Освещая темный лес: раскрытие тайны MEV

С ростом активности на блокчейне Ethereum и развитием инфраструктуры MEV все больше рассматривается как одна из самых опасных частей, которая непосредственно приводит к потерям в прибыли и ухудшению пользовательского опыта в цепочечных финансовых операциях. Данная статья направлена на анализ централизации и проблем доверия, вызванных этой механикой, на основе механизма генерации блоков Ethereum 2.0 и технологической эволюции разделения между предложителем и строителем (PBS), подчеркивая противоречия с ценностями Ethereum.

On-chain MEV является двухсторонним мечом, обладающим положительными и отрицательными внешними эффектами. Положительные включают сокращение ценовых различий на DEX, помощь в ликвидации сделок; отрицательные включают ущерб для пользователей из-за sandwich-атак. Поэтому решения для MEV больше направлены на снижение отрицательных внешних эффектов, чем на их полное устранение. В процессе изучения уменьшения отрицательных внешних эффектов MEV и решения текущих проблем с промежуточным программным обеспечением Relayer, основанным на доверии третьих сторон, меры условно делятся на три категории: улучшение механизма аукционов, улучшение уровня консенсуса и улучшение уровня приложений. Эти меры в той или иной степени повлияют на MEV-ландшафт, но некоторые решения не могут существенно решить проблему sandwich-атак, с которой сталкиваются пользователи, поскольку сделки пользователей по-прежнему находятся в открытом пуле, поэтому необходимо внедрить больше технологий приватных пулов для защиты опциональной конфиденциальности сделок пользователей. Эти решения MEV заслуживают совместной попытки.

Кроме того, MEV как неизбежный побочный продукт механизма проектирования станет еще более сложным в будущем. Мы также обсудили возможные дополнительные технологические вызовы и возможности MEV, которые могут возникнуть в результате реализации новых типов транзакций, таких как архитектура Layer2 и абстракция учетных записей EIP-4337.

В заключение, мы надеемся, что с помощью этой статьи сможем исследовать потенциальные решения проблемы снижения негативных внешних эффектов MEV и полностью осознать преимущества и недостатки существующих MEV-решений, чтобы осветить темный лес, в котором находятся пользователи, а также указать направление для дальнейшего изучения MEV для исследователей в этой области.

Эфириум 2.0

С момента The Merge Ethereum применяет механизм POS для обеспечения безопасности сети, одновременно отказываясь от вычислительно интенсивной конкуренции за создание блоков и переходя на доказательство доли. После слияния Ethereum был разделен на уровень выполнения и уровень консенсуса. Создание блоков также изменилось: каждый Epoch представляет собой один период POS, каждый Epoch разделен на 32 Slot, каждый Slot является единицей времени создания блоков в 12 секунд.

Сеть будет случайным образом выбирать комитет в каждом эпохе, а предлагающий блок будет случайно выбран из комитета. Предлагающий блок должен упаковать транзакции и отсортировать их для выполнения последнего блока, другие валидаторы комитета будут контролировать и голосовать. Комитет будет переизбираться после каждого эпоха и вводить ограничения по времени операций для обеспечения эффективности. Payload - это выполняемая нагрузка, что означает изменение состояния транзакции, которое можно рассматривать как часть выполнения блока. Предлагающий блок будет реализовывать выполняемую нагрузку и предложение блока.

Архитектура PBS

Когда валидатор выбирается в качестве предложителя блока, у него часто нет мотивации выполнять Payload, так как это требует больших вычислительных мощностей. Изначально предполагалось, что децентрализованное голосование комитета позволит включить выполнение нагрузки, сделав сортировку транзакций децентрализованным процессом. Однако валидаторы склонны передавать эту часть работы третьим лицам, сосредотачиваясь на предложении блоков. В результате возникла концепция PBS, которая разделяет предложение и построение блоков: предложитель отвечает только за валидацию блока и не участвует в его построении. Это способствует возникновению открытого рынка, где предложители могут получать блоки от строителей. Строители конкурируют друг с другом за создание блоков, предлагая предложителям самые высокие комиссии, что называется "аукцион блоков".

PBS(Proposer Builder Separate)Процесс первой запечатанной аукционной модели выглядит следующим образом: пользователи отправляют транзакции в открытый Mempool через RPC-прокси, несколько Builder находят наиболее подходящий порядок транзакций для максимизации прибыли блока, а затем взаимодействуют с Proposer через MEV-Boost Relayer. Relayer выступает в качестве моста, Builder отправляет ему свои ставки, Relayer передает Proposer несколько заголовков блоков и ставок, Proposer обычно принимает ставку на самый высокий блок. Relayer реализует спецификацию MEVBoost, регламентирующую взаимодействие и аукцион между Builder и Proposer. Вся информация является закрытой, Relayer отправляет только заголовки блоков Proposer, обеспечивая устойчивость к цензуре.

Участники и игры в PBS

Основными игроками являются Builder, Relayer, Proposer MEVbot(Searcher).

Билдер

Builder отвечает за создание содержимого блоков, и использование MEV-Boost дает ему преимущество в торгах, так как он поддерживает доходы от MEV. Builder может напрямую проверять транзакции пользователей и Searcher, что постоянно критикуется, особенно после того, как правительство США опубликовало OFAC, и множество Builder участвует в OFAC Compliant. Хотя недавно процент проверяемых блоков немного снизился, Builder все еще играет непосредственную роль в проверке транзакций.

В текущей доле рынка Builder, beaverbuild.org, не требующий проверки, постепенно увеличивает свою долю, все ориентировано на прибыль.

Поиск

Максимизация прибыли требует совместных усилий Searcher и Builder. Searcher часто сотрудничает с определенными Builder, образуя Dark Pool или Private Pool. Теоретически, если Builder совершает зло или цензурирует, Searcher может выбрать других Builder, что приведет к снижению рыночной доли злонамеренного Builder. Таким образом, Builder будет учитывать скрытые затраты на зло. MEV доходы могут в условиях значительной волатильности рынка даже достигать двукратного уровня доходов от Gas в тот же день.

Searcher делится на CEX-DEX( арбитраж вне цепи ) и две основные категории DEX, миддл-офис и клиринг ( полностью на цепи ). В настоящее время Wintermute занимает первое место по доле на рынке арбитражной торговли CEX-DEX.

Чистые возможности MEV на блокчейне принимают тенденцию к студийному подходу, доля рынка jaredfromsubway.eth достигает 37,2%, он специализируется на сэндвич-атаках на пользователей Ethereum, став самым высокопотребляющим пользователем газа в сети. Поскольку поисковики тесно связаны с строителями, многие поисковики отправляют поток заказов трем ведущим строителям, чтобы поддерживать влияние в экосистеме и снижать риски.

Релейер

Релеер отвечает за сбор аукционов, выступая в качестве промежуточной станции для передачи заголовков блоков и цен ставок Пропозера. Пропозер не знает деталей транзакций блока, и как только он выбирает и подписывает заголовок блока, Релеер раскрывает все содержимое транзакций. Релеер, как третья сторона без экономических стимулов, получает огромное доверие, Строитель полагается на предложения Пропозера, а Пропозер полагается на предложения Релеера и содержимое блока. В истории имел место инцидент с уязвимостью Ultrasound Relayer, который привел к извлечению Пропозером более 20 миллионов долларов MEV. Хотя уязвимость может быть исправлена, сам Релеер все еще может действовать злонамеренно, присваивая MEV.

В настоящее время доля рынка Builder, работающего исключительно на MAX Profit, постепенно увеличивается после слияния, в свободном рынке искусственное управление MEV, похоже, невозможно. В то же время Relayer сталкивается с проблемой отсутствия экономических стимулов, Blocknative уже вышел из разработки Relayer. Зависимость Ethereum от третьих сторон для предоставления PBS не является долгосрочным решением, сообщество исследует возможность включения PBS на уровне протокола.

Предложитель

Пропозер выбирается случайным образом среди валидаторов, обладая способностью выполнять нагрузку, но склоняясь к аутсорсингу, что может привести к вертикальному сотрудничеству с Билдером. Релейер MEV-boost надеется стать промежуточным звеном, чтобы снизить возможность сговора, возникающую из-за прямого общения. В настоящее время майнинг-пулы выступают в качестве пула валидаторов, особенно с появлением LSD, что усиливает капитальную эффективность и приводит к централизации пула валидаторов.

Lido занимает 28,7% рынка, Coinbase и Ether.fi идут следом. В прошлом, когда MEV-BOOST PBS не применялся, Пропозер должен был выполнять задачи Строителя, но большинство отказывались от возможности сортировки и выполнения сделок, передавая нагрузку на выполнение третьим лицам для аукционных блоков.

Пользователь

Пользователи находятся в самой уязвимой позиции в всей архитектуре, сделки помещаются в Mempool и приносят прибыль MEVbot, но эта прибыль не идет к пользователям. Однако MEV не всегда плохо, например, на DEX, когда колебания цен на блокчейне велики или объем торгов превышает ликвидность, MEVbot снижает проскальзывание и спреды за счет арбитража. Таким образом, MEV имеет как положительные, так и отрицательные внешние эффекты, которые необходимо обсуждать отдельно.

Чтобы избежать ущерба пользователям от мониторинга MEVbot, многие поставщики RPC-узлов могут помочь разместить транзакции в непубличном Mempool. Новый способ заключается в аукционе потока заказов OFA(, который компенсирует пользователям прибыль от MEV. Операторы OFA RPC сотрудничают с Searcher, чтобы выставить заказы пользователей на аукцион Searcher, получая максимизированный MEV и возвращая часть прибыли пользователям.

В настоящее время доля пользователей, использующих частные ордерные потоки, составляет лишь около 10%, что в основном связано с высокой стоимостью обучения. Многие пользователи испытывают трудности с правильным пониманием знаний о MEV и методах противодействия. Чтобы оптимизировать пользовательский опыт, пользователи должны больше пассивно, а не активно принимать это.

Итоги

В текущей архитектуре PBS, после введения спецификации MEV-BOOST, механизм аукционов с закрытыми ставками, ориентированный на максимизацию прибыли, приводит к постепенному сотрудничеству и доверию между Builder и Searcher, что явно указывает на тенденцию к централизации. В POS валидаторы также склонны к централизации, вся цепочка MEV становится централизованной, и возникают проблемы с многосторонним доверием. Это явно противоречит видению децентрализации и недоверия Ethereum. Сообщество Ethereum обсуждает три предложения для смягчения централизации:

1. В связи с централизованной связкой Builder и Searcher: Flashbot предложил технологию SUAVE, чтобы повысить прозрачность сделок и снизить порог доверия Searcher к Builder.

2. Относительно доверия к Relayer: использование Enshrined PBS вместо текущей схемы PBS, чтобы устранить зависимость от Relayer.

3. По поводу централизации валидаторов: используется децентрализованный AVS, такой как SSV и т.д., Lido уже сотрудничает с ним.

![Освещение темного леса: раскрытие тайны MEV])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-70929ee9898af7de34911de7d0753ebd.webp(

Текущая ситуация с MEV

В настоящее время основной MEV в сети заключается в арбитраже, атаке сэндвичем, ликвидации и т.д. За последние 30 дней MEV-боты смогли получить прибыль в размере 2,6 миллиона долларов, при этом прибыль от арбитража была наибольшей. Средняя прибыль от одной сделки атаки сэндвичем составляет около 0,8 долларов, а общая прибыль от атак сэндвичем в сети Ethereum за последние 30 дней составила около 880 тысяч долларов.

MEV имеет положительные и отрицательные внешние эффекты. Положительные включают уменьшение ценовых различий между DEX, помощь в ликвидации залога для DEFI-протоколов и т.д. Отрицательные в основном связаны с межслойной торговлей для пользователей, что приводит к потере части прибыли. В текущей механике сборов на цепи, несмотря на то, что Ethereum внедрил сглаживание Gas Fees, при увеличении возможностей арбитража совместная торговля MEV-ботов и пользователей все равно приведет к резкому росту краткосрочных Gas Fees, что причиняет пользователям экономические и опытные потери.

Помимо проблем MEV и централизации, возникающих из архитектур PBS и POS, в процессе перехода Ethereum на Layer2 также возникла проблема кросс-цепочного MEV.

![Освещая темный лес: раскрывая тайны MEV])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-bad498b1d2d0445fa4e63ae9213eca1e.webp(

Потенциальная сложность MEV в проектировании архитектуры Layer2

В будущем крупномасштабные арбитражные операции на блокчейне будут переходить к более сложным и требующим более высокой технологии многосетевым кросс-чейн MEV. В настоящее время исследований по кросс-чейн MEV немного, но уже предложены некоторые меры, в основном касающиеся улучшения сортировщиков. Кросс-чейн мосты являются необходимыми для взаимодействия между Layer2, Searcher может помочь замедлить поток ликвидности между Layer2, но в настоящее время влияние незначительное, в основном из-за того, что опыт работы с кросс-чейн мостами и безопасность требуют улучшения, а различие в финальности между мостами приводит к высокой планке для настройки стратегий.

![Освещая темный лес: раскрывая тайну MEV])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-15b26d947264b92c91e3c33ae2ca5b87.webp(

) Потенциальный MEV EIP-4337

EIP-4337 вводит абстракцию аккаунтов и новый тип транзакций, что также повлияет на структуру MEV. В ERC-4337 вводится новый тип транзакции User Operation, который после поступления в Mempool упаковывается Bundler в обычные транзакции. Bundler похож на Builder и может сотрудничать с Searcher для перераспределения User Operation с целью получения MEV. Спецификации User Operation могут различаться на разных цепочках, что дополнительно повышает технический порог для межцепочечного MEV.

![Освещая темный лес: раскрывая тайну MEV]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-49f333d616ceaa8941126dee0c7831f8.webp(