Освещение темного леса: раскрытие тайны MEV

С ростом активности на цепочке Ethereum и развитием инфраструктуры, MEV продолжает рассматриваться как самая опасная часть темного леса, непосредственно влияющая на прибыль и опыт пользователей от ончейн-транзакций. Эта статья направлена на анализ централизованных и доверительных проблем, возникающих в результате механизма генерации блоков Ethereum 2.0 и технологии разделения предложителя и строителя (PBS), а также на противоречия между этими проблемами и ценностями Ethereum.

MEV действительно является двусторонним мечом, положительные аспекты включают уменьшение арбитража на DEX и помощь в ликвидации; негативное влияние в основном заключается в ущербе от промежуточной торговли для пользователей. Поэтому решения по MEV больше направлены на смягчение негативных последствий, чем на их искоренение. В настоящее время существует три основные меры: улучшение механизма аукциона, уровень консенсуса и уровень приложения. Эти решения в той или иной степени повлияют на структуру MEV, но некоторые из них не могут полностью решить проблему сэндвич-атак. В будущем необходимо внедрить больше технологий приватных пулов для защиты конфиденциальности сделок пользователей.

Кроме того, MEV как неизбежный побочный продукт механизма в будущем станет еще более сложным. Реализация новых типов транзакций, таких как Layer2, абстракция аккаунтов EIP-4337 и другие, может привести к новым техническим вызовам и возможностям в области MEV.

В статье рассматриваются потенциальные решения по смягчению негативного влияния MEV, проводится всесторонний анализ преимуществ и недостатков текущих решений MEV, с надеждой вдохновить будущие исследования и осветить этот темный лес.

Эфириум 2.0

После слияния Ethereum перешел на механизм POS для обеспечения безопасности сети, отказавшись от вычислительно интенсивной конкуренции. После слияния Ethereum разделился на уровень исполнения и уровень консенсуса. Также произошли изменения в производстве блоков, каждый Epoch представляет собой один цикл POS, содержащий 32 слота по 12 секунд.

Сеть случайным образом выбирает комитет валидаторов на каждом эпохе, из которого случайным образом выбирается инициатор блока, ответственный за упаковку и сортировку транзакций, а также создание блока. Комитет пересматривается каждый эпоху. Для обеспечения эффективности также установлены временные ограничения на операции. Здесь Payload означает выполняемую нагрузку, то есть изменения состояния транзакций, которые являются частью выполнения блока. Инициатор блока отвечает за реализацию выполняемой нагрузки и предложение блока.

Архитектура PBS

На самом деле, когда валидатор выбирается в качестве предложителя блока, он часто не хочет выполнять Payload, так как это требует значительных вычислительных ресурсов. Изначально планировалось достичь децентрализации сортировки транзакций через выборы в децентрализованном комитете, но валидаторы склонны передавать это третьим лицам, сосредоточившись на предложении блоков. В результате возникла концепция PBS, которая разделяет предложение и построение блоков, где предложитель отвечает только за валидацию блока.

Это способствовало открытым рынкам, где предложители могут получать блоки от строителей. Строители конкурируют друг с другом за создание блоков, предлагая предложителям наивысшие комиссии, то есть "аукцион блоков".

Процесс PBS: пользователи отправляют транзакции в публичный Mempool через RPC-прокси, несколько строителей находят наиболее подходящий порядок транзакций для максимизации прибыли блока и взаимодействуют через MEV-Boost Relayer с Пропозером. Relayer собирает предложения от нескольких строителей, отправляет Пропозеру заголовок блока и предложения, Пропозер обычно выбирает самое высокое предложение. Relayer реализует стандарты MEVBoost, регулируя взаимодействие строителей и Пропозера в процессе торгов. Весь процесс информации закрыт, Relayer отправляет только заголовок блока, что гарантирует защиту Пропозера от цензуры.

Участники и игра в PBS

Основными участниками являются Builder, Relayer, Proposer, MEVbot(Searcher).

Билдер

Builder отвечает за создание содержимого блоков, а технология MEV-Boost позволяет ему иметь преимущество в торгах. Builder может напрямую проверять транзакции, что всегда подвергалось критике, особенно после публикации OFAC в США. Хотя доля проверяемых блоков в последнее время снизилась, Builder все же сохраняет прямую роль проверки в процессе создания.

Согласно текущей доле рынка, beaverbuild.org, не требующий проверки, постепенно увеличивает свою долю, всё ориентировано на прибыль.

Поиск

Максимизация прибыли требует совместных усилий Searcher и Builder. Searcher часто сотрудничает с определенными Builder для формирования Dark Pool или Private Pool. Теоретически, если Builder совершает злые поступки, Searcher может выбрать другого Builder, что приведет к снижению его рыночной доли. Поэтому Builder будет учитывать скрытые издержки злых поступков. Доходы от MEV могут даже в два раза превышать доходы от Gas в дни с заметными колебаниями рынка.

Searcher делится на две категории: арбитраж CEX-DEX и чисто на блокчейне. Wintermute занимает первое место по арбитражу CEX-DEX. На чистом блокчейне MEV имеет тенденцию к студийной модели, jaredfromsubway.eth занимает 37.2% рынка и специализируется на сэндвич-атаках. Из-за тесных отношений с Builder многие Searcher отправляют ордеры только трем ведущим Builder, чтобы поддерживать экосистемное влияние.

Релейер

Релайер отвечает за сбор заявок, передавая заголовок блока и цену Пропозеру. После подписи Пропозера Релайер освобождает все содержимое транзакций. Релайер, как третья сторона без экономических стимулов, получает огромное доверие, но существует потенциальный риск. В прошлом имели место уязвимости, которые позволили Пропозеру извлечь более 20 миллионов долларов США MEV. Хотя это можно исправить, Релайер все еще может действовать злоумышленно, чтобы украсть MEV.

Доля рынка показывает, что Builder с чистым MAX Profit постепенно расширяется после Merge, и управление MEV вручную, похоже, невозможно. Relayer сталкивается с проблемой отсутствия экономических стимулов, Blocknative уже вышел в этом направлении. В настоящее время зависит от спецификации MEVBoost от Flashbots, но долгосрочная зависимость от третьих лиц для предоставления PBS не является хорошей идеей, сообщество Ethereum исследует возможность интеграции PBS на уровне протокола.

Предложитель

Пропозер случайным образом выбирается из валидаторов, обладающих возможностью выполнения нагрузки, но склонных к аутсорсингу, что может привести к вертикальному сотрудничеству с Билдером. Релейер MEV-boost надеется выступать в качестве посредника для снижения прямого общения. В настоящее время майнинговые пулы функционируют как пулы валидаторов, обладая сильным эффектом масштаба, особенно с учетом потенциала выпуска стейкинг-токенов LSD, что усиливает капитальную эффективность, и пулы валидаторов демонстрируют тенденцию к централизации.

Lido занимает 28,7% рыночной доли, за ним следуют Coinbase и Ether.fi. В прошлом, когда MEV-BOOST PBS не было реализовано, Проксиер должен был выполнять задачи Строителя, но большинство отказывались от способности сортировки и выполнения транзакций, передавая нагрузку на выполнение.

Пользователь

Пользователи являются наиболее уязвимыми в всей архитектуре, сделки помещаются в Mempool для получения прибыли MEVbot. Но это не только плохо, например, на DEX, MEVbot может снизить проскальзывание и ценовые различия за счет арбитража. Таким образом, MEV имеет как положительные, так и отрицательные внешние эффекты, которые необходимо обсуждать отдельно.

Чтобы избежать ущерба от мониторинга MEVbot, многие поставщики RPC-узлов помогают пользователям размещать транзакции в непубличном Mempool. Новый способ, такой как OFA, компенсирует пользователям MEV-прибыль через аукцион ордеров. В настоящее время доля пользователей, использующих частный поток ордеров, составляет всего 10%, в основном из-за высокой стоимости образования и сложности операций.

Резюме

В текущей архитектуре PBS, после введения MEV-BOOST, механизм аукциона с закрытыми ставками для максимизации прибыли приводит к тому, что Builder и Searcher постепенно начинают сотрудничать, что явно указывает на тенденцию к централизации. POS также приводит к централизации валидаторов, и на всех этапах цепочки MEV наблюдается тенденция к централизации, что вызывает проблемы с доверием между несколькими сторонами. Это противоречит видению децентрализации и денационализации Ethereum. Сообщество обсуждает три предложения для смягчения централизации:

1. Технология SUAVE от Flashbot увеличивает прозрачность сделок и снижает порог доверия Searcher к Builder.

2. Используйте Enshrined PBS вместо текущего PBS, чтобы устранить зависимость от Relayer.

3. Использование децентрализованного AVS, такого как SSV, Lido уже сотрудничает с ним.

Текущая ситуация с MEV

В настоящее время основное MEV в сети включает арбитраж, сэндвич-атаки, ликвидации и т.д. Прибыль от арбитража максимальна, за последние 30 дней можно зафиксировать прибыль в 2,6 миллиона долларов. Средняя прибыль от одной сделки составляет 0,8 доллара, за последние 30 дней прибыль от сэндвич-атак в сети Ethereum составила около 880 тысяч долларов.

MEV имеет положительные и отрицательные внешние эффекты. Положительные включают в себя уменьшение разницы цен на DEX и помощь в ликвидации; отрицательные в основном наносят ущерб пользователям из-за夹层交易. При текущем механизме сборов в сети, увеличение возможностей арбитража MEV может привести к кратковременному росту Gas-стоимости, что влияет на опыт пользователей.

Не только архитектуры PBS и POS приносят проблемы MEV и централизации, но и миграция Layer2 порождает проблемы кросс-цепочного MEV.

Потенциальная сложность MEV в архитектуре Layer2

В будущем крупномасштабные арбитражные действия на блокчейне будут переходить к более сложному многосетевому кросс-сетевому MEV. Layer2 в основном нацелены на улучшение сортировщиков, так как они отвечают за сортировку и выполнение сделок. Кросс-сетевые мосты являются необходимыми для кросс-сетевой связи между Layer2, Searcher может помочь замедлить ликвидность между Layer2, но в настоящее время результаты незначительны, в основном из-за ограничений, связанных с опытом кросс-сетевых мостов и безопасностью, а также из-за различной окончательности, что усложняет настройку стратегий.

Потенциальный MEV EIP-4337

EIP-4337 вводит абстракцию счетов и новый тип транзакций, что значительно изменит ландшафт MEV. Новый тип транзакций User Operation попадает в Mempool, а Bundler отвечает за упаковку в обычные транзакции. Как только они попадают в публичный пул, их начинают отслеживать Searcher. Bundler похож на Builder и может сотрудничать с Searcher для перепорядка User Operation с целью получения MEV. Спецификации User Operation могут различаться на разных блокчейнах, что дополнительно повышает порог входа для технологий MEV между цепями.

Направления исследований по замедлению MEV

Ранее экосистема Ethereum делегировала PBS Flashbots, чья последняя оценка составила 1 миллиард долларов. Однако релейеры не имеют экономической выгоды и имеют высокие барьеры входа, поэтому Blocknative отказалась от этого направления. Чтобы решить проблемы децентрализации и стимулов, Ethereum рассматривает возможность использования e-PBS для улучшений на уровне протокола, чтобы избежать зависимости от релейеров mevboost.

MEV, похоже, трудно полностью решить, это неизбежный продукт повышения сложности экосистемы и информационной асимметрии. Эфириум не может раз и навсегда разорвать MEV на уровне протокола, больше направлен на смягчение его негативных последствий и усиление положительных эффектов. Многие проекты, члены сообществ, разработчики и венчурные капиталисты исследуют потенциальные решения, в основном исходя из трех направлений: протокол, приложения, механизмы аукционов.

СУВАЭ

SUAVE – это предложение Flashbots по улучшению негативного воздействия MEV, направленное на децентрализацию и прозрачность MEV. Он строит новую блокчейн-платформу SUAVE с встроенной поддержкой виртуальной машины MEVM для EVM смарт-контрактов. Сопутствующие инструменты разработки поддерживают разработку смарт-контрактов MEV на основе EVM, преобразуя централизованную инфраструктуру MEV в смарт-контракты на децентрализованной блокчейн-платформе, снижая барьеры для создания MEV-приложений, увеличивая конкуренцию между механизмами и обеспечивая децентрализацию и прозрачность.

SUAVE может использоваться в качестве децентрализованного сортировщика и машины для распознавания намерений, отправляемых на цепочке Proposer, и в конечном итоге осуществляться с помощью Ethereum. Исполнительные узлы выполняют задачи вне цепочки, используя надежную среду выполнения или нулевые знания. Пользователи могут использовать сделки намерений, передавая их SUAVE для анализа и максимизации прозрачного MEV, смягчая негативное воздействие через аукционы MEV между смарт-контрактами. Согласно статье Paradigm о налогах на приложения, взимание налогов на MEV-боты также подходит для реализации в SUAVE.

ОФА

OFA(Аукцион Потока Заказов)Улучшение механизма аукциона:

1. Инициатор заказа отправляет заказ OFA, OFA выбирает раскрытие части информации.

2. Участники торгов делают ставки, получают информацию и предлагают цену, после чего осуществляют MEV на потоке заказов.

3. Личный поток заказов виден только для участников торгов, что вводит рыночную конкуренцию, увеличивает прозрачность MEV и уменьшает потери пользователей.

В настоящее время существует несколько проектов на основе O