Освещая темный лес: раскрытие тайны MEV

С ростом активности в блокчейне и эволюцией инфраструктуры, MEV в блокчейне давно считается самой опасной частью темного леса Ethereum, что напрямую приводит к убыткам пользователей в финансовых операциях и ухудшению пользовательского опыта. Цель данной статьи "Освещение темного леса" заключается в том, чтобы на основе механизма генерации блоков Ethereum 2.0 и технической эволюции разделения предложителя и строителя (PBS) проанализировать проблемы естественной централизации и доверия, которые противоречат ценностям Ethereum.

Увеличение MEV в блокчейне действительно является двойным ножом, имеет свои положительные и отрицательные внешние эффекты. Положительные включают уменьшение ценовых различий на DEX и помощь в ликвидации сделок; отрицательные включают ущерб от сэндвич-атак для пользователей. Таким образом, решения по MEV в большей степени направлены на смягчение отрицательных внешних эффектов, а не на их полное устранение. В процессе исследования механизмов смягчения отрицательных внешних эффектов MEV и решения текущих проблем, связанных с доверенными посредниками, мы в основном разделили меры на три категории: улучшение механизма аукциона, улучшение уровня консенсуса и улучшение уровня приложений. Эти три улучшения окажут влияние на современную картину MEV в разной степени, но некоторые решения не могут существенно решить проблему сэндвич-атак, с которой сталкиваются пользователи, так как сделки пользователей по-прежнему находятся в общем пуле, поэтому необходимо внедрение большего количества технологий приватных пулов для защиты опциональной конфиденциальности сделок пользователей, и эти решения по MEV стоит попробовать объединить.

Кроме того, MEV, как неизбежный побочный продукт механизма проектирования, в будущем станет еще более сложным. В статье мы также исследуем возможные технические вызовы и возможности MEV, которые могут возникнуть в результате внедрения новых типов сделок, таких как архитектура Layer2 и абстракция аккаунтов EIP-4337.

В заключение, мы надеемся, что в этой статье мы исследуем потенциальные решения проблемы снижения негативных внешних эффектов MEV, а также дадим всестороннее понимание преимуществ и недостатков текущих MEV-решений, не только чтобы осветить тёмный лес, в котором находятся пользователи в будущем, но и чтобы осветить тёмный лес для исследователей в этой области для дальнейшего изучения MEV.

Эфириум 2.0

С тех пор как состоялся The Merge, Ethereum принял механизм POS для обеспечения безопасности сети, одновременно отказавшись от вычислительно интенсивной конкуренции в производстве блоков и перейдя на доказательство доли. После объединения Ethereum был разделен на исполнительный уровень и уровень консенсуса. Вся система производства блоков также изменилась: каждый Epoch является периодом POS, а каждый Epoch делится на 32 Slot, каждый из которых соответствует единице времени для создания блока, равной 12 секундам.

Вся сеть будет случайным образом выбирать комитет из валидаторов в каждом Эпохе. Предлагающий блок выбирается случайным образом из членов комитета, и этот предлагающий блок должен упаковать транзакции и выполнить их в определенном порядке, чтобы в итоге получить один блок. Остальные валидаторы комитета будут контролировать этот процесс, а затем голосовать за данный блок. Этот комитет будет переизбираться после каждого Эпохи. Также накладываются определенные временные ограничения на операции, чтобы обеспечить эффективность генерации блоков и голосования. Здесь мы уточняем терминологию для читателей: Payload - это выполняемая нагрузка, означающая изменение состояния транзакции, и может рассматриваться как часть выполнения блока. Предлагающий блок будет реализовывать выполняемую нагрузку (Execution Payload, что подразумевает реализацию изменения состояния результата транзакции ) и предложение блока.

Архитектура PBS

На самом деле, когда валидаторы выбираются в качестве предложителей блоков, зачастую у предложителей нет стимула выполнять Payload, то есть сортировать и выполнять транзакции, потому что это требует значительных вычислительных мощностей для выполнения изменений состояния. Первоначально была мысль о том, что если мы проведем выборы децентрализованного комитета и включим выполнение нагрузки, то сортировка транзакций и тому подобное станут децентрализованными процессами. Однако валидаторы, похоже, естественным образом хотят передать эту часть на выполнение третьим лицам, а сами сосредоточиться на предложении блоков. Поэтому возникла концепция PBS, согласно которой предложение и построение блоков разделяются: предложители блоков отвечают только за валидацию блоков и не участвуют в их построении. Разделение между предложителями и строителями способствует открытым рынкам, на которых предложители блоков могут получить блоки от строителей. Эти строители конкурируют друг с другом для создания блоков и предлагают предложителям наивысшие комиссии, мы называем это "аукцион блоков".

Мы кратко представим модель первой аукционной схемы PBS(Proposer Builder Seperate). Когда пользователи отправляют транзакции через агента, агент фактически выполняет функцию узла, отправляя транзакцию в общую Mempool. Несколько строителей находят наиболее подходящие транзакции для сортировки и генерации блока с максимальной прибылью (, где максимизация прибыли подразумевает сборы за транзакции Base+Priority+MEV). Затем несколько строителей взаимодействуют с Proposer через MEV-Boost, который служит связующим звеном между строителями и Proposer. Строители подают свои ставки, отправляя Proposer несколько заголовков блоков и соответствующие ставки, причем Proposer обычно принимает предложение с самой высокой ставкой. В этом процессе реализуется спецификация MEVBboost, это техническая спецификация, описывающая, как регламентировать взаимодействие строителей и Proposer в процессе аукциона. На протяжении этого процесса вся информация остается закрытой, и Proposer получает только заголовки блоков, что обеспечивает ему защиту от цензуры.

Участники и игра в PBS

Основными участниками являются Builder, Proposer, MEVbot(, Searcher).

Строитель

Builder в основном отвечает за создание содержимого блока. После использования технологии MEV-Boost он находится в более выгодном положении в торгах, так как поддерживает не только комиссии за газ, но и доходы от MEV. Builder может напрямую проверять транзакции пользователей и Searcher, что всегда подвергалось критике, особенно после того, как правительство США объявило OFAC. Множество Builder приняли участие в соблюдении OFAC. По сравнению с началом, хотя доля проверки блоков в последнее время несколько снизилась, мы можем видеть, что в процессе создания блоков Builder играет прямую роль в проверке транзакций.

С учетом текущей доли рынка Builder, чистый безрецензируемый Build постепенно расширяет свою долю на рынке, все ориентировано на прибыль.

Поиск

По сути, работа по максимизации прибыли требует совместных усилий Searcher и Builder. Searcher часто сотрудничает с определенными Builder, что приводит к образованию Dark Pool или Private Pool, в котором сделки Searcher отображаются только для определенных Builder. Некоторые Builder получают максимизированные профиты от MEV сделок и, таким образом, конкурируют за блок-пространство. Теоретически, если Builder ведет себя недобросовестно или проводит цензуру, то Searcher может выбрать других Builder, что приведет к постепенному снижению рыночной доли Builder. Поэтому, будучи зависимыми от Searcher, Builder обычно учитывают скрытые издержки недобросовестного поведения. На приведенной выше диаграмме показаны доходы от MEV и ежедневного Gas, можно увидеть, что вклад MEV от Searcher в условиях заметной волатильности рынка может в два раза превышать ежедневный доход от Gas.

Для Searcher разделяется на CEX-DEX( арбитраж вне цепи) и две основные категории DEX, мезонин, ликвидация( полностью на цепи).

В настоящее время одна из торговых платформ занимает первое место по доле рынка арбитражных сделок между CEX и DEX.

Что касается чисто цепочечных возможностей MEV, наблюдается тенденция к постепенному формированию студийной работы, при этом доля рынка определенного аккаунта составляет потрясающие 37,2%. Он специализируется на проведении сэндвичных атак на цепочечных пользователей и на некоторое время стал пользователем с наибольшим потреблением газа на цепочке, потребляя около 1,5% газа за целый день. С февраля 2023 года по июнь 2024 года этот бот потратил в общей сложности 76 916 ETH, что по расчетам стоимости на момент выполнения этих сделок составляет около 175 миллионов долларов. Поскольку связь между Seacher и Builder очень тесная, многие Seacher на практике отправляют свой поток ордеров трем ведущим Builder, тогда как на самом деле можно было бы транслировать всем Builder, но некоторые мелкие Builder могут разделить поток ордеров Seacher, что приводит к неэффективности стратегии MEV Seacher и, как следствие, к риску убытков. Кроме того, привязка к Builder также может поддерживать его влияние в экосистеме.

Ответственный за сборку аукционов, затем как промежуточная станция передает Proposer заголовок блока и цены на аукционы блока, в этот момент Proposer не знает деталей транзакций в блоке. Как только Proposer выбирает и подписывает заголовок блока, все содержимое транзакций будет раскрыто Proposer. Мы обнаружим, что в этом случае как третья сторона без экономического стимула получает огромное доверие, Builder полагается на Proposer для предложения цен, а Proposer полагается на предложения цен и содержимое блока. В истории также возникали подобные проблемы, существовала потенциальная уязвимость, которая привела к тому, что Proposer извлек более 20 миллионов долларов MEV. Хотя эти уязвимости могут быть исправлены, они все равно могут выбрать злонамеренные действия и украсть MEV.

На изображении показана ситуация с долей рынка, мы можем заметить, что рыночная доля Builder, работающего исключительно на MAX Profit, постепенно увеличивается с момента Merge, поэтому в свободном рынке невозможно искусственно контролировать MEV через Builder.

Тем не менее, существует проблема, заключающаяся в отсутствии экономических стимулов. Поэтому одна компания также вышла из разработки в этом направлении. В настоящее время все зависит от предложенного стандарта MEVBoost для построения, Эфириум полагается на третьи стороны для предоставления PBS, что не может быть долгосрочным решением. Поэтому в настоящее время сообщество Эфириума также исследует возможность включения PBS на уровне протокола.

Пропозер

Для Предложителя алгоритм случайным образом выбирает группу комитетов среди всех валидаторов, а в каждом слоте выбирает одного блок-пропозиционера. Сам блок-пропозиционер обладает способностью выполнять нагрузку, однако, поскольку предложитель по своей природе хочет передать эту часть на аутсорсинг, это может привести к вертикальному сотрудничеству между Строителем и Предложителем. MEV-boost стремится стать промежуточным звеном в этом процессе, чтобы уменьшить вертикальные коллаборации и сговор, возникающие из-за прямого общения между двумя сторонами. В настоящее время все находятся в пулах майнинга как в пулах валидаторов, но такие пулы и пулы LSD обладают сильным эффектом масштаба, особенно с появлением LSD, который освобождает потенциал первоначально заложенных токенов, повышая капитальную эффективность, и, учитывая влияние DEFI-строительных блоков, пулы валидаторов также находятся в более централизованной тенденции.

Некоторая платформа в настоящее время занимает около 28,7% рыночной доли, некоторые биржи и платформы занимают второе и третье места. В прошлом, когда не реализовывалось решение MEV-BOOST PBS, Предложитель должен был выполнять задачи Строителя, то есть исполнять нагрузку (Payload), однако большинство Предложителей отказались от своей способности к сортировке и выполнению транзакций, поскольку это значительно нагружало производительность валидации, и было проще передать выполнение нагрузки на аутсорсинг, позволив третьей стороне торговать блоками.

Пользователь

Наконец, давайте поговорим о пользователе. Пользователь часто находится в самой уязвимой позиции в архитектурном дизайне, поскольку его сделки помещаются в Mempool и могут извлекаться MEV-ботами для получения прибыли от MEV, но эта прибыль не поступает пользователю. Тем не менее, это не всегда плохо. Например, на одном DEX, когда на рынке происходят значительные колебания или объем сделок пользователя превышает ликвидность DEX, MEV-боты могут использовать арбитраж для снижения проскальзывания и разницы в ценах между платформами. Таким образом, существование MEV имеет как положительные, так и отрицательные внешние эффекты, которые необходимо обсуждать отдельно, и это является одним из его сложных аспектов.

Чтобы не дать пользователям быть замеченными MEVbot и тем самым причинить им вред, многие поставщики узлов могут помочь пользователям разместить сделки в непубличном Mempool, например, напрямую взаимодействуя с Builder через него. Существуют новые методы, такие как аукцион потоков заказов OFA(.