万字长文:带你详细探讨MEV的未来

作者: fbifemboy

来源: 0xfbifemboy’s thoughts

在过去的一年中,最大可提取价值(MEV,以前被称为矿工可采价值)已经引起了公众的注意,部分原因是提取MEV显然需要很高的技术水平,另一部分原因是成功提取MEV可以获得丰厚的利润。然而,尽管MEV在区块链生态系统中扮演着越来越重要的角色,但关于MEV的讨论往往混乱和不精确。由于提取的总MEV可能有数十亿美元(仅通过MEV- Explore在以太坊主网上跟踪的MEV就有6亿美元),所以并不奇怪,大部分MEV对话都集中在MEV提取者的利润上。然而,MEV的范围、演变和管理是影响深远的话题,从长远来看可能会对区块链安全产生潜在的影响。

在这篇文章中,我们将致力于澄清一些与MEV有关的重要主题。我们将首先给出并说明MEV的精确定义。随后,我们将讨论MEV在过去一年中是如何演变的,并进行推断,以理解未来几年MEV和更广泛的加密经济的持续增长所带来的关键问题和担忧。我们将特别关注可以激励MEV生态系统中不同参与者的激励机制(现有激励机制和新的激励机制)。最后,我们对未来的研究方向做了简要的概述。

在MEV的创建和提取过程中,区块生产者、搜索者、协议和用户之间的相互关联以各种动态的方式相互影响,经常使关于MEV的讨论有些混乱。通过本文,我们将试图从不同的系统或提出的解决方案如何使系统中不同的参与者受益和受损的角度来分析MEV。我们将看到,这是一个清晰有效的框架,通过它,我们可以开始推导不同加密经济系统中MEV的长期最终状态。

什么是 MEV?

根据Ethereum.org,MEV被精确地定义为“通过包括、排除和改变一个区块的交易顺序,从区块生产中提取的超过标准区块奖励和gas费的最大价值”。乍一看,这似乎与常见的MEV概念截然不同,在流行词汇中,MEV与“运行交易机器人”几乎可以互换使用。然而,如果我们仔细研究MEV的几个常见例子,我们将很容易理解它们如何与正式定义联系起来。

回顾一下,MEV最初由Daian等人(2019年)在《Flash Boys 2.0: Frontrunning, Transaction Reordering, and Consensus Instability in Decentralized Exchanges》中定义,首先考察了“区块链系统中广泛增加的套利机器人部署”,然后推断出通过区块内和跨区块的交易优先级排序来提取价值的更普遍现象。除了套利之外,许多用户亲身体验过的另一个MEV的典型例子是三明治攻击现象。

除了套利和三明治攻击,还有许多其他形式的MEV,特别是所谓的“异类”或“长尾”MEV。例如,在非常受欢迎的文章《Ethereum is a Dark Forest,》中,来自Paradigm的Dan Robinson就生动地阐述了广义抢先交易的现象,Qin 等人(2021)在《Quantifying Blockchain Extractable Value: How dark is the forest?》更全面研究了这一现象。在本文中,我们将不寻求全面分类每一种形式的MEV。好奇的读者可以参考Flashbots Research Vault。

通过分析套利和三明治攻击,我们可以看到,这两种攻击都可以从节点任意重新排序交易的能力中获得价值,因此可以适当地认为MEV:

套利。套利机会的特征是一系列的交易,交易员以大量的初始资产结束这一系列的交易。当以原子方式执行时(即整个交易序列包含在单个交易中,只有在整个套利成功时才执行其中的每个部分),该利润是无风险的(扣除交易费用)。

假设对于同一资产,两个市场(包括,例如,同一AMM上的两个独立的流动性池)的价格相差很大,因此存在有利可图的套利机会。这种“不平衡”的状态必须是用户与相关市场交易的最终结果。假设用户创造了一个套利机会(例如,大量购买或销售);然后,矿工可以在创建套利交易之后立即插入他们的套利交易以捕获套利。

在这种情况下,在原则上,许多区块的套利机会可能无人认领。然而,区块生产者享有特权,能够“反向运行”创造套利的交易,这使得他们的利润没有风险。相比之下,试图利用套利机会的非区块生产者实体必须要么支付区块生产者在创造套利交易后立即插入其套利交易的特权,要么承担在其交易前套利机会消失的交易失败的风险。因此,我们看到,在这种常见的情况下,即使外部(非区块生产者)用户捕获了一些套利利润,他们从根本上依赖于区块生产者重新排序交易的能力,以确保无风险的利润。

三明治攻击。 “三明治攻击”是指用户的交易被两个交易夹在中间的现象。通常,区块生产者有能力监视待处理的交易(这些交易还没有被排序并组装到一个验证过的区块中,它们驻留在一个称为“内存池”的位置),因此,在某些目标交易之前插入它们自己的交易,这种做法被称为“frontrunning”(抢先交易)。当注意到一个用户将要购买一个给定的资产时,“三明治”(1)在目标交易之前插入对同一资产的大量买入(frontrun),(2)在目标交易之后插入所有购买数量的卖出(所谓的“backrun”)。由于在两者之间执行了目标交易,所以卖出的价格比买入的价格要高,从而给发起三明治攻击的一方带来利润。

我们立即看到,三明治攻击的理想执行依赖于交易排序特权。如果不能按要求订购交易,那么三明治攻击的两部分之间可能会发生其他交易,这可能会给三明治攻击者造成损失。与套利机会类似,许多三明治攻击是由非区块生产实体进行的。然而,这些实体仍然依赖于区块生产者的特权,并通过向区块生产者支付费用来争夺这些特权的价值。

在这两个例子中,可以明显看出最大价值提取如何依赖于重新排序交易的能力,这是一种给予区块生产者的特权。

偶尔有人声称,MEV的这个定义“太宽泛”,这种批评更适用于套利的例子,而不是三明治攻击。然而,即使是在套利的情况下,安排交易的能力也有明显的非零价值,以便将套利交易直接放在创造套利机会的交易之后。因此,我们或许可以区分“MEV机会”的两种不同定义:

  1. 严格的定义。MEV机会的特点是通过交易排序特权获取的大部分或全部价值。
  2. 允许的定义。MEV机会的特点是,至少有一小部分价值是由交易排序特权捕获的。

然而,在这两种情况下,都至少有一些价值(即使相对较小)通过交易排序特权被捕获。很可能是由于未能区分MEV、严格定义的MEV机会和允许定义的MEV机会,导致了“是”或“不是”MEV的混淆。

对于MEV,有时还会假定一个更严格的标准,即提取的价值必须接近于无风险,在实现利润之前,风险仓储量必须最小。这一定义排除了所谓的“概率性MEV”,即MEV机会的值不能精确计算,而是从某些分布中随机抽样。虽然读者可以自由地定义MEV,但我们不认为对MEV的过分严格的定义实际上是有用的。最终,对MEV的风险和收益的考虑不仅适用于从复杂的交易重新排序方案中获得的无风险利润,在没有重新排序特权的情况下,大部分价值是不可访问的,相应地,MEV的更广泛、更包容的定义被证明是最大的实用价值。每当用户对其交易在给定区块甚至一系列连续区块中的确切位置不是完全不敏感时,他们愿意付费以减少其交易相对位置的不确定性,这代表了对加密经济具有重要意义的MEV的存在。

MEV提取的受益者

如上所述,虽然MEV在本质上与区块生产特权相关联,并相应地与任意重新排序交易的能力相关联,但围绕MEV提取已经发展出了复杂的经济,这样一来,区块生产者就不是MEV提取的唯一受益者。由于识别MEV提取机会并对其采取行动的复杂性,目前绝大多数MEV是由外部“搜索者”提取的,这些“搜索者”将交易提交给区块生产者,以便将其包含在未来的区块中。在某些(也许很多)情况下,区块生产者本身可能就是搜索者。如果没有,搜索者通常会付钱给区块生产者,让他们把他们的交易放在区块内想要的位置(通常在顶部),最常见的支付方式是通过优先gas拍卖(PGA)或密封式拍卖(例如,通过Flashbots)确定。

除了区块生产者和搜索者,更广泛的生态系统可能会因为MEV提取而获得普遍利益或承受各种成本。例如,特别是在EIP-1559实施之前,PGA会频繁地将以太坊主网上的gas价格推高到非常高的水平,由于昂贵且不可预测的交易成本,这大大降低了网络对普通用户的可用性。然而,与此同时,AMM池之间的有效套利确保了整个市场资产价格的一致性和价格发现的传播。此外,一些协议依赖套利者“正确”运作,如Balancer,外部套利是重新平衡用户固定权重资产组合的机制,或Primitive,外部套利将用户的期权头寸演变为正确的回报。因此,设计合适的MEV提取方法,激励正和行为,并为正确的参与者积累奖励,对任何给定的区块链的长期健康都具有深远的意义。

区块生产者和搜索者

由于MEV生态系统中有大量的参与者,最简单的方法是首先分析区块生产者所获得的好处,因为他们在区块链功能中扮演着重要的角色。比特币和以太坊等早期的区块链依赖工作量证明作为一种共识机制,在这种机制中,矿工是区块生产者。然而,随着区块链架构的发展,我们已经看到了权益证明区块链的发展,其中验证节点通过他们的权益代币激励良好行为,成为区块生产者的角色。(以太坊主网本身计划在2022年过渡到权益证明,这一事件被称为“合并”。)权益证明区块链的日益普及是促使“矿工可提取价值”转变为“最大可提取价值”的原因。同样,普遍考虑区块生产者而不是单独考虑矿工将拓宽我们分析的适用性。正如我们将看到的,由于将这两种角色整合在一起的巨大优势,研究区块生产者的视角也将让我们了解驱动搜索者的动态。

区块生产者主要从两个方面受益。首先,当区块生产者提出区块时,他们可以通过运行软件来搜索提取MEV的机会。其次,他们可能会向搜索者出售交易重排权。在第一种情况下,它们捕获提取的所有值。值得注意的是,在第二种情况下,随着相互竞争的搜索者提交更高的报价,它们目前获得的提取价值的比例越来越大(也就是说,相互竞争的搜索者为了获得任何价值的权利,愿意接受提取价值中越来越低的份额)。

这里有许多有趣的动力在发挥作用:

不断增加的网络主导地位。执行不同MEV搜索策略的独立区块生产者被强烈激励合并并形成越来越大的实体。通过合并他们的MEV战略和更大的能力投资搜索研发,合并允许双方提取比他们自己能够提取的更多价值 (即,MEV提取受规模经济的影响)。特别是,那些没有足够资金来制定具有竞争力的MEV战略的小区块生产者很可能会被更大的综合搜索区块生产者收购,从而威胁到整个区块链的去中心化。虽然像Flashbots这样的拍卖机制可以通过允许小型验证节点获取MEV收益的很大一部分来降低这种风险,但增加MEV的复杂性可能会导致综合搜索区块生产者的差异化表现(下文将讨论),这将在时间上通过区块生产者合并和收购加剧中心化风险。

此外,在其他条件相同的情况下,能够更有效地提取MEV的区块生产者将获得越来越多的网络主导份额。在一个没有MEV的世界里,一组固定的节点拥有恒定的哈希率或权益,奖励大致按比例分配,不同节点的相对权力随着时间的推移保持不变。因此,如果某些区块生产者通过更好的MEV提取得到比其他区块生产者更高的有效补偿,它们将逐渐占据网络的主导地位。

从MEV提取中获得的奖励本身可以用来获取网络的更大一部分。此外,在权益证明区块链中,他们可以通过向用户提供流动性的权益衍生品,诱导用户将代币委托给他们的权益,这些衍生品可以捕获由委托权益产生的MEV利润的一部分,例如Eden Network最近发布的yyAVAX。请注意,MEV提取本身会随着网络主导优势而超线性扩展,其中直接的线性组件来重新排序交易能力,直接根据哈希率或权益的份额进行扩展,另一个组件来自跨多个连续区块重新排序交易的新MEV机会。话虽如此,这些赢家通吃的动态可能需要一些时间才能发挥作用,正如尽管Ethermine禁止DEX捆绑抢先交易,仍保持了以太坊总哈希率的较高比例(目前为30%)。

综上所述,这些构成了常被讨论的MEV中心化风险。随着中心化程度的提高,区块链面临着51%攻击或恶意重组等不利行为。然而,值得注意的是,随着任何给定的区块生产者的网络主导地位的提高,他们越来越有动机保护整个网络的价值,这可能会减轻对链的真正破坏性攻击的风险。

整合搜索者和区块生产者。如果区块生产者不能最大限度地提取MEV,那么他们就会被强烈激励向搜索者出售重新排序交易的权利,因此MEV-Geth越来越受欢迎——它支持一个被称为Flashbots拍卖的交易捆绑的封闭竞价拍卖系统。

可以想象,MEV提取的竞争市场将导致这样一种情况:绝大多数区块生产者的最大利润将来自于在这个市场上出售他们的重新排序权,而不是自己提取MEV。因此,一些人假设,由于搜索者之间的竞争逐渐将搜索者的利润率降低到很低的水平,并相应地允许区块生产者以接近零的边际投资捕获绝大多数MEV, Flashbots或类似Flashbots的机制将在未来几年占据主导地位。

然而,正如Doug Colkitt所指出的,这只适用于所有参与者都同意给定交易重新排序的价值的情况。这是目前绝大多数MEV机会的情况。例如,原子套利的价值很容易计算。然而,随着区块链交易复杂性的增加,可以很自然地预期,搜索者在评估任何给定交易集中总可提取MEV的能力方面将变得越来越不同。在这种情况下,做一个整合的搜索验证者比单独做一个搜索者更有优势,因为如果其他搜索者获得比你更高的重排序机会,他们将相应地出价,而你将能够提取零值。相反,如果你是一个集成的搜索-验证者(或你与区块生产者建立独家的私人关系,等等),你将能够对你的私人信息采取行动,并捕获相关的价值。

从本质上讲,上述情况类似于经典拍卖理论中的“赢家诅咒”,即参与者获得有关被竞价物品价值的私人信息。正如上面所讨论的,私人信息,即任何给定的交易重新排序机会的估值分歧,可能会随着区块链交易的复杂性的增加而出现,在区块链交易中,复杂的搜索者将比朴素的搜索者有很大的优势。除了任何给定区块链内交易的复杂性,统计MEV也可能导致分化的估值,其中搜索者在时间和/或空间上分散风险(例如,在多个区块链上执行交易),而不是纯粹关注原子和有保证的利润机会。最后,低费用的区块链(如Solana或Cosmos生态系统中的应用链)越来越受欢迎,有效地使高复杂性、低利润的MEV机会变得越来越可行,而具有高交易费用的区块链(如以太坊主网)为MEV机会的盈利能力设置了更高的下限,从而为其复杂性设置了更低的上限(在MEV机会空间的复杂性与利润权衡的合理假设下)。Jump Capital在Solana验证者中占主导地位,为这一假设提供了经验证据。他们约占Solana总份额的20%,他们很可能正在利用其高水平的人力资本来提取绝大多数可用的MEV。

广泛的安全效益。尽管区块生产者捕获MEV的能力可能会导致长期的中心化风险,其中占主导地位的生产者有越来越多的能力对网络发起如上所述的攻击,但MEV的存在激励了新的网络进入者,这直接抵消了来自高能力搜索-验证者的中心化风险。此外,区块生产者本身增长的财务价值增加了整个网络的安全性,以抵御外部攻击者。这些攻击者必须部署更多的资金来控制网络的大部分哈希率或权益。

因此,MEV对给定链的安全性既有正影响,也有负影响。MEV对区块生产者的总体收益增加了网络安全性,而对特定区块生产者的特定收益则降低了网络安全性。

从根本上说,随着交易复杂性和搜索能力的增加,区块生产者提取MEV能力的差异很可能会加剧。因此,我们可以想象这样一个世界:最有能力的搜索者与区块生产者进行整合,并最终在网络的哈希率或权益中占据非常大的比例,而几乎所有其他搜索者(与顶级搜索者相比,私人信息相对较少)通过类似Flashbots的拍卖机制捕获越来越少的MEV。尽管这可能是提高总体网络安全性的一个可接受的折衷方案,但已经提出了一些进一步的策略来降低中心化风险,我们将在下一节讨论这些策略。

普通区块链用户

除了区块生产者和搜索者,普通用户也可以从高效的MEV提取中获得好处(超出先前讨论的广泛的安全效益):

  • 跨市场价格稳定性。流动性池之间的套利确保了资产价格不会在不同的DEX和区块链之间出现严重分歧,允许用户自由交易,而无需事先查看几十个市场的价格。
  • 有条件的交易。一些系统依赖于在满足特定条件时及时执行某些交易。例如,贷款平台依赖用户在仓位低于其最低担保比率时平仓。协议也可能希望在固定的时间间隔后运行某些实用程序函数。在这两种情况下,搜索者之间都存在贿赂区块生产者的竞争,以便以某种方式重组区块,让搜索者成为第一个获得与期望交易相关的奖励的用户。因此,尽管这些机会被一些人简单地认为是“链上机器人,但最终在某种程度上确实符合MEV。

当然,用户也可能因MEV的激增而遭受负面影响:

  • 高昂的交易成本。正如前面提到的,根据给定的区块链的交易费用结构,优先gas拍卖(本质上是一种公开拍卖,搜索者根据他们对竞争报价的观察,反复提交连续更高的报价)可以提高普通用户的交易费用。这导致了普通交易费用不可预测的飙升,大大降低了生活质量,并使资金不那么充足的参与者根本无法发送任何交易。
  • 网络垃圾邮件。相反,如果交易费用异常低,扩展速度可能过慢,或者根本不需要复杂的计算,那么搜索者就会被激励向网络发送大量低价值交易,以便在MEV机会出现时立即捕获它们。即使对任何给定的搜索者来说,这些机会只有一小部分实现,交易定价过低也会带来净盈利。我们在Polygon和Solana等多个区块链的实践中观察到这一点。与优先gas拍卖类似,这也降低了普通用户的生活质量,除了面临高额的交易费用之外,非搜索者根本无法以任何合理的概率确认他们的交易,因为他们只是被大量的网络垃圾邮件挤出。
  • 榨取价值的抢先交易。最后,一些形式的MEV纯粹是从用户那里获取价值,对更广泛的加密经济没有任何好处。一个简单的例子是三明治攻击的存在,这是纯粹的价值转移,从用户到获取MEV的一方。很明显,除了MEV的直接受益者之外,没有任何实体会从三明治攻击的存在中受益。更普遍地说,几乎所有形式的抢先交易都是纯粹的榨取,并通过增加成本和不可预测性降低终端用户的生活质量。

因此,MEV对普通用户的净效应是大量不同因素的总和,其正负符号往往不清楚。我们很快就会看到,不同的系统已经被提出,试图将这种计算转向为用户带来净收益的方向。

MEV管理的创新

随着时间的推移,区块链开发人员已经开始认识到MEV的复杂性及其在现代加密经济系统中的组成部分。相应地,他们试图重构区块链架构和激励机制,以减轻MEV的负面影响,同时保留或放大积极影响。这些尝试主要分为两类:

  • MEV在区块生产者之间平均分布,以避免中心化风险,同时收获MEV提取的网络安全收益
  • 通过减少纯采用MEV和/或将MEV利润分配给区块链生态系统,缓解MEV对普通用户的负面影响

这些策略已经在基础架构层以及协议或应用层进行了尝试。为了说明这一点,EIP-1559的实施是一种架构上的改变,旨在减轻优先gas拍卖对普通用户的负面影响,但对区块提议者之间MEV利润的分配几乎没有改变。相比之下,Flashbots式的交易排序特权拍卖允许区块生产者利用竞争激烈的搜索市场为其MEV提取效率提供一个有效的下限,从而缩小最差和最好的区块生产者在MEV提取方面的差距,但不会阻止提取MEV。在下面的文章中,我们将涉及一些更新的系统或拟议的变化,以及它们的相对优势和劣势。

公平排序

天真地说,消除抢先交易最简单的方法是对交易处理施加先进先出规则。如果一个中心化的一方拥有命令所有交易的权利,这是很容易实现的。在这种情况下,有一个明确的到达顺序,只要中心化的一方是可信的,抢先交易实际上不可能发生。例如Arbitrum One,目前在以太坊主网上的一个optimistic rollup,

拥有一个由Offchain Labs运行的具有总交易排序权限的完整节点。(请注意,排序器的使用是Arbitrrum rollup技术的一个可选部分,它允许近乎即时地确认交易。)然而,将交易排序集中到单个排序器自然会使所有用户面临来自该排序器的恶意活动的风险,因此希望最终转向去中心化的模型。

然而,在一个去中心化的环境中,成千上万的节点可能在不同的时间接收到交易,实现一个精确的公平到达顺序的概念并非微不足道。Kelkar等人(2020年)在《Order-Fairness for Byzantine Consensus》中在这方面取得了一些进展,提出了“公平排序”的正式定义,以及一系列名为Aequitas的协议,为公平排序提供了各种保证。在非常高的层次上,这些协议试图确保如果有许多节点在接收交易B之前接收到交易A,那么由此产生的排序应该将交易A放在交易B之前。Arbitrum One计划借助Chainlink预言机的去中心化网络最终实现这样一个公平的排序协议。

在未来几年,我们将看到公平排序算法的进一步发展,而像Arbitrum One这样的区块链对这些共识协议的实际使用,将显著降低某些地方榨取性抢先交易的严重性。然而,值得注意的是,依赖先进先出模式并非没有缺点:

  • 延迟优势。节点延迟最低的参与者将能够比那些高延迟的参与者提取更多的MEV。这有利于高度资本化的实体,它们能够投资资源来共同定位附近的节点,并建立快速的网络连接。一般来说,网络延迟的差异会对世界上连通性较低的地区造成系统性的不利影响,而这些地区也恰恰是最可能严重缺乏经济资源的地区。
  •  网络垃圾邮件。为了增加他们的交易尽快通过网络广播的概率,用户,特别是MEV搜索者被强烈激励用相同的交易向网络发送垃圾邮件,反复地将它们发送到许多不同的端点,并显著地增加了一个普通用户的单笔交易被放弃或延迟的概率。
  • 用户和排序器之间的中介。根据用户通常如何将交易发送给排序器(或为了公平排序的去中心化的预言机网络,等等),中介本身可能是风险的来源。例如,如果用户通过RPC将交易发送到基于Arbitrum的区块链,那么,在将交易传递给排序器之前,这些RPC原则上可以重新排序交易并提取MEV。

说到底,“公平排序”只是相对于一组特定的优先事项才公平。最终,当前提议的实现可以被简单地认为是相对于其他MEV经济体的一套替代折衷方案。

N个区块排序权的拍卖

与其依赖一组预先确定的实体来对交易进行排序(例如,实现公平排序的去中心化链链网络),还有一种替代方案是,区块生产者可以拍卖在连续的N个区块窗口内任意重新排序交易的能力。这种机制为MEV提取权创造了一个有竞争力的市场,同时保证用户的交易最多只会被~N个区块延迟。这一策略最著名的实施者是Optimism (以太坊主网上的optimistic rollup),它将这些拍卖称为“MEVA”(MEV Auctions),旨在利用MEVA收入资助公共产品的开发。

从个人受益人的角度分析MEVA的影响,可以发现诸多有用信息:

  •  原则上,区块生产者应该能够通过对交易排序权的竞争性投标过程获得大部分价值。然而,它们的短期利润可能会减少,因为区块链要求将拍卖收益的一小部分转用于公共产品融资。由于搜索者能够捕获更多的总MEV,这一减少可能部分或全部得到缓解。
  •  引入MEVA将极大地影响搜索者。由于多区块MEV的提取变得更加容易,搜索者的总利润可能会增加,但这些收入的分配可能会变得非常不平衡,绝大多数收益都归于最熟练的搜索者。
  • 例如,假设一个搜索者赢得了一场拍卖,成为N个区块中的一个排序器。搜索者将利用他们的专业知识尽可能地提取MEV。然而,似乎在区块中还有MEV没有被提取出来。因此,他们既可以将提取剩余MEV的权利出售给其他搜索者,也可以扩大他们的能力,更全面地提取每一种MEV。但是,当搜索者自己不知道什么MEV留在区块上时(因为如果他们知道,他们会自己提取),拍卖提取MEV的权利在逻辑上极其复杂。因此,MEVA的引入将加速形成少量的单片MEV组,这些单片MEV组擅长提取每一种形式的MEV,并始终赢得N个区块拍卖。
  • 这可能与Flashbots的密封式拍卖形成对比,后者允许搜索者仅对选择性交易组合的重新排序权进行竞价。尽管捆绑包含未提取的MEV在原则上是可能的,但是捆绑提交的相对目标性质意味着,与多区块MEVA的设置相比,不同类型MEV的搜索者合并成单个实体的动机相对较少。
  • 普通用户从所有区块链用户受益的公共产品资金中获得轻微的长期收益。然而,明确引入竞争市场提取多区块MEV和整体中心化提取MEV可能会导致更高水平的短期损失。

有趣的是,由于拍卖的“赢家的诅咒”,参与者有不同的私人信号,如前所述,如果所有的交易排序特权必须通过MEVA获得,复杂MEV提取的程度可能被限制在一个相对较低的水平。

与公平排序一样,MEVA似乎是另一种折衷方案。区块链用户受益于将部分MEV收入转用于公共产品融资。但这是以MEV提取中心化为代价的,导致整体MEV提取水平更高。此外,虽然可能会被更高的总体MEV收入所抵消,但在网络安全方面可能会有一个与公共产品资金提取的收入程度相称的小权衡。MEV管理的MEVA模式是否比其他模式更具吸引力,还有待实践检验。

提议者/区块构建者分离

可选的拍卖用法在区块生产者之间普及MEV捕获的一个自然扩展是强制在区块提议者(组装完整区块的实体)和区块构建者(验证组装区块有效性的实体)之间的角色之间进行必要的分离。目前,在大多数区块链中,区块提议者同时也是区块构建者,这从根本上赋予了他们从区块中提取MEV的能力,即使许多人可能自愿选择通过基于拍卖的机制(如MEV-Geth)获得MEV收入。在这个被称为提议者/区块构建者分离(PBS)的方案中,区块生产者(或者,区块构建者或验证者)必须接受来自区块构建者的最高出价。构建者可能试图自己提取MEV。或者,他们也可以从搜索者那里接受较小的交易包,并将其组装成一个完整的区块。

在一个非常高的水平上,人们可能会认为PBS大致类似于要求所有区块生产者运行(某种版本)Flashbots拍卖,他们一定会接受最高的出价,其中捆绑包包含整个区块的交易价值。从本质上讲,这是Flashbots拍卖的强化版。从这个意义上说,PBS很可能进一步民主化MEV提取,使小型验证者保持一定的竞争力。然而,在大规模经济的存在以及复杂的、概率性的MEV扩散的情况下,区块生产者趋向中心化的动态只会受到抑制,而不是消除。

在PBS的范围内,已经提出了几种不同的部署,正如在最近的Flashbots的一篇文章《Why Building the Most Profitable Block is Important》所描述的。总的来说,这些部署采用了不同的方法来解决区块构建者隐私问题,这是成功实现PBS的一个关键障碍。本质上,如果被选为给定区块的区块生产者能够观察区块构建者提交的内容,并根据这些信息提交自己的区块,他们可以简单地复制出价最高的投标人提交的区块的内容,但出任意的高价,在这个过程中捕获所有MEV,并最终抑制盈利区块的构建。解决方案主要分为三类:

  • 交易混淆。加密技术可以用来模糊区块生产者对提议区块的内容的理解。例如,交易和捆绑包可以由区块构建者在一个安全的飞地(如Intel SGX)中编译。理论上,由于安全飞地的使用也可以通过加密方式进行验证,这将阻止区块生产者观察交易。(然而,Intel SGX尤其容易受到多种攻击。)
  • 或者,可以使用更直接的加密方案来保护用户交易的隐私,如时间锁加密(解密需要时间推移)或阈值加密(解密需要一些阈值比例的区块生产者的私钥)。遗憾的是,前者的可组合性和用户体验较差,而后者容易受到多个区块生产者勾结的破坏。
  •  对提议区块的预承诺。在区块构建者愿意发布完整的区块内容之前,可以让区块生产者预先提交一组区块头(每个区块头对应于区块构建者的提议),而不是使用加密壁垒。然后,如果区块生产者证明某个区块头不在他们之前承诺的区块中,他们就会受到一个大幅削减规则的约束。因此,区块生产者不能观察构建的区块,然后使用该信息重新提交投标。Vitalik在《Proposer/block builder separation-friendly fee market designs》一文中对该提案进行了进一步的详细描述。
  • 尽管该解决方案的无许可性质很优雅,但为了有效地防范攻击向量,需要仔细考虑其设计属性。例如,恶意的区块构建者可能会向区块生产者提交高额费用的捆绑包,但他们在承诺后拒绝发布这些捆绑包,如果区块生产者对他们承诺的区块数量有上限,就可能挤出合法的区块提案。削价机制还需要仔细计算潜在的失效模式。如果设计不当,可以想象的是,攻击向量可能会对区块生产者开放,无论是单独的还是合谋的。
  • 许可的中继。如果有人愿意接受将可信方引入系统——这可能是向完全去中心化PBS过渡的中间步骤——那么部署就会变得简单得多。就像Flashbots目前要求将捆绑包提交给可信的中继,这被认为不会窃取用户的捆绑包一样,在区块构建者和区块生产者之间引入可信中继可以确保区块构建者的提议不会泄露给区块生产者。PBS在这方面的一个具体部署是Flashbots研究小组的MEV-Boost。

除了特定PBS系统的技术细节之外,还有一个意想不到的好处值得特别提及。在基础层强制执行PBS意味着区块生产者可能能够可信地声称在包含用户交易方面完全中立,特别是如果他们也不参与MEV提取的开放市场。某些形式的MEV可能会被监管机构归类为非法,就像券商在传统金融中在客户订单之前抢先交易被认为是潜在的违反信托义务一样。尽管这种担忧在很大程度上仍然是理论上的,但值得注意的是,以太坊最大的矿池之一Ethermine在半年前就为了“合规”而停止接受DEX抢先交易捆绑包。如果这样的担忧继续存在,PBS可能会允许中心化的交易所继续以有竞争力的价格提供质押服务,因为他们仍然会从所有形式的MEV中获得收入,而不会暴露在潜在的执法行动中。

在协议层面减少MEV机会

某些MEV机会可以被理解为用户行为或协议设计中的缺陷,这种缺陷允许纯粹榨取性的MEV作为正常的用户协议交互的结果。这些MEV机会可能会随着时间的推移而消失,因为新协议的出现阻止了它们的产生。

例如,流动性池的不平衡通常是由用户在单个池中执行大型原子交换造成的。原则上,用户可以将交易分散到多个DEX,以减少总体价格影响,并以更低的成本执行交易。但是,手动执行此操作是缓慢且繁琐的。因此,DEX聚合器,如1inch、ParaSwap和Rango,它们为交易路由确定最佳路径,为用户提供跨许多不同DEX(以及在Rango的情况下,跨多个链)的卓越交易执行,已经变得越来越受欢迎。最终,随着更多的交易量转移到这些聚合器,可用的套利机会空间将相应减少。(也就是说,值得注意的是,通过聚合器的较大订单的单个路由交易仍然可以遭遇三明治攻击,并且聚合和非聚合DEX之间的套利仍然是可能的。)

同样,Uniswap V3上集中流动性的引入导致了“即时流动性(JIT)”的现象,即搜索者在用户交易之前插入非常窄的深度流动性范围,然后立即撤出流动性,因此获得了很大一部分相关的交易费用。尽管这导致了执行指令的价格滑点,但它强烈地抑制了私人流动性的提供,在最病态的情况下,可能会陷入一种均衡状态,即所有流动性都是JIT,而没有任何被动流动性迫使交易员向JIT流动性提供者请求报价。引入协议层面的机制可能会阻止这一点,这些机制使得JIT的流动性基本上不可能实现,比如CrocSwap提出的“生存时间”(time-to-live)要求,它强制规定了用户创造和随后赎回流动性头寸的速度下限。

其他协议已经成功地降低了用户对MEV的敏感性,通过采取以前的“开放”过程的一般概念,并增加“隐私”级别,这样外部行为者不再能够干扰提取MEV。例如,CowSwap对用户提交的订单进行周期性批量的链下限购订单匹配。由于订单是直接匹配的,这些交易不可能受到三明治攻击,因为执行价格与流动性池余额等外部因素没有交互作用。通过将交换的互动范围限制为买卖双方的直接互动,该交易避免了典型的抢先交易形式。

范围限制的另一个有趣应用由KeeperDAO系统证实。这个系统寻求在特定搜索者(称为Keeper)和产生MEV机会的平台(如用户不平衡的交换创造套利机会的DEX)之间建立许可通道。例如,Keeper的地址可以被列入白名单,以允许他们以较低的费用交换。我们可以反过来将类似的系统用于其他类型的协议。Keeper将能够在非Keeper搜索者之前,从MEV机会中获利,而且因为他们不参与与更大类别的非Keeper搜索者的拍卖,他们也将能够捕获更多的MEV,而不是必然被压低到极低的利润率。作为进入MEV提取的“围墙花园”(walled garden)的回报,Keeper会放弃一部分利润,与KeeperDAO和MEV生成协议共享。

除了KeeperDAO,其他协议也提出了类似的MEV共享方案,如bloXroute的BackRunMe,它保护用户免遭抢先交易,同时给特定的搜索者更早的backrun机会。总的来说,这些安排与传统金融中订单流支付(PFOF)的做法有一些相似之处,特权搜索者受益于更广泛的搜索区块生产者生态系统的“毒流”(Toxic Flow)保护,将他们的利润降至接近零,这很像做市商如何避免高度知情的高频交易的毒流,而且两种情况下的用户都体验到更低的交易执行成本。由这些协议创建的MEV生态系统将利润从区块生产者(他们将能够渐进地捕获这些机会99%的价值)转移到加密经济生态系统的其余部分。通过这种方式减少非特权搜索者和区块生产者的MEV收益可以缓解基于MEV的中心化,同时适度降低网络的整体安全程度。

正如我们所看到的,用户和开发人员都对在协议层面构建抵抗MEV的区块链生态系统有很大的兴趣。总的来说,MEV的机会是由“把钱留在桌上”的交易创造的,可以说,我们应该期望用户非常喜欢那些通过允许他们轻松地收回至少部分低效(否则将被捕获为MEV)来提供更大价值的协议。随着加密经济系统的成熟,MEV搜索者和区块生产者应该期待可纠正的低效率带来的“轻松收入”会随着时间的推移而减少。这可能会促使搜索者(他们在特定领域的专业知识和硬件上有大量投资)转向日益复杂的MEV形式。

概率性的MEV提取

目前,大多数MEV都是以一种非常“低风险”的方式捕获的。例如,原子套利交易或通过Flashbots拍卖提交的三明治捆绑包是完全没有风险的。要么他们被接受,在这种情况下他们是有利可图的;要么他们不被接受,在这种情况下,提交者并不比以前更糟。然而,随着对MEV的竞争日益激烈,无论是来自于越来越多的搜索者不断涌入一个固定的MEV机会空间,还是来自于用户和协议不断尝试消除简单的MEV机会和获取价值本身,搜索者可能会转向越来越复杂的MEV策略。

与现代传统金融中的量化策略类似,如果MEV搜索者增加他们储存和管理风险的意愿,他们将能够获得更广泛的MEV机会。也就是说,如果能够通过交易的重新排序来提取价值,那么搜索者将会受益。交易的重新排序不一定是有利可图的,但如果对相关的风险进行适当的管理和多元化,在预期中是有利可图的。

虽然看似抽象,但风险仓储的一种简单形式是狙击流动性,即在流动性池创建后,搜索者竞相购买资产。通常,流动性狙击手购买的代币不会立即在同一个区块出售,而是在几分钟到几小时内出售。我们提出以下几点意见:

  • 尽管表面上类似于“简单的botting”,我们相信流动性狙击仍然位于MEV的保护伞下。一个简单的证据是,搜索者通常愿意向区块生产者支付更多的钱,以便在增加流动性后尽快纳入他们的购买订单。区块内交易排序偏好的表达清楚地表明了MEV的存在。
  •  流动性狙击手的利润不能得到保证。根据预先存在的代币分配,价格可能会低于其进入价格。然而,在有利的市场条件下,在增加流动性后,大多数新项目的价格可能会大幅上涨。因此,搜索者承担了库存风险,即使他们的交易具有正的预期价值。

回想一下,做市商的角色的特点是接受库存风险,以换取买卖价差带来的利润。在低延迟、高TPS的区块链中,支持传统的中央限价订单做市策略,我们可能会看到做市商和区块生产者的角色合并,因为交易订单特权将允许他们对其做市策略的库存风险应用复杂的管理策略。(这可能是Jump Capital大举投资Solana生态系统的多重动机之一,他们占总质押的SOL约20%。)

以类似的方式,我们可能会期望MEV搜索者也开始在时间维度上分散风险,这与现代高频交易公司每天执行数十万笔交易的方式大致相同。这些交易并不都是有利可图的,但因为有很多这样的交易,大数法则确保他们在数小时或数天内持续盈利。没有特别的原因说明为什么交易重排序特权只会导致MEV提取机会,这些机会在几个交易的时间尺度上或在单个区块内是有利可图的,因此对搜索者来说有效地无风险。因此,搜索策略将纳入复杂的现代金融定量技术,允许提取低确定性形式的MEV,特别是在交易费用低和快速确认时间较新的区块链上。

事实上,人们已经可以想象如何将现有的MEV提取扩展到概率设置。目前,一种三明治攻击在其目标交易中既抢先又后退。通过排除三明治两半之间的任何其他中间交易,三明治将风险降到最低(例如,在出售库存前价格下降)。然而,这需要对两笔独立的交易进行精确的定位,每笔交易都有相应的交换费(Uniswap为0.3%)。回想一下,在一个有A和B两种成对资产的流动性池中,交易是“对称的”,即买入A大致相当于卖出B,反之亦然。考虑以下事件序列,其中有两个独立的可夹在中间的目标交易:

  • 三明治攻击者购买A
  • 目标交易#1购买A
  • 三明治攻击者拿A兑换B
  • 目标交易#2购买B
  • 三明治攻击者卖出B

在上面的例子中,三明治攻击者只支付了三次交换费用,但如果三明治攻击者要分别夹在两个目标交易中,他们将不得不支付四次交换费用。因为交换费是整个交易规模的0.3%,能够在目标交易1和2之间承担一些库存风险可能获得更高的利润(交易回报分布的额外方差以获得更高的预期值)。然而,三明治攻击者必须小心妥善管理库存风险。例如,如果目标交易1实际上是利用A低于市场的价格进行套利,那么这个三明治攻击者在相反方向的“三明治”上获利退出的可能性就较小(也就是说,三明治交易本身可能携带有关未来价格走势的信息)。根据他们的特定设置,概率性的MEV搜索者可能还会对所有未平仓交易的仓位规模施加限制,以防止过度暴露于任何单一资产的特殊风险。

考虑到不同域的MEV,概率性的MEV的最后一种形式出现了,如Obadia等人(2021)在《Unity is Strength: A Formalization of Cross-Domain Maximal Extractable Value》所讨论的。对于不属于所有相关域的区块生产者的搜索者来说,跨域MEV的提取(例如,跨两个不同的区块链进行套利)必然涉及对其交易的相对顺序或确认状态的一定程度的不确定性。例如,可以想象一个区块链确认购买,而另一个区块链没有处理抵消的出售,让搜索者持有库存,可能会亏损。尽管如此,那些能够胜任管理这些风险的搜索者将能够在日益跨链的世界中充分利用MEV提取。(然而,值得注意的是,跨链MEV的盈利能力可能是整体加密经济中心化的一个重要驱动力,因为多个区块链或桥的验证者、节点和矿工在一个搜索器的伞下聚集,将允许超级高效、低风险的提取链间和链内MEV。)

对潜在的概率性MEV搜索者,这里提醒一句:因为金融市场是对立的,在概率性MEV上执行可能会使搜索者暴露在一个非常大的潜在攻击面,这取决于从链上数据派生底层策略的难度。人们可以想象,能够“引诱”算法进行某些不利交易,就像“有毒”的流动性池通常是如何部署的,希望一个过于天真的流动性狙击手会购买他们的(无法出售的)代币。

结论

从上面的讨论可以明显看出MEV的巨大复杂性,但出于必要,上面的讨论只是粗略地触及了情况的要点。然而,对于MEV的更详细的研究还有很大的空间,例如:

  • 更全面、跨链、定量分析MEV提取
  • 概率性MEV及其与传统金融高频交易的异同的理论和实证研究
  • 应用更复杂的拍卖机制来捕获和分发MEV给不同的生态系统参与者

我们热切期待今后在这些方面的工作。

最后,我将发表一下自己对MEV的简短看法。虽然这可能接近于毫无意义的抽象或投机,但我已经开始相信,围绕MEV的“斗争”——围绕它的提取、受益者和缓解——是一个完美的微观说明,说明了加密经济网络如何内在地受到不断推动先进技术进化的竞争力量的塑造。例如,考虑一下交易运行的复杂性是如何直接推动不同区块链架构和协议的开发的,这些架构和协议试图通过内部化本应是抢先交易者的利润来为用户捕获更多的价值。同样地,加密经济系统的一般对抗性性质,其无许可和开放性质允许任何有能力的操作员从缺陷中提取价值,迫使这些系统从一开始就优先考虑安全性和鲁棒性。

对于基础设施来说,这是一个非常可取的品质,或许有一天会成为新金融体系发展的基础。例如,比较一下传统银行笨重的技术,其特点是网站被破坏,过时的短信认证,易受社会工程的影响,而且通常有无数的攻击载体,这些攻击载体在遭遇大量资金损失后才被草草修补。这是一种制度的最终结果,这种制度本质上不适应全球化世界的残酷对抗性质。尽管加密经济系统的成熟可能需要一段时间,但它们将更加持久,部分原因是唯一的幸存者是那些从创世区块诞生之初就成功适应了敌对环境的人。

由于这些原因,以及更多的原因,我觉得MEV有着令人难以抗拒的魅力。这是一场技术复杂性和智力的美丽游戏,随着参与者一次又一次地加倍努力,整个加密经济生态系统最终会因此变得更强大。能够在未来几年观看这场大戏的展开,是我们莫大的荣幸。

【责任编辑:徐来】

转载声明:本文 由CoinON抓取收录,观点仅代表作者本人,不代表CoinON资讯立场,CoinON不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。若以此作为投资依据,请自行承担全部责任。

声明:图文来源于网络,如有侵权请联系删除

风险提示:投资有风险,入市需谨慎。本资讯不作为投资理财建议。

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫
上一篇 2022年8月4日 上午9:47
下一篇 2022年8月4日 下午7:22

相关推荐