Освітлення темного лісу: зняття завісу з MEV

З ростом активності в ланцюзі та еволюцією й збагаченням інфраструктури в ланцюзі, MEV в ланцюзі завжди вважалася найбільш небезпечною частиною темного лісу Ethereum, що безпосередньо призводить до втрати прибутку та погіршення досвіду користувачів в їхніх фінансових активностях в ланцюзі. Мета цієї статті "Освітлення темного лісу" полягає в тому, щоб зосередитися на аналізі проблеми природної централізації та довіри, яка виникає внаслідок механізму генерації блоків Ethereum 2.0 та технологічного розвитку відокремлення пропонента і будівельника (PBS), що має абсолютно протилежну реальність до цінностей Ethereum.

Загострення MEV на блокчейні дійсно є двосічним мечем, має свої позитивні та негативні зовнішні ефекти. Позитивні включають зменшення різниці цін на DEX, допомогу в ліквідації угод; негативні включають шкоду від перекриття угод для користувачів. Отже, рішення для MEV більше спрямовані на зменшення негативних зовнішніх ефектів, а не на їх повне усунення. У процесі дослідження механізмів для зменшення негативних зовнішніх ефектів MEV та вирішення сучасних проблем з довірою до посередників Relayer, основні заходи поділяються на три категорії: поліпшення механізму аукціону, поліпшення рівня консенсусу, поліпшення прикладного рівня. Ці три вдосконалення різною мірою вплинуть на сучасний ландшафт MEV, але частина рішень не може суттєво вирішити проблему атак на сандвіч, з якою стикаються користувачі, оскільки угоди користувачів все ще знаходяться в публічному пулі. Тому необхідно впровадити більше технологій приватних пулів для захисту виборчої конфіденційності угод користувачів, і ці рішення MEV варто спробувати об'єднати.

Крім того, MEV як неминучий побічний продукт механізму проектування в майбутньому стане ще більш складним. Ми також досліджували в статті можливі технічні виклики та можливості для MEV у зв'язку з впровадженням нових типів транзакцій, таких як архітектура Layer2, абстракція облікових записів EIP-4337.

Насамкінець, ми сподіваємося, що цією статтею ми зможемо дослідити потенційні рішення для пом'якшення негативних зовнішніх ефектів MEV, а також надати всебічне усвідомлення переваг і недоліків поточних MEV-рішень, не лише для того, щоб освітити темний ліс, в якому перебувають користувачі в майбутньому, але й для освітлення темного лісу подальших досліджень MEV для дослідників в галузі.

Ethereum 2.0

Відтоді, як відбувся The Merge, Ethereum перейшов на механізм POS для забезпечення безпеки мережі, одночасно відмовившись від ресурсомісткої конкуренції у видобутку блоків і перейшовши на доказ володіння. Після злиття Ethereum було поділено на виконавчий шар та шар консенсусу. Вся система видобутку блоків також змінилася, кожен Epoch є одним циклом POS, кожен Epoch поділяється на 32 слоти, кожен слот відповідає одиниці часу для видобутку блоку, що складає 12 секунд.

Схема блоку пропозицій валідатора

Уся мережа кожного епохи випадковим чином обирає комітет з валідаторів, пропозиція блоку робиться випадково обраним учасником цього комітету. Пропонент блоку повинен упакувати транзакції та виконати їх у певному порядку, в результаті чого буде створено блок, а інші валідатори комітету контролюватимуть цей процес і голосуватимуть за блок. Цей комітет буде перепризначено після кожної епохи. Також накладаються певні часові обмеження на операції, щоб забезпечити ефективність створення блоків і голосування. Тут ми уточнюємо терміни для читачів: Payload - це виконавче навантаження, що означає зміни стану транзакцій, його можна вважати частиною виконання блоку. Пропонент блоку реалізує виконавче навантаження ( Execution Payload, що означає реалізацію змін стану результатів транзакцій ) і пропозицію блоку.

Архітектура PBS

Насправді, коли валідатор обирається на роль пропонента блоку, часто пропонент не має мотивації виконувати Payload, тобто впорядковувати транзакції та виконувати їх, оскільки це потребує значних обчислювальних потужностей для виконання зміни стану. Спочатку думалося, що якщо ми оберемо децентралізовану комісію, включивши виконання навантаження, то впорядкування транзакцій стане децентралізованим. Але валідатори, здається, природно прагнуть передати цю частину третій стороні, а самі пропоненти зосереджуються на пропозиції блоку. Таким чином виникла ідея PBS, яка полягає в розділенні пропозиції блоку та створення; пропоненти лише відповідають за перевірку блоку і не беруть участі у його створенні. Розділення між пропонентами та будівельниками сприяє відкритому ринку, на якому пропоненти блоків можуть отримувати блоки від будівельників. Ці будівельники змагаються один з одним у створенні блоків і пропонують пропонентам найвищі збори, що ми називаємо "аукціоном блоків".

Схема процесу PBS

Ми коротко представимо всю модель першого аукціону PBS(Proposer Builder Seperate). Коли користувач подає транзакцію через RPC-代理, RPC фактично виконує роль вузла, який подає транзакцію до публічного Mempool, де кілька Builder знаходять найбільш підходящі транзакції для сортування з метою створення блоку з максимізацією прибутку(. Максимізація прибутку означає комісії за транзакцію Base+Priority+MEV), після чого кілька Builder взаємодіють з Proposer через певну торгівельну платформу Relayer. Relayer є мостом між кількома Builder і Proposer, де Builder подає свої пропозиції Relayer, а Relayer відправляє Proposer кілька заголовків блоків та відповідні пропозиції. Proposer, як правило, приймає пропозицію з найвищим заголовком. При цьому Relayer реалізує специфікацію, яка є технічною специфікацією для регулювання взаємодії Builder і Proposer під час аукціонів. У цьому процесі вся інформація є закритою, Relayer лише подає заголовки блоків Proposer, тому Proposer має антикорупційні властивості.

Учасники та ігри в рамках PBS

Його основними учасниками є Builder, Relayer, Proposer, пошуковик (Searcher).

Будівельник

Builder в основному відповідає за створення вмісту блоків, використовуючи відповідні технології, він займає більш вигідну позицію в торгах, оскільки підтримує не лише Gas Fees, але й MEV доходи. Builder має можливість безпосередньо перевіряти транзакції користувачів та пошуковиків, що завжди критикувалося, особливо після того, як уряд США оголосив про OFAC, багато Builder взяли участь у OFAC Compliant. Порівняно з початковим етапом, хоча частка перевірки блоків нещодавно знизилася, ми можемо бачити, що в процесі створення блоків Builder має прямий вплив на перевірку транзакцій.

Пропорція блоків відповідно до OFAC, джерело: MEV Watch

Частка ринку Builder, джерело малюнка: MEV Watch

З огляду на поточну частку ринку Builder, деякі чисті безперевірені Build поступово розширюють свою частку ринку, все орієнтоване на прибуток.

пошуковик

Пропорція доходів від MEV до доходів від Gas Fees, джерело графіки: mevboost

По суті, робота з максимізації прибутку вимагає спільних зусиль пошуковиків та Builder. Пошуковики часто співпрацюють з певними Builder, що призводить до формування Dark Pool або Private Pool, де угоди пошуковиків видно лише певним Builder. Деякі Builder отримують угоди MEV з максимізованим прибутком, а потім конкурують за блоковий простір. Теоретично, якщо Builder чинить зло або проводить цензуру, пошуковик може вибрати інших Builder, що призведе до поступового зниження частки ринку Builder. Тому, підпорядковані пошуковикам, Builder часто враховують приховані витрати злочинних дій. На зображенні наведено прибуток від MEV та щоденного Gas, можна побачити, що внесок пошуковика в прибуток MEV в умовах значних коливань ринку може перевищувати щоденний прибуток від Gas у два рази.

Щодо пошуковика, він поділяється на CEX-DEX( арбітраж поза ланцюгом) та дві основні категорії DEX, мезонін, ліквідація( чисто на ланцюгу).

Частка ринку пошукових систем, джерело зображення: Searcherbuilder

Наразі певна компанія займає перше місце за часткою ринку арбітражних торгів між CEX та DEX.

Частка ринку пошукових систем, джерело зображення: Searcherbuilder

Щодо чистих MEV-можливостей на блокчейні, спостерігається поступова тенденція до формування студій, де певна адреса займає вражаючі 37.2% ринкової частки, спеціалізуючись на сандвіч-атаках на користувачів Ethereum, ставши одночасно найбільшим споживачем газу на блокчейні, приблизно витрачаючи 1.5% газу за весь день. З лютого 2023 року по червень 2024 року цей бот витратив загалом 76,916 ETH, що за оцінками вартості транзакцій становить близько 175 мільйонів доларів. Оскільки пошуковики тісно пов'язані з Builder, у практиці багато пошуковиків надсилають свій потік замовлень трьом найкращим Builder, хоча насправді їх можна було б транслювати всім Builder. Проте деякі маленькі Builder можуть розділити потік замовлень пошуковика, що призводить до неефективності стратегії MEV пошуковика та, відповідно, до ризику збитків. Крім того, прив'язка до Builder також може допомогти їм зберігати вплив у екосистемі.

Релейер

Частка ринку Relay, джерело зображення: mevboost

Relayer відповідає за збір аукціону, а потім як проміжна ланка передає Proposer заголовок блоку та ціну аукціонного блоку, при цьому Proposer не знає деталей транзакцій у блоці. Як тільки Proposer вибирає та підписує заголовок блоку, Relayer випускає весь вміст транзакцій для Proposer. Ми помічаємо, що Relayer в даному випадку виступає як третя сторона без економічного стимулу, отримуючи величезну довіру; Builder покладається на Poposer для подачі цін, а Proposer покладається на ціну Relayer та вміст блоку. В історії також траплялися подібні проблеми, один з Relayer мав потенційну уразливість, що призвела до того, що Proposer вилучив понад 20 мільйонів доларів MEV. Хоча ці вразливості можуть бути виправлені, сам Relayer все ще може вибрати злочинну поведінку і вкрасти MEV.

Графік тенденцій частки ринку, джерело графіка: mevboost

На малюнку наведено ситуацію з часткою ринку Relayer. Ми можемо помітити, що частка ринку Builder, який працює виключно на MAX Profit, поступово зростає з моменту Merge. Таким чином, у вільному ринку неможливо штучно контролювати MEV через Builder.

Одночасно Relayer стикається з проблемою відсутності економічних стимулів. Тому деяка компанія також вийшла з напрямку розробки Relayer. Наразі Relayer повністю залежить від запропонованих специфікацій, Ethereum покладається на сторонні рішення для надання PBS, що ніколи не є довгостроковим рішенням. Тому в даний час спільнота Ethereum також досліджує можливість інтеграції PBS на рівні протоколу.

Пропозиція

Для Пропозера, алгоритмічно випадковим чином обираючи групу комітету серед усіх валідаторів, а також обираючи одного блок-пропозера в кожному слоті, сам блок-пропозер має здатність виконувати навантаження. Але оскільки пропозер природно хоче делегувати цю частину, це може призвести до вертикальної співпраці між Будівельником і Пропозером, а відповідні Релейери сподіваються стати посередником у цьому процесі, щоб зменшити прямі комунікації між ними, що призводять до вертикальної змови. Оскільки зараз всі знаходяться в пулі майнінгу як пулі валідаторів, але цей пул майнінгу та пул валідаторів LSD мають дуже сильний ефект масштабу, особливо з появою LSD, що звільняє потенціал раніше заблокованих токенів, підвищуючи капітальну ефективність, а також вплив будівель DEFI за їх спиною. Пул валідаторів перебуває у ще більшій централізованій тенденції.

Частка ринку валідаторів, джерело зображення: mevboost

Якийсь проєкт наразі займає приблизно 28,7% ринкової частки, інші біржі займають друге та третє місце. В минулому не було активних дій.