Освітлення темного лісу: зняття завіси таємниці MEV

Зі збільшенням активності на ланцюзі Ethereum та еволюцією інфраструктури, MEV завжди вважався найнебезпечнішою частиною темного лісу, що безпосередньо впливає на прибуток та досвід користувачів у ланцюгових транзакціях. Ця стаття має на меті проаналізувати проблеми централізації та довіри, які виникають унаслідок механізму генерації блоків Ethereum 2.0 та технології відокремлення пропозиційників і будівельників (PBS), а також суперечності між цими проблемами та цінностями Ethereum.

MEV дійсно є обоюдним мечем, позитивні аспекти включають зменшення цінових розривів на DEX, допомогу в ліквідації; негативний вплив в основному полягає в шкоді для користувачів від "сендвіч-трейдингу". Тому рішення для MEV більше спрямовані на пом'якшення негативного впливу, а не на його усунення. Наразі існує три основні види заходів: покращення механізму аукціону, рівень консенсусу та рівень застосунків. Ці рішення вплинуть на MEV у різних ступенях, але частина з них не може повністю вирішити проблему сендвіч-атак. У майбутньому також потрібно впровадити більше технологій приватних пулів для захисту конфіденційності транзакцій користувачів.

Крім того, MEV як невідворотний механізм побічного продукту в майбутньому стане ще більш складним. Впровадження нових типів транзакцій, таких як Layer2, абстракція облікових записів EIP-4337, може призвести до більших технічних викликів та можливостей для MEV.

Ця стаття досліджує потенційні рішення для пом'якшення негативного впливу MEV, всебічно аналізує переваги та недоліки сучасних MEV-рішень, сподіваючись надати натхнення для майбутніх досліджень, освітлюючи цей темний ліс.

Ethereum 2.0

Після злиття Ethereum впроваджує механізм POS для забезпечення безпеки мережі, відмовившись від обчислювально інтенсивної конкуренції. Після злиття Ethereum поділяється на виконавчий рівень і рівень консенсусу. Виробництво блоків також змінилося, кожен Epoch є одним циклом POS, що містить 32 слоти по 12 секунд.

Мережа випадковим чином обирає комітет перевіряючих у кожному Epoch, з якого випадковим чином обирається пропонент блоку, відповідальний за упаковку та впорядкування транзакцій та створення блоку, інші перевіряючі здійснюють нагляд за голосуванням. Комітет переобирається в кожному Epoch. Для забезпечення ефективності також існує обмеження часу операцій. Тут Payload позначає виконуване навантаження, тобто зміни стану транзакцій, які є частиною виконання блоку. Пропонент блоку відповідає за реалізацію виконуваного навантаження та пропонування блоку.

Архітектура PBS

Насправді, коли валідатори обираються як пропоненти блоків, вони, як правило, не бажають виконувати Payload, оскільки це вимагає великої обчислювальної потужності. Спочатку планувалося реалізувати децентралізацію сортування транзакцій через вибори децентралізованого комітету, але валідатори схильні передавати це третім особам, самим зосереджуючись на пропозиції блоків. Відтак виникла концепція PBS, яка відокремлює пропозицію та побудову блоків, де пропонент лише відповідає за верифікацію блока.

Це сприяло відкритому ринку, де пропоненти можуть отримувати блоки від будівельників. Будівельники змагаються за створення блоків, пропонуючи пропонентам найвищу плату, тобто "аукціон блоків".

PBS процес: користувачі подають транзакції до публічного Mempool через RPC-проксі, кілька Builder знаходять найкращий порядок транзакцій для максимізації прибутку, взаємодіючи з Proposer через MEV-Boost Relayer. Relayer обʼєднує пропозиції кількох Builder, подаючи заголовок блоку та пропозиції Proposer, який зазвичай обирає найвищу пропозицію. Relayer реалізує специфікацію MEVBoost, регламентуючи взаємодію між Builder та Proposer в аукціоні. Весь процес інформаційно закритий, Relayer лише подає заголовок блоку, гарантуючи стійкість Proposer до цензури.

Учасники та ігри в PBS

Основними учасниками є Builder, Relayer, Proposer, MEVbot(Searcher).

Будівельник

Builder відповідає за створення вмісту блоків, технологія MEV-Boost надає йому перевагу в торгах. Builder може безпосередньо перевіряти транзакції, що завжди викликало критику, особливо після оприлюднення OFAC США. Хоча частка перевірок блоків нещодавно зменшилася, проте Builder все ще має безпосереднє право перевірки під час створення.

Згідно з поточними ринковими частками, необов'язковий аудит beaverbuild.org поступово розширює частку, все орієнтоване на прибуток.

Пошуковик

Максимізація прибутку вимагає спільних зусиль Searcher та Builder. Searcher часто співпрацює з певними Builder для формування Dark Pool або Private Pool. Теоретично, якщо Builder чинить зло, Searcher може вибрати інших Builder, що призведе до зниження його ринкової частки. Тому Builder буде враховувати приховані витрати від злочинних дій. Доходи від MEV під час значних коливань ринку можуть навіть досягати вдвічі більше, ніж щоденний дохід від Gas.

Searcher поділяється на два типи: арбітраж CEX-DEX і чисто на ланцюгу. Wintermute займає перше місце в арбітражі CEX-DEX. Чисто на ланцюгу MEV демонструє тенденцію до студійності, jaredfromsubway.eth займає 37,2% ринкової частки, спеціалізуючись на сандвіч-атаках. Через тісні зв'язки з Builder, багато Searcher надсилають потоки замовлень тільки трьом найкращим Builder, щоб підтримувати екологічний вплив.

Релайер

Релейер відповідає за об'єднання аукціонів та подає заголовок блоку та ціну Пропозеру. Після підписання Пропозером, Релейер розкриває весь вміст транзакцій. Релейер, як третя сторона без економічних стимулів, отримує величезну довіру, але існують потенційні ризики. В історії вже були випадки експлойтів, які призвели до вилучення Пропозером понад 20 мільйонів доларів США MEV. Хоча це можна виправити, Релейер все ще може діяти зловмисно, крадучи MEV.

Доля ринку показує, що простий MAX Profit Builder поступово розширюється після Merge, і, здається, неможливо контролювати MEV вручну. Relayer стикається з проблемою відсутності економічних стимулів, Blocknative вже вийшов у цьому напрямку. Наразі покладаються на специфікацію MEVBoost від Flashbots, але довготривале покладання на сторонні постачальники PBS не є хорошою стратегією, спільнота Ethereum досліджує можливість інтеграції PBS на рівні протоколу.

Пропонент

Пропонент випадковим чином обирає з валідаторів, які мають здатність виконувати навантаження, але прагнуть до аутсорсингу, що може призвести до вертикальної співпраці з Builder. Relayer MEV-boost сподівається виступати в ролі проміжної ланки для зменшення прямого спілкування. Нинішні майнінгові пулі виступають як пул валідаторів, маючи сильний масштабний ефект, особливо з потенціалом випуску стейкінгових токенів LSD, що підвищує капітальну ефективність, пул валідаторів демонструє тенденцію до централізації.

Lido займає 28,7% ринкової частки, за ним слідують Coinbase та Ether.fi. Раніше, коли MEV-BOOST PBS не було реалізовано, Пропозер мав виконувати завдання Будівельника, але більшість відмовлялися від можливості виконання сортування транзакцій, передаючи виконуване навантаження на аутсорсинг.

Користувач

Користувачі є найслабшою ланкою в усій архітектурі, угоди потрапляють до Mempool, щоб MEVbot отримав прибуток. Але це не лише погано, адже на DEX MEVbot може зменшити сліпий і ціновий розрив через арбітраж. Отже, MEV має позитивні та негативні зовнішні ефекти, які потрібно обговорювати окремо.

Щоб уникнути шкоди від моніторингу MEVbot, багато постачальників RPC-вузлів допомагають користувачам розміщувати транзакції в непублічному Mempool. Нові підходи, такі як OFA, компенсують користувачам MEV-прибуток через аукціони замовлень. Наразі лише 10% користувачів використовують приватний потік замовлень, головним чином через високу вартість навчання та складність операцій.

Підсумок

У рамках поточної архітектури PBS, після впровадження MEV-BOOST, механізм запечатаних аукціонів для максимізації прибутку призводить до поступової співпраці між Builder та Searcher, що вказує на явну тенденцію до централізації. POS також призводить до централізації Validator, і на всіх етапах MEV-промислового ланцюга спостерігається тенденція до централізації, що створює проблеми з довірою між багатьма сторонами. Це суперечить візії децентралізації та дотримання довіри Ethereum. Спільнота обговорює три пропозиції для зменшення централізації:

1. Технологія SUAVE від Flashbot, що підвищує прозорість угод, знижує поріг довіри Searcher до Builder.

2. Використовуйте Enshrined PBS замість поточного PBS, щоб усунути залежність від Relayer.

3. Використання децентралізованих AVS, таких як SSV, Lido вже співпрацює з ними.

Стан MEV

Наразі основними MEV в мережі є арбітраж, атаки з сендвічем, ліквідація тощо. Прибуток від арбітражу є найбільшим, за останні 30 днів можна підрахувати прибуток у 2.6 мільйона доларів. Середній прибуток з однієї угоди становить 0.8 долара, за останні 30 днів прибуток від атак з сендвічем в мережі Ethereum становить приблизно 880 тисяч доларів.

MEV має позитивні та негативні зовнішні ефекти. Позитивні включають зменшення спреду DEX, допомогу в ліквідації; негативний в основному полягає у шкоді від шарових угод для користувачів. У поточному механізмі збору комісій на ланцюгу, коли можливостей арбітражу MEV стає більше, це призводить до короткочасного зростання вартості Gas, що впливає на досвід користувачів.

Не лише архітектури PBS та POS викликають проблеми з MEV і централізації, але й міграція Layer2 породжує проблеми з крос-ланцюговим MEV.

Потенційна складність MEV у дизайні архітектури Layer2

У майбутньому великомасштабні арбітражні операції на блокчейні перейдуть на більш складний мультиблокчейн MEV. Layer2 в основному націлений на покращення сортувальників, оскільки вони відповідають за сортування та виконання транзакцій. Кросчейн мости є необхідними для кросчейн зв'язків між Layer2, Searcher може допомогти сповільнити фрагментацію ліквідності між Layer2, але наразі результати незначні, в основному через обмеження досвіду використання кросчейн мостів та безпеки, а також через різну фіналізацію, що ускладнює налаштування стратегій.

Потенційний MEV EIP-4337

EIP-4337 впроваджує абстракцію рахунків і новий тип транзакцій, що суттєво змінить ландшафт MEV. Новий тип транзакцій User Operation з'являється в Mempool, а Bundler відповідає за упаковку в звичайні транзакції. Як тільки вони потрапляють у публічний пул, їх починає моніторити Searcher. Bundler подібний до Builder, може співпрацювати з Searcher для переробки User Operation з метою отримання MEV. Специфікації User Operation можуть відрізнятися на різних ланцюгах, що додатково підвищує технічний бар'єр для крос-ланцюгового MEV.

Напрямки дослідження зменшення MEV

Раніше екосистема Ethereum делегувала PBS компанії Flashbots, яка має останню оцінку в 1 мільярд доларів. Але Relayer не має економічної вигоди та має високий бар'єр входу, тому Blocknative відмовилася від цього напрямку. Щоб вирішити проблеми довіри та стимулювання, Ethereum розглядає можливість використання e-PBS протоколів для покращень, щоб уникнути залежності від третіх сторін, таких як Relayer mevboost.

MEV, здається, важко повністю вирішити, це неминучий наслідок підвищення складності екосистеми та інформаційної асиметрії. Ефір не може одноразово розірвати MEV на рівні протоколу, більше йдеться про зменшення його негативного впливу, підвищення позитивних ефектів. Багато проектів, членів спільноти, розробників, VC досліджують потенційні рішення, в основному зосереджуючись на трьох напрямках: протоколі, додатках, механізмі аукціонів.

SUVAE

SUAVE – це рішення, запропоноване Flashbots, для покращення негативного впливу MEV, яке має на меті зробити MEV децентралізованим та прозорим. Воно створює новий блокчейн SUAVE, вбудований MEVM віртуальну машину, що підтримує EVM смарт-контракти. Супутні інструменти розробки підтримують розробку MEV смарт-контрактів на основі EVM, перетворюючи централізовану MEV інфраструктуру на смарт-контракти на децентралізованому блокчейні, знижуючи бар'єри для створення MEV додатків, збільшуючи конкуренцію між механізмами, забезпечуючи децентралізацію та прозорість.

SUAVE може використовуватися як децентралізований сортувальник і машина для розпізнавання намірів, які подаються до Proposer на ланцюзі, і врешті-решт використовуються для розрахунків в Ethereum. Виконавчі вузли виконують операції поза ланцюгом, використовуючи довірене середовище виконання або нульове знання. Користувачі можуть використовувати торгівлю намірами, передаючи її SUAVE для аналізу та максимізації прозорого MEV, зменшуючи негативний вплив через аукціони MEV між смарт-контрактами. Відповідно до статті про податки на додану вартість від Paradigm, стягнення податку з MEV ботів також підходить для впровадження в SUAVE.

ОФА

OFA(Аукціон робочих замовлень)покращений механізм аукціону:

1. Ініціатор замовлення надсилає замовлення до OFA, OFA вибірково розкриває частину інформації.

2. Учасники торгів Bidders роблять ставки, отримують інформацію та пропонують ціну, після чого здійснюють MEV на потоці замовлень.

3. Приватний потік замовлень видимий лише для учасників торгів, впровадження ринкової конкуренції підвищує прозорість MEV та зменшує втрати користувачів.

Наразі кілька на основі O