Chiếu sáng rừng đen tối: Khám phá bí ẩn MEV

Với sự gia tăng mạnh mẽ các hoạt động trên chuỗi và sự tiến hóa cũng như phong phú của cơ sở hạ tầng trên chuỗi, MEV trên chuỗi luôn được coi là phần nguy hiểm nhất trong khu rừng tối tăm của Ethereum, điều này trực tiếp gây ra tổn thất lợi nhuận và giảm trải nghiệm người dùng cho các hoạt động tài chính trên chuỗi của người dùng. Mục tiêu của bài viết "Chiếu sáng khu rừng tối tăm" là phân tích sâu sắc các vấn đề trung tâm hóa và tin cậy tự nhiên mà bộ cơ chế này mang lại, dựa trên cơ chế tạo khối của Ethereum 2.0 và sự tiến hóa công nghệ của việc tách biệt người đề xuất - người xây dựng (PBS), điều này trái ngược hoàn toàn với các giá trị của Ethereum.

Sự gia tăng MEV trên chuỗi thực sự là một con dao hai lưỡi, có cả ngoại tác tích cực và tiêu cực. Tích cực bao gồm việc giảm độ chênh lệch giá trên DEX, giúp thanh lý giao dịch; tiêu cực bao gồm việc gây hại cho người dùng thông qua các giao dịch kẹp. Do đó, các giải pháp cho MEV chủ yếu là giảm nhẹ ngoại tác tiêu cực, mà không thể triệt tiêu hoàn toàn. Trong quá trình khám phá cơ chế giảm nhẹ ngoại tác tiêu cực của MEV và giải quyết vấn đề hiện tại về trung gian tin cậy bên thứ ba Relayer, chủ yếu chia thành ba loại biện pháp: cải tiến cơ chế đấu giá, cải tiến lớp đồng thuận, cải tiến lớp ứng dụng. Ba cải tiến này sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc hiện đại của MEV ở mức độ khác nhau, nhưng một số giải pháp không thể giải quyết vấn đề tấn công sandwich mà người dùng gặp phải, giao dịch của người dùng vẫn nằm trong public pool, do đó cần đưa vào nhiều công nghệ bể riêng tư hơn để bảo vệ tính riêng tư tùy chọn của giao dịch người dùng, những giải pháp MEV này đáng để thử nghiệm kết hợp.

Ngoài ra, MEV như một sản phẩm phụ của thiết kế cơ chế không thể tránh khỏi, tương lai của nó sẽ còn trở nên phức tạp hơn. Chúng tôi cũng đã khám phá trong bài viết về những thách thức và cơ hội kỹ thuật MEV có thể xuất hiện dưới sự thực hiện của các loại giao dịch mới như kiến trúc Layer2, trừu tượng tài khoản EIP-4337.

Cuối cùng, chúng tôi hy vọng thông qua bài viết này, khám phá các giải pháp tiềm năng để giảm thiểu vấn đề tác động tiêu cực của MEV, và có được cái nhìn toàn diện về những lợi ích và bất lợi của các giải pháp MEV hiện tại, không chỉ để làm sáng tỏ khu rừng đen tối mà người dùng đang ở trong tương lai, mà còn để giúp các nhà nghiên cứu trong ngành làm sáng tỏ thêm khu rừng đen tối của việc nghiên cứu MEV.

Ethereum 2.0

Kể từ khi The Merge, Ethereum đã áp dụng cơ chế POS để đảm bảo an ninh cho mạng, đồng thời từ bỏ sự cạnh tranh tính toán cường độ cao trong việc tạo ra các khối, chuyển sang sử dụng chứng minh cổ phần. Sau khi hợp nhất, Ethereum được chia thành lớp thực thi và lớp đồng thuận. Và toàn bộ quá trình tạo ra khối cũng đã thay đổi, mỗi Epoch là một chu kỳ POS, mỗi Epoch lại được chia thành 32 Slot, mỗi Slot tương đương với một đơn vị thời gian tạo khối, là 12 giây.

Toàn bộ mạng sẽ trong mỗi Epoch, ngẫu nhiên chọn một ủy ban từ các xác nhận viên, người đề xuất khối được chọn ngẫu nhiên trong tập hợp ủy ban, người đề xuất khối cần đóng gói giao dịch và sắp xếp để thực hiện cuối cùng xuất ra một khối, các xác nhận viên khác trong ủy ban sẽ giám sát quá trình này, sau đó bỏ phiếu cho khối đó. Và ủy ban này sẽ được chọn lại sau mỗi Epoch. Đồng thời cũng bị áp đặt một số giới hạn thời gian hoạt động nhất định, để đảm bảo hiệu quả trong việc tạo khối và bỏ phiếu. Ở đây, chúng tôi quy định thuật ngữ cho độc giả, Payload là tải thực thi, có nghĩa là thay đổi trạng thái giao dịch, có thể coi là một phần của việc thực hiện khối. Người đề xuất khối sẽ thực hiện tải thực thi (Execution Payload tức là thực hiện thay đổi trạng thái của kết quả giao dịch ) và đề xuất khối.

Kiến trúc PBS

Trên thực tế, khi các xác thực viên được chọn làm người đề xuất khối, thường thì người đề xuất không có động lực để thực hiện Payload, tức là sắp xếp và thực hiện giao dịch, vì việc này yêu cầu một lượng lớn sức mạnh tính toán để thực hiện thay đổi trạng thái. Ban đầu, tôi đã nghĩ rằng, nếu chúng ta thông qua bầu cử ủy ban phi tập trung, nếu đưa tải trọng thực hiện vào đó, thì việc sắp xếp giao dịch sẽ trở thành một vấn đề phi tập trung. Tuy nhiên, có vẻ như các xác thực viên tự nhiên muốn giao phần này cho bên thứ ba hoàn thành, trong khi chính họ, những người đề xuất, tập trung vào việc đề xuất khối. Do đó, ý tưởng PBS đã ra đời, đó là tách biệt việc đề xuất và xây dựng khối, với người đề xuất chỉ chịu trách nhiệm xác thực khối, không tham gia vào việc xây dựng khối. Sự tách biệt giữa người đề xuất và người xây dựng đã thúc đẩy một thị trường mở, trong đó, người đề xuất khối có thể nhận khối từ những người xây dựng khối. Những người xây dựng này cạnh tranh lẫn nhau để tạo ra khối và cung cấp phí cao nhất cho người đề xuất, chúng tôi gọi đó là "đấu giá khối".

Chúng tôi sẽ giới thiệu ngắn gọn về toàn bộ mô hình đấu giá kín đầu tiên của PBS( Proposer Builder Seperate). Khi người dùng gửi giao dịch thông qua đại lý RPC, RPC tương đương với việc chạy một nút, gửi giao dịch vào Mempool công khai, nhiều Builder tìm ra giao dịch phù hợp nhất để sắp xếp nhằm tạo ra một khối tối đa hóa lợi nhuận( tối đa hóa lợi nhuận có nghĩa là phí giao dịch Base + Priority + MEV), sau đó nhiều Builder tương tác với Proposer thông qua MEV-Boost Relayer, Relayer là cầu nối giữa nhiều Builder và Proposer, Builder gửi báo giá cho Relayer, Relayer gửi nhiều tiêu đề khối và báo giá tương ứng cho Proposer, Proposer thường sẽ chấp nhận khối có báo giá cao nhất. Trong đó, Relayer sẽ thực hiện tiêu chuẩn MEVBboost, đây là một tiêu chuẩn kỹ thuật do Flashbot đưa ra về cách quy định việc tương tác đấu thầu giữa Builder và Proposer. Trong quá trình này, tất cả thông tin đều được giữ kín, Relayer chỉ gửi tiêu đề khối cho Proposer, do đó Proposer có tính kháng kiểm duyệt.

Các loại người tham gia và trò chơi trong PBS

Các người tham gia chính bao gồm Builder, Relayer, Proposer, MEVbot(Searcher).

Builder

Trong đó, Builder chủ yếu chịu trách nhiệm xây dựng nội dung khối, sau khi sử dụng công nghệ MEV-Boost, họ ở vị trí thuận lợi hơn trong việc đấu thầu, vì không chỉ hỗ trợ phí Gas mà còn hỗ trợ lợi nhuận MEV. Builder có thể trực tiếp xem xét các giao dịch của người dùng và Searcher, điều này từ trước đến nay luôn bị chỉ trích, đặc biệt là khi chính phủ Hoa Kỳ công bố OFAC, nhiều Builder đã tham gia tuân thủ OFAC. So với lúc ban đầu, tuy tỷ lệ xem xét khối gần đây có giảm, nhưng chúng ta có thể thấy, trong quá trình xây dựng khối, Builder có vai trò trực tiếp trong việc xem xét các giao dịch.

Hiện tại, theo thị phần của Builder, beaverbuild.org đang dần mở rộng thị phần của mình với mô hình Build thuần túy không cần kiểm duyệt, tất cả đều hướng đến lợi nhuận.

Searcher

Về bản chất, công việc tối đa hóa lợi nhuận cần sự hợp tác giữa Searcher và Builder, Searcher thường sẽ hợp tác với những Builder cụ thể, từ đó hình thành một Dark Pool hoặc Private Pool, nơi mà các giao dịch của Searcher chỉ hiển thị cho những Builder nhất định, một số Builder sẽ nhận được các giao dịch MEV tối đa hóa lợi nhuận, từ đó đấu giá không gian khối. Về lý thuyết, nếu Builder hành động sai trái hoặc kiểm duyệt, thì Searcher có thể chọn các Builder khác, điều này sẽ dẫn đến việc thị phần của Builder giảm dần, do đó, bị kiểm soát bởi Searcher, Builder thường sẽ cân nhắc đến chi phí ngầm của hành động sai trái. Hình trên là tình hình lợi nhuận MEV và Gas hàng ngày, có thể thấy lợi nhuận MEV mà Searcher đóng góp trong trường hợp biến động thị trường rõ ràng, thậm chí có thể gấp đôi lợi nhuận Gas trong ngày.

Đối với Searcher, được chia thành CEX-DEX( arbitrage ngoài chuỗi ) và hai loại chính là DEX, lớp giữa, thanh lý hoàn toàn trên chuỗi (.

Hiện tại Wintermute chiếm lĩnh thị trường giao dịch chênh lệch giữa CEX và DEX.

![Chiếu sáng rừng tối: Khám phá bí ẩn của MEV])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-b41ea7fd71286916535ec0974e6261ec.webp(

Đối với cơ hội MEV thuần trên chuỗi, có xu hướng hình thành các studio dần dần, trong đó jaredfromsubway.eth chiếm thị phần đáng kinh ngạc 37,2%, chuyên thực hiện các cuộc tấn công sandwich trên người dùng trên chuỗi Ethereum, từng trở thành người dùng tiêu tốn gas cao nhất trên chuỗi, khoảng tiêu tốn gas chiếm 1,5% trong một ngày. Từ tháng 2 năm 2023 đến tháng 6 năm 2024, robot này đã tiêu tốn tổng cộng 76.916 ETH, tính theo giá trị vào thời điểm thực hiện các giao dịch này, tương đương khoảng 175 triệu USD. Do sự liên kết chặt chẽ giữa Seacher và Builder, trong thực tế, nhiều Seacher sẽ gửi dòng đơn hàng của họ cho ba Builder hàng đầu, thực tế là có thể phát sóng tất cả các Builder, nhưng một số Builder nhỏ có thể phân tách dòng đơn hàng của Seacher, dẫn đến chiến lược MEV của Seacher không hiệu quả, từ đó tạo ra rủi ro thua lỗ. Ngoài ra, việc gắn bó với Builder cũng có thể giúp duy trì ảnh hưởng của họ trong hệ sinh thái.

) Relayer

Relayer chịu trách nhiệm tập hợp đấu giá, sau đó như một trạm trung gian gửi cho Proposer tiêu đề khối và giá đấu thầu khối, lúc này Proposer không biết chi tiết giao dịch trong khối. Khi Proposer chọn và ký tên cho tiêu đề khối, Relayer sẽ phát hành toàn bộ nội dung giao dịch cho Proposer. Chúng ta sẽ nhận thấy, Relayer trong đó như một bên thứ ba không có động cơ kinh tế, đã nhận được sự tin tưởng lớn, Builder phụ thuộc vào Proposer để định giá, trong khi Proposer phụ thuộc vào giá của Relayer và nội dung khối. Trong lịch sử cũng đã xảy ra những vấn đề tương tự, một Relayer đã tồn tại một lỗ hổng tiềm ẩn, dẫn đến việc Proposer rút ra hơn 20 triệu đô la MEV. Mặc dù những lỗ hổng này có thể được sửa chữa, nhưng Relayer vẫn có thể chọn hành động ác ý và đánh cắp MEV.

![Chiếu sáng rừng đen tối: Khám phá bí ẩn MEV]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-cde45fcc68b2217faa2920d7559fb1ce.webp(

Hình trên là tình hình thị phần của Relayer, chúng ta sẽ nhận thấy rằng thị phần của Builder chỉ chạy MAX Profit đã dần mở rộng kể từ sau Merge, vì vậy trong thị trường tự do, việc kiểm soát MEV thông qua Builder là không thể.

Đồng thời, Relayer cũng đang đối mặt với một vấn đề, đó là không có động lực kinh tế. Vì vậy, một số công ty cũng đã rút khỏi nghiên cứu phát triển theo hướng Relayer. Hiện tại, Relayer đều dựa vào tiêu chuẩn MEVBoost mà Flashbots đề xuất để xây dựng, Ethereum phụ thuộc vào bên thứ ba cung cấp PBS, mãi mãi không phải là một kế hoạch lâu dài, vì vậy hiện tại cộng đồng Ethereum cũng đang khám phá việc đưa PBS vào cấp độ giao thức.

) Người đề xuất

Đối với Proposer, việc chọn ngẫu nhiên một nhóm ủy ban từ tất cả các xác thực viên thông qua thuật toán, và chọn một người đề xuất khối trong mỗi slot, chính người đề xuất khối có khả năng thực hiện tải trọng, nhưng do mong muốn tự nhiên của người đề xuất để giao phần này ra ngoài, do đó dễ gây ra sự hợp tác dọc giữa Builder và Proposer, trong khi Relayer của MEV-boost mong muốn đóng vai trò như một điểm trung gian trong cách này, nhằm giảm bớt sự thông tin trực tiếp giữa hai bên dẫn đến sự cấu kết hợp tác dọc. Hiện tại, tất cả đều ở trong bể khai thác như một bể xác thực viên, nhưng bể khai thác này và bể xác thực viên LSD đều có hiệu ứng quy mô rất mạnh, đặc biệt là sự xuất hiện của LSD, đã giải phóng tiềm năng của các token đã được đặt cọc, nâng cao hiệu quả vốn, và ảnh hưởng của các khối DEFI đứng sau nó, bể xác thực viên cũng đang ở trong xu hướng tập trung hóa hơn.

![Chiếu sáng rừng tối: Khám phá bí ẩn MEV]###https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-70929ee9898af7de34911de7d0753ebd.webp(

Một dự án LSD nổi tiếng hiện đang chiếm khoảng 28,7% thị phần, các sàn giao dịch và dự án LSD nổi tiếng khác đứng ở vị trí thứ hai và thứ ba. Trong quá khứ, khi chưa chủ động triển khai giải pháp MEV-BOOST PBS, Proposer cần chịu trách nhiệm về nhiệm vụ Builder, tức là thực hiện tải )Payload(, nhưng phần lớn Proposer đã từ bỏ khả năng sắp xếp thực hiện giao dịch của mình, vì điều này sẽ làm giảm hiệu suất xác minh nghiêm trọng do khối lượng tính toán nặng nề, tốt hơn là thuê ngoài tải thực hiện, để bên thứ ba đấu giá khối.

) Người dùng

Cuối cùng, hãy nói về người dùng, người dùng thường ở vị trí yếu thế nhất trong toàn bộ thiết kế kiến trúc, vì các giao dịch của người dùng đều được đưa vào Mempool, sẽ bị các MEVbot khác nhau khai thác lợi nhuận MEV, nhưng những lợi nhuận này lại không chảy về phía người dùng. Tuy nhiên, điều này không phải lúc nào cũng là bất lợi, chẳng hạn như trong DEX, khi biến động thị trường trên chuỗi lớn hoặc khối lượng giao dịch của người dùng vượt quá tính thanh khoản của DEX, MEVbot sẽ dùng các chiến lược chênh lệch giá để giảm thiểu slippage và chênh lệch giá giữa các nền tảng. Do đó, sự tồn tại của MEV có tác động ngoại tác tích cực và tiêu cực, cần được thảo luận riêng biệt, và đây cũng là lý do.