GAS:MEV應用：為公平提取以太坊網絡價值而來

隨著DeFi協議應用的發展，越來越復雜的智能合約部署在以太坊網絡中，合約與合約之間的交互過程不但復雜且頻次高，每一次合約交互都隱藏著財富機會，比如套利，比如清算，鏈上應用的繁榮也使鏈上交易可捕獲的價值增加，這些價值被統稱為Maximum Extractable Value，簡稱即MEV。

根據MEV數據網站Flashbots 統計，自2020年1月到今年6月，以太坊網絡的MEV達7.49億美元，近30天被提取的價值高達2.39億美元，已經成為一塊不容忽視的市場。

但礦工可提取價值在網絡交易過程中，存在搶跑和尾隨交易，往往會導致以太坊GAS過高，帶來鏈上擁堵、高交易滑點等問題，影響鏈上其他用戶的使用體驗。

于是，越來越多的專業開發者致力于解決礦工提取價值過程中的不透明、無秩序的現狀，以保護普通用戶的交易利益，這種解決方案甚至以應用的方式出現，MEV-Explore、keeperDAO、CowSwap便是這類應用。

本期DeFi蜂窩將帶來MEV及其相關應用的梳理。

MEV是MinerExtractable Value簡稱，原本是指礦工可提取價值。

作為以太坊區塊數據的打包者，礦工有很多主動權。在打包區塊過程中，他們可以將交易包含進來或排除在外，要對交易進行排序，這個操作也讓礦工提取除了正常的交易費用和區塊獎勵之外的價值，這個價值就是MEV。

而當前在以太坊生態上，MEV并不僅僅有礦工在提取，還有專注于DeFi的交易員，也有機器人運營商，他們通過套利策略獲得MEV，留給礦工的只剩下交易員在挖掘MEV過程中支付的交易費，因此，礦工能獲得鏈上MEV僅僅是小部分。

安全公司：BNBChian的MevBot被利用，損失約9.6萬美元:7月4日消息，據Web3網絡安全公司Ancilia監測，BNBChian的MevBot被利用，損失約9.6萬美元，黑客為0x0070開頭地址。[2023/7/4 22:17:24]

DeFi交易員、套利機器人加入到鏈上提取價值的行列，因此，MEV定義不再僅僅是礦工可提取價值（Miner Extractable Value），它發生了詞變，變為最大可提取價值（Maximum Extractable Value）。

在理解MEV之前，需了解以太坊鏈上的運轉流程。這個區塊鏈網絡上主要有3個角色，我們用一個形象的比喻做說明——礦工是生產者，礦池像是拍賣行，用戶相當于投標人。

每當用戶啟動交易后，交易信息會廣播到節點，每筆交易均附有手續費，也就是GAS費。費用代表用戶購買區塊空間的意愿，使其能夠讓他的這筆交易包含在區塊內。礦池會把這些交易信息分配給礦工，而礦工為追求收益，會優先打包GAS費高的交易。

此時，交易用戶為了讓自己的交易被優先處理，就會出高價GAS費，這種行為就是「最優GAS費競拍」(Priority Gas Auction)，簡稱為PGA。

在DeFi應用繁榮以前，以太坊就是這樣按區塊順序有序運行的，鏈上MEV價值集中在礦工身上。隨著DeFi協議的爆炸式增長，超額抵押借貸、AMM、收益挖礦策略、衍生品等智能合約的組合與交互越來越復雜。以太坊網絡不再僅僅只支撐鏈上轉賬交易，可以捕獲的價值將越來越多，智能合約的每次交互，都暗藏著巨大的財富，MEV也就變得豐富起來。

MEV在DeFi領域，主要產生于套利交易和清算這兩個主要場景。

MEV機器人遭黑客攻擊，損失超2000萬美元:4月3日消息，據推特用戶3155.eth在社交媒體披露，某些頂級MEV機器人被鎖定為黑客的攻擊目標，三明治套利中的交易模塊被替換，目前已造成超過2000萬美元的損失，這可能成為可能是整個MEV生態系統的主要轉折點。簡單解釋為黑客拿到了三明治套利的大戶bot的bundle交易，bundle里有3個交易為1.大量買入，2.被夾用戶的交易，3.大量賣出。黑客拿到了這個bundle，拆解了bundle，把2替換了成自己的交易，用便宜代幣換走了bot的資金，之后第3步交易失敗。”此外，根據@punk3155的推文，某MEV機器人遭遇了上述攻擊，總損失已達2000萬美元。[2023/4/3 13:41:50]

套利交易——以Uniswap為例，當有一筆大額交易在該DEX上產生滑點時，假如有價值10000美元的套利機會，DeFi交易員或機器人套利者就會撲捉到這個信息，執行套利交易。他們會提交這筆交易給礦工。為了讓提交的交易被礦工優先打包處理，他們通常會給出高價GAS，哪怕是價值3000美元。此時，剩余的7000美元就是DeFi交易員或機器人套利者可提取的MEV。而那3000美元GAS費，則是礦工在此筆交易獲得的MEV。

套利機會不僅僅存在于大額交易的場景中，也會產生在不同DEX之間，比如，當ETH/SHIB在Uniswap和Bancor上出現不同的價格時，套利者就會在兩個DEX間搬磚，使價格最終趨于一致。

清算交易——在DeFi抵押借貸協議中，當抵押品價值下降時，如果沒有補足或者出售抵押資產，就會觸發清算程序，清算人可以以低于市場價格3%-5%的折扣，獲得如ETH這樣的抵押資產，而這3%-5%的折扣價值，也是MEV。

一個MEV機器人因閃電貸回調損失約15萬美元:10月19日消息，PeckShield發推稱，合約地址開頭為0xf6d7的MEV機器人因閃電貸回調損失約15萬美元，攻擊者地址為smithbot.eth。該機器人的開發者通過鏈上信息表示可以向攻擊者提供損失的一半作為賞金。[2022/10/20 16:30:39]

搶跑行為帶來利益分配不公平

當前的以太坊網絡上，捕獲MEV的主要包括DeFi交易員、套利機器人運營商，也有普通用戶，他們都是MEV的搜尋者，在鏈上各種合約交互的場景中，尋找收益機會。

假如一個DeFi交易員在Uniswap上發現了套利機會，把交易提交給礦工，但由于鏈上數據都是公開的，所有人都能監控到這個交易員提交的套利交易信息，當MEV價值十分可觀時，包括礦工在內的搜尋者，就有可能以更高的GAS費「搶跑」——復制這條交易信息，出更高價格的Gas費「搭個便車」。

于是，一個以GAS費競價爭取此次套利機會的場面出現了，這對第一個發現套利機會的交易員顯得很不公平，如果他出不起更高的GAS費，那么他發現這個「寶藏」便只能拱手讓給「有錢人」。

GAS費過高浪費區塊空間

OK，如果你認為崇尚交易自由的DeFi，就應該遵循優勝劣汰的市（叢）場（林）法則——MEV一旦被搜尋者發現，就要盡快以高價GAS費提交此筆收益，爭奪機會。

想想礦工會怎么做？最大的可能是打包出錢（GAS費）最多的那筆交易。這就會造成因優先打包而帶來的區塊空間被減少的問題，此時，網絡有可能變得擁堵起來，鏈上交易的GAS費也被抬高了。

三明治夾擊

除了上述問題外，大額的DEX交易場景中還會存在「三明治夾擊」這種頗受爭議的獲利方式。一些腳本能力更強的「科學家」交易員，通過使目標交易夾在兩筆特定交易中間從而獲利。

Skip Protocol 將在 Sei Network 上提供 MEV 捕獲機制:10月18日消息，Cosmos 生態 MEV 基礎設施提供商 Skip Protocol 將在 Layer 1 公鏈 Sei Network 提供最大可提取價值（MEV）捕獲機制。Sei 用戶和驗證者將科通過收回 MEV 獲得被動獎勵，MEV 可用于資助社區池、支付或補貼 Gas 費用、增加質押獎勵或作為直接回扣給予。[2022/10/18 17:30:59]

同樣以Uniswap的AMM式兌換場景舉例，假如ETH價值1000美元，用戶A用1000 USDT買入ETH，科學家盯上了A。他先于A構造了一筆1100 USDT買入ETH的交易；排在后面的A想要成交，就要用更多的USDT買入ETH，比如1150USDT。此時，科學家賣出ETH,從而賺了一筆差價，而真實的交易用戶還要承受更大的滑點損失。

礦工雙重角色挑戰

在以太坊生態中，礦工的主要收入由四部分組成：區塊獎勵，叔塊獎勵，交易費用，MEV收益。你發現了嗎？作為處理交易順序的礦工，既有機會當裁判員，也有機會當運動員。

當鏈上其他用戶提交的MEV收益高于區塊獎勵和交易費用時，礦工就會進入兩難抉擇之中——到底是選擇搶奪此筆交易，還是選擇重挖區塊來捕獲區塊中的MEV。這對礦工來說是個誘惑，為了使下一個塊建立在自己套利成功的區塊上，他會努力使包含自己套利交易的塊成為最長鏈。

當鏈上交易秩序甚至網絡效率因MEV的豐富而帶來不利時，一些開發者試圖通過一些方案解決痛點。

MEV-Explore瀏覽器

MEV-Explore是一款以太坊MEV 交易實時資訊面板和瀏覽器，用來展示MEV 價值、分類、最新MEV交易、MEVGas 費消耗等相關資訊，網站數據每 3 小時更新一次。這款應用旨在幫助社區了解和量化MEV，從而觀察它對以太坊網絡的影響。

Offchain Labs和Matter Labs計劃為Layer 2網絡集成抗MEV機制:以太坊擴容團隊Matter Labs首席執行官Alex Gluchowski和Offchain Labs首席技術官Harry Kalodner都表示將集成可以對抗MEV（礦工可提取價值）的方案。Offchain Labs表示在探索一種相對比較新穎的方案，可能不會在剛開始的時候提供，其聯合創始人和首席執行官Steven Goldfeder，同樣也是MEV學術論文的作者之一，最近聯合發表了一種全新的共識算法論文《Order-Fairness for Byzantine Consensus》，將排序這件事去中心化。Matter Labs表示將通過零知識證明和VDF（可驗證延遲函數）技術隱藏交易內容，徹底避免MEV。[2020/12/7 14:29:20]

MEV-Explore的開發方是Flashbots——一家專門研究礦工可提取價值（MEV）的機構。既然MEV 客觀存在，無法避免，Flashbots希望能為搜尋者和礦工建立MEV利益分配秩序，降低MEV對公鏈的影響和風險。

Flashbots緩解 MEV影響的解決方案分為三部分：點亮黑暗森林，價值挖掘民主化，分配利潤。

由于MEV目前對以太坊用戶不透明，普通交易用戶即使曾遭受過搶跑或三明治夾擊也感受不到MEV的存在，理解它需要大量的數據分析和智能合約的深入了解。Flashbots希望MEV-Explore能夠讓MEV活動透明化，減少信息不對稱，同時希望能將MEV量化，有衡量指標并且這些指標可視化。

對于在提取MEV過程中的高GAS費，Flashbots提出的解決方案是MEV-Geth，簡單來說就是把MEV交易隔離起來，用專屬渠道進行礦工和搜尋者交易競拍，通俗理解就是把這些交易移到鏈下，以緩解鏈上GAS費過高和擁堵。

Alchemist解決方案

Alchemist(MIST)基于Flashbots技術推出了首個去中心化交易所mistX,號稱第一個FlashDEX，主要是解決搶跑問題，用來保護普通用戶在交易過程免受搶跑攻擊和三明治夾擊。若抗搶跑失敗，不需要支付任何費用。

這就意味著在mistX上，你的交易，要么在沒有搶跑交易的情況下交易成功，要么無需支付任何費用。不像傳統的鏈上交易，不但面臨著被搶先交易，還要損失提交的GAS費。

mistX交易宣稱交易無需GAS費，所有交易的GAS價格都是0。但這并不意味著沒有手續費，只是支付方式與傳統的交易方式不同——mistX用戶在交易過程中是向礦工支付小費，這些小費以ETH支付。如果交易中包含ETH，就會把消費包含在交易中；交易中沒有ETH，那么需要從你錢包的ETH中扣除。

簡單來說，交易無需GAS費，但需從每筆交易中扣除一定比例的小費。最重要的一點是在mistX取消提交的交易時，沒有任何費用。

mistX獨特之處是利用了Flashbots機構提出的解決方案，將用戶交易捆綁在一起。也就是說，通過mistX交易信息不會發布到公開池，這樣有效地向搶跑者隱藏了信息，從而防止交易被操縱，或被搶跑，或被夾在中間。

KeeperDAO解決方案

KeeperDAO（ROOK）旨在讓DeFi用戶和交易搜尋者（Keeper）利益最大化，這種方式也強調并非保護礦工利益。

KeeperDAO專門為套利者創建了一個資金池：任何人都能向這個資金池借錢套利，并獲得套利收益的一部分。

它相當于鏈上流動性承銷商，流動性提供者將資金存入資金池中，套利者或清算人（Keeper）會利用流動池中的資金捕捉鏈上套利機會。當有套利機會發生時，套利者會以閃電貸的形式借用流動池中的資金，并在套利成功后將本金還回流動池中，套利者所得收益會被存入社區池中然后等待分配獎勵，提供流動性的用戶也將獲得原生代幣ROOK作為獎勵。

在其整個套利或清算過程中，Keeper主要面臨的挑戰就是提交套利交易過程的PGA競拍，比如，當你捕捉到套利機會時，為了讓此筆交易優先被礦工打包，就面臨著是否要提供高價GAS費競拍交易順序。如果提供高昂的GAS費，而這無休止的GAS費混亂爭奪中，套利者利潤相比原始利潤少之又少。

獲益的總是掌握交易控制權的礦工，他們可以獲得MEV最大價值。如果不提供高價GAS費，交易會不會被競爭者搶跑？為避免此種情況，KeeperDAO通過專門的智能合約將此筆交易封裝，消除MEV。

也就是說，出現一筆套利交易機會時，搜尋者（Keeper）提交給KeeperDAO，讓它分析是否有套利機會（通過搶先交易或尾隨交易）。如果有套利機會，KeeperDAO獲得套利和清算優先權，同時能降低以太坊礦工為獲取MEV價值控制交易排序的風險。交易完成后，KeeperDAO用ROOK對搜尋者加以獎勵。

盡管搜尋者（Keeper）獲得利潤減少，但損失少于 PGA 競爭的GAS損失。對KeeperDAO 和搜尋者來說，這是雙贏。

目前用戶可以通過提供ETH、WETH、USDC、renBTC、DAI等資金池的流動性來獲得收益。ROOK初始供應量共100萬個，截至6月9日，其市值2.1億美元，暫報價為179$，持幣地址數有18777個。

ArcherDAO解決方案

ArchrDAO（ARCH）旨在增加礦工的收入，希望通過聯合策略提供者提供高價值的鏈上交易機會（如套利/清算），然后在以太坊上重新排序交易來提高礦工收入，并優化交易者體驗。

ArcherDAO生態主要有3個角色，分別是策略提供者、礦工、流動性提供者。后兩者較好理解，而策略提供者是發現并提交鏈上收益機會的一方，這些機會包括DEX中的套利、貸款清算及其它機會。

ArcherDAO系統評估這些收益機會后，會將高價值的機會發送給礦工，由礦工打包進入區塊并產生收益。

整體來看，ArcherDAO 是一個讓套利者和礦工直接合作的平臺，通過聯合策略提供者和礦工，用執行有利可圖的鏈上機會，為礦工帶來新收入來源。不同于PGA解決方案，ArcherDAO讓套利者和礦工雙方合作，從而使MEV利益最大化，避免了為實現套利而浪費GAS費用。

CowSwap方案

CowSwap用批量拍賣來抵御MEV攻擊，并集成各去中心化交易所作為流動性來源，為交易者提供最優價格。

CowSwap是采用一種獨特的需求匹配CoW(Coincidence of Wants)的方式進行撮合交易。當交易雙方兩人同時擁有彼此需求的資產時，雙方便可以不通過貨幣媒介，直接進行交易，可以理解為鏈上的「物物交易」。

也就是說，當一批交易發生時，CowSwap首先在鏈下為交易者匹配訂單，如果它沒有找到可匹配的需求交易，則將交易提交到鏈上其他 DEX。

在 CowSwap 上，兩個人同時持有彼此想要的資產，即可直接匹配交易，而無需做市商或流動性提供者撮合交易。這樣既然可以為個人交易者帶來最佳的價格，也免除通過做市商或流動性提供者產生的手續費。

CowSwap需要鏈上的外部流動性，因此采用批量訂單的方式，按統一價格結算。所有訂單價格一致，沒有交易排序的問題，所以不能通過將交易按特定順序排序來提取任何價值，從根本上免除MEV情況。

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