详解 MEV 原理及策略:以太坊合并后的 MEV 民主化如何?

Foresight News view 18849 2022-9-1 15:06
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以太坊越来越复杂,这是它的本质,也是它的诅咒,因为以太坊的核心是——智能合约。这种全新、激进的工具使开发者能够大胆地进入去中心化金融领域,该领域充满了爆炸性的增长和波动。然而,全新的系统也带来了前所未有的风险。最大 / 矿工可提取价值(MEV),就是它的副产品。

主要内容概览

MEV 是矿工可以从操控交易中提取的 ETH 总额。这种操控分为几种形式,但大多数是重排交易顺序和 frontrun(抢先交易)。

MEV 的三个最常见的例子是:DEX(去中心化交易所)套利,清算,和三明治交易。

MEV-Geth 是一个无许可的 MEV 提取概念证明,由 Flashbots 设计和执行,目的是缓解由 frontrun 和 backrun 机器人造成的网络拥堵。

MEV-Boost 分离了 PoS 验证者的角色:区块建设和区块提议。Searcher(独立的网络参与者,他们在区块链上寻找 MEV 机会而得名)向区块建设者发送捆绑交易,有时他们自己也是区块建设者。

OpenMEV 是一个促进区块生产者和验证者聚集与沟通的平台,目标是让用户分到 MEV 的一杯羹。

什么是 MEV?

MEV 的核心是,矿工从操控交易中提取的 ETH 总额。这种操控有几种形式,但大多数是重排交易顺序和 frontrun。这是由矿工对交易顺序的控制决定的。MEV 有两个基本来源:

DEX 套利而产生的纯收入机会

最优 gas 费竞拍机制(PGA)

MEV 这个词可能会产生误导,因为很多人认为提取的价值属于矿工。实际上,大部分 MEV 流向了套利交易员。MEV 的流行基于一个事实,即无论市场环境如何变幻,价值都会越积越大。

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举个例子,来看看纯收入套利机会和 PGA 如何实现 MEV。假设 DEX 上有一单大交易,那就有了套利的机会。然后,套利机器人提交一笔交易,捕捉价格差异,支付 Xgwei 的 gas 费。接下来,矿工复制和审查套利机器人的交易,为自己获利。或者其他套利机器人出更高的 gas 费,然后出现 PGA。最终支付的 gas 费和 MEV 的差额就是套利机器人的利润。这只是获得 MEV 的一个例子,稍后我们会介绍其他 MEV 策略。

MEV 供应链

为了更好地理解 MEV 的工作原理,我们拆解一下它的供应链。自 2017 年 MEV 诞生以来,一直有两个主要参与者:矿工和 MEV Searcher。

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可以把 MEV searcher 理解为「区块链管道工」。他们用不同的方法,寻找链上所有可提取的价值。searcher 与矿工合作,也愿意支付高额的 gas 费,因为他们希望自己的交易也能成交。在某些情况下,searcher 向矿工支付的 gas 费,占其 MEV 总收入的 90%,有时甚至更高。

现在,我们在供应链的视角下,重新审视 MEV searcher 和矿工。

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下文提到的「用户」,指的是任何想参与区块链的人。用户访问钱包 UI,这一行为将用户的意愿编码成交易,供区块链理解。这就是应用层,该层将一切行为汇集在一起,表达用户的意图。开发者代表用户做出处理 MEV 的决定。例如,开发者可以将交易发送到公共交易池,searcher 在上面挑选交易,或者发送到像 Flashbots Protect RPC 这样的私密路径系统,该系统对 searcher 有所限制。

然后,searcher 把所有的用户交易集中到一起,并转换为名为捆绑(bundle)的交易类型,然后提取所有可能的 MEV。捆绑是一个或多个交易,分组后按照顺序执行。除了 searcher 的交易外,捆绑还可以涵盖其他用户在 mempool 中的挂起交易,而且捆绑也可以针对特定区块进行打包。

这一点很重要,因为 searcher 的流动性、套利和清算是维持市场运行的关键,但 searcher 也有可能提取过高的价值,高于他们提供的服务。然后,建设者将捆绑汇集,构建区块。

最后,验证者发挥共识作用,对区块进行验证。以前,验证者和建设者被认为是同一批人,以太坊合并后就不是了,因为合并会分割区块提议者和建设者。下文会有更多关于这方面的内容。

MEV 策略

MEV 的三个最常见的例子是:

DEX 套利 

清算

三明治交易

DEX 套利在前面的例子中已经介绍过了,所以我们来聊聊清算和三明治交易。

清算是主要的 MEV 机会。借款人被清算时,通常会有大量的清算费用。这就是 MEV 的机会所在。searcher 确定被清算的借款人后,争取第一个提交清算交易,收取清算费。

三明治交易是另一种常见的 MEV 提取形式,也被认为是最邪恶的。这种策略有点像传统金融中的高频交易。三明治的核心是利用 mempool,扫描大型 DEX 交易。三明治攻击的两个主要构成是:

AMM(自动做市商)

滑点

例如,如果 MEV 提取人看到 Uniswap 上价值 100,000 USDC 的 ETH 交易被挂起,那么结论就很清楚了,ETH 的价格在交易执行后会上升。合理的做法是在交易执行前立即购买 ETH,并在交易执行后立即卖出。

人们可以通过这种方式计算出任何特定交易的近似价格效应,这比传统金融中的抢先交易更有优势。DEX 上的每笔交易都有特定的性质,人们可以计算优化的交易规模,抢先购买。

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后合并时代

2021 年,MEV 的开采出现了爆炸性增长,gas 费在几个月内高得离谱。名为 Flashbots 的利他主义组织出现后,人们开始讨论为 MEV 提取创造一个无许可、透明和公平的生态系统。因此,一般的 frontrun 交易不再有效,且 PGA 是链下完成的,gas 费更低。

MEV-Geth 是一个无许可 MEV 提取的概念证明,由 Flashbots 设计和执行,目的是缓解由 frontrun 和 backrun 机器人造成的网络拥堵。

我们的想法是,采用一个中立的、公开的、开源的基础架构进行无许可的 MEV 提取,可以消除 MEV 内幕交易的风险。同时,MEV-Geth 还尝试为 MEV 提取创造一个生态系统,保留以太坊的属性。事实上,以太坊的 "searcher "和 "捆绑 "概念就是 MEV-Geth 引入的。

请注意,MEV-Geth 是概念证明,虽然它与常规的以太坊客户端兼容,但仍然是一个还在优化的项目。

未来

MEV 不限于以太坊,但以太坊上的 MEV 是最大的。因此,讨论合并后的 MEV 很有必要。

我们聊过区块提议者 - 建设者分离(PBS)的话题,但为什么 PBS 对 MEV 和以太坊来说十分重要呢?MEV 为共识网络的去中心化带来了风险,在遇到规模经济的时候也会出现问题。比如说,一个 10 倍大的交易池里,提取 MEV 的机会也有 10 倍。此外,MEV 使去中心化交易池变得复杂,因为还是只有一个实体,负责建设区块和提出提案。于是他们能轻松和谨慎地提取 MEV,无需与交易池分享收入。

PBS 将提议者和建设者分割,解决了这个问题。区块提议者不是自己产出收入最高的区块,而是与第三方市场合作,也就是区块建设者。区块建设者生产捆绑交易,里面包含区块内容,并向提议者收取费用。提议者选择费用最高的捆绑交易。

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合并后,出块时间将被固定为 12 秒,而不是目前的泊松分布(Poisson distribution)。此外,区块提议者会提前收到通知。固定的出块时间和提前收到通知的区块提议者,使得 searcher 在区块被提议之前提交捆绑交易。searcher 会集中在大型验证者和最优区块建设者的旁边。事实上,一些区块建设者会向 searcher 提供主机托管服务(如 AWS 数据中心)。

目前,Flashbots 正在为合并后的以太坊验证者开发名为 MEV-Boost 的 PBS 工具。运行 MEV-Boost 的验证者可以向公开市场出售区块空间,放大他们的质押回报(高达 60%!),同时保留以太坊的去中心化。

那么,它是如何工作的呢?PoS 节点运营商必须运行三个软件:验证客户端、共识客户端和执行客户端。MEV-boost 可以算是共识客户端的「摩托车挎斗」,把区块建设外包出去给其他网络建设者。区块建设者准备完整的区块,优化 MEV 的提取和奖励的公平分配。然后他们将区块提交给中继服务器。中继服务器汇总多个建设者的区块,选择费用最高的区块。最后,MEV-boost 中利润最高的区块,由验证者的共识层提议至以太坊网络,进行认证和打包。

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民主化 MEV

除了 Flashbots 之外,Manifold Finance 推出了 OpenMEV,它是促进区块生产者和验证者聚集与直接沟通的平台。协议可以利用 MEV 发挥其优势。例如,用户可以提出想要的区块交易顺序。OpenMEV 的核心优势是它可靠的中立性。也就是有一个机制或规则,规范链外行为和活动。

OpenMEV 的目标是,使协议在价值获取和分配上更高效,因为目前成为 MEV 提取者的门槛有点高。有了 OpenMEV,任何人都可以通过 SushiSwap 赢得 OpenMEV 的「奖励」。

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