MEV:詳解以太坊合并后帶來的 MEV 新問題

最大提取值/礦工提取值，簡稱MEV，是一種在區塊構建過程中通過優化交易順序從中獲利的手段。通常，無論牛熊礦工和搜索者能從MEV活動中攫取利潤。MEV來源市場于信息的不對稱。為了緩解信息不對稱和減少MEV的負外部性，行業出現了許多創新，其中包括Flashbots。vxhuang33868

迄今為止，超過6.5億美元的MEV是通過Flashbots提取的，而且這個數字還在增長。然而，下圖顯示，MEV仍然是礦工的游戲，因為他們攫取的利潤占MEV總量的三分之二。weibo小新投資筆記

對于當前的以太坊生態來說，MEV存在許多問題。隨著即將到來的升級，這些問題將延續甚至帶來新問題。本文中，我將探討合并前后以太坊的MEV問題并尋求解決這些問題的潛在解決方案。在深入研究之前，讓我們先回顧一下當前如何提取MEV。

MEV是如何提取的？

如前所述，MEV目前主要由礦工和搜索者進行提取。這兩者在有關工作設計上有不同，我稍后將深入探討；但兩者都從內存池中尋找MEV機會。他們在正確的位置中插入交易以提取預期的MEV。以下是一些流行的MEV策略：套利、清算、搶先交易、三明治攻擊和反向交易。它們對以太坊的可用性有不同程度的影響。有些甚至可能構成生存風險，這將在后面討論。

1.1簡要說明MEV如何為Flashbots工作公眾號貝爾投研小新

0xdfd開頭地址從7個地址歸集1億枚OP并轉入Coinbase:金色財經報道，據推特用戶余燼監測，30 分鐘前，0xdfd開頭地址從7個地址歸集了1億枚OP(1.43億美元)并轉入Coinbase。這些歸集的 OP 源于 Optimism 核心貢獻者（團隊）+投資者代幣分發地址，所以這剛轉入 Coinbase 的 1 億枚 OP 應該是今天解鎖的一部分。[2023/5/31 11:50:26]

Flashbots有三個主要組件：搜索者、中繼器和礦工。搜索者所扮演的角色是出于套利、清算、搶先交易、隱私、MEV保護等原因提交交易的人。中繼器是礦工和搜索者之間的中間件，它驗證從搜索者那里收到的捆綁交易并將推送給Flashbots礦工。中繼器至關重要，因為它們在處理交易包方面提供了靈活性，并防止了對礦工的DOS攻擊。礦工運行的mev-geth是一個特定于flashbots的拍賣機制，它使用第一價格對于區塊進行秘密競投。參與flashbots的礦工參與是需經過許可的，并且主要由受信任的實體運營。

1.2非flashbots礦工進行MEV工作的簡要說明

另一方面，普通礦工可以訪問內存池中的交易，該交易匯總了等待處理的未提交交易。有些人也可能直接接受來自用戶的私人交易，而不通過內存池；這相當普遍——超過85%MEV是使用發送給礦工的私人交易提取的，其中50%來自flahsbots。礦工按照gas費順序對這些交易進行排序，并在MEV機會出現時插入他們自己的交易。

Matrixport戰略主管：加密貨幣價格上漲或下跌的關鍵原因通常是監管:金色財經報道，加密服務提供商Matrixport的研究和戰略主管MarkusThielen在社交媒體上表示，大多數人認為加密貨幣價格隨機變動。其他人則認為比特幣減半周期是大幅波動的關鍵驅動因素。但加密貨幣價格上漲或下跌的關鍵原因通常是監管。比特幣起源于美國，但在亞洲得到擴展。不僅因為亞洲擁有最多的加密貨幣用戶（目前為 2.6 億，占 61%），還因為美國監管已將加密貨幣推向海外。加密貨幣就像水一樣，會以最小的阻力漂浮在管轄范圍內。加勒比地區、中東和亞洲有一些有利的監管措施。加密貨幣的歷史表明，數十億美元將流向最有利的司法管轄區。[2023/5/18 15:11:19]

當前的MEV格局存在哪些問題？

由于PGA和礦工的控制，MEV尤其是一些惡意的MEV，可能會侵蝕網絡的可用性。所引發的問題包括：高gas費、交易失敗和網絡擁塞。

如前所述，MEV策略中有些可能是良性的，例如套利和清算；但其他可能是惡意的，例如三明治攻擊和搶先交易。惡意的MEV策略會給用戶帶來額外的成本使市場失效，甚至可能在礦工爭奪MEV時導致網絡擁塞。因此，網絡的可用性將受到影響。用戶也會碰到更高的滑點、不斷出價Gas費用高企以及交易延遲處理等問題。

基于Polkadot的互操作性協議t3rn宣布完成650萬美元融資:金色財經報道，基于Polkadot的區塊鏈互操作性協議t3rn宣布在一輪戰略融資中籌集了650萬美元。Polychain Capital 領投，Huobi Ventures、Figment Capital、Blockchange Ventures、Lemniscap 等參投。t3rn創始人兼首席技術官 Maciej Baj表示，這筆資金是通過一項簡單的未來代幣協議 (SAFT) 獲得的。[2022/11/25 8:06:18]

除了網絡可用性之外，一些MEV策略可能會給網絡帶來生存風險。Time-bandit攻擊會導致鏈分叉以重新排序第N個塊中的交易。當跨區塊的MEV的經濟激勵超過N+1區塊的區塊獎勵時，礦工會執行Time-bandit攻擊。通常擁有整個網絡哈希率10%以上的頂級礦工會通過分叉來嘗試提取跨區塊MEV,這將導致區塊鏈的嚴重不穩定。由于這些攻擊只能由大型礦工進行，例如F2Pool和Ethermine等，這顯示了與集中、導致單個實體對整個網絡控制所帶來的中心化風險。

礦工對交易訂單的控制也導致了另一個大問題：交易審查。這個概念很簡單：區塊中不會包含受害者交易。審查制度起初似乎無害，但在某些情況下可能對dApp造成災難性影響。假設一個算法穩定幣需要通過出售大量國庫資產來進行重新錨定，但如果礦工發起攻擊以審查出售的資產會發生什么？這種審查制度會導致掛鉤的目標資產的死亡螺旋。雖然這些攻擊可能不會對網絡構成生存方面的威脅，但可能會導致鏈上生態的大規模萎縮。

ARK Invest新任首席未來學家：比特幣和以太坊不是競爭關系:金色財經報道，ARK Invest新任首席未來學家Brett Winton表示，市場上有一種看法，認為比特幣和以太坊是相互競爭的，這并不真實，實際上在以太坊合并后更不真實。Winton認為，比特幣本身是最有可能贏得貨幣革命的。協議的保守性實際上意味著隨著時間的推移，它很有可能取代二線貨幣作為媒介交換。他指出，相對于權益證明來說，工作量證明是一個更強大的去中心化機制。因此，當以太坊轉移到權益證明時，會出現各種潛在的好處和有趣的事情，但它實際上會使競爭空間更加隔離。（The Block）[2022/9/13 13:25:00]

我上面提到的所有問題不僅限于以太坊主網。除了隱私類Rollup，其他Rollup只要具備交易可公開查看的排序器，也將受到此類惡意MEV策略的影響。由于適當的排序是網絡穩定性的關鍵組成部分，對于Rollup更是如此，許多人提出并討論了一些可能的解決方案。這仍然是一個積極研究的領域，但我將介紹一些似乎已經引起關注的建議。

2.1Optimism的MEV拍賣，又名MEVA

MEVA是Optimism首席技術官KarlFloersch提出的一種解決方案，旨在減少投標造成的網絡擁塞。MEVA允許贏得拍賣的人管理當天的排序。這是減少投標活動的一個相當簡單而直接的辦法，但它也有明顯的缺點。由于MEV是由中標者收獲，其他排序器本應獲得的挖K收益將由用戶補上，這會導致用戶的成本更高。此外，MEVA會鼓勵排序網絡的中心化，因為較小的排序器試圖與更大的合作，從而形成較為中心化的共識。

BadgerDAO攻擊者開始轉移盜走的比特幣:金色財經消息，慢霧在Twitter上表示，旨在將比特幣帶入DeFi的協議BadgerDAO的攻擊者開始轉移盜走的比特幣，已開始將比特幣轉至多個新的錢包地址。注，BadgerDAO于2021年12月遭到攻擊，損失包括2101枚比特幣及151枚以太坊，彼時總價值超1.2億美元。[2022/6/6 4:06:13]

2.2Chainlink的公平排序服務，又名FSS

FSS試圖通過在內存池和中繼合約SCON之間插入一個預言機網絡來解決排序公平性。預言機網絡將從內存池中獲取交易，并按照交易進入內存池的順序對它們進行排序。這一系列交易隨后將被發送回內存池，然后發送到中繼合約以提交到網絡。這將是一種更可靠的機制來提供排序公平性，并且與現有的共識架構具有高度的兼容性。但是，這也會引入預言機串通的風險，并可能增加用戶成本，因為對預言機提供者的激勵可能會產生額外費用。

2.3閾值加密

一些項目嘗試使用閾值加密，其中私鑰分布在礦工之間，并且需要超過一定閾值數量的礦工才能解密。這允許在達成共識之前對交易進行加密。該解決方案為交易提供了強大的隱私性，并有可能消除大量的MEV。但是，它也引入了復雜的驗證程序，需要大量的礦工，這方法可能行不通。

2.4交易順序隨機化

交易順序的隨機化是緩解MEV的另一種方法。礦工將首先挑選一批將被提交的交易。然后，基于當前和前一個區塊的哈希值，礦工將收到一個隨機排列，按批處理的排序將基于排列執行。因為需要提交多個交易束才有機率提取預期的MEV；這種機制可以減少MEV，也可能增加執行MEV的成本。在這種情況下，隨著交易成本的增加，MEV概率將增加。

2.5對當前解決方案和問題的一些思考

目前提出的解決方案通過各種方式來最小化MEV。然而，我認為有選擇地最小化MEV是至關重要的。例如，如果實施了隨機化或閾值加密，那么動機良好的MEV無法被執行，因為在經濟上是不可行的。因此，MEV不可全有或全無，而應在在設計上選擇性減小MEV帶來的影響。

合并后以太坊PBS和MEV問題

最后，是時候談談合并后以太坊的MEV問題了。這就是我最初開始考慮寫這篇文章的確切原因；以太坊的合并后共識存在問題。在深入探討之前，讓我詳細說明一下以太坊升級與MEV有關的問題；ProposerBuilderSeparation。

3.1什么是PBS？為什么以太坊需要它？

PBS是指將傳統礦工分成兩個不同的派別，提議者和建設者。建設者將負責創建區塊，提議者將負責在不知道塊內容的情況下對塊進行競標。這種預先確認隱私的區塊將提供保護，以防止礦工竊取MEV，這從本質上否定了礦工對區塊排序任務的權限。這也可以減少交易審查，因為提議者更難與建設者協調以阻止受害者交易。有關其背后理論的更多詳細信息，請查看Vitalik的提案。

對提議者和建設者的經濟激勵也將是使PBS可行的關鍵設計。提議者將同時獲得燃料費和提議者費用，這是建設者MEV的一定百分比，而建設者將擁有大部分MEV利潤。有了這樣的激勵計劃，提議者將在現有APY基礎上增加5%；理論上，除了ETH的質押獎勵，建設者可以在不竊取MEV的情況下競爭MEV分成比例。

3.2那么問題是什么？

開發者網絡主要存在中心化風險。隨著PBS的引入，大多數礦工轉為持有質押ETH的提議者。而只有一部分能夠很好地執行MEV的玩家會成為建設者，因著區塊優化的獎勵。此外，MEV本質上是一種競爭格局，與單純的礦工相比，合并后的進入門檻更高。據報道，2022年第一季度，以太坊驗證者數量約為34萬，其中一些進行了MEV。至于flashbots數據，搜索者數量約為56k，但其每月活躍搜索者僅為9k。鑒于只有一部分礦工真正具備MEV能力。一些flashbots搜索者會成為建設者。以太坊很有可能合并后的提議者將明顯多于建設著，這會給共識網絡帶來中心化風險。

此外，建設者之間將競爭以最好地優化區塊。極有可能少數經驗豐富的MEV搜索者/礦工將占主導地位，他們的區塊更有可能被提交，因為他們有能力支付更高的提議費用。這種無人看管的中心化風險可能導致共識安全不穩定，這將侵蝕網絡的去中心化、無許可和中立性。

3.3有什么解決方案嗎？

目前，據我所知，少數玩家正在嘗試為這些問題創建解決方案：Flashbots、Blocknative和BloXroute。盡管這些解決方案如何以及是否可以協調工作仍然不確定，但是我們仍能期待潛在的解決方法。

一種方法是為潛在的建設者參與著提供MEVSaaS。他們最大的挑戰是不知道進行MEV并從中產生可持續的收入的策略。高門檻可能會阻止很多有興趣參與的人。因此，SaaS解決方案可以顯著降低非搜索者進入這個MEV領域的門檻，掃清共識網絡建設者的障礙并拉平學習曲線。

另一種方法將來自基礎設施中間件。Flashbots最近開始測試MEV-boost的新功能。這本質上是MEV-geth的PoS版本，驗證者/提議者可以開始運行MEV-boost以接受來自建設者和Flashbot的塊。這將提高產量，同時通過更多搜索者參與以及競爭來進一步支持網絡的去中心化。

總結

MEV曾經是一個不受約束之地，搜索者和礦工之間競爭激烈。然而，競爭已經達到了開始侵蝕網絡性能和可用性的程度。在某個時候，人們開始稱它為黑暗森林，因為每個人都躲在黑暗中，對于從不知情的用戶/交易者手進行價值掠奪。黑暗森林仍然充滿了惡意的MEV。許多人提出了解決方案，但大多數人仍在努力選擇性地最小化MEV的負外部性。隨著PBS的引入，我們遇到另一個主要問題，即開發者網絡的中心化。盡管PBS旨在減輕交易審查和礦工中心化，但開發者的中心化很可能會威脅到以太坊的未來。我相信這是一個需要立即解決的問題，以便為以太坊建立一個健康和去中心化的未來。

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