Iluminando el bosque oscuro: desvelando el velo del MEV

Con el aumento de las actividades en la cadena y la evolución y enriquecimiento de la infraestructura en la cadena, el MEV en la cadena siempre ha sido considerado como la parte más peligrosa del bosque oscuro de Ethereum, lo que ha resultado en pérdidas de ganancias y degradación de la experiencia del usuario en las actividades financieras en la cadena. El objetivo de este artículo, "Iluminando el bosque oscuro", es analizar en detalle los problemas de centralización y confianza inherentes que trae este conjunto de mecanismos, basado en el mecanismo de generación de bloques de Ethereum 2.0 y la evolución técnica de la separación proponente-constructor (PBS), que se encuentra en una situación de contraste absoluto con los valores de Ethereum.

El aumento del MEV en la cadena es, de hecho, una espada de doble filo, con externalidades positivas y negativas. Las positivas incluyen la reducción de las diferencias de precios en DEX y la ayuda en la liquidación de transacciones; las negativas incluyen el daño de las transacciones de sándwich a los usuarios. Por lo tanto, las soluciones al MEV tienden más a mitigar las externalidades negativas, en lugar de erradicarlas por completo. En nuestro proceso de exploración de mecanismos para mitigar las externalidades negativas del MEV y resolver los problemas actuales de los intermediarios basados en la confianza de terceros, se dividen principalmente en tres categorías de medidas: mejora del mecanismo de subasta, mejora de la capa de consenso y mejora de la capa de aplicación. Estas tres mejoras tendrán un impacto diferente en el panorama moderno del MEV, pero algunas soluciones no pueden resolver de manera efectiva el problema de los ataques de sándwich que enfrentan los usuarios. Las transacciones de los usuarios aún están en un pozo público, por lo tanto, es necesario introducir más tecnologías de pozo de privacidad para proteger la privacidad opcional de las transacciones de los usuarios. Estas soluciones de MEV merecen ser combinadas y probadas.

Además, el MEV, como un subproducto de diseño de mecanismos inevitable, se volverá aún más complejo en el futuro. En el texto, también exploramos los posibles desafíos y oportunidades técnicos del MEV que podrían surgir con la implementación de nuevos tipos de transacciones, como la arquitectura Layer2 y la abstracción de cuentas EIP-4337.

Finalmente, esperamos que con este artículo, exploremos las posibles soluciones para mitigar el problema de las externalidades negativas del MEV y tengamos un conocimiento integral sobre los pros y los contras de las soluciones actuales de MEV, no solo para iluminar el bosque oscuro en el que se encuentran los usuarios en el futuro, sino también para iluminar el bosque oscuro para los investigadores de la industria que estudian más sobre el MEV.

Ethereum 2.0

Desde The Merge, Ethereum ha adoptado un mecanismo POS para garantizar la seguridad de la red, al mismo tiempo que ha abandonado la competencia intensiva en cálculos en la producción de bloques, optando en su lugar por la prueba de participación. Después de la fusión, Ethereum se ha dividido en una capa de ejecución y una capa de consenso. Además, la producción de bloques ha cambiado; cada Epoch es un ciclo POS, y cada Epoch se divide en 32 Slots, donde cada Slot equivale a una unidad de tiempo para la producción de bloques, que es de 12 segundos.

Toda la red seleccionará aleatoriamente un comité de validadores en cada Epoch, y la persona que propone el bloque será elegida al azar de este conjunto de comités. El proponente del bloque necesita empaquetar las transacciones y ordenarlas para finalmente producir un bloque. Otros validadores del comité supervisarán este proceso y votarán por el bloque. Además, este comité será reeleccionado al final de cada Epoch. También se le impone un límite de tiempo de operación para garantizar la eficiencia en la generación de bloques y la votación. Aquí, para estandarizar la terminología para los lectores, Payload se refiere a la carga de ejecución, lo que significa el cambio de estado de las transacciones, y puede considerarse como parte de la ejecución del bloque. El proponente del bloque implementará la carga de ejecución (Execution Payload, que es el cambio de estado del resultado de la transacción ) y la propuesta del bloque.

Arquitectura PBS

De hecho, cuando los validadores son elegidos para convertirse en proponentes de bloques, a menudo los proponentes no tienen incentivos para ejecutar el Payload, es decir, para ordenar y ejecutar las transacciones, porque esta tarea requiere una gran cantidad de capacidad de cálculo para realizar cambios de estado. La idea original era que, si a través de una elección de comité descentralizado incluimos la carga de ejecución, entonces la ordenación de transacciones y demás se convertiría en algo descentralizado. Sin embargo, los validadores parecen tener la tendencia natural de delegar esta parte a terceros, mientras que ellos se enfocan en proponer bloques. Así nació la idea de PBS, que separa la propuesta y la construcción de bloques, donde los proponentes solo son responsables de validar bloques y no participan en la construcción de bloques. La separación entre proponentes y constructores fomenta un mercado abierto, en el que los proponentes de bloques pueden obtener bloques de los constructores. Estos constructores compiten entre sí para construir bloques y ofrecen las tarifas más altas a los proponentes, a lo que llamamos "subasta de bloques".

Presentamos brevemente todo el modelo de subasta sellada de la primera ronda Proposer Builder Seperate del PBS(. Cuando los usuarios envían transacciones a través de un agente, el agente equivale a ejecutar un nodo, que envía la transacción a la Mempool pública, donde varios Builders encuentran las transacciones más adecuadas para ordenarlas y generar un bloque de maximización de beneficios), donde la maximización de beneficios se refiere a la tarifa de transacción Base + Prioridad + MEV(. Luego, varios Builders interactúan con el Proposer a través de MEV-Boost, que es el puente de interacción entre varios Builders y el Proposer. Los Builders presentan ofertas, enviando múltiples encabezados de bloque junto con sus respectivas ofertas al Proposer, que generalmente acepta el bloque con la oferta más alta. En este proceso se implementará la norma MEVBboost, que es una especificación técnica sobre cómo regular la competencia entre Builders y Proposers en la interacción de ofertas. En este proceso, toda la información está sellada, solo se enviarán encabezados de bloque al Proposer, por lo que el Proposer tiene resistencia a la censura.

Tipos de participantes y juegos en PBS

Sus principales participantes son Builder, Proposer, MEVbot)Searcher(.

) Constructor

El Builder es principalmente responsable de construir el contenido del bloque. Después de utilizar la tecnología MEV-Boost, se encuentra en una posición más favorable en las pujas, ya que no solo admite tarifas de gas, sino que también apoya los ingresos MEV. El Builder puede revisar directamente las transacciones de los usuarios y los Searchers, lo cual ha sido un punto criticado durante mucho tiempo, especialmente después de que el gobierno de EE. UU. publicara la OFAC, cuando muchos Builders participaron en la conformidad con la OFAC. Comparado con el principio, aunque la proporción de revisión de bloques ha disminuido recientemente, podemos ver que, en el proceso de construcción del bloque, el Builder tiene un efecto directo en la revisión de transacciones.

![Ilumina el bosque oscuro: desvela el velo del MEV]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-2178fc37efedccedda8b4ed45ba571a7.webp(

Actualmente, con respecto a la cuota de mercado de los Builder, el Build completamente sin necesidad de revisión está ampliando gradualmente su cuota de mercado, todo está orientado hacia la rentabilidad.

) Searcher

En esencia, el trabajo de maximización de beneficios requiere la colaboración entre Searchers y Builders. Los Searchers a menudo colaboran con Builders específicos, lo que da lugar a un Dark Pool o Private Pool, donde las transacciones de los Searchers solo se muestran a ciertos Builders. Algunos Builders obtendrán transacciones MEV que maximizan los beneficios y, a su vez, pujarán por el espacio en bloques. Teóricamente, si un Builder actúa de manera maliciosa o realiza censura, el Searcher puede optar por otros Builders, lo que provocará una disminución gradual de la cuota de mercado del Builder. Por lo tanto, debido a la influencia de los Searchers, los Builders a menudo considerarán el costo implícito de actuar de manera maliciosa. La imagen anterior muestra la situación de los ingresos de MEV y Gas diario, donde se puede observar que los ingresos de MEV aportados por los Searchers, en momentos de alta volatilidad del mercado, pueden ser incluso el doble de los ingresos diarios de Gas.

![Iluminar el bosque oscuro: desvelando el velo del MEV]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-355138223027bf07ef01db141cec6d58.webp(

Para Searcher, se divide en CEX-DEX) arbitraje fuera de la cadena ( y DEX, intermedios, y liquidación en dos grandes categorías) completamente en la cadena(.

Actualmente, una plataforma de intercambio ocupa el primer lugar en la cuota de mercado de arbitraje entre CEX y DEX.

![Iluminar el bosque oscuro: desvelando el velo del MEV])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-b41ea7fd71286916535ec0974e6261ec.webp(

Para las oportunidades de MEV puramente en cadena, hay una tendencia hacia la formación gradual de estudios, donde una cuenta ocupa una sorprendente participación de mercado del 37.2%, siendo experta en realizar ataques de sándwich a los usuarios en cadena, llegando a ser el usuario con mayor consumo de gas en cadena, consumiendo aproximadamente el 1.5% de todo el gas en un día. Desde febrero de 2023 hasta junio de 2024, este bot gastó un total de 76,916 ETH, lo que equivale a aproximadamente 175 millones de dólares según el valor al momento de ejecutar estas transacciones. Debido a la estrecha conexión entre Seacher y Builder, en la práctica, muchos Searchers envían su flujo de órdenes a los tres principales Builders; en realidad, se podría haber transmitido a todos los Builders, pero algunos Builders más pequeños pueden dividir el flujo de órdenes de los Searchers, lo que lleva a la ineficacia de la estrategia de MEV de los Searchers y, en consecuencia, a un riesgo de pérdidas. Además, vincularse a un Builder también puede ayudar a mantener su influencia dentro del ecosistema.

)

Responsable de la subasta de agregación, y luego actuando como un intermediario para que el Proposer envíe el encabezado del bloque y los precios de las pujas de bloque, en este momento el Proposer no conoce los detalles de las transacciones dentro del bloque. Una vez que el Proposer elige y firma el encabezado del bloque, se liberará todo el contenido de las transacciones al Proposer. Nos daremos cuenta de que, como un tercero sin incentivos económicos, se ha ganado una gran confianza, el Builder depende del Proposer para hacer ofertas, mientras que el Proposer depende de las ofertas y el contenido del bloque. Históricamente, también ha habido problemas similares, existiendo una vulnerabilidad potencial que permitió al Proposer extraer más de 20 millones de dólares en MEV. Aunque estas vulnerabilidades pueden ser corregidas, aún pueden optar por actuar de manera maliciosa y robar MEV.

![Iluminar el bosque oscuro: desvelando el velo del MEV]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-cde45fcc68b2217faa2920d7559fb1ce.webp(

La imagen anterior muestra la situación de la cuota de mercado. Podemos ver que la cuota de mercado del Builder que ejecuta únicamente MAX Profit ha ido aumentando gradualmente desde la fusión. Por lo tanto, en un mercado libre, es imposible controlar artificialmente el MEV a través del Builder.

Al mismo tiempo, también enfrenta un problema, que es la falta de incentivos económicos. Por lo tanto, cierta empresa también se retiró de la investigación y desarrollo en esta dirección. Actualmente, todo depende de la norma MEVBoost para su construcción; Ethereum depende de terceros para proporcionar PBS, lo cual no es una solución sostenible a largo plazo, por lo que actualmente la comunidad de Ethereum también está explorando la posibilidad de incorporar PBS a nivel de protocolo.

) Proposer

Para el Proposer, se selecciona aleatoriamente un grupo de comités entre todos los validadores mediante un algoritmo, y se elige un proponente de bloque en cada slot. El proponente de bloque tiene la capacidad de ejecutar cargas, pero dado que el proponente tiende a externalizar esta parte, esto puede llevar a una colaboración vertical entre el Builder y el Proposer. MEV-boost busca ser un punto intermedio en este proceso para reducir la colusión derivada de la comunicación directa entre ambos. Actualmente, todos se encuentran en pools mineros como pools de validadores, pero tanto estos pools mineros como los pools de validadores de LSD tienen un fuerte efecto de escala, especialmente con la aparición de LSD, que libera el potencial de los tokens previamente apostados, mejorando la eficiencia del capital. Además, la influencia de los bloques DEFI detrás de esto hace que el pool de validadores esté en una tendencia de mayor concentración.

![Iluminar el bosque oscuro: desvelando el velo misterioso de MEV]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-70929ee9898af7de34911de7d0753ebd.webp(

Una plataforma actualmente ocupa aproximadamente el 28.7% de la cuota de mercado, y un intercambio y una plataforma ocupan el segundo y tercer lugar. En el pasado, cuando no se implementó proactivamente la solución MEV-BOOST PBS, el Proposer tenía que asumir la tarea del Builder, que era ejecutar la carga )Payload(, pero la mayoría de los Proposers abandonaron su capacidad de ejecutar el orden de las transacciones, ya que esto afectaría gravemente el rendimiento de validación debido al trabajo computacional intensivo; era mejor subcontratar la carga de ejecución y dejar que un tercero subastara bloques.

) Usuario

Por último, hablemos sobre el usuario. Los usuarios a menudo se encuentran en la posición más débil dentro del diseño arquitectónico, ya que sus transacciones se colocan en el Mempool y son aprovechadas por varios MEVbots para obtener ganancias de MEV, pero estas ganancias no fluyen hacia los usuarios. Sin embargo, esto no siempre es una desventaja. Por ejemplo, en un DEX determinado, cuando hay grandes fluctuaciones en el mercado en cadena o cuando el volumen de transacciones del usuario supera la liquidez del DEX, el MEVbot puede utilizar arbitrajes para reducir el deslizamiento y la diferencia de precios entre plataformas. Por lo tanto, la existencia de MEV tiene externalidades tanto positivas como negativas, que deben discutirse por separado, y esa es su complejidad.

Para evitar que los usuarios sean monitoreados por MEVbot y así causarles daños, muchos proveedores de nodos pueden ayudar a los usuarios a colocar sus transacciones en un Mempool no público, por ejemplo, interactuando directamente con el Builder. Una forma bastante innovadora es a través de la Subasta de Flujo de Órdenes OFA###.