MEV:以太坊合并之后，MEV 的變與不變

作者：Jiawei,IOSGVentures

引子

根據以太坊社區給出的定義：MEV是指通過包含/不包含/以及排序區塊中的交易，從區塊生產中提取的超過標準區塊獎勵和Gas費的最大價值。

鏈上金融活動日趨復雜，MEV也隨之不斷積累。據不完全統計，目前MEV已接近7億美金的體量。這僅是在PoW時期以太坊一層的語境下，如果把TheMerge發生之后，以及各個Layer2與Alt-L1考慮進去，保守估計MEV的總體量將超過10億美金。

在以太坊交易的生命周期中，我們可以抽象出MEV供應鏈。本文主要討論Builder和Validator的部分。

提議者和構建者分離

在當前以太坊的協議層設計中，區塊構建者和區塊提議者是同一實體——在PoS之下，他們首先是Validator的子集。這一實體被偽隨機地從廣泛的ValidatorSet中選擇出來構建區塊、并向PoS網絡提議區塊。

上圖基本闡釋了區塊構建的過程。Builder獲取交易的來源主要有三種：公共交易池、私密交易Channel和MEV搜索者提交的Bundles。Builder將這些交易構建成一個區塊，連同參與拍賣的出價遞交給Relay。

在MEV不斷增長的趨勢下，這種Builder和Proposer作為同一實體的設計逐漸顯現出弊端：相較普通的Validator而言，大型ValidatorPool有更多機會去實現MEV；此外，他們顯然比普通Validator有更強大的MEV捕獲能力，這樣導致了嚴重的中心化問題。于是，PBS提出把Builder和Proposer的分離開來。

以太坊盈利地址數達一個月高點:7月31日消息，Glassnode數據顯示，以太坊盈利地址數量（7日MA）達到一個月高點48,053,511.601。[2022/7/31 2:49:36]

分離之后，無論普通Validator還是大型ValidatorPool，都把區塊外包給專業的Builder進行構建，以此最大化利潤，而自己只需要做「提議」一件事情。

目前的PBS分為協議層和非協議層實現，兩者的區別是前者內嵌于以太坊本身，技術上具有強制性；而后者指的是PBS是可選項，具有非強制性。

協議層PBS協議層PBS將在以太坊Danksharding實施中引入，使PBS成為協議層的設計。屆時Builder除構建區塊之外，還需要在約1秒內計算32MB數據的KZG多項式承諾，并在P2P網絡中進行分發。

非協議層PBSFlashbots提出了一個開源軟件MEV-Boost，作為PBS的非協議層實現。這是一個開放市場，即Builder專注于構建區塊，盡可能實現每個區塊的利益最大化。在參與拍賣后，最有利可圖的區塊被提交給Proposer。后者只需要簡單地提議這個區塊，相當于出售其區塊空間。作為回報，該區塊的Proposer可以獲得區塊構建者支付的費用。據估計運行MEV-Boost之后，驗證者的質押收入將提升超過60%。

以上是MEV-Boost的大致工作流程。

首先，Validator除運行驗證者客戶端、共識客戶端和執行客戶端三個軟件外，還需要運行MEV-Boost。

金色算力云Maggie Lin：未來大家對于以太坊的挖礦預測性沒有比特幣來得強:據官方消息，2020世界區塊鏈領袖峰會暨2020年度礦業風向標頒獎典禮在科興ECO國際會議中心盛大落幕，在本次大會中特別邀請到金色算力云聯合創始人 Maggie Lin 在會上發表了《Filecoin的挖礦未來》主題演講，在演講中Maggie Lin表示：“以太坊目前存在部分的泡沫，因為以太坊2.0要即將推出。大家可以看到，目前以太坊的算力增長非常快，未來大家對于它的挖礦預測性沒有比特幣來得強。目前顯卡存在缺貨的狀況，3080在一個月內價格增長了10%，所以現在IPFS礦機需要出來。當然，我認為長期比較看好以太坊，雖然受到2.0的影響，它的流動性是部分被鎖定的，但是未來可以形成更大規模的應用。所以比特幣和以太坊可以根據不同的預算和對于時間周期的考量進行一些投資。”[2020/12/25 16:31:36]

Builder從交易訂單流中獲取交易和Bundle，并按各自的策略構建區塊。

Relay作為Builder和Proposer之間的雙向通信渠道，可以連接到一個或多個Builder，并驗證Builder提交區塊的有效性和出價，將有效的最高出價提交給Proposer。

Proposer可匯集一個或多個Relay，從中選出最有利可圖的區塊，并進行提議。

關于非協議層PBS與區塊構建，衍生出來一些有趣的話題，下文將一一討論。

市場供需及轉變

在供需關系上，Proposer和Builder其實在早期已經實現了一定程度上的分離。

聲音 | 以太坊開發者：繆爾冰川硬分叉或于12月31日前后啟動:PegaSys Protocol Engineering產品經理Tim Beiko發推稱，以太坊“繆爾冰川（Muir Glacier）”硬分叉計劃在2019年12月31日新年前夕進行。但考慮到存在難度炸彈，出塊時間應該至少再增加一次，并將其推遲三到四天。據悉，本次網絡升級旨在解決網絡難度炸彈問題。據悉，EIP 2384提議在區塊高度920萬左右進行硬分叉以延遲難度炸彈，預計發生在2020年1月6日前后。（AMBCrypto）[2019/12/16]

復雜的鏈上活動使MEV的機會日漸顯現。在PoW中，擁有強大算力的礦工掌握了出塊權，但是他們搜索MEV的能力一般，大多只是單純地選擇支付的Gas費高的交易來生成區塊；另一方面，搜索者捕獲MEV機會的能力很強，但是出塊權不在他們手上。

起初，沒有一種確定的方式讓礦工包含這些搜索者提交的交易；搜索者只能盡可能拉高支付的Gas費，以期其提交的交易被包含。但這是一種公開的「拍賣」，相當于GasWar，即便出價者最終失敗也必須支付費用，并將造成網絡負載和推高Gas價格，產生嚴重的負面外部性。

于是，針對以上供需和痛點，Flashbots提出了FlashbotsAuction，在礦工和搜索者之間引入了拍賣和通信渠道。搜索者通過FlashbotsAuction向礦工發送交易，并額外支付費用。

概括而言，供需關系產生了開放市場。

這是PoW中的情景。而當以太坊過渡到PoS之后，只需要質押32個ETH和滿足簡單的硬件要求就可以參與驗證網絡，意味著出塊權的分布變廣，即可以參與出塊的人大大增多了。但是，對比礦工而言，這些Validator缺乏構建區塊的能力。

分析 | 以太坊與BTC關聯度保持穩定 對BTC匯率持續下滑:據TokenGazer數據分析顯示，截止至7月19日11時，以太坊價格為$223.83，總市值為$23,949.1M，主流交易所交易量約為$438.9M；以太坊對比特幣匯率保持下降趨勢；基本面方面，以太坊鏈上交易量近期波動較大，活躍地址數保持下降趨勢，算力保持上升趨勢；ETH 鏈上DApp交易量處三大公鏈領先地位，有持續上升趨勢；以太坊30天開發者指數約為2.31；以太坊與BTC的關聯度保持平穩波動，目前關聯度約為0.8；ERC20代幣總市值約為以太坊總市值的64.63%，有所回升；ERC20活躍地址數方面，排名前五的代幣為USDC、TUSD、PAX、ZRX、OMG。[2019/7/19]

供需關系的開放市場仍然存在，但產生了一些變化：以往礦工可以選擇自己構建區塊，或是把區塊構建外包出去——FlashbotsRelay向礦工發送交易或區塊，礦工可以選擇性接收；而現在，對Validator來說，區塊構建會產生額外的計算開銷，并且他們大多沒有足夠的能力捕獲MEV，因此Validator需要向FlashbotsRelay請求區塊。

監管、抗審查與去中心化

監管與審查，某種程度上是同一件事情。而抗審查和去中心化是區塊鏈的敘事支柱，兩者的關系密不可分。

首先在監管層面，合并后，中心化交易所、質押服務提供商和實際運營商在全網Validator中占據很大比例。這些實體處在特定的法律管轄區內，因此需要權衡其業務帶來的合規風險。以太坊面臨著無形的監管壓力，

動態 | Tether在以太坊網絡新增發1.5億枚USDT:據PeckShield態勢感知平臺數據顯示：晚間22時53分，Tether向以太坊網絡新增發1筆價值1.5億美元的USDT，塊高度為7855157，交易哈希值為：0x131bf3d84dac4c1092aa29a1a77fe76815b3e40f8fda3878b5ea0ada2d43948c 。截至目前，Tether在以太坊網絡上的ERC20 USDT總發行量已達650,010,000枚。[2019/5/30]

從數據面上看，每日符合OFAC合規要求的區塊已經占到67%之多；每100個區塊中有74個符合OFAC合規要求。這項數據在保持高位的同時處在上升趨勢中。如果該數值接近于100%，那么受到OFAC制裁的地址發出的交易將很難被包含在區塊中。

當然，迄今受OFAC制裁的地址均為黑客地址，在道德倫理上似乎有其合理性；但這個監管范圍是否會擴大，恐怕難以料想。面對監管高壓，大型驗證者池應如何在經濟利益和去中心化精神面前作選擇？與其嘗試回答這個問題，我們也許更應該從技術角度出發直接解決審查問題。

除監管層面的審查之外，當前MEV-Boost中還存在著Builder的審查問題。在上述工作流程中我們看到，Proposer只能被動接收由Builder提交上來的完整區塊，無法從中包含自己想要的交易。即要么全部接收，要么完全不參與MEV-Boost。這種情況下，Builder實際上可以聯合起來有意地不包含某些交易，并對其交易發起者進行敲詐勒索。

在Danksharding的協議內PBS中，引入了crList來解決審查問題，即Proposer有權利指定一個交易列表，這個交易列表必須被Builder所包含；在贏得拍賣后，Builder需要證明crList中的交易都已經被包含在內，否則該區塊將被視為無效。

在EigenLayer提出的MEV-Boost++中引入了ProposerPart，即類似于crList，Proposer有權參與構建區塊的一部分。

進一步的去中心化

通過PBS的非協議層實施，Validator中心化的問題得到緩解，在上一節討論中，我們發現現階段Builder同樣有著中心化的問題。過去一周內，排名前五的Builder構建了84.64%的MEV-Boost區塊。

Flashbots近期開源了其BuilderAPI，希望由多個Builder協作構建區塊，而非當前由單個實體構建完整的區塊。

粗略來看，因為不同Builder能夠覆蓋到MEV搜索者和私密交易Channel的覆蓋面不同，有些Builder可能在前者或者后者方面各有優勢。現在，Builder們遞交的區塊是一個完整的區塊，如果想要自己構建的區塊被選上，必須使構建區塊的整體實現利益最大化。

如果多個Builder協作，前者占優勢的Builder可以提交區塊的一部分，后者占優勢的Builder可以提交其他部分，這樣會使得Builder整體而言更加去中心化，并且理論上Validator最終收益也會更多。然而與此同時，這也明顯加劇了Builder間的競爭。

Flashbots提議所有團隊公開開發他們的Builder，并且社區只信任那些行為符合透明和免費軟件規范的Builder。如果各個Builder遵循這一標準，將使得Builder的角色和區塊構建更加去中心化和透明。

從MEV的角度思考Endgame

Vitalik在他的文章「Endgame」中描述了以太坊的最終圖景：區塊生產是中心化的，但區塊驗證是去信任的和高度去中心化的，并且確保抗審查。

個人猜想，前半句話的邏輯基于以下三點：

從去中心化的程度考慮，以太坊需要使成為Validator的硬件要求或計算資源盡可能低，如果Validator只需要簡單地提議一個構建好的、且出價最高的區塊，而無需自己構建區塊，這能夠降低一部分計算開銷。

從經濟激勵的角度出發，該系統的參與者都是EconomicallyRational的，如果運行MEV-Boost可以使質押收益提升60%之多，那么除去監管等其他客觀因素，理性的Validator會把區塊構建的工作外包給Builder去做，這樣使得區塊生產是中心化的。

如果Danksharding在未來確定實施，對Builder的硬件和帶寬要求大幅增加，因此必然指向Builder中心化的結果。

盡管區塊生產是中心化的，但以太坊通過降低參與網絡驗證的門檻和PBS，實現ValidatorSet的進一步去中心化，并基于廣泛的ValidatorSet和偽隨機的投票過程來確保區塊驗證去信任、且高度去中心化，這一點是確定的。

當然，中心化與去中心化是Spectrum，而非「是」或「否」的問題。

ClosingThoughts

區塊構建是一個廣闊的市場，MEV每時每刻都在發生，從中涉及到算法比拼和競爭者博弈，現金流川流不息、不舍晝夜。MEV是當下加密世界中不可多得的純鏈上原生的商業模式，足夠穩固。

當前的PBS是非協議層的，Validator仍然可以選擇自己構建區塊，而非外包給專業的Builder。而在未來以太坊引入Danksharding之后，PBS成為協議設計上強制性的實施，我們將看到區塊構建的市場變得更加龐大。

我們關注在「不變」中尋「變」和求「變」的投資邏輯：

考慮未來大規模采用、和鏈上金融活動日趨復雜，我們認為MEV是中長期視角下「不變」的趨勢所在。

在合并后什么「變」了？首先，區塊提議與區塊構建之間的供需關系發生改變。其次，對抗審查和去中心化的需求開始出現。最后，區塊構建成為專業化市場的趨勢也在慢慢顯現。這些變化將引導我們抵達以太坊的終局。

在非協議層PBS和協議層PBS之間，存在一段兩至三年的時間窗口。更進一步來說，如果跳出以太坊Layer1的視角，在多鏈生態和多Rollup生態中，同樣存在著廣闊的跨域MEV機會。

IOSG將持續進行一系列指向性、預測性的研究，并從中挖掘隱含的投資機會，敬請關注！

References:

https://docs.flashbots.net/

https://boost.flashbots.net/?

https://www.flashbots.net/mev-sbc-workshop?

https://www.blocknative.com/blog/ethereum-block-building

https://www.blocknative.com/blog/web3-transaction-lifecycle

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