения.

Searcher делится на две основные категории: CEX-DEX) арбитраж вне цепи ### и чисто на цепи ( DEX, промежуточное звено, ликвидация ). В настоящее время Wintermute занимает первое место на рынке арбитражной торговли CEX-DEX.

Что касается чисто цепочечных возможностей MEV, наблюдается тенденция к студийной работе. jaredfromsubway.eth занимает удивительную долю рынка в 37,2%, специализируясь на сэндвич-атаках на пользователей Ethereum, однажды став пользователем с самым высоким потреблением газа на цепочке, с ежедневным потреблением около 1,5% газа. С февраля 2023 года по июнь 2024 года этот бот потратил в общей сложности 76,916 Эфир, что составляет примерно 175 миллионов долларов.

Из-за тесной связи между Searcher и Builder, многие Searcher отправляют поток заказов только трем крупнейшим Builder, чтобы избежать риска расщепления потока заказов малым Builder, что может привести к неэффективности стратегии и риску убытков. Привязка к Builder также помогает поддерживать влияние на экосистему.

( Релейер

Релейер отвечает за сбор аукционов и выступает в качестве промежуточной станции, передавая блок заголовка и цену аукциона Пропозеру. На этом этапе Пропозер не знает деталей транзакций блока. Как только Пропозер выбирает и подписывает заголовок блока, Релейер раскрывает полное содержимое транзакции.

Релейер как третья сторона без экономического стимула получает огромное доверие, Строитель полагается на цену Предложителя, а Предложитель полагается на цену Релейера и содержимое блока. В истории имел место случай с уязвимостью Ultrasound Relayer, в результате которого Предложитель извлек более 20 миллионов долларов MEV. Хотя уязвимость можно исправить, сам Релейер все еще может действовать злонамеренно, похищая MEV.

В настоящее время доля рынка Builder, работающего исключительно на максимизацию чистой прибыли, постепенно увеличивается после The Merge, что свидетельствует о том, что в свободном рынке невозможно искусственно контролировать MEV через Builder.

В то же время Relayer сталкивается с проблемой отсутствия экономических стимулов. Blocknative вышел из разработки в направлении Relayer. В настоящее время Relayer полагается на стандарты MEV-Boost, предложенные Flashbots, и зависимость Ethereum от третьих сторон для предоставления PBS не является долгосрочным решением; сообщество Ethereum исследует возможность интеграции PBS на уровне протокола.

) Предложитель

Пропозер выбирается случайным образом из валидаторов. Имея возможность выполнять нагрузку, он склонен к аутсорсингу, что может привести к вертикальному сотрудничеству с Билдером. Релеер MEV-boost надеется выступить в качестве промежуточного звена, чтобы уменьшить сговор, возникающий из-за прямого общения.

В настоящее время как майнинговые пулы, так и пулы валидаторов LSD обладают сильным эффектом масштаба, особенно появление LSD увеличило эффективность капитала. Пулы валидаторов демонстрируют тенденцию к централизации, Lido занимает 28,7% рынка, за ним следуют Coinbase и Ether.fi.

В прошлом, когда схема MEV-BOOST PBS не была реализована, Предложитель должен был отвечать за выполнение задачи Builder ### и нагрузку на выполнение ###, но большинство отказывались от возможности сортировки транзакций, поскольку тяжелые вычисления влияли на производительность проверки, и было лучше передать нагрузку на выполнение на аутсорсинг, позволяя третьим сторонам аукционировать блоки.

( Пользователь

Пользователи являются наиболее уязвимыми в всей архитектуре, сделки помещаются в Mempool для получения прибыли MEV-ботами, но эта прибыль не поступает к пользователям. Тем не менее, это не совсем плохо: например, на DEX, когда рыночная ситуация на блокчейне сильно колеблется или объемы торгов пользователей превышают ликвидность DEX, MEV-боты могут снизить проскальзывание и разницу в ценах между различными платформами через арбитраж. Таким образом, MEV имеет как положительные, так и отрицательные внешние эффекты, которые нужно обсуждать отдельно.

Чтобы избежать ущерба от мониторинга MEV-ботами, многие поставщики RPC-узлов могут помочь пользователям размещать транзакции в закрытом Mempool. Новым способом является аукцион потоков заказов OFA) для компенсации пользователям прибыли от MEV, операторы OFA RPC сотрудничают с Searcher, аукционируя заказы пользователей, Searcher получает максимизацию MEV и включает заказы в блок, а затем возвращает часть прибыли пользователям.

В настоящее время доля пользователей, использующих частный поток ордеров, все еще низка, около 10%, что в основном связано с высокой стоимостью обучения пользователей, сложностью распространения знаний о MEV и мерах по его противодействию, а также сложностью операций. Оптимизация пользовательского опыта требует, чтобы пользователи больше пассивно, а не активно принимали это.

Итог

В текущей архитектуре PBS, после введения спецификации MEV-BOOST, механизм аукциона с закрытыми ставками, направленный на максимизацию прибыли, приводит к тому, что строитель (Builder) и искатель (Searcher) постепенно развиваются в направлении сотрудничества и доверия, что явно указывает на тенденцию к централизации. POS также приводит к централизации валидаторов (Validator), в результате чего все этапы цепочки MEV становятся централизованными и возникают вопросы многопартийного доверия: искатель доверяет строителю, строитель и предложитель доверяют ретранслятору (Relayer). Централизация и доверительная природа MEV явно противоречат видению децентрализации и недоверия Ethereum.

Сообщество Ethereum в настоящее время обсуждает три предложения по снижению централизации:

1. В отношении централизованного объединения Builder и Searcher: Flashbot предложил технологию SUAVE, увеличивающую прозрачность сделок, снижая порог доверия Searcher к Builder, и поощряя Searcher отправлять поток заказов всем Builder.

2. Доверие к Relayer: использовать Enshrined PBS вместо текущей схемы PBS, чтобы устранить зависимость от Relayer.

3. По поводу централизации валидаторов: использование децентрализованного AVS, такого как SSV и т.д., Lido уже сотрудничает с ним.

Текущая ситуация с MEV

В настоящее время основные MEV на цепочке включают арбитраж, сэндвич-атаки, ликвидации и т.д. Арбитраж приносит наибольшую прибыль, за последние 30 дней MEV-боты смогли заработать в общей сложности 2,6 миллиона долларов.

![Освещая темный лес: раскрывая тайну MEV]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-355138223027bf07ef01db141cec6d58.webp(

На самом деле средняя прибыль от одной сделки составляет около 0,8 доллара, что накапливается за счет большого количества сделок. За последние 30 дней прибыль от атак «сэндвич» на Эфире составила около 880000 долларов.

MEV имеет положительные и отрицательные внешние эффекты. Положительные включают уменьшение разницы в ценах между DEX, помощь в ликвидации залогов в DEFI протоколах и т.д. Отрицательные в основном касаются арбитражной торговли пользователей, что наносит ущерб прибыли пользователей. В текущей механике платных транзакций на блокчейне, несмотря на то, что Ethereum внедрил механизм сглаживания Gas Fees, увеличение арбитражных возможностей на блокчейне, когда MEV боты совместно торгуют с пользователями, все еще может привести к краткосрочному скачку Gas Fees, что вызывает экономические потери и ухудшение опыта пользователей.

Помимо проблем MEV и централизации, вызванных архитектурами PBS и POS, в процессе миграции Ethereum на Layer2 также возникла проблема кросс-цепочного MEV.

Потенциальная сложность MEV в архитектурном дизайне Layer2

С увеличением объема сделок, перемещающихся на Layer2, в будущем масштабные арбитражные операции на цепочке будут переходить к более сложным и требующим более высоких технологий многосетевым кросс-чейновым MEV.

Исследований по кросс-цепочечному MEV достаточно мало, но уже существуют некоторые меры по его устранению, в основном касающиеся улучшения сортировщиков Layer2. Кросс-цепочечный мост является необходимым продуктом для кросс-цепочечного соединения между различными Layer2, Searcher может помочь замедлить фрагментацию ликвидности между Layer2. На данный момент влияние незначительное, в основном из-за того, что опыт использования кросс-цепочечных мостов и безопасность нуждаются в улучшении, а различия в финализации разных мостов также увеличивают сложность настройки стратегий, что делает порог входа в kросс-Layer2 MEV достаточно высоким.

) Потенциальный MEV EIP-4337

EIP-4337 вводит абстракцию аккаунтов и новый тип транзакций, что также значительно изменит картину MEV.

ERC-4337 вводит новый тип транзакции User Operation в Mempool, Bundler отвечает за упаковку в обычные транзакции. Как только пользовательская транзакция попадает в публичный пул, она может быть отслежена Searcher.