闇の森を照らす: MEVの神秘のベールを剥がす

イーサリアムチェーン上の活動の急増とインフラの進化に伴い、MEVは常にダークフォレストの中で最も危険な部分と見なされており、ユーザーのチェーン上取引の利益と体験に直接影響を与えています。本稿は、Ethereum 2.0のブロック生成メカニズムと提案者-ビルダー分離(PBS)技術に基づいて、このメカニズムがもたらす中央集権化と信頼問題とイーサリアムの価値観の矛盾を分析することを目的としています。

MEVは確かに二刀流の剣であり、正の効果にはDEXの価格差の縮小や清算の支援が含まれます。負の影響は主にユーザーのサンドイッチ取引に対する損害です。したがって、MEVの解決策は主に負の影響を軽減することに焦点を当てており、根本的な解決を目指しているわけではありません。現在、主に三つの対策があります: 競売メカニズムの改善、コンセンサス層、アプリケーション層です。これらの対策はMEVの構造にさまざまな程度で影響を与えますが、一部はサンドイッチ攻撃の問題を根本的に解決することができません。将来的には、ユーザーの取引プライバシーを保護するために、さらなるプライバシープール技術を導入する必要があります。

さらに、MEVは避けられないメカニズムの副産物として、将来的にはさらに複雑になるでしょう。Layer2やEIP-4337アカウント抽象などの新しい取引タイプの実装は、より多くのMEV技術的課題と機会をもたらす可能性があります。

この記事では、MEVの悪影響を緩和するための潜在的なソリューションについて探討し、現在のMEVソリューションの利点と欠点を包括的に分析し、将来の研究にインスピレーションを与え、この暗い森を照らすことを希望しています。

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イーサリアム2.0

The Merge後、イーサリアムはPOSメカニズムを採用してネットワークの安全性を確保し、計算集中型の競争を放棄しました。合併後のイーサリアムは、実行層と合意層に分かれています。ブロックの生成も変化し、各Epochは1つのPOSサイクルで、32の12秒のSlotを含みます。

ネットワークは各エポックでランダムにバリデーター委員会を選出し、その中からランダムにブロック提案者を選び、取引をパッキングして順序を付け、ブロックを生成します。他のバリデーターは監視投票を行います。委員会は毎エポックごとに再選出されます。効率を確保するために、操作時間制限も設けられています。ここでのペイロードは実行負荷を指し、取引の状態変更であり、ブロックの一部として実行されます。ブロック提案者は実行負荷を実施し、ブロックを提案する責任があります。

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PBSアーキテクチャ

実際、バリデーターがブロック提案者に選ばれると、しばしばペイロードを実行することを嫌がります。なぜなら、それには膨大な計算能力が必要だからです。本来、分散型委員会の選挙を通じて取引の順序を分散化することが想定されていましたが、バリデーターはこれを第三者に任せ、自分はブロックの提案に専念する傾向があります。これにより、PBSの構想が生まれ、ブロックの提案と構築を分離し、提案者はブロックを検証するだけの責任を負うことになります。

これはオープンマーケットを促進し、提案者はビルダーからブロックを取得できます。ビルダーは互いに競争してブロックを構築し、提案者に最高の手数料を提供します。つまり「ブロックオークション」です。

PBSプロセス: ユーザーはRPCプロキシを介してトランザクションを公開Mempoolに提出し、複数のBuilderが最適なトランザクションの順序を見つけて利益を最大化するブロックを生成し、MEV-Boost RelayerとProposerとやり取りします。Relayerは複数のBuilderの見積もりを集約し、Proposerにブロックヘッダーと見積もりを提出し、Proposerは通常、最高の見積もりを選択します。RelayerはMEVBoost規格を実現し、BuilderとProposerの入札を規制します。全体のプロセスは情報が密閉されており、Relayerはブロックヘッダーのみを提出し、Proposerの検閲耐性を保証します。

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PBSの参加者とゲーム

主なプレーヤーは、Builder、Relayer、Proposer、MEVbot(Searcher)です。

ビルダー

ビルダーはブロックの内容を構築する責任があり、MEV-Boost技術により、入札においてより有利になります。ビルダーは直接取引を審査することができ、これは特にアメリカのOFACが公表した後に批判されてきました。最近、ブロックの審査割合は減少しましたが、ビルダーは構築プロセスにおいて依然として直接的な審査の役割を果たしています。

現在の市場シェアを見ると、審査不要のbeaverbuild.orgは徐々にシェアを拡大しており、すべてが利益重視で進んでいます。

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サーチャー

利益の最大化にはSearcherとBuilderの共同努力が必要です。Searcherは特定のBuilderと協力してDark PoolまたはPrivate Poolを形成することがよくあります。理論的には、Builderが悪事を働く場合、Searcherは他のBuilderを選択できるため、市場シェアが低下します。したがって、Builderは悪事を働くことの隠れたコストを考慮します。MEVの利益は、市場の変動が顕著な場合、当日のGasの利益の2倍に達することもあります。

SearcherはCEX-DEXアービトラージと純粋なオンチェーンの2種類に分かれます。WintermuteはCEX-DEXアービトラージで第一位を占めています。純粋なオンチェーンMEVはスタジオ化の傾向があり、jaredfromsubway.ethは37.2%の市場シェアを占めており、サンドイッチ攻撃に特化しています。Builderとの関係が密接なため、多くのSearcherはエコシステムへの影響力を維持するために、上位3名のBuilderにのみ注文フローを送信します。

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リレイヤー

リレイヤーは集合入札を担当し、プロポーザーにブロックヘッダーと価格を提出します。プロポーザーが署名した後、リレイヤーはすべての取引内容を解放します。リレイヤーは経済的インセンティブのない第三者として大きな信頼を得ていますが、潜在的なリスクが存在します。歴史的に、プロポーザーが2000万ドルを超えるMEVを引き出す原因となる脆弱性が発生したことがあります。修正可能ではありますが、リレイヤーは依然として悪意を持ってMEVを盗む可能性があります。

市場シェアは、単純なMAX ProfitのBuilderがMerge以降徐々に拡大していることを示しており、人為的にMEVをコントロールすることは不可能のようです。Relayerは経済的インセンティブがない問題に直面しており、Blocknativeはこの方向から撤退しました。現在はFlashbotsのMEVBoost規範に依存していますが、長期的に第三者にPBSを提供させるのは良策ではありません。イーサリアムコミュニティはPBSをプロトコルレベルに組み込むことを探求しています。

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プロポーザー

Proposerは、実行負荷能力を備え、アウトソーシングを好む検証者からランダムに選ばれ、Builderとの垂直的な協力を容易にします。MEV-boostのRelayerは、直接のコミュニケーションを減少させる中間点として機能したいと考えています。現在のマイニングプールは検証者プールとして機能しており、特にLSDのリリースによりステーキングトークンの潜在能力が強化され、資本効率が向上し、検証者プールは集中化の傾向を示しています。

Lidoは28.7%の市場シェアを占め、CoinbaseとEther.fiがそれに続いています。過去にMEV-BOOST PBSが実施されていなかった時、ProposerはBuilderのタスクを担当する必要がありましたが、大多数は取引の順序実行能力を放棄し、実行負荷を外注していました。

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ユーザー

ユーザーは全体のアーキテクチャの中で最も弱い立場にあり、取引はMempoolに投入され、MEVボットが利益を得る。しかし、これは全て悪いことではなく、DEXではMEVボットがアービトラージを通じてスリッページや価格差を軽減できる。そのため、MEVには正の外部性と負の外部性が存在し、分けて議論する必要がある。

MEVbotによる監視被害を避けるために、多くのRPCノードプロバイダーはユーザーが取引を非公開のMempoolに配置するのを支援しています。OFAのような新しい方法は、ユーザーにMEVの利益を補償するための注文フローオークションを通じて行われます。現在、プライベート注文フローを使用しているユーザーの割合はわずか10%であり、主な理由は教育コストが高く、操作が複雑だからです。

サマリー

現在のPBSアーキテクチャの下で、MEV-BOOSTの導入により、利益最大化の密封競売入札メカニズムがBuilderとSearcherの徐々な協力を引き起こし、集中化の傾向が顕著になっています。POSもValidatorの集中化をもたらし、MEV産業チェーンの各段階が集中化に向かっています。これにより、複数の信頼の問題が引き起こされています。これはイーサリアムの非中央集権、非信頼化のビジョンに反しています。コミュニティは集中化を軽減するための3つの提案について議論しています。

1. FlashbotのSUAVEテクノロジーは、トランザクションの透明性を高め、SearcherのBuilderの信頼しきい値を下げます。

2.現在のPBSの代わりにEnshrined PBSを使用して、Relayerへの依存を排除します。

3. 分散型AVSとしてSSVを採用し、Lidoはその提携を結びました。

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MEVの現状

現在、チェーン上の主なMEVはアービトラージ、サンドイッチ攻撃、清算などです。アービトラージの利益が最大で、過去30日間の統計で260万ドルの利益が得られました。単一の取引の平均利益は0.8ドルで、過去30日間のイーサリアムチェーン上のサンドイッチ攻撃の利益は約88万ドルです。

MEVには正負の外部効果があります。正の効果にはDEXの価格差の縮小や清算の助けがありますが、負の効果は主にユーザーの夹层取引に対する損害です。現在のチェーン上の料金メカニズムの下で、MEVのアービトラージ機会が増えると、Gas料金が短期間で急上昇し、ユーザーエクスペリエンスに影響を与えます。

PBSやPOSアーキテクチャがMEVや中央集権の問題を引き起こすだけでなく、Layer2の移行もクロスチェーンMEVの問題を派生させます。

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レイヤー 2 アーキテクチャ設計の潜在的な MEV の複雑さ

今後、大規模なオンチェーンアービトラージ活動は、より複雑なマルチチェーンクロスチェーンMEVに移行するでしょう。Layer2は主にソーターの改善を対象としており、取引のソートと実行を担当しています。クロスチェーンブリッジはLayer2間のクロスチェーンに不可欠であり、SearcherはLayer2間の流動性の断片化を緩和するのに役立ちますが、現時点では効果は顕著ではなく、主にクロスチェーンブリッジの体験と安全性、および異なるファイナリティによって戦略のカスタマイズが複雑になります。

EIP-4337の###潜在的なMEV

EIP-4337はアカウント抽象化と新しいトランザクションタイプを導入し、MEVの状況を大きく変えることになります。新しいUser OperationトランザクションタイプがMempoolに追加され、Bundlerが通常のトランザクションにパッケージ化します。一度public poolに入ると、Searcherによって監視されます。BundlerはBuilderに似ており、Searcherと協力してUser Operationを再配置し、MEVを取得することができます。異なるチェーン上でUser Operationの仕様は異なる可能性があり、クロスチェーンMEV技術のハードルをさらに高めます。

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MEV緩和の探索の方向性

過去、EthereumエコシステムはPBSをFlashbotsに外注して実現しており、その最新の評価は10億ドルです。しかし、Relayerは経済的利益がなく、ハードルが高いため、Blocknativeはこの方向性を放棄しました。信頼性の低下とインセンティブの問題を解決するために、Ethereumはe-PBSプロトコルレベルの改善を検討しており、第三者のmevboostのRelayerに依存しないようにしています。

MEVは根本的に解決が難しいようで、エコシステムの複雑さの向上と情報の非対称性の必然的な産物です。イーサリアムはプロトコルのレベルでMEVを一度に切断することはできず、むしろその悪影響を軽減し、正の作用を強化することが目的です。多くのプロジェクト、コミュニティメンバー、開発者、VCが潜在的な解決策を探求しており、主にプロトコル、アプリケーション、オークションメカニズムの3つの方向から取り組んでいます。

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スバエ

SUAVEはFlashbotsが提案したMEVの悪影響を改善するためのプランで、MEVを分散化し、透明性を持たせることを目的としています。新しいブロックチェーンSUAVEを構築し、EVMスマートコントラクトをサポートするMEVM仮想マシンを内蔵しています。EVMに基づくMEVスマートコントラクトの開発を支援する開発ツールがあり、集中型のMEVインフラを分散型ブロックチェーン上のスマートコントラクトに変換し、MEVアプリケーションの作成のハードルを下げ、メカニズム間の競争を増やし、分散化と透明性をもたらします。

SUAVEは、分散型ソーティングマシンおよび意図認識マシンとして機能し、チェーン上のProposerに提出され、最終的にイーサリアムで決済されます。実行ノードはオフチェーンで実行され、信頼できる実行環境またはゼロ知識証明を採用しています。ユーザーは意図取引を使用し、SUAVEに解析を任せて透明なMEVを最大化し、スマートコントラクト間のMEVオークションを通じて負の影響を軽減します。Paradigmのアプリケーション税に関する記事に基づいて、MEVボットにアプリケーション税を課すことは、SUAVEでの実施にも適しています。

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オファ

OFA(オーダーフローオークション)改善されたオークションメカニズム:

1. 注文開始者は注文をOFAに送り、OFAは情報の一部を選択的に開示します。

2. 入札者が価格を提示し、情報を取得して支払い価格を提案し、その後、注文フローに対してMEVを行います。

3. プライベートオーダーフローは入札者のみが見ることができ、市場競争を導入してMEVの透明性を高め、ユーザーの損失を減少させます。

現在、Oに基づく複数の