Освещая темный лес: приоткрывая завесу тайны MEV

С увеличением активности на блокчейне и развитием инфраструктуры на нем, MEV на блокчейне всегда рассматривался как самая опасная часть темного леса Ethereum, что напрямую приводит к потерям прибыли и ухудшению пользовательского опыта в финансовой деятельности пользователей. Цель данной статьи "Освещение темного леса" заключается в том, чтобы на основе механизма генерации блоков Ethereum 2.0 и технического прогресса разделения предложителя и строителя (PBS) акцентировать внимание на естественной централизации и проблемах доверия, которые возникают из-за этого механизма и имеют совершенно противоположные реалии по сравнению с ценностями Ethereum.

Усиление MEV в цепочке действительно является двуликим мечом, имеет свои положительные и отрицательные внешние эффекты. Положительные включают в себя уменьшение ценовых различий на DEX, помощь в ликвидации сделок; отрицательные включают в себя ущерб от сэндвич-трейдинга для пользователей. Таким образом, решения по MEV в большей степени направлены на снижение отрицательных внешних эффектов, а не на их полное устранение. В процессе исследования механизмов снижения отрицательных внешних эффектов MEV и решения текущих проблем с посредниками Relayer на основе доверия третьих лиц, меры можно разделить на три основные категории: улучшение аукционной механики, улучшение уровня консенсуса и улучшение уровня приложения. Эти три улучшения будут оказывать влияние на современную структуру MEV в разной степени, однако некоторые решения не могут в значительной степени решить проблемы, с которыми сталкиваются пользователи, подвергающиеся атакам сэндвич-трейдинга, поскольку сделки пользователей по-прежнему находятся в публичном пуле. Поэтому необходимо вводить больше технологий приватных пулов для защиты опциональной конфиденциальности сделок пользователей, и эти решения по MEV заслуживают того, чтобы их объединить и попробовать.

Кроме того, MEV как неизбежный побочный продукт механизма проектирования в будущем станет еще более сложным. Мы также исследовали в статье возможные технические проблемы и возможности, связанные с появлением большего количества MEV в условиях внедрения новых типов транзакций, таких как архитектура Layer2 и абстракция аккаунтов EIP-4337.

В заключение, мы надеемся в этой статье исследовать потенциальные решения для смягчения негативных внешних эффектов MEV и предоставить всестороннее понимание преимуществ и недостатков текущих решений MEV, не только для того, чтобы осветить темный лес, в котором находятся пользователи в будущем, но и для того, чтобы осветить темный лес для дальнейших исследований MEV внутри отрасли.

Эфириум 2.0

С тех пор как произошел The Merge, Ethereum перешел на механизм POS для обеспечения безопасности сети, одновременно отказавшись от вычислительно интенсивной конкуренции в производстве блоков и перейдя на доказательство доли. После слияния Ethereum был разделен на уровень исполнения и уровень консенсуса. При этом процесс производства блоков также изменился: каждый Epoch представляет собой цикл POS, каждый Epoch делится на 32 Slot, каждый Slot соответствует единице времени для создания блока, равной 12 секундам.

Вся сеть будет каждый раз в рамках Epoch случайным образом выбирать комитет из валидаторов, предлагающий блок будет случайно выбран из состава комитета, этот предлагающий блок должен упаковать транзакции и отсортировать их, чтобы в итоге создать блок, остальные валидаторы комитета будут контролировать этот процесс, а затем голосовать за этот блок. И этот комитет будет переизбираться в конце каждого Epoch. Также накладываются определенные ограничения по времени на операции, чтобы обеспечить эффективность генерации блоков и голосования. Здесь мы стандартизируем терминологию для читателей: Payload – это выполняемая нагрузка, означающая изменение состояния транзакции, можно рассматривать как часть выполнения блока. Предлагающий блок будет осуществлять выполнение нагрузки (Execution Payload, то есть реализовывать изменение состояния результата транзакции ) и предложение блока.

Архитектура PBS

На самом деле, когда валидаторы выбираются в качестве предложителей блока, часто предложители не имеют стимула исполнять Payload, то есть сортировать транзакции и выполнять их, поскольку это требует значительных вычислительных мощностей для выполнения изменений состояния. Изначально предполагалось, что если мы выберем децентрализованный комитет, включая исполнение нагрузки, то сортировка транзакций и т. д. станет децентрализованной задачей. Однако валидаторы, похоже, естественно хотят передать эту часть третьим лицам, в то время как сами предложители сосредотачиваются на предложении блоков. Таким образом, возникла концепция PBS, которая разделяет предложение блока и его построение, где предложители блоков несут ответственность только за проверку блоков и не участвуют в их построении. Разделение между предложителями и строителями способствует открытому рынку, на котором предложители блоков могут получать блоки от строителей блоков. Эти строители конкурируют друг с другом за создание блоков и предлагают предложителям наивысшие сборы, что мы называем "аукционом блоков".

Мы кратко представим всю модель первой аукционной схемы PBS(Proposer Builder Seperate). Когда пользователь отправляет транзакцию через RPC-прокси, RPC фактически запускает узел, который отправляет транзакцию в публичный Mempool. Несколько Builder находят наиболее подходящие транзакции для сортировки с целью создания блока с максимальной прибылью(, максимизация прибыли означает сборы с транзакций Base+Priority+MEV). Затем несколько Builder взаимодействуют с Proposer через MEV-Boost Relayer, Relayer является мостом для взаимодействия нескольких Builder с Proposer. Builder подают свои ставки Relayer, который передает Proposer несколько заголовков блоков и соответствующие ставки, Proposer обычно принимает ставку наивысшего блока. При этом Relayer реализует спецификацию MEVBboost, предложенную Flashbot, которая регулирует, как Builder и Proposer взаимодействуют и делают ставки. В этом процессе вся информация закрыта, Relayer будет передавать только заголовки блоков Proposer, поэтому Proposer обладает стойкостью к цензуре.

Участники и игра в PBS

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

Строитель

Builder в основном отвечает за создание содержимого блока, и после использования технологии MEV-Boost он находится в более выгодном положении в торгах, потому что поддерживает не только Gas Fees, но и доходы от MEV. Builder может напрямую проверять транзакции пользователей и Searcher, что всегда подвергалось критике, особенно после того, как правительство США объявило OFAC, множество Builder приняли участие в соответствии с OFAC. По сравнению с началом, хотя доля проверки блоков в последнее время снизилась, мы можем видеть, что в процессе создания блока Builder имеет непосредственное влияние на прямую проверку транзакций.

Согласно текущей доле рынка Builder, такие чисто не требующие проверки Build, как beaverbuild.org, постепенно расширяют свою долю рынка, и все это ориентировано на прибыль.

Поиск

По сути, работа по максимизации прибыли требует совместных усилий Searcher и Builder. Searcher, как правило, сотрудничает с определенными Builder, что приводит к образованию Dark Pool или Private Pool, где сделки Searcher видны только определенным Builder. Некоторые Builder получают максимизируемые MEV сделки, а затем участвуют в аукционе на пространство блоков. Теоретически, если Builder ведет себя недобросовестно или осуществляет цензуру, то Searcher может выбрать других Builder, что приведет к постепенному снижению доли рынка Builder. Таким образом, учитывая зависимость от Searcher, Builder часто принимает во внимание скрытые издержки недобросовестного поведения. На изображении показаны доходы от MEV и ежедневного Gas, можно увидеть, что доходы от MEV, предоставленные Searcher, в условиях значительных колебаний рынка могут превышать доходы от Gas в два раза.

Для Searcher разделяется на CEX-DEX( арбитраж вне цепи) и две большие категории DEX, миддл и ликвидация( на чистой цепи).

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

Что касается чисто цепочных возможностей MEV, наблюдается тенденция к постепенному формированию студийного подхода, при этом доля рынка jaredfromsubway.eth составляет впечатляющие 37,2%. Он специализируется на проведении сэндвич-атак на пользователей Ethereum, в какой-то момент стал пользователем с наибольшими затратами на gas на цепочке, расходуя примерно 1,5% от общего gas за целый день. С февраля 2023 года по июнь 2024 года этот бот потратил в общей сложности 76,916 ETH, что по расчетам на момент выполнения этих транзакций составляет около 175 миллионов долларов. Поскольку связь между Seacher и Builder очень тесная, на практике многие Searcher отправляют свои ордеры трем ведущим Builder, хотя на самом деле можно было бы транслировать всем Builder. Однако некоторые небольшие Builder могут разделить ордеры Searcher, что приводит к неэффективности стратегии MEV Searcher и, следовательно, к рискам потерь. Кроме того, привязка к Builder позволяет им поддерживать влияние в экосистеме.

Релейер

Релейер отвечает за сбор аукционов, а затем как промежуточная станция передает Пропозеру заголовок блока и цену на аукцион блока, при этом Пропозер не знает деталей транзакций в блоке. Как только Пропозер выбирает и подписывает заголовок блока, Релейер освобождает все содержимое транзакции Пропозеру. Мы обнаружим, что Релейер в этом процессе выступает как третья сторона без экономических стимулов, получая огромное доверие; Строитель полагается на предложения Пропозера, а Пропозер полагается на предложения Релейера и содержимое блока. В истории уже возникали подобные проблемы, когда у одного Релейера была потенциальная уязвимость, из-за которой Пропозер извлек более 20 миллионов долларов MEV. Хотя эти уязвимости могут быть устранены, сам Релейер все равно может выбрать недобросовестные действия и украсть MEV.

На рисунке показана доля рынка Relayer, и мы можем увидеть, что доля рынка Builder, работающего исключительно на MAX Profit, постепенно увеличивается с момента Merge. Поэтому в свободном рынке невозможно искусственно контролировать MEV через Builder.

В то же время Relayer сталкивается с проблемой отсутствия экономических стимулов. Поэтому некоторые компании также вышли из разработки в направлении Relayer. В настоящее время Relayer полагается на стандарт MEVBoost, предложенный Flashbots, для построения, Ethereum зависит от третьих сторон для предоставления PBS, что не является долгосрочным решением, поэтому в настоящее время сообщество Ethereum также исследует возможность включения PBS на уровне протокола.

Пропозер

Для Пропозера алгоритмически случайным образом выбирается группа комитетов среди всех валидаторов, и в каждом слоте выбирается один блок-пропозер, который сам обладает способностью выполнять нагрузку. Однако, поскольку пропозер естественным образом хочет передать эту часть на аутсорсинг, это может привести к вертикальному сотрудничеству между Строителем и Пропозером. В этом контексте Relayer от MEV-boost стремится стать промежуточным звеном, чтобы уменьшить вертикальную коллаборацию и сговор, возникающие из-за прямого общения между ними. В настоящее время все находятся в майнинг-пулов в качестве пула валидаторов, однако такие майнинг-пулы и пула LSD валидаторов обладают сильным эффектом масштаба, особенно с появлением LSD, который раскрывает потенциал изначально ставленных токенов, увеличивает капитализацию и, кроме того, влияние DEFI-элементов за их спиной, что приводит к более концентрационному тренду в пулах валидаторов.

Некоторые известные LSD проекты в настоящее время занимают около 28,7% рынка, другие известные биржи и проекты LSD занимают второе и третье места. В прошлом, когда MEV-BOOST PBS решение не применялось активно, Пропозер должен был выполнять задачи Строителя, то есть выполнять нагрузку (Payload), но большинство Пропозеров отказались от своей способности к сортировке и выполнению транзакций, поскольку это было бы слишком затратным с точки зрения вычислительных ресурсов и могло бы серьезно снизить производительность проверки. Вместо этого они предпочли передать выполнение нагрузки на аутсорсинг, позволив третьей стороне торговать блоками.

Пользователь

Наконец, давайте поговорим о пользователе. Пользователи часто находятся в самой уязвимой позиции в архитектурном дизайне, поскольку их сделки помещаются в Mempool, откуда различные MEV-боты зарабатывают MEV-прибыль, но эта прибыль не поступает к пользователям. Однако это не всегда плохо. Например, на DEX, когда колебания цен на блокчейне значительны или объем сделок пользователя превышает ликвидность DEX, MEV-боты могут использовать арбитраж для уменьшения проскальзывания и разницы цен между платформами. Таким образом, существование MEV имеет положительные и отрицательные внешние эффекты, которые необходимо обсуждать отдельно, и это также является его.