Menerangi Hutan Gelap: Mengungkap Selubung MEV

Dengan peningkatan 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 dihasilkan oleh mekanisme ini berdasarkan mekanisme pembuatan blok Ethereum 2.0 serta evolusi teknologi pemisahan pengusul-pembangun (PBS), yang memiliki situasi yang bertentangan dengan nilai-nilai Ethereum.

Peningkatan MEV di blockchain memang merupakan pedang bermata dua, dengan eksternalitas positif dan negatif. Positif termasuk mengurangi perbedaan harga DEX dan membantu likuidasi transaksi; negatif termasuk merugikan pengguna melalui perdagangan sandwich. Oleh karena itu, solusi untuk MEV lebih berfokus pada mengurangi eksternalitas negatif, dan tidak dapat dihilangkan sepenuhnya. Dalam proses eksplorasi mekanisme untuk mengurangi eksternalitas negatif MEV dan menyelesaikan masalah terkait middleware Relayer yang berbasis kepercayaan pihak ketiga, ada tiga kategori langkah yang utama: perbaikan mekanisme lelang, perbaikan lapisan konsensus, dan perbaikan lapisan aplikasi. Ketiga perbaikan ini akan berdampak pada lanskap modern MEV dalam berbagai tingkat, tetapi beberapa solusi tidak dapat secara substansial menyelesaikan masalah serangan sandwich yang dihadapi pengguna, sehingga transaksi pengguna tetap berada di public pool. Oleh karena itu, perlu untuk memperkenalkan lebih banyak teknologi kolam privasi untuk melindungi privasi opsional transaksi pengguna, dan solusi MEV ini patut dicoba untuk digabungkan.

Selain itu, MEV sebagai produk sampingan dari desain mekanisme yang tidak terhindarkan, masa depannya akan semakin kompleks. Kami juga mengeksplorasi dalam teks ini 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 dengan artikel ini, untuk mengeksplorasi potensi solusi 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 para 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, sekaligus mengabaikan kompetisi yang berbasis pada perhitungan intensif dalam hal produksi blok, 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, di mana setiap Epoch dibagi menjadi 32 Slot, dan setiap Slot setara dengan satu unit waktu untuk menghasilkan blok, yaitu 12 detik.

Diagram Blok Usulan Validator

Seluruh jaringan akan secara acak memilih satu komite dari para validator di setiap Epoch, orang yang mengusulkan blok dipilih secara acak dari kumpulan komite, pengusul blok perlu mengemas transaksi dan mengeksekusi urutan untuk menghasilkan satu blok terakhir, validator komite lainnya akan mengawasi proses ini, lalu memberikan suara untuk blok tersebut. Dan komite ini akan dipilih ulang setelah setiap Epoch. Selain itu, batasan waktu operasi tertentu 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 menerapkan perubahan status hasil transaksi ) dan pengusulan blok.

Arsitektur PBS

Sebenarnya, ketika validator dipilih menjadi pengusul blok, sering kali pengusul tidak memiliki motivasi untuk mengeksekusi Payload, yaitu mengurutkan transaksi dan mengeksekusi, karena hal ini membutuhkan banyak kemampuan komputasi untuk melakukan perubahan status. Awalnya dipikirkan, jika kita melalui pemilihan dewan terdesentralisasi, jika kita memasukkan beban eksekusi ke dalamnya, maka pengurutan transaksi dan lain-lain menjadi hal yang terdesentralisasi. Namun, validator tampaknya secara alami ingin menyerahkan bagian ini kepada pihak ketiga untuk diselesaikan, sementara mereka sendiri sebagai Pengusul fokus pada pengusulan blok. Oleh karena itu, muncul gagasan PBS, yang memisahkan pengusulan blok dan pembangunan, di mana pengusul hanya bertanggung jawab untuk memverifikasi blok, tanpa terlibat dalam pembangunan blok. Pemisahan antara pengusul dan pembangun memfasilitasi 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".

Diagram Alur PBS

Kami akan memperkenalkan secara singkat model lelang pertama yang disegel PBS(Proposer Builder Seperate). Ketika pengguna mengirimkan transaksi melalui RPC proxy, RPC setara dengan menjalankan sebuah node, yang mengirimkan transaksi ke Mempool publik, beberapa Builder menemukan transaksi yang paling cocok untuk diurutkan untuk menghasilkan blok yang memaksimalkan keuntungan( keuntungan maksimum mengacu pada biaya transaksi Base+Priority+MEV), kemudian beberapa Builder berinteraksi dengan Proposer melalui platform perdagangan tertentu Relayer, Relayer adalah jembatan interaksi antara beberapa Builder dan Proposer, Builder mengajukan tawaran kepada Relayer, Relayer mengajukan beberapa header blok dan tawaran terkait kepada Proposer, Proposer umumnya mengadopsi blok dengan tawaran tertinggi. Di mana Relayer akan menerapkan norma, ini adalah bagaimana norma ini mengatur interaksi lelang antara Builder dan Proposer. Dalam proses ini, semua informasi bersifat tertutup, Relayer hanya akan mengirimkan header blok kepada Proposer, sehingga Proposer memiliki ketahanan terhadap sensor.

Jenis Peserta dan Permainan dalam PBS

Peserta utamanya adalah Builder, Relayer, Proposer, dan pencari (Searcher).

Builder

Builder terutama bertanggung jawab untuk membangun konten blok, setelah menggunakan teknologi terkait, 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, ini selalu menjadi titik kritik, terutama setelah pemerintah Amerika mengumumkan OFAC, banyak Builder yang berpartisipasi dalam kepatuhan OFAC. Meskipun proporsi pemeriksaan blok baru-baru ini telah menurun, kita dapat melihat bahwa dalam proses pembangunan blok, Builder memiliki pengaruh langsung terhadap pemeriksaan transaksi.

Proporsi blok yang mematuhi OFAC, Sumber gambar: MEV Watch

Pangsa pasar Builder, Sumber gambar: MEV Watch

Melihat pangsa pasar Builder saat ini, beberapa Build yang murni tanpa perlu diperiksa secara bertahap memperluas pangsa pasar mereka, semuanya berorientasi pada keuntungan.

mesin pencari

Rasio pendapatan MEV dan pendapatan biaya Gas, sumber gambar: mevboost

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

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

Pangsa pasar mesin pencari, Sumber gambar: Searcherbuilder

Saat ini, suatu perusahaan menduduki pangsa pasar pertama dalam perdagangan arbitrase CEX --- DEX.

Pangsa pasar pencari, Sumber gambar: Searcherbuilder

Untuk peluang MEV yang murni di blockchain, ada kecenderungan yang berkembang menuju pembentukan studio, di mana satu alamat telah menguasai pangsa pasar yang mengejutkan sebesar 37,2%. Alamat ini ahli dalam melakukan serangan sandwich terhadap pengguna di jaringan Ethereum, dan pernah menjadi pengguna dengan konsumsi gas tertinggi di blockchain, menghabiskan sekitar 1,5% dari total konsumsi gas dalam sehari. Dari Februari 2023 hingga Juni 2024, robot ini telah menghabiskan total 76.916 ETH, yang berdasarkan nilai saat transaksi dilakukan, setara dengan sekitar 175 juta dolar AS. Karena hubungan yang erat antara pencari dan Builder, dalam praktiknya, banyak pencari akan mengirim aliran pesanan mereka ke tiga Builder teratas, padahal sebenarnya mereka bisa membroadcast ke semua Builder. Namun, beberapa Builder kecil mungkin akan membagi aliran pesanan pencari, yang dapat menyebabkan strategi MEV pencari menjadi tidak efektif dan berisiko menyebabkan kerugian. Selain itu, mengikat Builder juga dapat membantu mereka mempertahankan pengaruh di dalam ekosistem.

Relayer

Pangsa pasar Relay, sumber gambar: mevboost

Relayer bertanggung jawab untuk mengumpulkan lelang, kemudian sebagai stasiun perantara untuk mengirimkan header blok dan harga lelang blok kepada Proposer, pada saat itu 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 di sini berfungsi sebagai pihak ketiga yang tidak memiliki insentif ekonomi, mendapatkan kepercayaan yang sangat besar, Builder bergantung pada Proposer untuk penawaran, dan Proposer bergantung pada penawaran Relayer dan konten blok. Dalam sejarah, juga pernah terjadi masalah serupa, di mana sebuah Relayer memiliki potensi celah, 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.

Grafik tren pangsa pasar, Sumber grafik: mevboost

Gambar di atas menunjukkan kondisi pangsa pasar Relayer, kita akan menemukan bahwa pangsa pasar Builder yang hanya menjalankan MAX Profit telah secara bertahap meningkat sejak Merge, oleh karena itu 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, sebuah perusahaan juga menghentikan pengembangan di arah Relayer. Saat ini, Relayer masih bergantung pada spesifikasi yang diajukan untuk membangun, Ethereum bergantung pada pihak ketiga untuk menyediakan PBS, yang tidak akan menjadi solusi jangka panjang, sehingga saat ini komunitas Ethereum juga sedang menjajaki untuk memasukkan PBS ke dalam tingkat protokol.

Proposer

Untuk Proposer, algoritma secara acak memilih sekelompok komite dari semua validator, dan dalam setiap slot, memilih seorang block proposer. Block proposer itu sendiri memiliki kemampuan untuk mengeksekusi beban, namun karena proposernya secara alami ingin mengalihdayakan bagian ini, hal ini dapat menyebabkan kolaborasi vertikal antara Builder dan Proposer, sementara Relayer terkait berharap untuk bertindak sebagai titik tengah dari cara ini, untuk mengurangi kolaborasi vertikal yang disebabkan oleh komunikasi langsung antara keduanya. Karena sekarang semua berada di dalam pool penambangan sebagai pool validator, namun 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 dari blok DEFI di belakangnya, sehingga pool validator juga berada dalam tren yang lebih terpusat.

Pangsa pasar validator, Sumber gambar: mevboost

Sebuah proyek saat ini menguasai sekitar 28,7% pangsa pasar, bursa lainnya menempati posisi kedua dan ketiga. Di masa lalu tidak secara aktif