Освещая темный лес: раскрывая загадку MEV

С увеличением числа цепочечных активностей и развитием цепочечной инфраструктуры, MEV на цепочке всегда считалось самой опасной частью темного леса Ethereum, что прямо приводит к потерям прибыли и ухудшению пользовательского опыта в финансовых активностях на цепочке. Цель данной статьи «Освещение темного леса» заключается в том, чтобы на основе механизма генерации блоков Ethereum 2.0 и технического прогресса разделения предложителя и строителя (PBS) сосредоточиться на анализе естественной централизации и проблемах доверия, возникающих в результате этой системы, которые противоречат ценностям Ethereum.

Усиление MEV на блокчейне действительно является обоюдоострым мечом, имеющим свои положительные и отрицательные внешние эффекты. Положительные включают в себя снижение ценовых различий на DEX и помощь в ликвидации сделок; отрицательные включают ущерб от слоевых сделок для пользователей. Поэтому решения по MEV в основном направлены на смягчение отрицательных внешних эффектов, а не на их полное устранение. В процессе исследования механизмов по смягчению отрицательных внешних эффектов MEV и решению текущих проблем с посредниками на базе доверия третьих лиц (Relayer) мы в основном разделяем меры на три категории: улучшение механизма аукционов, улучшение уровня консенсуса, улучшение уровня приложений. Эти три улучшения будут оказывать различное влияние на современную картину MEV, однако некоторые решения не могут существенно решить проблему атак «сэндвич» для пользователей, так как сделки пользователей все еще находятся в открытом пуле. Поэтому необходимо вводить больше технологий приватных пулов, чтобы защитить выбираемую конфиденциальность сделок пользователей, и эти решения MEV стоит попробовать объединить.

Кроме того, MEV как неизбежный побочный продукт механизма проектирования в будущем станет еще более сложным. Мы также исследовали в статье возможные технические вызовы и возможности для MEV, которые могут возникнуть в условиях реализации новых типов транзакций, таких как архитектура Layer2 и абстракция аккаунтов EIP-4337.

В конце концов, мы надеемся, что эта статья поможет исследовать потенциальные решения проблемы снижения негативных внешних эффектов MEV и даст всестороннее понимание преимуществ и недостатков текущих решений MEV, не только для того, чтобы осветить темный лес, в котором находятся пользователи в будущем, но и для того, чтобы осветить дальнейшие исследования MEV для исследователей отрасли.

Эфириум 2.0

С момента The Merge Ethereum применяет механизм POS для обеспечения безопасности сети, одновременно отказавшись от вычислительно интенсивной конкуренции в производстве блоков и перейдя на доказательство доли. После слияния Ethereum был разделен на исполняющий слой и слой консенсуса. Изменилось и производство блоков: каждый Epoch представляет собой один цикл POS, а каждый Epoch делится на 32 Slot, каждый из которых соответствует единице времени для создания блока, составляющей 12 секунд.

Сеть будет случайным образом выбирать комитет из валидаторов в каждом Эпохе, предлагающий блок будет случайно выбран из этого комитета, и предложитель блока должен упаковать транзакции и упорядочить их для окончательного создания блока; другие валидаторы комитета будут контролировать этот процесс и затем голосовать за блок. Этот комитет будет пересбираться после каждого Эпоха. Также накладываются определенные ограничения по времени выполнения, чтобы обеспечить эффективность генерации блоков и голосования. Здесь мы стандартизируем терминологию для читателей: Payload - это нагрузка выполнения, означающая изменение состояния транзакций, которую можно рассматривать как часть выполнения блока. Предложитель блока будет осуществлять нагрузку выполнения (Execution Payload, что означает реализацию изменения состояния результатов транзакций ) и предложения блока.

Архитектура PBS

На самом деле, когда валидаторы выбираются в качестве предложителей блоков, часто предложители не имеют стимула выполнять Payload, то есть сортировать и исполнять транзакции, потому что это требует значительных вычислительных мощностей для выполнения изменений состояния. Первоначально мы думали, что если мы выберем децентрализованный комитет, и если мы включим выполнение нагрузки в этот процесс, то сортировка транзакций станет децентрализованной задачей. Однако валидаторы, похоже, изначально хотят передать эту часть третьей стороне, а сами предложители сосредоточиваются на предложении блоков. Таким образом, возникла концепция PBS, которая подразумевает разделение предложений блоков и их построения, где предложители только отвечают за валидацию блока и не участвуют в его строительстве. Разделение между предложителями и строителями способствует созданию открытого рынка, на котором предложители блоков могут получать блоки от строителей. Эти строители конкурируют друг с другом за построение блоков и предлагают предложителям наибольшую плату, что мы называем "аукцион блоков".

Мы кратко представим всю модель аукциона PBS(Proposer Builder Seperate)Seal First Auction. Когда пользователи отправляют транзакцию, несколько Builder находят наиболее подходящую транзакцию для сортировки и генерации блока с максимизацией прибыли(Максимизация прибыли означает сборы за транзакции Base+Priority+MEV), затем несколько Builder взаимодействуют с Proposer через MEV-Boost Relayer, Relayer является мостом между несколькими Builder и Proposer, Builder отправляет котировки Relayer, Relayer отправляет Proposer несколько заголовков блоков и соответствующих котировок, Proposer обычно принимает самую высокую котировку блока. При этом Relayer реализует спецификацию MEVBboost, это техническая спецификация, предложенная Flashbot, касающаяся того, как стандартизировать взаимодействие Builder и Proposer в конкурсном предложении. В этом процессе вся информация закрыта, Relayer отправляет заголовки блоков только Proposer, поэтому Proposer обладает антикоррупционными свойствами.

Участники и игры в PBS

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

Билдер

Builder в основном отвечает за создание содержимого блоков, и после использования технологии MEV-Boost он находится в более выгодном положении при участии в торгах, потому что поддерживает не только Gas Fees, но и доходы от MEV. Builder может непосредственно проверять транзакции пользователей и Searcher, что всегда подвергалось критике, особенно после того как правительство США опубликовало OFAC, и многие Builder стали участвовать в соблюдении OFAC. Хотя доля проверки блоков в последнее время снизилась, мы можем видеть, что в процессе создания блоков Builder оказывает непосредственное влияние на прямую проверку транзакций.

Согласно текущей доле рынка Builder, необязательные Build постепенно расширяют свою долю рынка, всё ориентировано на получение прибыли.

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, где сделки Searcher видны только определенным Builder. Некоторые Builder получают сделки MEV с максимизацией прибыли и, следовательно, делают ставки на пространство блоков. Теоретически, если Builder действует недобросовестно или проводит цензуру, то Searcher может выбрать других Builder, что приведет к постепенному снижению рыночной доли Builder. Таким образом, под влиянием Searcher, Builder часто учитывает скрытые издержки недобросовестного поведения.

Для Searcher делится на CEX-DEX( арбитраж вне цепи ) и две основные категории DEX, промежуточное, ликвидация ( чисто на цепи ).

В настоящее время Wintermute занимает первое место по доле рынка арбитражной торговли между CEX и DEX.

Что касается чисто цепочных возможностей MEV, наблюдается тенденция к постепенному формированию студийного подхода, причем доля рынка jaredfromsubway.eth составляет невероятные 37,2%. Он специализируется на сэндвич-атаках на пользователей в сети Etheruem и на какое-то время стал самым высоким пользователем по потреблению газа в сети, потребляя примерно 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 исходя из стоимости этих сделок составляет примерно 175 миллионов долларов. Поскольку связь между Seacher и Builder очень тесная, на практике многие Searcher отправляют свои ордера трем ведущим Builder, на самом деле можно было бы транслировать всем Builder, но некоторые мелкие Builder могут разделять ордерные потоки Searcher, что приводит к неэффективности стратегии MEV Searcher и, следовательно, увеличивает риск убытков. Кроме того, привязка к Builder также может помочь сохранить его влияние в экосистеме.

Релеер

Релейер отвечает за сбор заявок, а затем выступает в качестве промежуточной станции, чтобы передать Пропозеру заголовок блока и цену на аукцион блока, в это время Пропозер не знает деталей транзакций в блоке. Как только Пропозер выбирает и подписывает заголовок блока, Релейер освобождает все содержимое транзакций для Пропозера. Мы обнаружим, что Релейер в этом процессе выступает как третья сторона без экономических стимулов, получая огромное доверие, Строитель полагается на предложения Пропозера, а Пропозер зависит от ценовых предложений и содержимого блока Релейера. В истории также были аналогичные проблемы, существовала потенциальная уязвимость, которая привела к тому, что Пропозер извлек более 20 миллионов долларов США MEV. Хотя эти уязвимости могут быть исправлены, сам Релейер все равно может выбрать злонамеренные действия и украсть MEV.

На рисунке представлена ситуация с долей рынка Relayer, и мы можем заметить, что доля рынка Builder, работающего исключительно на максимальной прибыли (MAX Profit), постепенно увеличивается с момента слияния (Merge). Таким образом, в свободном рынке невозможно искусственно контролировать MEV через Builder.

В то же время Relayer сталкивается с проблемой отсутствия экономических стимулов. Поэтому некоторые компании также вышли из разработки в направлении Relayer. В настоящее время Relayer в основном полагается на стандарты MEVBoost, предложенные Flashbots, и Ethereum зависит от третьих сторон для предоставления PBS, что не является долгосрочным решением. Поэтому в настоящее время сообщество Ethereum также исследует возможность интеграции PBS на уровне протокола.

Предложитель

Для Предложителя алгоритмически выбирается группа комитетов из всех валидаторов, и в каждом слоте выбирается один предлагающий блок. Сам предлагающий блок имеет возможность выполнять нагрузку, но поскольку предложитель по своей природе хочет передать эту часть на аутсорсинг, это может привести к вертикальному сотрудничеству между Строителем и Предложителем. Relayer MEV-boost стремится стать промежуточным звеном в этом процессе, чтобы уменьшить вертикальное сотрудничество и сговор, возникающие из-за прямого общения между двумя сторонами. Поскольку в настоящее время все находятся в пуле майнеров как пуле валидаторов, как пул майнеров, так и пул валидаторов LSD обладают сильным эффектом масштаба, особенно с появлением LSD, который раскрывает потенциал изначально заложенных токенов, увеличивает капитальную эффективность, а также влияние DEFI-элементов, в результате чего пул валидаторов оказывается в более централизованной тенденции.

Некоторый проект LSD в настоящее время занимает около 28,7% рынка, а некоторые торговые платформы и проекты занимают второе и третье места. В прошлом, когда не применялось решение MEV-BOOST PBS, Предложитель был ответственен за задачи Строителя, то есть за выполнение нагрузки (Payload), однако большая часть Предложителей отказалась от своей способности выполнять сортировку транзакций, поскольку это в условиях интенсивной вычислительной работы серьезно ухудшает производительность проверки, и лучше передать выполнение нагрузки на аутсорсинг, позволив третьим лицам проводить аукцион блоков.

Пользователь

Наконец, давайте поговорим о пользователе. Пользователи часто находятся в самой уязвимой позиции в рамках всей архитектуры, поскольку их транзакции помещаются в Mempool и могут приносить прибыль MEVbot, но эта прибыль не идет пользователям. Однако это не всегда плохо. Например, на DEX, когда колебания на цепочке велики или объем транзакций пользователя превышает ликвидность DEX, MEVbot может использовать арбитраж, чтобы уменьшить проскальзывание и разницу в ценах между платформами. Таким образом, существование MEV имеет как положительные, так и отрицательные внешние эффекты, которые необходимо обсуждать отдельно, и это также делает его сложным.

Чтобы не позволить пользователям быть под наблюдением MEVbot и, таким образом, причинить им вред, существует множество поставщиков услуг, которые могут помочь пользователям размещать транзакции в непубличном Mempool, например, можно напрямую взаимодействовать с Builder через его услуги. Одним из довольно новых способов является компенсация пользователям MEV-прибылей через OFA(Order Flow Auction), где операторы OFA устанавливают партнерские отношения с Searcher, а затем аукционируют заказы пользователей Searcher, который может максимизировать MEV, тем самым позволяя всей...