Освещая темный лес: раскрывая мистическую завесу MEV

ТЛ; ДОКТОР

С ростом активности в сети и развитием инфраструктуры, MEV на блокчейне продолжает рассматриваться как самая опасная часть темного леса Ethereum, что напрямую приводит к потерям прибыли пользователей и ухудшению опыта. Цель данной статьи заключается в анализе централизации и проблем доверия, возникающих из механизма генерации блоков Ethereum 2.0 и развития технологии PBS, а также противоречия с ценностями Ethereum.

On-chain MEV является двусторонним мечом, имеет положительные и отрицательные внешние эффекты. Положительные включают снижение ценовых различий на DEX и помощь в ликвидации; отрицательные включают ущерб от слепых транзакций для пользователей. Таким образом, решения по MEV больше направлены на смягчение отрицательных внешних эффектов, а не на их полное устранение. В процессе смягчения отрицательных внешних эффектов MEV и решения проблемы доверия к сторонним посредникам Relayer, существует три основных типа мер: улучшения аукционной механики, улучшения уровня консенсуса и улучшения уровня приложений. Эти решения имеют свои плюсы и минусы, и требуют совместного тестирования.

Кроме того, MEV как побочный продукт проектирования механизмов в будущем станет более сложным. Мы также обсудили архитектуру Layer2 и новые типы транзакций, такие как EIP-4337, а также возможные технические проблемы и возможности, связанные с MEV.

В конце концов, мы надеемся исследовать потенциальные решения для смягчения негативных внешних эффектов MEV, всесторонне осознать плюсы и минусы текущих MEV-решений, чтобы осветить темный лес для пользователей и исследователей.

Эфириум 2.0

С момента The Merge Ethereum использует механизм POS для обеспечения безопасности сети, отказавшись от ресурсоемкой конкуренции за создание блоков и перейдя на доказательство доли. После слияния Ethereum разделен на исполнительный уровень и уровень консенсуса. Изменилось также создание блоков: каждый Epoch представляет собой один цикл POS, состоящий из 32 Slot, каждый из которых имеет время создания блока в 12 секунд.

Каждый Epoch в сети случайным образом выбирает комитет валидаторов, который случайным образом выбирает предложителя блока для упаковки и сортировки транзакций для создания блока, а другие валидаторы комитета осуществляют контроль и голосование. Комитет переизбирается каждый Epoch. Также существуют временные ограничения на операции для обеспечения эффективности. Payload - это выполняемая нагрузка, то есть изменение состояния транзакции, которую можно рассматривать как часть выполнения блока. Предложитель блока реализует выполняемую нагрузку и предложение блока.

Архитектура PBS

На самом деле, когда валидаторы выбираются в качестве предложителей блоков, у них часто нет мотива выполнять полезную нагрузку, так как это требует значительных вычислительных ресурсов. Изначально считалось, что выбор через децентрализованный комитет, включая выполнение нагрузки, приведет к децентрализации сортировки транзакций. Однако валидаторы естественным образом стремятся передать эту часть на аутсорсинг третьим лицам, чтобы сосредоточиться на предложении блоков. Таким образом, появилась концепция PBS, которая отделяет предложение блоков от их построения: предложители отвечают только за проверку блоков и не участвуют в их создании. Это способствовало открытым рынкам, где предложители могут получать блоки от строителей. Строители конкурируют друг с другом за создание блоков, предлагая предложителям наибольшую плату, что называется "аукцион блоков".

Краткое введение в модель первой аукционной сделки PBS. Пользователи отправляют транзакции в публичный Mempool через RPC-прокси, несколько строительных компаний ищут наиболее подходящий порядок транзакций для формирования блока максимизации прибыли (, максимизация прибыли означает сборы за транзакции Base + Priority + MEV ), затем через MEV-Boost Relayer происходит взаимодействие с Proposer, Relayer является мостом между несколькими Builder и Proposer, Builder отправляет Relayer свои ставки, Relayer отправляет Proposer несколько заголовков блоков и ставки, Proposer обычно принимает наивысшую ставку. Relayer реализует спецификацию MEVBoost, это спецификация, предложенная Flashbot для технической спецификации взаимодействия между Builder и Proposer. На протяжении всего этого процесса вся информация закрыта, Relayer отправляет только заголовки блоков Proposer, поэтому Proposer обладает антицензурными свойствами.

Участники и игры в PBS

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

Билдер

Билдер отвечает за создание содержимого блока, используя MEV-Boost, что делает его более выгодным в конкурсе, так как поддерживает газовые сборы и доходы от MEV. Билдер может напрямую проверять транзакции пользователей и искателей, что всегда подвергалось критике, особенно после того, как правительство США опубликовало OFAC, и многие билдеры стали участвовать в соблюдении OFAC. Хотя в последнее время доля проверенных блоков снизилась, билдеры по-прежнему имеют прямое влияние на проверку транзакций.

Согласно текущей доле рынка Builder, такие платформы, как beaverbuild.org, которые не требуют проверки, постепенно расширяют свою долю на рынке, ориентируясь исключительно на прибыль.

Поисковик

По сути, максимизация прибыли требует совместных усилий Searcher и Builder. Searcher часто сотрудничает с определённым Builder, формируя Dark Pool или Private Pool, при этом сделки Searcher отображаются только для определённого Builder. Некоторые Builder получают сделки MEV, максимизирующие прибыль, и затем участвуют в аукционе на пространстве блоков. Теоретически, если Builder ведёт себя нечестно или осуществляет цензуру, Searcher может выбрать другого Builder, что приведёт к снижению доли рынка Builder. Таким образом, Builder будет учитывать скрытые затраты на нечестное поведение. Ситуация с MEV и ежедневными доходами от Gas показывает, что MEV доходы, приносимые Searcher, могут достигать в два раза больше ежедневных доходов от Gas в условиях значительных колебаний рынка.

Searcher делится на CEX-DEX( арбитраж вне цепи) и две большие категории DEX, мезонин, ликвидация( чисто на цепи).

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

На чисто цепочечные возможности MEV постепенно формируется тенденция к созданию студий, доля рынка jaredfromsubway.eth составляет 37,2%, он специализируется на сэндвич-атаках на пользователей Ethereum, ранее был пользователем с наибольшим потреблением газа в цепочке, около 1,5% газа в день. С февраля 2023 года по июнь 2024 года было потрачено 76 916 ETH, примерно 175 миллионов долларов. Поскольку Seacher тесно связан с Builder, многие Seacher отправляют поток заказов первым трем Builder, можно было бы транслировать всем Builder, но небольшие Builder могут разделить поток заказов, что приведет к неэффективности стратегии MEV и риску убытков. Привязка к Builder также может поддерживать экологическое влияние.

Релеер

Релеер отвечает за сбор аукционов, выступая в качестве промежуточной станции для передачи заголовка блока и цены аукциона, при этом Пропозер не знает деталей транзакций блока. После того как Пропозер выбирает и подписывает заголовок блока, Релеер передает все детали транзакций Пропозеру. Релеер, выступая в качестве третьей стороны без экономических стимулов, получает огромное доверие, Строитель полагается на цену Пропозера, а Пропозер полагается на цену Релеера и содержание блока. В истории были случаи, когда потенциальная уязвимость Ultrasound Relayer привела к тому, что Пропозер извлек более 20 миллионов долларов MEV. Хотя уязвимость может быть исправлена, сам Релеер все равно может действовать злонамеренно, чтобы украсть MEV.

Доля рынка Relayer показывает, что доля Builder, работающего на чистом MAX Profit, постепенно увеличивается после Merge, и в свободном рынке невозможно контролировать MEV через Builder.

В то же время Relayer сталкивается с проблемой отсутствия экономических стимулов. Blocknative прекратил разработку Relayer. В настоящее время Relayer зависит от стандарта MEVBoost, предложенного Flashbots, а Ethereum полагается на третьих лиц для предоставления PBS, что не является долгосрочным решением. В настоящее время сообщество Ethereum исследует возможность внедрения PBS на уровне протокола.

Предложитель

Для Пропозера алгоритм случайным образом выбирает комитет среди всех валидаторов, каждый слот выбирает инициатора блока, инициатор блока обладает способностью к выполнению нагрузки, но естественно хочет аутсорсить, что может привести к вертикальному сотрудничеству между Строителем и Пропозером. Релейер MEV-boost стремится быть промежуточным звеном, чтобы уменьшить вертикальную коллаборацию, вызванную прямым общением. Поскольку в настоящее время все являются пулами майнеров в качестве пула валидаторов, но пул майнеров и пул LSD валидаторов имеют сильный эффект масштаба, особенно с учетом потенциала выпуска токенов стейкинга LSD, что усиливает капитализацию, и с учетом влияния строительных блоков DEFI, пул валидаторов находится в более централизованной тенденции.

Lido в настоящее время занимает около 28,7% рынка, Coinbase и Ether.fi занимают второе и третье места. В прошлом, когда не использовалось решение MEV-BOOST PBS, Предложитель должен был выполнять задачи Строителя, то есть исполнять нагрузку, но большинство Предложителей отказывались от возможности сортировки выполнения транзакций, так как тяжелые вычисления серьезно снижали производительность проверки, и было проще передать исполнение нагрузки на аутсорсинг, позволяя третьей стороне аукционировать блоки.

Пользователь

Наконец, поговорим о пользователе: пользователи являются самой уязвимой стороной в целом архитектурном дизайне, поскольку все транзакции помещаются в Mempool, и их будут использовать различные MEV-боты для получения прибыли от MEV, но эта прибыль не будет поступать к пользователям. Однако это не только негативные последствия. Например, в DEX, когда колебания цен на цепочке велики или объем торговли пользователей превышает ликвидность DEX, MEV-боты могут снизить проскальзывание и разницу в ценах между платформами за счет арбитража. Таким образом, у MEV есть как положительные, так и отрицательные внешние эффекты, которые необходимо обсуждать отдельно, и это также является его сложностью.

Чтобы избежать ущерба пользователям от мониторинга MEVbot, многие поставщики RPC-узлов могут помочь пользователям разместить транзакции в непубличном Mempool, например, напрямую взаимодействуя с Builder через RPC. Новым способом компенсации MEV-прибылей для пользователей является OFA(Order Flow Auction) (аукцион потоков заказов), где операторы OFA RPC сотрудничают с Searcher, чтобы продавать заказы пользователей Searcher, который максимизирует MEV, включая весь поток заказов в блок, а затем возвращает эти прибыли пользователям.

В настоящее время доля пользователей, использующих частный поток заказов, все еще невысока, составляет около 10%, что в основном связано с высокими затратами на обучение пользователей. Многие пользователи не могут правильно усвоить знания о MEV и меры по их противодействию, операции сложны. Чтобы оптимизировать пользовательский опыт, пользователи должны больше принимать его пассивно, а не активно.

Резюме

В текущей архитектуре PBS после введения спецификации MEV-BOOST механизм аукциона с конкурентными ставками для максимизации прибыли привел к тому, что строители и искатели постепенно направляются к сотрудничеству и доверию. Независимо от того, являются ли искатели или строители, интересы связаны, и тенденция к централизации становится очень очевидной. В условиях POS также наблюдается централизация валидаторов, и все этапы цепочки MEV становятся очень централизованными, что также приводит к проблеме многостороннего доверия: искатели доверяют строителям, строители и предложители доверяют ретрансляторам. Централизация и доверие в MEV развиваются в явном противоречии с конечным видением децентрализации и недоверия в Ethereum. В сообществе Ethereum в настоящее время обсуждаются три предложения для смягчения этого способа централизации:

1. В ответ на централизацию связки Builder и Searcher: Flashbot предложил технологию SUAVE, которая делает транзакции более прозрачными, снижает порог доверия Searcher к Builder и поощряет Searcher отправлять ордеры всем Builder.

2. В отношении доверия Relayer: использование Enshrined PBS вместо текущей схемы PBS, чтобы устранить зависимость от Relayer в процессе торгов.

3. По поводу централизации валидаторов: использование децентрализованного AVS, такого как SSV и другие, в настоящее время Lido уже сотрудничает с ним.

Текущая ситуация с MEV

В настоящее время основное MEV в цепочке заключается в арбитраже, сэндвич-атаках, ликвидациях и т.д. При этом арбитраж приносит наибольшую прибыль, за последние 30 дней MEV-боты получили в общей сложности 2,6 миллиона долларов прибыли.

На самом деле средняя прибыль от одной сделки составляет около 0,8 доллара, полагаясь на большое количество сделок, за последние 30 дней прибыль от атак сэндвичей в сети Ethereum составила около 880 000 долларов.

MEV делится на положительные и отрицательные внешние эффекты. Положительные внешние эффекты включают в себя уменьшение ценового расхождения между DEX, вызванное арбитражем, помощь в ликвидации залога для DEFI-протоколов и т.д. Это положительные аспекты. Отрицательные эффекты в основном связаны с тем, что происходит клиринг транзакций пользователей, что приводит к убыткам части прибыли пользователей. В текущей механике затрат на блокчейне, несмотря на механизм сглаживания сборов Gas Fees на Ethereum, когда возможности арбитража на блокчейне увеличиваются, MEV боты и пользователи все равно осуществляют транзакции на блокчейне, что приводит к резкому увеличению сборов Gas Fees на короткий срок, нанося экономический и опытный ущерб пользователям.

Не только из-за проблем с MEV и централизацией, вызванных архитектурой PBS и POS, но и в процессе перехода Ethereum на архитектуру Layer2 возникают проблемы с кросс-чейн MEV между Layer2.

Потенциальная сложность MEV в архитектурном дизайне Layer2

В настоящее время значительная часть сделок с эфириумом осуществляется на уровне 2. Основная цель эфириума - стать глобальным расчетным уровнем, поэтому в будущем массовая арбитражная деятельность на блокчейне будет переходить к более сложным и требующим более высоких технологий многосетевым кросс-чейн MEV.

Кросс-чейн MEV в настоящее время исследуется очень мало, но были предложены некоторые меры по его потенциальным возможностям, в основном касающиеся Layer2.