Освещая темный лес: раскрывая тайну MEV

С учетом резкого увеличения активностей в цепочке, а также эволюции и обогащения инфраструктуры на блокчейне, MEV в цепочке всегда рассматривался как одна из самых опасных частей темного леса Ethereum, что напрямую приводит к потерям прибыли и ухудшению пользовательского опыта в финансовых активностях на блокчейне. Цель данной статьи «Освещение темного леса» заключается в том, чтобы на основе механизма генерации блоков Ethereum 2.0 и технической эволюции разделения предложителей и строителей (PBS) акцентировать внимание на проблемах естественной централизации и доверия, которые возникают в результате данной системы, и на том, как это противоречит ценностям Ethereum.

Эскалация MEV на блокчейне действительно является двусторонним мечом, имеющим свои положительные и отрицательные внешние эффекты. Положительные включают в себя снижение ценовых различий на DEX, помощь в ликвидации сделок; отрицательные включают в себя ущерб от сэндвич-торговли для пользователей. Таким образом, 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 решения текущих проблем с доверенными третьими сторонами, такими как промежуточные Relayer, мы в основном делим меры на три категории: улучшение механизмов аукциона, улучшение уровня консенсуса, улучшение уровня приложений. Эти три улучшения в той или иной степени повлияют на современную картину MEV, однако некоторые решения не могут существенно решить проблему с сэндвич-атаками, с которой сталкиваются пользователи, так как сделки пользователей по-прежнему находятся в публичном пуле. Поэтому необходимо внедрение большего количества технологий приватных пулов для защиты опциональной конфиденциальности сделок пользователей, и эти решения MEV стоит попробовать объединить.

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

Наконец, мы надеемся в этой статье исследовать потенциальные решения проблемы снижения негативных внешних проявлений MEV и всесторонне осветить плюсы и минусы текущих MEV-решений, не только для того, чтобы осветить темный лес, в котором находятся пользователи в будущем, но и для того, чтобы осветить темный лес для исследователей в этой области для дальнейшего изучения MEV.

Эфириум 2.0

С тех пор как состоялся The Merge, Ethereum перешел на механизм POS для обеспечения безопасности сети, одновременно отказавшись от вычислительно емкой конкуренции в производстве блоков и выбрав доказательство доли (PoS). После слияния Ethereum был разделен на исполнительный уровень и уровень консенсуса. Изменился и процесс производства блоков, каждый Epoch представляет собой цикл PoS, а каждый Epoch делится на 32 слота, каждый слот соответствует единице времени для создания блока, равной 12 секундам.

Схема предложенного блока валидатором

Вся сеть будет каждый Epoch случайным образом выбирать комитет из валидаторов, предлагающий блок будет случайно выбран из членов комитета, этот предлагающий блок должен упаковать транзакции и отсортировать их для выполнения, в конечном итоге создать блок, другие валидаторы комитета будут контролировать этот процесс, а затем голосовать за этот блок. И этот комитет будет переизбираться после каждого Epoch. В то же время на него накладываются определенные временные ограничения для операций, чтобы обеспечить эффективность генерации блоков и голосования. Здесь мы для читателей стандартизируем терминологию, Payload — это выполняемая нагрузка, означающая изменение состояния транзакции, которую можно рассматривать как часть выполнения блока. Предлагающий блок будет осуществлять выполнение нагрузки (Execution Payload, что означает реализацию изменения состояния результата транзакции ) и предложение блока.

Архитектура PBS

На самом деле, когда валидатор выбирается в качестве предложителя блока, предложитель часто не имеет стимула выполнять полезную нагрузку, то есть сортировать и выполнять транзакции, поскольку это требует значительных вычислительных ресурсов для выполнения изменений состояния. Первоначально мы думали, что если мы выберем децентрализованный комитет, и если мы включим выполнение полезной нагрузки, то сортировка транзакций и т.д. станет децентрализованным процессом. Однако валидаторы, похоже, естественным образом хотят передать эту часть работы третьей стороне, а сами предложители сосредоточены на предложении блока. Таким образом, возникла концепция PBS, которая заключается в разделении предложения блока и его построения: предложители блоков отвечают только за проверку блока и не участвуют в его построении. Разделение между предложителями и строителями способствует созданию открытого рынка, на котором предложители блоков могут получать блоки от строителей блоков. Эти строители конкурируют друг с другом за создание блоков и предлагают предложителям наивысшую плату, которую мы называем "аукцион блоков".

Схема процесса PBS

Мы кратко представим всю модель первой аукционной схемы PBS(Proposer Builder Seperate). Когда пользователи отправляют транзакции через RPC-прокси, RPC фактически выполняет функцию узла, отправляя транзакцию в публичный Mempool. Несколько Builder выбирают самые подходящие транзакции для сортировки с целью создания блока с максимальной прибылью(, где максимизация прибыли подразумевает сборы за транзакции Base+Priority+MEV). Затем несколько Builder взаимодействуют с Proposer через платформу Relayer, которая является мостом для взаимодействия между несколькими Builder и Proposer. Builder отправляет свои предложения Relayer, а Relayer передает Proposer несколько заголовков блоков и соответствующие предложения. Proposer обычно принимает блок с наивысшим предложением. При этом Relayer реализует стандарты, которые являются техническими нормами для регулирования взаимодействия Builder и Proposer в процессе аукциона. На протяжении всего процесса вся информация остается закрытой, Relayer будет отправлять только заголовки блоков Proposer, что обеспечивает Proposer устойчивость к цензуре.

Участники и игра в PBS

Основные участники: Builder, Relayer, Proposer, поиск (Searcher).

Строитель

Builder в основном отвечает за создание содержимого блоков, и после использования соответствующих технологий он находится в более выгодном положении на аукционе, так как поддерживает не только Gas Fees, но и доходы от MEV. Builder может напрямую проверять транзакции пользователей и поисковиков, что всегда подвергалось критике, особенно после того как правительство США обнародовало OFAC, множество Builder приняли участие в соблюдении OFAC. Хотя доля проверок блоков в последнее время снизилась по сравнению с началом, мы видим, что в процессе создания блоков у Builder есть прямая роль в проверке транзакций.

Доля блоков, соответствующих требованиям OFAC, источник: MEV Watch

Доля рынка Builder, источник изображения: MEV Watch

С текущей долей рынка Builder, некоторые чисто безрецензионные Build постепенно увеличивают свою долю на рынке, все ориентировано на прибыль.

поисковик

Соотношение доходов от MEV и доходов от Gas Fees, источник графики: mevboost

По сути, работа по максимизации прибыли требует совместных усилий поисковиков и строителей. Поисковики часто сотрудничают с определенными строителями, в результате чего образуется темный пул или частный пул, в котором сделки поисковика видны только определенному строителю. Некоторые строители получают максимизированные прибыльные MEV-сделки и, следовательно, делают ставки на блок-пространство. Теоретически, если строитель ведет себя недобросовестно или осуществляет цензуру, то поисковик может выбрать других строителей, что приведет к постепенному снижению рыночной доли строителей. Таким образом, будучи зависимыми от поисковиков, строители часто учитывают скрытые издержки недобросовестного поведения. На вышеуказанном изображении показаны доходы от MEV и ежедневного газа, видно, что доходы от MEV, которые вносят поисковики, в условиях значительных колебаний рынка могут в два раза превышать дневные доходы от газа.

Для поисковых систем разделяются на CEX-DEX( арбитраж вне цепочки ) и DEX, мандаты, ликвидации, две большие категории ( чисто на цепочке ).

Доля рынка поисковых систем, источник изображения: Searcherbuilder

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

Доля рынка поисковых систем, источник изображения: Searcherbuilder

Что касается чисто цепочечных возможностей MEV, наблюдается постепенная тенденция к формированию студийного подхода, при этом доля рынка определенного адреса составляет поразительные 37,2%. Он специализируется на сэндвич-атаках на пользователей цепочки Ethereum и однажды стал пользователем с наибольшим потреблением газа на цепочке, 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 оценкам, соответствует примерно 175 миллионам долларов на основе стоимости исполнения этих сделок. Из-за тесной связи между поисковиками и строителями на практике многие поисковики отправляют свой поток заказов первым трем строителям; на самом деле можно было бы транслировать всех строителей, но некоторые небольшие строители могут разделить поток заказов поисковиков, что приводит к неэффективности стратегии MEV поисковиков и, следовательно, к риску убытков. Кроме того, привязка к строителям также может помочь им поддерживать влияние в экосистеме.

Релеер

Доля рынка Relay, источник изображения: mevboost

Релейер отвечает за сбор заявок, а затем в качестве промежуточной станции передает Предложителю заголовок блока и цену на аукцион блока, при этом Предложитель не знает деталей транзакций в блоке. Как только Предложитель выбирает и подписывает заголовок блока, Релейер освобождает все содержимое транзакций для Предложителя. Мы обнаружим, что Релейер в этом процессе выступает как третья сторона без экономических стимулов и получает огромное доверие; Строитель полагается на Предложителя для определения цен, а Предложитель полагается на цены Релейера и содержание блока. В истории также возникали аналогичные проблемы, у некоторого Релейера была потенциальная уязвимость, что привело к тому, что Предложитель извлек более 20 миллионов долларов MEV. Хотя эти уязвимости можно исправить, сам Релейер все равно может выбрать злонамеренные действия и украсть MEV.

График тренда доли рынка, источник графика: mevboost

На изображении показана доля рынка Relayer. Мы увидим, что рыночная доля Builder, работающего исключительно на MAX Profit, постепенно увеличивается с момента Merge. Таким образом, в свободном рынке невозможно искусственно контролировать MEV через Builder.

В то же время Relayer также сталкивается с проблемой отсутствия экономических стимулов. Поэтому одна компания также вышла из разработки в направлении Relayer. В настоящее время Relayer строится на основе предложенных спецификаций, Ethereum полагается на третьи стороны для предоставления PBS, что не является долгосрочным решением, поэтому в настоящее время сообщество Ethereum также исследует возможность включения PBS на уровне протокола.

Предложитель

Для Предложителя алгоритмически выбирается группа комитета из всех валидаторов, и в каждом слоте выбирается предложитель блока. Сам предложитель обладает способностью выполнять нагрузку, но поскольку предложитель естественным образом хочет передать эту часть на аутсорсинг, это может привести к вертикальному сотрудничеству между Строителем и Предложителем. Связанный Релеер надеется стать посредником в этом процессе, чтобы уменьшить вертикальное сотрудничество и сговор, возникающие из-за прямого общения между ними. В настоящее время все находятся в пуле майнеров как пуле валидаторов, но этот пул майнеров и пул валидаторов LSD обладают сильным эффектом масштаба, особенно с появлением LSD, который высвобождает потенциал первоначально заложенных токенов, повышает капитальную эффективность, и влияние DEFI-структур за его пределами, что приводит к большей концентрации пула валидаторов.

Доля рынка валидаторов, источник изображения: mevboost

Некоторые проекты в настоящее время занимают около 28,7% рынка, другие биржи занимают второе и третье места. В прошлом не активно занимались.