Menerangi Hutan Gelap: Mengungkap Tabir MEV

Seiring dengan meningkatnya aktivitas di blockchain dan evolusi serta kekayaan infrastruktur blockchain, MEV di blockchain selalu dianggap sebagai bagian paling berbahaya dari hutan gelap Ethereum, yang secara langsung menyebabkan kerugian profit dan penurunan pengalaman pengguna dalam aktivitas keuangan di blockchain. Artikel ini, "Menerangi Hutan Gelap", bertujuan untuk menganalisis secara mendalam masalah sentralisasi dan kepercayaan yang dibawa oleh mekanisme ini, yang didasarkan pada mekanisme pembuatan blok Ethereum 2.0 dan evolusi teknologi pemisahan penyaran - pembangun (PBS), yang memiliki realitas yang sangat bertentangan dengan nilai-nilai Ethereum.

Peningkatan MEV di blockchain benar-benar merupakan pedang bermata dua, memiliki eksternalitas positif dan negatif. Eksternalitas positif termasuk pengurangan perbedaan harga DEX dan membantu likuidasi transaksi; sedangkan eksternalitas negatif termasuk kerugian dari perdagangan sandwich terhadap pengguna. Oleh karena itu, solusi MEV lebih banyak berfokus pada mengurangi eksternalitas negatif daripada menghilangkannya secara total. Dalam eksplorasi mekanisme untuk mengurangi eksternalitas negatif MEV dan mengatasi masalah pada middleware Relayer yang berbasis kepercayaan pihak ketiga saat ini, langkah-langkah utama dibagi menjadi tiga kategori: perbaikan mekanisme lelang, perbaikan lapisan konsensus, dan perbaikan lapisan aplikasi. Ketiga perbaikan ini akan memiliki dampak yang berbeda terhadap pola modern MEV, tetapi beberapa solusi tidak dapat secara substansial menyelesaikan masalah serangan sandwich yang dihadapi pengguna, di mana transaksi pengguna tetap berada di kolam publik. Oleh karena itu, perlu diperkenalkan lebih banyak teknologi kolam privasi untuk melindungi privasi opsional transaksi pengguna, dan solusi MEV ini layak untuk dicoba secara terintegrasi.

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

Akhirnya, kami berharap melalui artikel ini, untuk mengeksplorasi solusi potensial untuk mengurangi masalah eksternalitas negatif MEV, serta memberikan pemahaman yang komprehensif tentang pro dan kontra dari solusi MEV 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 penelitian lebih lanjut tentang MEV.

Ethereum 2.0

Sejak The Merge, Ethereum telah mengadopsi mekanisme POS untuk memastikan keamanan jaringan, sementara dalam hal produksi blok, meninggalkan kompetisi yang intensif secara komputasi dan beralih ke proof of stake. Setelah penggabungan, Ethereum dibagi menjadi lapisan eksekusi dan lapisan konsensus. Seluruh produksi blok juga mengalami perubahan, setiap Epoch adalah satu siklus POS, setiap Epoch dibagi menjadi 32 Slot, setiap Slot setara dengan satu unit waktu untuk menghasilkan blok, yaitu 12 detik.

Seluruh jaringan akan secara acak memilih sebuah komite dari para validator di setiap Epoch, dan orang yang mengusulkan blok akan dipilih secara acak dari kumpulan komite tersebut. Pengusul blok perlu mengemas transaksi dan mengurutkannya untuk akhirnya menghasilkan sebuah blok, sementara validator lain dalam komite akan mengawasi proses ini dan kemudian memberikan suara untuk blok tersebut. Dan komite ini akan dipilih ulang setelah setiap Epoch. Selain itu, batasan waktu operasi tertentu akan diterapkan untuk menjamin efisiensi dalam pembuatan blok dan pemungutan suara. Di sini, kami menyusun 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 yang berarti menerapkan perubahan status hasil transaksi ) dan usulan blok.

Arsitektur PBS

Faktanya, ketika validator dipilih untuk menjadi pengusul blok, sering kali pengusul tidak memiliki motivasi untuk menjalankan Payload, yaitu mengurutkan transaksi dan mengeksekusi, karena hal ini memerlukan banyak daya komputasi untuk melakukan perubahan status. Awalnya dipikirkan, jika kita melalui pemilihan komite terdesentralisasi, jika kita memasukkan beban eksekusi di dalamnya, maka pengurutan transaksi dan sebagainya menjadi hal yang terdesentralisasi. Namun, validator tampaknya secara alami ingin menyerahkan bagian ini kepada pihak ketiga untuk menyelesaikannya, sementara mereka sendiri, Proposer, fokus pada pengusulan blok. Oleh karena itu muncul gagasan PBS, yaitu memisahkan pengusulan blok dan pembangunan, di mana pengusul hanya bertanggung jawab untuk memverifikasi blok, tanpa 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). Ketika pengguna mengajukan transaksi, beberapa Builder menemukan transaksi yang paling sesuai untuk diurutkan guna menghasilkan blok dengan profit maksimal(, di mana profit maksimal merujuk pada biaya transaksi Base+Priority+MEV). Kemudian, beberapa Builder berinteraksi dengan Proposer melalui MEV-Boost Relayer, di mana Relayer adalah jembatan interaksi antara beberapa Builder dan Proposer. Builder mengajukan penawaran kepada Relayer, dan Relayer mengajukan beberapa header blok beserta penawaran yang sesuai kepada Proposer. Proposer umumnya mengadopsi header blok dengan penawaran tertinggi. Di sini, Relayer akan menerapkan standar MEVBboost, yang merupakan spesifikasi teknis yang diajukan oleh Flashbot tentang bagaimana mengatur interaksi lelang antara Builder dan Proposer. Dalam proses ini, semua informasi tertutup, Relayer hanya akan mengirimkan header blok kepada Proposer, sehingga Proposer memiliki ketahanan terhadap sensor.

Berbagai Peserta dan Permainan di Bawah PBS

Peserta utamanya adalah Builder, Relayer, Proposer, MEVbot(Searcher).

Builder

Builder terutama bertanggung jawab untuk membangun konten blok, dan setelah menggunakan teknologi MEV-Boost, posisinya dalam penawaran menjadi lebih menguntungkan, karena tidak hanya mendukung Gas Fees, tetapi juga mendukung pendapatan MEV. Builder dapat langsung memeriksa transaksi pengguna dan Searcher, yang selama ini menjadi sorotan, terutama setelah pemerintah AS mengumumkan OFAC, di mana banyak Builder berpartisipasi dalam kepatuhan OFAC. Meskipun proporsi pemeriksaan blok baru-baru ini menurun, kita dapat melihat bahwa dalam proses pembangunan blok, Builder memiliki pengaruh langsung dalam hal pemeriksaan transaksi.

Melihat pangsa pasar Builder saat ini, Build yang tidak perlu diperiksa secara bertahap memperluas pangsa pasarnya, semuanya berorientasi pada keuntungan.

Pencari

Pada dasarnya, pekerjaan untuk memaksimalkan keuntungan membutuhkan kerja sama antara Searcher dan Builder. Searcher sering kali bekerja sama dengan Builder tertentu, sehingga terbentuklah Dark Pool atau Private Pool, di mana transaksi Searcher hanya ditampilkan kepada Builder tertentu. Beberapa Builder akan mendapatkan transaksi MEV yang memaksimalkan keuntungan, dan kemudian menawar ruang blok. Secara teoritis, jika Builder berbuat jahat atau melakukan sensor, maka Searcher dapat memilih Builder lain, yang akan menyebabkan pangsa pasar Builder berkurang secara bertahap. Oleh karena itu, karena terikat pada Searcher, Builder sering kali mempertimbangkan biaya tersembunyi dari perbuatan jahat.

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

Saat ini Wintermute menduduki pangsa pasar terbesar dalam perdagangan arbitrase CEX - DEX.

Untuk peluang MEV murni di blockchain, ada tren yang secara bertahap membentuk studio, di mana pangsa pasar jaredfromsubway.eth mencapai angka yang mengejutkan 37,2%. Ia ahli dalam melakukan serangan sandwich terhadap pengguna di rantai Ethereum, dan sempat menjadi pengguna dengan konsumsi gas tertinggi di rantai, menghabiskan sekitar 1,5% dari total gas dalam sehari. Dari Februari 2023 hingga Juni 2024, robot ini telah menghabiskan total 76.916 ETH, yang setara dengan sekitar 175 juta dolar AS berdasarkan nilai saat transaksi tersebut dilakukan. Karena hubungan yang erat antara Seacher dan Builder, dalam praktiknya, banyak Seacher yang mengirim aliran pesanan mereka ke tiga Builder teratas. Sebenarnya, mereka bisa menyiarkan ke semua Builder, tetapi beberapa Builder kecil mungkin membagi aliran pesanan Seacher, yang mengakibatkan strategi MEV Seacher menjadi tidak efektif, dan berisiko menyebabkan kerugian. Selain itu, mengikat Builder juga dapat mempertahankan pengaruhnya di ekosistem.

Relayer

Relayer bertanggung jawab untuk mengumpulkan lelang, kemudian bertindak sebagai stasiun perantara untuk mengajukan header blok dan harga lelang blok kepada Proposer, pada saat ini Proposer tidak mengetahui rincian transaksi dalam blok. Setelah Proposer memilih dan menandatangani header blok, Relayer akan melepaskan semua konten transaksi kepada Proposer. Kita akan menemukan bahwa Relayer berperan sebagai pihak ketiga yang tidak memiliki insentif ekonomi, memperoleh kepercayaan yang besar, Builder bergantung pada Proposer untuk penawaran, dan Proposer bergantung pada penawaran dan konten blok dari Relayer. Dalam sejarah, juga pernah terjadi masalah serupa, terdapat sebuah celah potensial yang menyebabkan Proposer menarik lebih dari 20 juta dolar MEV. Meskipun celah ini dapat diperbaiki, Relayer itu sendiri masih dapat memilih untuk bertindak jahat dan mencuri MEV.

Gambar di atas menunjukkan kondisi pangsa pasar Relayer, kita akan menemukan bahwa pangsa pasar Builder yang menjalankan MAX Profit murni telah secara bertahap meningkat sejak Merge, sehingga di pasar bebas, tidak mungkin untuk mengendalikan MEV secara artifisial melalui Builder.

Sementara itu, Relayer juga menghadapi masalah, yaitu tidak adanya insentif ekonomi. Oleh karena itu, beberapa perusahaan juga keluar dari pengembangan arah Relayer. Saat ini, Relayer bergantung pada spesifikasi MEVBoost yang diajukan oleh Flashbots untuk dibangun, Ethereum bergantung pada pihak ketiga untuk menyediakan PBS, yang selalu bukan solusi jangka panjang, oleh karena itu saat ini komunitas Ethereum juga sedang menjelajahi untuk memasukkan PBS ke dalam tingkat protokol.

Proposer

Untuk Proposer, algoritma dipakai untuk secara acak memilih sekelompok komite dari semua validator, dan dalam setiap slot memilih seorang proposer blok. Proposer blok itu sendiri memiliki kemampuan untuk mengeksekusi beban, tetapi karena Proposer secara alami ingin mengalihdayakan bagian ini, maka mudah menyebabkan kolaborasi vertikal antara Builder dan Proposer. Relayer dari MEV-boost berharap untuk menjadi titik tengah dalam cara ini, untuk mengurangi kolusi kerjasama vertikal yang disebabkan oleh komunikasi langsung antara keduanya. Saat ini, semua berada dalam pool penambangan sebagai pool validator, tetapi pool penambangan ini dan pool validator LSD memiliki efek skala yang sangat kuat, terutama dengan munculnya LSD, yang melepaskan potensi token yang sebelumnya dipertaruhkan, meningkatkan efisiensi modal, dan pengaruh blok DEFI di belakangnya, sehingga pool validator juga berada dalam kecenderungan yang lebih terpusat.

Sebuah proyek LSD saat ini menguasai sekitar 28,7% pangsa pasar, sebuah platform perdagangan dan sebuah proyek menduduki peringkat kedua dan ketiga. Di masa lalu, ketika tidak secara aktif menerapkan solusi MEV-BOOST PBS, Proposer harus bertanggung jawab atas tugas Builder, yaitu mengeksekusi beban (Payload), tetapi sebagian besar Proposer menyerahkan kemampuan mereka untuk mengeksekusi urutan transaksi, karena ini akan sangat membebani kinerja verifikasi dengan pekerjaan komputasi yang berat, lebih baik untuk mengalihdayakan 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 dimasukkan ke dalam Mempool, dan berbagai MEVbot akan mendapatkan keuntungan MEV dari sana, tetapi keuntungan ini tidak akan mengalir ke pengguna. Namun, ini tidak selalu menjadi kerugian. Misalnya, di DEX, ketika fluktuasi pasar di blockchain cukup besar atau volume transaksi pengguna lebih besar dari likuiditas DEX, MEVbot akan menggunakan strategi arbitrase untuk mengurangi slippage dan selisih harga di berbagai platform. Oleh karena itu, keberadaan MEV memiliki eksternalitas positif dan negatif, yang perlu dibahas terpisah, dan ini juga merupakan bagian dari kompleksitasnya.

Untuk mencegah pengguna dari pemantauan MEVbot, yang dapat merugikan pengguna, banyak penyedia layanan dapat membantu pengguna menempatkan transaksi di Mempool yang tidak dipublikasikan, misalnya, dapat berinteraksi langsung dengan Builder melalui layanan Builder. Salah satu cara yang relatif baru adalah melalui OFA(Order Flow Auction) untuk mengkompensasi pengguna atas keuntungan MEV, operator OFA menjalin kerjasama dengan Searcher, dengan melelang pesanan pengguna kepada Searcher, Searcher dapat memaksimalkan MEV, sehingga seluruh