ETH:深度研究：MEV的過去、現狀與未來

作者：Amber Group

19 世紀初，邁爾·羅斯柴爾德（注：歷史上最有影響力商人之一，「國際金融業之父」）的五個兒子以法蘭克福為起點進行業務拓展，先后在倫敦、巴黎、維也納和那不勒斯建立了分支。他們建立起信息網絡，使用信鴿、信使和租船在歐洲傳遞信息，速度比任何人都快。通過該網絡，羅斯柴爾德家族比任何人都能更快地獲得新聞和信息，并利用這些信息在套利和事務中獲利。眾所周知，這也使內森·羅斯柴爾德比倫敦的官方信使整整早了 36 個小時，了解到拿破侖滑鐵盧戰敗的消息。

在所有市場中，信息都具有價值的。人們為了能優先接觸到信息，進行著非常激烈的競爭。即使在今天，在傳統市場上，高頻交易機構和對沖基金在世界各地的發射塔和電纜上花費數十億美元，進行軍備競賽，以獲得僅以毫秒為單位的信息優勢。

加密世界也不例外。在鏈上，對訂單流和下單權優先訪問的競爭愈演愈烈。這種「最大可提取值」的概念（簡稱 MEV）已從一個小眾話題出現在幾乎所有加密協議的前沿。我們看到社區內有越來越多關于 MEV 對協議的透明度、可持續性、去中心化、安全性、審查阻力、估價等的影響的討論。

在本報告中，我們將討論圍繞 MEV 的幾個關鍵話題。我們首先介紹什么是 MEV 以及它為什么重要。然后，我們將解釋為什么我們認為 MEV 是基礎，以及如何權衡 MEV。我們還總結了 MEV 的現狀和該領域的一些主要參與者。最后，我們討論未來趨勢和一些開放問題。

要點： 

了解 MEV 很重要。MEV 影響安全性、穩定性和用戶體驗。這也是區塊鏈代幣增值的一個關鍵組成部分。最重要的是，它影響區塊鏈網絡的兩個基本屬性：去中心化和抗審查。

MEV 是基礎。有一些解決方案可以減輕某些形式的 MEV。但最終，一定量的 MEV 將永遠存在。區塊鏈網絡作為智能合約平臺，先天具有無限制和無許可的優勢，但同樣也受到 MEV 的詛咒。協議和應用程序在處理 MEV 時需要仔細考慮如何進行權衡。

我們估計，在 PoW 以太坊，自 2020 年以來，MEV 為礦工貢獻了至少 8% 的總收入。在主要類別中捕捉 MEV 機會——套利、清算和三明治攻擊——競爭異常激烈，并被少數搜索者所主導。

盡管跨鏈 MEV 目前的影響力可以忽略不計，但它可能成為一股高度集中的力量，影響所有區塊鏈發展。MEV 對區塊鏈網絡的穩定性也是長遠來看日益增長的威脅。

我們可以預見，在未來的訂單流支付（PFOF）或事務流拍賣的場景，會將一定量的 MEV 返還給用戶。在這些場景下，最有可能的路徑是更大程度地集中區塊建設者并降低驗證者的產量，但要實現這些目的還需更多研究。

內存池

Daian 等人在開創性的報告中首次定義了 MEV。研究人員發現并研究以太坊上的多個機器人，他們相互競爭以獲得優先排序，并詳細說明了它們對區塊鏈的影響。該論文還首次提出了 MEV 的定義，即「在給定的時間框架內，以太坊礦工可以從交易操縱中提取的總量，其中可能包括多個區塊的交易價值。」

以太坊交易的生命周期

假設 Joe 想在一個去中心化交易所把 100 ETH 換成 USDC。于是他導航到 Uniswap 的前端并連接他的 MetaMask 錢包。他指定了交易的輸入內容：1000 ETH 換 130 萬美元 USDC，滑點容差 1.0%，然后簽署交易。

他的交易首先通過 MetaMask 的默認 RPC 端點發送到 Infura。Infura 將此請求傳播到以太坊網絡中的其他節點，這些節點再以相似方式傳播到它們所連接的節點。

每個驗證器都有自己的內存池，內存池是每個驗證器維護的掛起交易數據庫。它基于自己的內存池構建交易區塊。通常，這些交易是按 Gas 費用排序的。或者，驗證者可以運行自定義軟件，根據自己的規則和邏輯對交易進行排序。

加密交易所的身份檢查因AI深度造假的發展而面臨風險:金色財經報道，人工智能（AI）的興起引發了人們對加密貨幣交易所身份驗證工具日益增長的擔憂。隨著人工智能技術的快速發展，創建深度偽造身份證明的過程變得比以往任何時候都容易。對加密貨幣中人工智能風險的擔憂已引發一些知名行業高管就此事發表講話。全球主要交易所幣安的首席執行官兼創始人趙長鵬于8月9日在Twitter上對不良行為者在加密貨幣中使用人工智能發出警報。趙長鵬寫道，“從視頻驗證的角度來看，這非常可怕。即使他們給你發了視頻，也不要給他們送錢。”[2023/8/9 21:34:50]

每 12 秒，會隨機選擇一個以太坊驗證者來構建和提出一個交易區塊。提議者向網絡廣播新區塊的產生。一個由其他驗證者組成的委員會會被隨機選擇，來確定區塊的有效性并對其證明。提交交易后，它們將從節點的內存池中移除。

MEV 是如何產生的 

所有人都可以查看內存池。由于 Joe 的交易是公開提交的，它創造了幾個潛在的盈利機會：

三明治：喬的 ETH 到 USDC 的交易有一個異常大的 1% 的滑點容差。雖然他希望得到 130 萬美元，但他向全世界發出信號表示，他會接受 128.7 萬美元。監控內存池的其他實體可以看到 Joe 的態度，并試圖進行「三明治攻擊」，給 Joe 最壞的執行價格以獲取無風險利潤。他們先于 Joe 賣出 ETH（搶在他的交易前面），允許 Joe 以他定義的最低限額賣出，然后以相對便宜的價格回購 ETH，來實現盈利。

套利：在 Joe 的交易之后，Uniswap 和其他 dex 之間的 ETH-USDC 對將出現暫時的價差。機器人會不斷尋找這些差異，并將在 Joe 的交易后自動執行套利（回跑他的交易）以獲取無風險的利潤。

擁有特權的驗證者更能獲取這種利潤。以太坊的共識協議只在區塊級別強制執行協議，允許驗證者選擇每個區塊內發生的交易。因此，驗證者可以決定包含哪些交易以及這些交易的執行順序。

例如，假設有 100 美元的套利利潤可以通過 dex 獲得。Alice 可以提交交易，試圖從中獲利，支付 1 美元的交易費。但是，內存池對所有人都是可見的。Bob 在內存池中看到 Alice 的交易，復制了她的交易，并提出支付 2 美元的費用。其他人可能會蜂擁而至。

若不加管控，用戶就會受到動態激勵，紛紛與驗證者 / 礦工創建鏈下協議，以保證交易被包含或能被下訂單。或者，驗證者 / 礦工自己可以提交并優先處理他們自己的交易，以獲取全部 100 美元的套利利潤。

因此有了「最大可提取值」這個術語，簡稱 MEV。該術語在歷史上被稱為「礦工可提取價值」，但也適用于太坊向 PoS 的轉變以及基于 PoS 的區塊鏈市場。

MEV 供應鏈

從上面 MEV 的生命周期，我們可以總結出 MEV 的供應鏈：

用戶：任何想要表達和提交改變區塊鏈狀態想法的人。

錢包 / 應用程序：將用戶想法轉化為區塊鏈交易的用戶界面。

搜索者：監控內存池并提交交易以提取 MEV 的實體。

建造者：匯總各種來源的交易，創建一個完整的區塊，理想情況下是一個能最大化回報的區塊。

驗證者：履行共識職責，如提出和證明區塊。

MEV 的定義

PoS 區塊鏈中 MEV 的最新定義是：

在給定環境狀態和所有可用操作的情況下，驗證者可以跨區塊（或一系列區塊）提取的總值。

驗證者通常不能改變其環境的狀態，包括區塊鏈規則、區塊鏈上的智能合約代碼、其內存池中的交易集等。

可執行的操作包括重新排序、審查和插入交易。它們還可以加入更多的利基策略，比如改變塊時間戳、操縱「隨機性」、執行其他驗證器等等。

工信部等八部門：到2023年底物聯網與區塊鏈等技術深度融合應用取得產業化突破:金色財經報道，工業和信息化部、中央網絡安全和信息化委員會辦公室、科學技術部、生態環境部、住房和城鄉建設部、農業農村部、國家衛生健康委員會、國家能源局等八部門聯合印發《物聯網新型基礎設施建設三年行動計劃（2021-2023年）》，根據行動目標顯示，到2023年底，物聯網與區塊鏈等技術深度融合應用取得產業化突破；根據重點任務顯示，面向“區塊鏈+物聯網”，建立感知終端的信用體系，保障數據確權和價值流通。[2021/9/30 17:16:33]

MEV 的類型

三個最大和最具競爭力的 MEV 收入池是套利、清算和三明治攻擊。

套利

套利是 MEV 收入的最大來源。套利被認為是 MEV，因為排序在這里很重要。

套利交易發生在所有市場。傳統市場中的交易者面臨一些庫存不足或時機選擇的風險，但許多 MEV 交易可以自動進行：要么所有想達成的交易都能順利進行，輕松獲得無風險利潤，要么所有交易都失敗。原子套利在某些情況下，允許搜索者以最少的手頭資本進行操作。但也存在具有庫存和時機風險的經典統計型套利交易，如 CEX 和 DEX 之間的價格套利。

原子套利的競爭異常激烈。套利需要：

運行優化的硬件、軟件，在數千組代幣對中快速找到機會

提交極其高效的事務，以最大限度地減少 Gas 費。

第二種現象被稱為「Gas 高爾夫」（Gas golfing），允許 MEV 搜索者競標事務。

清算 

像 Aave、Compound 和 Maker 這樣的貨幣市場允許用戶存入一些資產作為抵押品，并借入其他資產。隨著抵押資產價值的波動，用戶的借貸能力也隨之波動。

如果借款人超出預算上限，這些協議會依賴市場參與者對借款人進行清算，但需付費。為了激勵清算，協議向借款人收取清算費，并將其中一部分費用交給清算人。

這就是 MEV 的機會所在。搜索者競相監控所有借款人的頭寸，并試圖成為第一個清算頭寸的人，從而為自己收取清算費。

與套利類似，清算事件競爭激烈。在市場急劇低迷期間，清算借款人的競爭導致了巨額 Gas 費。同樣，能優化代碼的搜索者更最具競爭力，能去競標清算。

三明治攻擊 

區塊鏈上的交易并非立即發生。當用戶發送 Swap 交易時，他們定義一個可接受的價格變化百分比（「滑點」），該百分比在提交的交易等待處理時可能發生。

如果用戶為他們的交易設置過高滑點，就會發生「三明治攻擊」。搜索者利用這些錯誤，首先將用戶的交易提前到最高可接受的滑點，使交易以不利的價格發生。然后執行用戶的交易，進一步移動價格。在此之后，搜索者會回跑交易，凈賺一筆。

比如，假設搜索者支付了 4 ETH 的 Gas 和優先權費用，其無風險利潤為 3 ETH。

一個用戶想用 1% 的滑點容差將 1000 WETH 交換到 USDC。搜索器在公共內存池中看到交易，于是創建一個搶先和回跑交易包，并通過 MEV 機器人將其發送給驗證者。

三明治攻擊更依賴于交易排序特權。如果三明治攻擊的任何一半部分未能執行，搜索者將面臨損失。

顧名思義，三明治攻擊被視為惡性 MEV，為大多數加密社區所詬病。套利和清算活動可能是惡性也可能是良性，但三明治攻擊大多被視為純粹的價值提取。一些搜索者甚至公開聲明他們不會進行三明治攻擊，不然可能會招致批評和反對。

長尾 MEV

長尾 MEV 機會比比皆是。比如：

Apecoin 空投：Yuga Labs 決定向 BAYC 持有者空投代幣。NFTX 是一個將 NFT 標記為可替換令牌的應用程序。一個 MEV 搜索者用 NFTX 買下了所有的同質化 BAYC 代幣，將整個池兌換成一個真正的 NFT，要求 Apecoin 空頭，然后重新供應 NFTX 池。這讓機器人獲得了大約 6.1 萬 APE，相當于當時的 27.8 萬美元。機器人支付了 310 美元的 Gas 費用。

鏈上ChainUP WaaS聯盟與VirgoCX達成深度戰略合作:據官方消息，鏈上ChainUP WaaS聯盟宣布與VirgoCX交易所達成深度戰略合作，將為VirgoCX提供全方位的WaaS聯盟服務，包含主鏈開發接入、主鏈技術維護、主鏈資產托管等，雙方就區塊鏈技術應用落地、區塊鏈金融服務、資金安全等方面深度合作。

VirgoCX是加拿大Top5合規的數字資產交易平臺，是加拿大金融交易和報告分析中心(FINTRAC)的持牌MSB機構。VirgoCX憑借其優質的流動性、一流的技術和經驗、穩定的銀行合作關系，持續安全順暢地為用戶提供數字資產交易及法幣服務。

WaaS聯盟作為企業專享的數字資產托管及金融服務平臺，是鏈上ChainUP集團依托3年時間所服務的600多家企業客戶技術服務經驗，提供主鏈資產托管、節點服務、主鏈定制開發、熱門幣種一鍵接入、共管錢包、借貸理財等多種功能服務，聯盟內部企業轉賬 0手續費、實時轉帳，同時企業通過WaaS聯盟提供的借貸、理財等多種金融服務可有效提升資金使用效率與沉淀資金價值。目前已有超過500家企業加入鏈上ChainUP WaaS聯盟。[2021/1/6 16:32:49]

誤操作：一名用戶意外將一個 EtherRock NFT 標記為 444gwei，而非 444ETH，一個機器人立即狙擊了它，并以 234 ETH 的價格出售——當時約為 60 萬美元。

1inch 遺留代幣：1inch 偶爾會因某些原因在路由器合約中留下少量代幣。一個被編程的 MEV 機器人會掃描這個路由器合約來獲利。

MEV 很重要 

MEV 產生的負面外部影響

與 MEV 相關的活動產生負面外部影響。例如，如果沒有有效的費用市場，對 MEV 的競爭可能會導致優先 Gas 費拍賣（Priority Gas Auctions，有時稱為概率費用拍賣「Probability Gas Auctions」）。在 PGA 期間，搜索者和機器人戰略性地設置他們的 gas 費用來相互競爭，使他們的交易包含在某些交易的前面（或后面）。這導致：

網絡擁塞，這可能導致其他交易被網絡卡住或丟棄

高且不穩定的手續費，使其他其他加密用戶無法參與，并使不太善于計算的參與者處于劣勢

失敗的出價導致不必要地消耗區塊空間（失敗的交易也會耗盡塊空間）

一個典型案例是 Yuga Lab 的 Otherdeed 土地銷售。由于拍賣形式的特殊性，手續費用飆升至荒謬的水平，因為投標人爭相將他們的交易納入一個區塊。幾個用戶出價超過 2ETH 的手續費，最終卻交易失敗。其他用戶因價格過高，連著幾小時都無法進入以太坊，不得不等待售賣結束。

PGA 還導致了關于延遲性的軍備競賽，因為具有較低延遲的搜索者更有可能中標。隨著閃電機器人和其他內存服務的出現，PGA 在以太坊上出現的頻率降低。但它們仍然經常發生在高吞吐、低費用的鏈上，如 BNB 鏈、Polygon 側鏈、Aurora 等。

MEV 會破壞網絡的穩定性

更寬泛地說，MEV 極大地改變了對區塊鏈網絡利益相關者的激勵。如果數值足夠高，MEV 獎勵可以鼓勵驗證者和挖掘者參與惡意活動，例如執行重組嘗試。事實上，一些社群之前發布的代碼導致以太坊礦工能夠重組以太坊網絡，以獲取先前的 MEV 收入。在當時，以太坊的社交層對礦工的這種實施做出阻止。

然而，這種威脅已出現在其他區塊鏈上。在 Avalanche 的 之前，任何驗證者都可以提出一個區塊。在驗證者提出一個包含有意義 MEV 獎勵的區塊后，另一驗證者可以發布一個更長的區塊鏈來「竊取」MEV。因此，一場重組競賽出現了。顯然，這降低了區塊鏈平臺的可用性。即使在今天，其他區塊鏈幾乎每天都在經歷深度重組，這很可能是由 MEV 推動的。

除了重組，MEV 還鼓勵在高吞吐量區塊鏈上進行垃圾郵件交易（spam transaction），導致費用市場失效。例如，垃圾郵件交易導致今年早些時候 Solana 的宕機。由于 Solana 上存在大量經濟活動、交易費用較低、搜索者無法為交易訂單偏好進行付費，搜索者受到激勵，向驗證者發送大量交易來提取 MEV，有效地進行 DOS 攻擊。

CoinBene滿幣已與金色人氣主播石昊論幣達成深度合作:據官方消息，CoinBene滿幣與金色人氣主播石昊論幣達成深度合作，特邀石昊老師入駐成為滿幣合約跟單交易員，并進行直播分享講解。

據悉，直播主要內容為對目前行情下的分析以及如波浪理論、裸k戰法等各種交易的實戰應用，深入淺出將理論落實到實際。日后將在金色財經的“金色直播間”進行全天候不定時直播。[2020/10/22]

MEV 是一股集中力量

MEV 是整個區塊鏈的集中力量。

區塊生產者可以通過兩種方式提取 MEV：要么他們自己占領 MEV，要么他們把再訂購權賣給別人。

第一種情況在驗證者級別高度集中。與單獨驗證者相比，專業區塊生成器更能有效捕獲 MEV。專業能帶來更高回報——專業人士可以更好地投資于基礎設施和人力資本，以最佳方式獲取 MEV。他們還能更好地確保獨家訂單流，讓他們有更多的交易來構建區塊，或者與搜索者合作，獲得 MEV 捆綁包的獨家訪問權。此外，市值較大的機構也可也可以采用資本密集型 MEV 戰略（如跨鏈 MEV）。

因此，垂直整合（獲取并自行運行自搜索器的驗證者）和水平合并（組合不同 MEV 的搜索策略）很容易受驅動出現。

在這種情況下，專業驗證者將逐漸從他們自己的利潤中獲得更大的股份。此外，如果允許協議內委托（也就是用戶可以將他們的代幣委托給其他驗證者），其他用戶也會受到激勵將他們的代幣委托給這些驗證者，從而進一步加強他們的領先地位。

在第二種情況下，如果區塊生產商自己不能有效地運行 MEV 策略，他們可以將再訂購權出售給其他人。以太坊的路線圖有效計劃分離區塊生產者和區塊建造者來體現這一點。這將 MEV 的集中力量從驗證者轉移到了區塊構建者身上。然而，要找出這種結構的最優解，仍需解決一些問題。

而且，在這兩種情況下，MEV 獎勵都是高度可變的。這種動態有利于大型機構和驗證者池，它們可以改變 MEV 獎勵，因為大多數用戶更喜歡穩定和可預測的收入。

MEV 的利潤可能會超線性增長。單個區塊內的 MEV 提取與網絡的哈希算力成線性比例。除此之外，隨著網絡優勢的增長，捕獲多區塊 MEV 的潛力也在增加。

MEV 有助于經濟安全 

MEV 收入導致區塊鏈的安全預算增加，但價值需要被提取，才能保持區塊鏈的安全。善意和惡意的行為者都應該試圖提取盡可能多的 MEV。否則，剩下的 MEV 將成為惡意行為者攻擊協議的補貼。

這并不是說區塊鏈應該盲目增加平臺上的 MEV 來增加經濟安全。如上所述，許多類型的 MEV 會降低用戶體驗。如果這種類型的 MEV 繼續增加，用戶將放棄網絡，降低費用和經濟安全。盡管如此，一定量的 MEV 是不可避免的，這是用戶活動的結果。

一個良好的區塊鏈設計應使 MEV 提取民主化，每個驗證器都能以大約相同的速率提取 MEV。正如 Chitra 和 Kulkarni 所指出的，MEV 再分配系統也有助于提高經濟安全。同時也應努力讓新玩家容易進入該領域，推動這個領域的競爭，而不再是寡頭壟斷。

MEV 降低成本

MEV 還可以降低用戶的成本。例如，在 DEX 上進行掉期交易的用戶依賴套利者來確保 dex 上的價格與 CEX 一致。事實上，一種名為 JIT liquidity 的 MEV 就提高了交易者的執行價格。

MEV 還有助于保持算法穩定，限制貨幣市場協議上的壞賬數量，并實現獨特的 DeFi 設計（例如 Primitive 的 RMM，Opyn 的 Squeeth。）

MEV 創建代幣價值

驗證者從發行獎勵、基本交易費和 MEV/ 優先費中獲得收入。發行獎勵實際上是所有權從被動持有人到股東的再分配。基本交易費用在很大程度上非常低，趨向于零。

ChainUP創始人鐘庚發：當前市場狀態企業需要深度修煉內功:3月12日，ChainUP聯合Cointube、Cointelegraph中文主辦區塊鏈\"三方會談\"線上直播，三位CEO嘉賓就\"疫情下的行業發展與合作\"進行精彩分享。ChainUP創始人兼CEO鐘庚發在分享中表示，針對目前疫情現狀，ChainUP加強線上品牌活動、加強與媒體間的深度合作、發起\"企業戰疫扶持計劃\"等等。另外他認為，當前正是適合企業修煉內功的時候，可以為下一次的市場爆發做好準備。

對于未來的規劃鐘庚發表示，合規化、集團化、全球化一直是ChainUP的目標。合規上，ChainUP持續推進與監管機構和持牌機構的合作，發力監管，加碼合規。集團化方面，重點發展1個主品牌、5條業務線，打造全生態平臺。全球化方面，目前ChainUP除了新加坡總部、日本分公司、香港分公司，已在10多個重點國家和地區拓展市場建立深度聯系，未來會持續深入布局，實現全球化與本地化。[2020/3/12]

因此，我們認為 L1/L2 代幣的長期價值在于貨幣溢價（如 BTC、ETH）和 / 或 MEV。從根本上說，區塊鏈出售區塊空間。更大的 MEV 機會意味對塊空間的更大需求。

因此，平臺需要仔細考慮如何創建和捕獲 MEV，以免讓它泄露給其他實體。

下面，我們列舉了當前協議捕獲和內化 MEV 的一些設計示例：

Optimism：進行 MEV 拍賣。Optimism 是以太坊 L2。目前，它運行一個集中的序列器來確定交易訂單流。根據最新消息，其目標是運行 MEV 拍賣，將 N 塊窗口內重新訂購交易的權利拍賣給出價最高的投標人。這些拍賣的超額利潤將通過追溯性公共產品資金用于協議開發。

Aurora：管理和內部化 MEV 訂單流。Aurora 是在 NEAR 上作為智能合約實現的 EVM。Aurora 過去提供零手續費交易，但后來網絡不斷受到垃圾郵件交易的打擊。Aurora 最近宣布一項 MEV 項目，用于管理 MEV 流，以減少垃圾郵件交易和對 Sybil 攻擊的激勵。他們正在與 Kolibr.io 合作，為訂單流支付創建一個開放和競爭的市場，在交易轉移到公共內存池之前，要檢查其是否存在 MEV 機會。

Osmosis：最小化和捕獲 MEV。滲透是一個 Cosmos DeFi 應用程序鏈，旨在通過閾值加密長期降低 MEV。它還旨在實施一個允許滲透到「MEV 自身」的系統——如大額交易后的套利——利潤流向滲透利益相關者。

宇宙 - 創造跨鏈塊空間市場。Cosmos 是區塊鏈的互聯網，創建了幾個重要區塊鏈的主干，包括 BSC、Polygon 和 Cronos。但一個常見的批評是，原生令牌 ATOM 沒有從 Cosmos 的貢獻中獲取價值。最近，[tg1][tg2]。一個提議包括鏈間調度器，它創建了一個跨鏈塊空間市場，從跨鏈 MEV 活動中產生收入。

MEV 將增加

MEV 隨著復雜性而增長，我們預計 MEV 在未來十年將呈指數增長。

即使僅在以太坊上，由于新協議和原語的增長，自 Flash Boys 2.0 發布以來，MEV 增長也有了階躍變化。全新資產類別（NFT）的興起以及與之相關的各種金融實驗也極大地擴大了 MEV 出現的媒介。

這種趨勢必將繼續下去。區塊鏈網絡作為智能合約平臺，先天具有無限制和無許可的優勢，但同樣也受到 MEV 的詛咒。

MEV 已經單獨存在于每個鏈上。但是因為不同的區塊鏈有不同的信任假設，所以在邊界上總會存在額外的 MEV。

為了更好地理解 MEV 動態，需要將區塊鏈分解為三個基本要素：

虛擬機：虛擬機決定維度——協議能做什么：從極其有限到圖靈完備。如上所述，更大的復雜性為 MEV 創造了更寬的向量。允許任何開發者部署價值數十億美元的智能合約既是好事也是壞事。

共識機制：區塊鏈的一個基本特征是就有效交易及其執行順序達成共識。加密記錄是為了證明交易是有效的，并向我們展示世界的狀態。但是同時有很多人試圖改變世界的現狀。將會有用戶對他們提議的世界有所偏好，并且愿意花錢來獲得這種偏好。

區塊空間市場：區塊空間有限。市場需要有效地分配塊空間。由于上述因素，如果市場設計不當，用戶將轉而進行鏈外訂單。

我們認為，由于上述因素，只要區塊鏈允許任何人部署智能合約并轉移價值，MEV 就會顯現。

因此，我們認為，與其考慮如何消除 MEV，不如考慮在這三個維度上權衡 MEV。下面我們將詳細介紹每個因素的一些注意事項。

區塊空間市場

也許最容易實現的目標是設計一個合適的區塊空間市場。設計上的微小變化可能導致用戶體驗和外部性的巨大變化。

思考不同的設計如何在重大市場事件中發揮作用，例如火熱的加密拋售或受歡迎的 NFT 造幣。在這些事件中，訂單偏好最為重要。

大多數沒有有效拍賣機制的市場鼓勵實體向區塊鏈不斷發送交易，如果贏得一個 MEV 機會就可以產生數百萬美元的利潤，并且鏈上下訂單按照「先到先得」的順序，搜索者會毫不猶豫地向驗證者發送數千筆交易來獲得利潤。

共識機制

減少有 MEV 的更好解決方案之一是加密內存池，如何有效地做到這一點仍有爭議。

這里的一個關鍵權衡是延遲性。委員會的加密是帶寬密集型的，特別是對于大型和去中心化委員會。即使使用像 SGX 這樣的可信硬件也會給系統帶來額外的延遲。這些系統還為協議引入了更大的復雜性、技術風險和額外的信任假設。

共識機制的其他考慮因素包括：

實現單一秘密領導人選舉防止受 MEV 激勵的 DOS 攻擊

單插槽終局性（Single-slot finality）S.中間態到最終性（medium time to finality）V.S. 可能最終性（probabilistic finality）

將構建者和提議者的分離體現在協議本身中（例如以太坊的提議者 - 構建者分離）

虛擬機

限制虛擬機的功能會降低 MEV。例如，比特幣網絡在它能做的事情和基于其應用程序的廣度方面相當有限，因此平臺上存在最低 MEV。

開發者還可以決定創建一個許可平臺，允許區塊鏈專注于特定的垂直領域，幫助管理用戶體驗。例如，Osmosis 和 Sei 是為 DeFi 設計的區塊鏈。開發人員需要提交提案并獲得批準，然后才能部署智能合同。這大大降低了 MEV 可能出現的概率。

MEV 的現狀

閃電機器人（Flashbots）在不斷塑造以太坊上 MEV 的情況。不久前，美國財政部制裁 Tornado 現金智能合同和相關地址后，在此之后加密社區一直在努力解決其在訂單流和塊構建中的作用。

起源 

閃電機器人是一家研發機構，成立于 2020 年 7 月，旨在減輕 MEV 的負面外部影響。

他們在 2021 年推出了「MEV-geth」，為以太坊創建了一個鏈外私人事務池，和一個密封區塊塊空間拍賣。這使得搜索者可以創建和發送事務的「捆綁包」。捆綁包允許搜索者描述在什么條件下應該執行一組交易。值得注意的是，它們具有原子性：要么所有交易都通過，要么一個都不通過。這對于某些類型的交易（例如三明治攻擊）尤其有利。

搜索者將包裹發送到一個閃電機器人中繼者，用于驗證包并減輕 DOS 攻擊。然后，有效包被發送給礦工，礦工可以評估他們收到的捆綁包，創建一個利潤最高的區塊。

這種架構的優點包括：

隱私——交易只有在被包含在一個區塊中后才會公開披露。失敗的交易不會被公開。它們也不需要手續費。因此，搜索者更有信心能捕捉到 MEV，而沒有其他機器人識別和搶先發現機會的風險。

效率——該設計為 MEV 機會創造了一個高效的市場。對最明顯 MEV 機會的競標將十分激烈，但不會消耗鏈上不必要的資源。新進入者可以利用長尾或利基機會自由進入市場。

需要注意的重要一點是，該設計不是一個無需信任的解決方案。中繼者和礦工都可以看到搜索者提交的捆綁包。他們可能偷了包裹（據稱確實偷了）。然而，這種架構也在進行聲譽維護，從而使系統盡可能完善完整。

PoW 里的 MEV 

從 2020 年 1 月到合并，閃電機器人從部分 DeFi 協議的套利和清算中獲得的 MEV 總毛利約為 6.75 億美元。這個數字應該被認為是 MEV 的最低估計值，不包括三明治攻擊、NFT MEV 機會、長尾 DeFi 活動等。它也只計算閃電機器人數據，但其實搜索者也可以使用其他解決方案。

此外，Chorus One 估計，自 2020 年 8 月以來，三明治事務的利潤接近 10 億美元。在同一時期，Messari 估計以太坊礦商的總收入約為 289 億美元。

這表明，從 2020 年到合并，MEV 貢獻了至少 5.8% 的礦商總收入。

在 PoS 中提升 MEV

MEV-geth 的設計在合并后無法發揮作用。在 PoW 以太坊中，只有少數礦池運營商主導算力。任何通過竊取閃電機器人捆綁包進行「欺騙」的運營商都可能受到懲罰。對大多數礦工來說，失去這項業務是不值得的。

合并后，任何人都可以啟動驗證器。先前的 MEV-geth 設計無法發揮作用。如果你向單一驗證者發送捆綁包，他們偶爾會受到激勵，將高價值的 MEV 事務占為己有。懲罰并不能阻止他們的行為。此外，如前所述，驗證者既是構建者又是提議者，因為可以作為一種集中力量——但單獨運營商在構建優化區塊塊方面不太可能像機構運營商那樣有效。

因此，閃電機器人合并后，MEV 解決方案「MEV-boost」被推出，專業「構建者」的概念出現了。構建者是只專注于接收交易和構建優化塊的實體。

驗證者可以選擇通過中繼者從構建者那里接收完整的區塊，并獲得獎勵。這些塊是不可見的——驗證者在交易被發送到網絡之前看不到交易，如果他們試圖竊取 MEV，就會受到懲罰。

最終，這種架構減輕了 MEV 對驗證者的集中影響，將中心化推向了區塊構建者。

審查和過濾 

這種新的架構引入了新的審查點。只有少數實體經營繼電器和建設者，其中一些實體必須遵守當地監管機構。值得注意的是，一些中繼者和建設者（包括閃電機器人自己的），都過濾掉了 OFAC 批準的地址。它們將不包括與美國財政部指定的智能合同或地址進行交互的任何事務。

事實上，只有占 mev-boost 市場份額 12.5% 的 3 個中繼者不審查事務。

那為什么這件事突然受到人們的關注？在以太坊采用 PoW 時，審查問題并不普遍，因為礦池就是他們自己的區塊建造者。即使閃電機器人試圖審查事務，這些礦工也可以在閃電機器人的捆綁包之后附加審查過的交易。

未來趨勢和開放問題

跨鏈 MEV

假設 L1 以太坊上的 Uniswap 和 Arbitrum 上的 Uniswap 存在價格差異。ETH 在以太坊上售價 1400 美元，在 Arbitrum 上售價 1300 美元。該如何套利呢？

官方橋：在 Arbitrum 上購買 1 個 ETH，使用 Arbitrum 的官方橋將 ETH 移動到 L1 以太坊，需要 8 天。希望到那時價格不會波動太大（或者用永久期貨對沖）。然后在 L1 以太坊出售。

第三方橋：使用第三方橋將 ETH 移動到 L1 以太坊。需要 5-20 分鐘，取決于用戶對速度、安全性和收益的優先級考量。

CEX：一些事務所直接接受 Arbitrum 的存款。從存款到取款時間不定，但大致在 5-20 分鐘之間。

自營資產負債表：在兩條鏈上持有 ETH 和 USDC 的組合，并在機會出現時在兩條鏈之間進行套利。不時重新平衡，以確保兩條鏈上都有足夠的庫存。

顯然，備選方案 4 幾乎總是能使你獲利。但這種策略也是最資本密集型的選擇，有利于專業做市商和機構。

事實上，這種動態刺激了跨多個鏈的連結。跨鏈 MEV 執行是概率事件，一個機構可以在多個鏈上設置驗證者，以最大程度降低風險并更有效地捕獲 MEV。

多區塊 MEV 

受功率限制，多區塊 MEV 以前在以太坊上是不可行的，因為沒有人事先知道下一個提議者是誰。

然而，合并后，任何人都知道誰將在一個紀元內提出接下來的 32 個區塊。目前有超過 44.5 萬個活動驗證者，看起來一個驗證者似乎不太可能被選中在一個紀元中提出多個區塊，更不用說多個連續區塊。然而，多個驗證器通常存在于一個實體或池下。僅比特幣基地就控制了 13% 的活動驗證者——這讓他們有大約 39% 的機會連續提出至少 2 個區塊。

也許，多區塊 MEV 帶來的最大威脅就是操縱 TWAP 價格預言機，從而利用貨幣市場協議。雖然這不是主要威脅，但當 TVL 回歸時，這些攻擊的風險就會增加。

但這只是一個可能，我們還沒有看到多區塊 MEV 有這樣的動機，特別是持續幾個區塊都有這種動機。五個連續的區塊意味著一個實體可以在以太坊上控制整整一分鐘的區塊生產。

PFOF 與交易流拍賣

用戶意圖和交易流是 MEV 的主要來源。因此，我們可以想象一個場景，錢包或應用程序將它們的交易流拍賣給構建者。錢包、應用程序和基礎設施提供商處于有利地位，可以從聚合和拍賣訂單流中受益，從而獲得收益。

結語

前景似乎十分黯淡——加密貨幣的市場結構正趨向于傳統金融:交易進入黑箱，由特權中介機構管理，將結果從另一端展示出來。

好在，我們看到越來越多的人參與到 MEV 中，從討論什么是公平，研究適當的市場設計，到實際實施緩解 EV 的整個供應鏈解決方案。

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