Освітлення темного лісу: зняття завіси таємниці MEV

З ростом активності в ланцюгу та еволюцією і збагаченням інфраструктури в ланцюгу, MEV в ланцюгу завжди вважався найбільш небезпечною частиною темного лісу Ethereum, що безпосередньо призводить до втрати прибутків і погіршення досвіду користувачів у фінансовій діяльності в ланцюгу. Метою цієї статті "Проливання світла на темний ліс" є акцент на аналізі природної централізації та довірчих проблем, які виникають у результаті механізму генерування блоків Ethereum 2.0 та технологічного розвитку розділення пропозиційників і будівельників (PBS), що має абсолютно протилежну реальність щодо цінностей Ethereum.

Посилення MEV в ланцюгу справді є двосічним мечем, має свої позитивні та негативні зовнішні ефекти. Позитивні включають зменшення цінових відмінностей на DEX, допомогу в ліквідації угод; негативні включають шкоду від арбітражних угод для користувачів. Тому рішення MEV більше спрямовані на пом'якшення негативних зовнішніх ефектів, ніж на повне їх усунення. У процесі дослідження механізмів пом'якшення негативних зовнішніх ефектів MEV та вирішення проблеми з довіреними посередниками Relayer, ми в основному розділяємо заходи на три категорії: покращення механізму аукціонів, покращення рівня консенсусу, покращення рівня застосування. Ці три покращення в різній мірі вплинуть на сучасну картину MEV, але деякі рішення не можуть суттєво вирішити проблему атак «сендвіч» для користувачів, оскільки угоди користувачів все ще знаходяться в публічному пулі. Тому необхідно впроваджувати більше технологій приватних пулів, щоб захистити виборчу конфіденційність користувачів. Ці рішення MEV варто спробувати поєднати.

Окрім того, MEV як невідворотний побічний продукт механізму дизайну в майбутньому стане ще більш складним. Ми також досліджували в статті можливі технічні виклики та можливості, які можуть виникнути під час впровадження нових типів транзакцій, таких як архітектура Layer2 та абстракція облікових записів EIP-4337.

Нарешті, ми сподіваємося, що цією статтею ми дослідимо потенційні рішення для зменшення негативних зовнішніх чинників MEV, а також проведемо всебічне усвідомлення переваг і недоліків нинішніх рішень MEV, не лише для того, щоб освітити темний ліс, у якому перебувають користувачі в майбутньому, але й для того, щоб освітити темний ліс для дослідників у галузі для подальшого вивчення MEV.

Ethereum 2.0

З тих пір, як відбулася The Merge, Ethereum перейшов на механізм POS для забезпечення безпеки мережі, одночасно відмовившись від обчислювально інтенсивної конкуренції в продукції блоків на користь доказу частки. Після злиття Ethereum було розділено на виконавчий рівень і рівень консенсусу. А вся продукція блоків також зазнала змін: кожен Epoch є одним циклом POS, а кожен Epoch ділиться на 32 Slot, кожен Slot відповідає одиниці часу для видобутку блоку, що становить 12 секунд.

Вся мережа буде в кожному Epoch випадковим чином обирати комітет з валідаторів, а пропозиція блоку буде випадково обрана з цього комітету. Пропонент блоку повинен упакувати транзакції та впорядкувати їх для отримання кінцевого блоку, а інші валідатори комітету будуть наглядати за цим процесом і голосувати за блок. Цей комітет буде переобиратися після кожного Epoch. Також накладаються певні часові обмеження на виконання, щоб забезпечити ефективність генерації блоків та голосування. Тут ми стандартизуємо терміни для читачів: Payload - це виконуване навантаження, яке означає зміни стану транзакцій, що може бути розглянуто як частина виконання блоку. Пропонент блоку реалізує виконуване навантаження (Execution Payload, тобто реалізує зміни стану результату транзакцій ) та пропозицію блоку.

Архітектура PBS

Насправді, коли валідаторів обирають на роль пропозиціонера блоку, часто пропозиціонер не має мотивації виконувати Payload, тобто сортувати транзакції та виконувати їх, оскільки це вимагає значних обчислювальних потужностей для виконання зміни стану. Спочатку ми думали, що якщо ми виберемо через децентралізований комітет, і якщо ми включимо виконання навантаження, тоді сортування транзакцій стане децентралізованим процесом. Але валідатори, здається, природно хочуть передати цю частину третій стороні, тоді як самі Пропозиціонери зосереджуються на пропозиції блоку. Тому виникла ідея PBS, яка полягає в розділенні пропозиції блоку та його побудови, де пропозиціонери лише відповідають за перевірку блоку, а не беруть участі у його побудові. Розділення між пропозиціонерами та будівельниками сприяє відкритому ринку, на якому пропозиціонери можуть отримувати блоки від будівельників. Ці будівельники конкурують один з одним за побудову блоків і пропонують пропозиціонерам найвищі збори, що ми називаємо "аукціоном блоків".

Ми коротко представимо всю модель аукціону PB(Proposer Builder Seperate) Seal First. Коли користувач подає транзакцію, кілька Builder знаходять найбільш підходящу транзакцію для впорядкування з метою створення блоку з максимізацією прибутку( максимізація прибутку означає комісії за транзакції Base + Priority + MEV), після чого кілька Builder взаємодіють з Proposer через MEV-Boost Relayer. Relayer є мостом між кількома Builder і Proposer, Builder подає пропозицію Relayer, а Relayer подає кілька заголовків блоків і відповідні пропозиції Proposer, зазвичай Proposer приймає пропозицію з найвищим заголовком. У цьому випадку Relayer реалізує специфікації MEVBboost, яка є технічною специфікацією, запропонованою Flashbot, про те, як регулювати взаємодію Builder і Proposer під час торгів. У цьому процесі вся інформація є закритою, Relayer просто передає заголовки блоків Proposer, тому Proposer має стійкість до цензури.

Учасники та ігри в рамках PBS

Основними учасниками є Builder, Relayer, Proposer, MEVbot(Searcher).

Будівельник

Builder головним чином відповідає за побудову вмісту блоків, після впровадження технології MEV-Boost він займає більш вигідну позицію в аукціонах, оскільки підтримує не лише газові збори, але й доходи MEV. Builder може безпосередньо перевіряти транзакції користувачів і Searcher, що завжди викликало критику, особливо після оголошення OFAC урядом США, коли велика кількість Builder взяла участь в OFAC Compliant. Порівняно з початковим етапом, хоча частка перевірок блоків останнім часом зменшилася, ми можемо бачити, що в процесі побудови блоків Builder має прямий вплив на перевірку транзакцій.

З огляду на поточну частку ринку Builder, Build, який не потребує перевірки, поступово розширює свою частку ринку, все орієнтовано на прибуток.

Пошуковик

В основному, робота з максимізації прибутку потребує спільних зусиль Searcher та Builder. Searcher часто співпрацює з певними Builder, в результаті чого формується Dark Pool або Private Pool, в якій торгівля Searcher відображається лише певним Builder. Деякі Builder отримують MEV-транзакції, що максимізують прибуток, і таким чином конкурують за блоковий простір. З теоретичної точки зору, якщо Builder чинить зло або проводить цензуру, Searcher може вибрати інших Builder, що призведе до поступового зниження частки ринку Builder. Тому, з огляду на те, що Searcher має владу, Builder часто враховує приховані витрати від злочинних дій.

Для Searcher поділяється на CEX-DEX( арбітраж поза ланцюгом) та DEX, механізми, ліквідацію в дві великі категорії( чисто на ланцюзі).

Наразі Wintermute займає перше місце за часткою ринку в арбітражній торгівлі між CEX і DEX.

Щодо чистих можливостей MEV на блокчейні, спостерігається поступове формування тренду до створення студій, із яких частка ринку jaredfromsubway.eth становить вражаючі 37,2%. Він спеціалізується на проведенні сандвіч-атак на користувачів Ethereum, ставши на деякий час найбільшим споживачем газу на блокчейні, що приблизно становить 1,5% від загального споживання газу за весь день. З лютого 2023 року до червня 2024 року цей робот витратив усього 76 916 ETH, що, виходячи з вартості виконання цих угод, становить приблизно 175 мільйонів доларів. Оскільки зв'язок між Seacher і Builder є тісним, на практиці багато Searcher'ів надсилають свій потік замовлень трьом провідним Builder'ам, хоча насправді його можна було б транслювати всім Builder'ам. Але деякі дрібні Builder'и можуть розділити потік замовлень Searcher'ів, що призводить до збою у стратегії MEV Searcher'ів та, відповідно, до ризику збитків. Крім того, прив'язка до Builder'а може допомогти зберегти його вплив у екосистемі.

Релейер

Relayer відповідає за збір аукціонних пропозицій, а потім, як проміжна станція, передає Proposer заголовки блоків та ціни аукціонних блоків, при цьому Proposer не знає деталей транзакцій у блоці. Як тільки Proposer обирає та підписує заголовок блоку, Relayer звільняє всі деталі транзакцій для Proposer. Ми можемо помітити, що Relayer у цьому випадку виступає як третя сторона без економічних стимулів, отримуючи величезну довіру, Builder покладається на Poposer для подання цін, а Proposer покладається на ціни Relayer та вміст блоку. В історії були подібні проблеми, існує потенційна вразливість, що призвела до того, що Proposer витягнув більше 20 мільйонів доларів MEV. Хоча ці вразливості можна усунути, сам Relayer все ще може вибрати діяти зловмисно та вкрасти MEV.

На малюнку представлено ситуацію з часткою ринку Relayer, ми можемо помітити, що частка ринку Builder, який працює на чистому MAX Profit, поступово зростала з моменту Merge, тому в умовах вільного ринку неможливо штучно контролювати MEV через Builder.

Одночасно Relayer також стикається з проблемою, що немає економічних стимулів. Тому деякі компанії також вийшли з напрямку досліджень Relayer. Наразі Relayer залежить від стандарту MEVBoost, запропонованого Flashbots, для побудови, а Ethereum покладається на сторонні організації для надання PBS, що завжди не є довгостроковим рішенням. Тому в даний час спільнота Ethereum також досліджує можливість інтеграції PBS на рівні протоколу.

Пропонент

Для Пропозера алгоритмічно обирається група комітету зі всіх валідаторів, а в кожному слоті обирається один блок-пропозер. Сам блок-пропозер має можливість виконувати навантаження, але через природне бажання пропозера делегувати цю частину роботи, існує ризик вертикальної співпраці між Будівельником і Пропозером. Relayer MEV-boost прагне стати проміжною ланкою в цьому процесі, аби зменшити безпосередню комунікацію між обома сторонами, яка може призвести до вертикальної змови. Оскільки наразі всі знаходяться в майнінгових пулах як пулах валідаторів, проте такі майнінгові пули і пули LSD мають потужний ефект масштабу, особливо з появою LSD, що розкриває потенціал раніше заморожених токенів, покращуючи капітальну ефективність, а також вплив DEFI-блоків, валідаторські пули опиняються в тенденції до більшої централізації.

Деякий LSD проект наразі займає близько 28,7% ринку, деяка торгова платформа, деякий проект займають друге та третє місця. Раніше, коли не було впроваджено рішення MEV-BOOST PBS, Пропонент повинен був взяти на себе завдання Будівельника, а саме виконати навантаження (Payload), але більшість Пропонентів відмовилися від своєї здатності виконувати сортування транзакцій, оскільки це в умовах важкої обчислювальної роботи серйозно погіршить продуктивність верифікації, краще віддати виконання навантаження на аутсорсинг, щоб третя сторона могла проводити аукціони блоків.

Користувач

Наприкінці хочу поговорити про користувача. Користувачі часто перебувають у найслабшій позиції в усьому архітектурному дизайні, оскільки їхні угоди потрапляють у Mempool, і різні MEV-боти отримують прибуток від MEV, але ці прибутки не йдуть до користувачів. Однак це не завжди погано, наприклад, у DEX, коли на ринку спостерігається велика волатильність або обсяги угод користувача перевищують ліквідність DEX, MEV-боти можуть використовувати арбітраж, щоб зменшити слippage та різницю в цінах між платформами. Тому існування MEV має як позитивні, так і негативні зовнішні ефекти, які потрібно обговорювати окремо, і це також є його складністю.

Щоб не дозволити користувачам бути під наглядом MEVbot та завдати їм шкоди, багато постачальників послуг можуть допомогти користувачам розмістити угоди в непублічному Mempool, наприклад, безпосередньо взаємодіючи з Builder через їхні послуги. Один із досить нових способів — це компенсація MEV прибутків для користувачів через OFA(Order Flow Auction) аукціон потоків замовлень, де оператори OFA встановлюють партнерські відносини з Searcher, шляхом аукціонування замовлень користувачів Searcher може максимізувати MEV, що дозволяє всій