Menerangi Hutan Gelap: Mengungkap Misteri MEV

Seiring dengan peningkatan aktivitas di blockchain dan evolusi serta pengayaan infrastruktur blockchain, MEV di blockchain selalu dianggap sebagai bagian yang paling berbahaya dari hutan gelap Ethereum, yang secara langsung menyebabkan kerugian profit dan penurunan pengalaman pengguna dalam aktivitas keuangan di blockchain. Artikel ini berjudul "Menerangi Hutan Gelap" bertujuan untuk menganalisis dengan fokus masalah sentralisasi dan kepercayaan yang dihasilkan oleh mekanisme ini berdasarkan mekanisme pembuatan blok Ethereum 2.0 dan evolusi teknis pemisahan pengusul-pembangun (PBS), yang memiliki realitas yang bertentangan dengan nilai-nilai Ethereum.

Meningkatan MEV di blockchain memang merupakan pedang bermata dua, memiliki eksternalitas positif dan negatif. Eksternalitas positif termasuk mengurangi perbedaan harga DEX dan membantu likuidasi transaksi; eksternalitas negatif termasuk kerugian dari transaksi sandwich bagi pengguna. Oleh karena itu, solusi untuk MEV lebih berfokus pada mengurangi eksternalitas negatif, tetapi tidak dapat menghilangkannya sepenuhnya. Dalam eksplorasi mekanisme kami untuk mengurangi eksternalitas negatif MEV dan menyelesaikan masalah yang ada dalam perantara berbasis kepercayaan pihak ketiga, langkah-langkah utama dibagi menjadi tiga kategori: perbaikan mekanisme lelang, perbaikan lapisan konsensus, dan perbaikan lapisan aplikasi. Ketiga perbaikan ini akan mempengaruhi pola modern MEV dalam berbagai tingkatan, tetapi beberapa solusi tidak dapat secara substansial mengatasi masalah serangan sandwich yang dihadapi pengguna, transaksi pengguna tetap berada dalam kolam publik, sehingga diperlukan penerapan lebih banyak teknologi kolam privasi untuk melindungi privasi opsional transaksi pengguna. Solusi MEV ini layak untuk dicoba bersama.

Selain itu, MEV sebagai produk sampingan dari desain mekanisme yang tak terhindarkan, masa depannya akan semakin kompleks. Kami juga mengeksplorasi tantangan dan peluang teknis MEV lebih lanjut yang mungkin muncul dengan penerapan jenis transaksi baru seperti arsitektur Layer2 dan abstraksi akun EIP-4337.

Akhirnya, kami berharap dengan artikel ini, dapat mengeksplorasi solusi potensial untuk mengurangi masalah eksternalitas negatif MEV, serta memberikan pemahaman yang komprehensif tentang pro dan kontra dari solusi MEV yang ada saat ini, tidak hanya untuk menerangi hutan gelap tempat pengguna berada di masa depan, tetapi juga untuk menerangi hutan gelap bagi peneliti di industri untuk melakukan penelitian lebih lanjut tentang MEV.

Ethereum 2.0

Sejak The Merge, Ethereum telah mengadopsi mekanisme POS untuk memastikan keamanan jaringan, sambil meninggalkan kompetisi yang memerlukan sumber daya komputasi tinggi dalam produksi blok, dan beralih ke bukti kepemilikan. Setelah penggabungan, Ethereum dibagi menjadi lapisan eksekusi dan lapisan konsensus. Seluruh produksi blok juga mengalami perubahan, setiap Epoch adalah satu siklus POS, yang dibagi lagi menjadi 32 Slot, di mana setiap Slot setara dengan unit waktu untuk menghasilkan blok, yaitu 12 detik.

Seluruh jaringan akan secara acak memilih sebuah komite dari validator dalam setiap Epoch, orang yang mengajukan blok dipilih secara acak dari kumpulan komite tersebut. Pengusul blok perlu mengemas transaksi dan mengeksekusi urutan untuk akhirnya menghasilkan sebuah blok, validator komite lainnya akan mengawasi proses ini, kemudian memberikan suara untuk blok tersebut. Selain itu, komite ini akan dipilih ulang setelah setiap Epoch. Pada saat yang sama, batas waktu operasi tertentu juga diterapkan untuk memastikan efisiensi dalam pembuatan blok dan pemungutan suara. Di sini, kami menetapkan istilah untuk pembaca, Payload adalah beban eksekusi, yang berarti perubahan status transaksi, dapat dianggap sebagai bagian dari eksekusi blok. Pengusul blok akan melaksanakan beban eksekusi (Execution Payload, yaitu implementasi perubahan status hasil transaksi ) dan pengusulan blok.

Arsitektur PBS

Sebenarnya, ketika validator dipilih menjadi pengusul blok, sering kali pengusul tidak memiliki motivasi untuk menjalankan Payload, yaitu mengurutkan dan mengeksekusi transaksi, karena hal ini memerlukan banyak daya komputasi untuk melakukan perubahan status. Pemikirannya adalah, jika kita melalui pemilihan dewan terdesentralisasi, jika kita memasukkan beban eksekusi ke dalamnya, maka pengurutan transaksi dan lainnya menjadi hal yang terdesentralisasi. Namun, validator tampaknya secara alami ingin menyerahkan bagian ini kepada pihak ketiga untuk diselesaikan, sementara mereka fokus pada pengusulan blok. Oleh karena itu, muncullah konsep PBS, yaitu memisahkan pengusulan blok dan pembangunan, di mana pengusul hanya bertanggung jawab untuk memverifikasi blok, tidak terlibat dalam pembangunan blok. Pemisahan antara pengusul dan pembangun mendorong pasar terbuka, di mana pengusul blok dapat memperoleh blok dari pembangun blok. Para pembangun ini saling bersaing untuk membangun blok, dan menawarkan biaya tertinggi kepada pengusul, yang kita sebut sebagai "lelang blok".

Kami akan memperkenalkan secara singkat seluruh model lelang pertama PBS(Proposer Builder Seperate) yang terseal. Ketika pengguna mengajukan transaksi melalui agen, agen tersebut setara dengan menjalankan sebuah node, yang mengajukan transaksi ke Mempool publik, di mana beberapa Builder mencari transaksi yang paling sesuai untuk diurutkan guna menghasilkan blok dengan maksimum profit( maksimum profit berarti biaya transaksi Base+Priority+MEV), kemudian beberapa Builder berinteraksi dengan Proposer melalui MEV-Boost, yang merupakan jembatan interaksi antara beberapa Builder dan Proposer, Builder mengajukan tawaran, mengajukan beberapa header blok dan tawaran terkait kepada Proposer, Proposer umumnya mengadopsi header blok dengan tawaran tertinggi. Di dalamnya akan diimplementasikan standar MEVBboost, ini adalah norma teknis tentang bagaimana menstandarkan interaksi lelang antara Builder dan Proposer. Dalam proses ini, semua informasi tertutup, hanya header blok yang akan diajukan kepada Proposer, sehingga Proposer memiliki ketahanan terhadap sensor.

Berbagai Partisipan dan Permainan di PBS

Para peserta utamanya adalah Builder, Proposer, MEVbot(, dan Searcher).

Builder

Builder terutama bertanggung jawab untuk membangun konten blok, setelah menggunakan teknologi MEV-Boost, mereka berada dalam posisi yang lebih menguntungkan dalam lelang, karena tidak hanya mendukung Biaya Gas, tetapi juga mendukung pendapatan MEV. Builder dapat langsung memeriksa transaksi pengguna dan Pencari, yang telah lama menjadi titik kritik, terutama setelah pemerintah Amerika Serikat mengumumkan OFAC, banyak Builder terlibat dalam kepatuhan OFAC, dibandingkan dengan awalnya, meskipun proporsi pemeriksaan blok baru-baru ini telah menurun, tetapi kami dapat melihat bahwa dalam proses pembangunan blok, Builder memiliki pengaruh langsung terhadap pemeriksaan transaksi.

Melihat pangsa pasar Builder saat ini, Build yang sepenuhnya tanpa pengawasan secara bertahap memperluas pangsa pasarnya, semuanya berorientasi pada profit.

Pencari

Pada dasarnya, pekerjaan untuk memaksimalkan keuntungan memerlukan kerja sama antara Searcher dan Builder. Searcher sering kali bekerja sama dengan Builder tertentu, sehingga membentuk Dark Pool atau Private Pool, di mana transaksi Searcher hanya akan ditampilkan kepada Builder tertentu. Beberapa Builder akan mendapatkan transaksi MEV yang memaksimalkan keuntungan, dan kemudian menawar ruang blok. Secara teoritis, jika Builder berbuat curang atau melakukan sensor, maka Searcher dapat memilih Builder lain, yang akan menyebabkan pangsa pasar Builder secara bertahap menurun. Oleh karena itu, terikat oleh Searcher, Builder sering kali akan mempertimbangkan biaya tersembunyi dari tindakan curang. Gambar di atas menunjukkan kondisi pendapatan MEV dan Gas harian, dapat dilihat bahwa kontribusi pendapatan MEV dari Searcher dalam kondisi volatilitas pasar yang signifikan bahkan dapat mencapai dua kali lipat pendapatan Gas harian.

Untuk Searcher, dibagi menjadi CEX-DEX( arbitrase off-chain ) dan dua kategori besar DEX, mezzanine, dan likuidasi ( on-chain murni ).

Saat ini, suatu platform perdagangan menguasai pangsa pasar perdagangan arbitrase CEX --- DEX yang pertama.

Untuk peluang MEV yang sepenuhnya di blockchain, ada tren yang secara bertahap membentuk studio kerja, di mana pangsa pasar akun tertentu mencapai 37,2% yang mengejutkan, yang ahli dalam melakukan serangan sandwich terhadap pengguna di blockchain, dan pernah menjadi pengguna dengan konsumsi gas tertinggi di blockchain, menghabiskan sekitar 1,5% dari total gas dalam satu hari. Dari Februari 2023 hingga Juni 2024, robot ini menghabiskan total 76.916 ETH, yang, berdasarkan nilai saat melakukan transaksi tersebut, setara dengan sekitar 175 juta dolar. Karena hubungan yang erat antara Seacher dan Builder, dalam praktiknya, banyak Seacher mengirimkan aliran pesanan mereka kepada tiga Builder teratas, padahal seharusnya dapat disiarkan ke semua Builder, tetapi beberapa Builder kecil mungkin akan memecah aliran pesanan Seacher, yang mengakibatkan strategi MEV Seacher tidak efektif, sehingga menimbulkan risiko kerugian. Selain itu, mengikat Builder juga dapat mempertahankan pengaruhnya di dalam ekosistem.

Bertanggung jawab untuk lelang kolektif, kemudian bertindak sebagai stasiun transfer untuk Proposer yang mengajukan header blok dan harga blok lelang, saat itu Proposer tidak mengetahui rincian transaksi dalam blok. Setelah Proposer memilih dan menandatangani header blok, semua konten transaksi akan dirilis kepada Proposer. Kita akan menemukan bahwa di dalamnya, sebagai pihak ketiga yang tidak memiliki insentif ekonomi, telah mendapatkan kepercayaan yang besar, Builder bergantung pada Proposer untuk penawaran, sementara Proposer bergantung pada penawaran dan konten blok. Dalam sejarah juga telah terjadi masalah serupa, ada celah potensial yang menyebabkan Proposer menarik lebih dari 20 juta dolar AS MEV. Meskipun celah ini dapat diperbaiki, tetapi itu sendiri masih dapat memilih untuk bertindak jahat dan mencuri MEV.

Gambar di atas menunjukkan situasi pangsa pasar, kita akan menemukan bahwa pangsa pasar Builder yang hanya menjalankan MAX Profit telah secara bertahap meningkat sejak Merge, sehingga dalam pasar bebas, tidak mungkin untuk mengendalikan MEV secara buatan melalui Builder.

Namun, mereka juga menghadapi masalah, yaitu kurangnya insentif ekonomi. Oleh karena itu, beberapa perusahaan juga keluar dari penelitian arah tersebut. Saat ini, semuanya bergantung pada standar MEVBoost yang diusulkan untuk dibangun, Ethereum bergantung pada pihak ketiga untuk menyediakan PBS, yang bukan solusi jangka panjang, sehingga saat ini komunitas Ethereum juga sedang mengeksplorasi untuk memasukkan PBS ke dalam tingkat protokol.

Proposer

Bagi Proposer, algoritma secara acak memilih sekelompok komite dari semuavalidator, dan memilih satu pengusul blok dalam setiap slot. Pengusul blok itu sendiri memiliki kemampuan untuk mengeksekusi beban, tetapi karena pengusul secara alami ingin mengalihkan bagian ini, maka mudah menyebabkan kolaborasi vertikal antara Builder dan Proposer. MEV-boost berharap dapat berfungsi sebagai titik tengah dalam cara ini, untuk mengurangi kolusi kolaborasi vertikal yang dihasilkan dari komunikasi langsung antara keduanya. Saat ini, semua orang berada di kolam penambangan sebagai kolam validator, tetapi kolam penambangan ini dan kolam validator LSD memiliki efek skala yang sangat kuat, terutama dengan munculnya LSD, yang melepaskan potensi token yang sebelumnya dipertaruhkan, meningkatkan efisiensi modal, dan dampak dari blok DEFI di baliknya, kolam validator juga berada dalam tren yang lebih terpusat.

Sebuah platform saat ini menguasai sekitar 28,7% pangsa pasar, sementara sebuah bursa dan sebuah platform menempati posisi kedua dan ketiga. Di masa lalu, ketika tidak secara aktif menerapkan solusi MEV-BOOST PBS, Proposer perlu bertanggung jawab atas tugas Builder, yaitu menjalankan beban (Payload), tetapi sebagian besar Proposer menyerahkan kemampuan mereka untuk melakukan pengurutan transaksi, karena ini akan sangat membebani kinerja verifikasi dengan pekerjaan komputasi yang berat, lebih baik untuk mengalihkan beban eksekusi dan membiarkan pihak ketiga melelang blok.

Pengguna

Terakhir, mari kita bicarakan tentang Pengguna. Pengguna sering kali berada di posisi yang paling lemah dalam keseluruhan desain arsitektur, karena transaksi pengguna semuanya dimasukkan ke dalam Mempool dan akan dieksploitasi oleh berbagai MEVbot untuk mendapatkan keuntungan MEV, tetapi keuntungan ini tidak akan mengalir ke pengguna. Namun, ini tidak selalu merupakan kerugian. Misalnya, di beberapa DEX, ketika fluktuasi pasar di blockchain cukup besar atau volume transaksi pengguna melebihi likuiditas DEX, MEVbot akan menggunakan arbitrase untuk mengurangi slippage dan perbedaan harga di berbagai platform. Oleh karena itu, keberadaan MEV memiliki eksternalitas positif dan negatif, yang perlu dibahas secara terpisah, dan inilah yang membuatnya kompleks.

Untuk mencegah pengguna terdeteksi oleh MEVbot yang dapat merugikan mereka, banyak penyedia node yang dapat membantu pengguna menempatkan transaksi di Mempool yang tidak publik, misalnya dengan berinteraksi langsung dengan Builder. Salah satu cara yang cukup inovatif adalah melalui OFA( Order Flow Auction.