WET:讀懂MEV鏈上套利操作

01

什么是MEV？

我經常被問到MEV是什么，以及搶先交易和尾隨交易是如何工作的，那么我就以我自己的機器人工作機制為例，在這篇長文中做一個解釋。

鏈上流動性是碎片化的，雖然類似Uniswap這樣的流動性池子很多，但是它們之間沒有相互通信，每個池子都提供實時交換資產的報價，而正是這種分散的流動性，創造了在不同池子中低買高賣的機會。

舉例：一個用戶在Uniswap的WETH-USDC池子賣出了500萬美元的WETH，當他賣出的時候，Uniswap上的WETH價格下降，那么它就會允許其他用戶以相較于Sushiswap上更便宜的價格購買WETH。

因此，精明的用戶就可以在Uniswap上購買WETH，然后在Sushiswap上面出售。

02

Pythagoras旗下基金2022年凈收益超8%:金色財經報道，加密貨幣量化交易公司 Pythagoras Investment Management LLC 創始人兼首席執行官 Mitchell Dong 表示，該公司的兩只基金在動蕩的2022年結束時上漲了 8%。其中市場中立的Pythagoras套利基金在 12 月份小幅上漲 0.1%，但年底凈收益為 8.8%，趨勢跟蹤動量基金在 12 月份下跌了 0.4%，但年底仍以 8.1% 的凈收益結束，該基金根據技術指標顯示的情況同時持有多頭和空頭頭寸。

擁有超過 25 年對沖基金運營經驗的Mitchell表示，Pythagoras 將其資產分散到至少十幾個交易所，其中任何一家券商的資金不超過 10%。[2023/1/26 11:30:15]

鏈上套利有什么不同？

上面舉例說的是傳統套利的原理，鏈上defi還多了一點不同的東西：原子性。

ASIC主席：FTX曾利用澳大利亞監管漏洞獲得金融牌照:金色財經報道，澳大利亞證券和投資委員會（ASIC）主席Joseph Longo呼吁消除監管漏洞，該漏洞允許FTX在沒有完成全套檢查的情況下在該國獲得澳大利亞金融服務許可證（AFSL）。

此外，參議員Deborah O'Neill強調，允許FTX基本上擁有ASIC的簽字而不被監管機構調查的漏洞，給澳大利亞消費者帶來了令人擔憂的前景。（cointelegraph）[2022/12/6 21:25:36]

我們都知道，區塊鏈的狀態逐塊更新，這意味著一個交易里面可以執行多個操作，前提是這個交易的最終狀態是正確的，即這個交易最終要是成功的。

例如，我可以從Aave借貸池免費借到500萬美元的USDC，前提是我在交易結束時將500萬美元的USDC準確歸還給借貸池，這就是傳說中的「閃電貸」，相信你在很多項目被盜的新聞中經常聽到。

Upbit舉行首次LUNC相關會議，討論LUNC交易手續費的使用和方式:9月8日消息，據韓國當地媒體報道，韓國交易所Upbit舉行首次由內外專家組成的LUNC會議，討論LUNC交易手續費的使用和方式。在各種手續費利用方案中，雖然出現了“向受害投資者返還手續費的方案”，但6名咨詢委員中有一部分人表示反對，因此其他方案的可行性受到了重視。

雖然最終方案尚未確定，但該會議還包括了分析Terra事件發生原因等的議案，內部強烈認為投資是本人的責任，因此很難（執行）還原方案。

此前消息，5月底Upbit曾表示將利用239枚BTC（當時約95億韓元）的LUNC交易費用，用于返還投資者。（News1）[2022/9/8 13:16:46]

閃電貸為那些沒有大量資金的用戶免費創造了大規模鏈上套利的機會。當然了，這種錢并不容易賺。以上套利思路的出現，就帶來了「套利空間的競爭」。

報告：挪威 BTC 礦工轉移至北極圈以降低能源成本:金色財經報道，挪威比特幣礦業公司 Kryptovault AS 計劃將其業務轉移到北極圈以北。此次搬遷是由于該國電費上漲所致，而北部地區仍相對未受到危機的影響。在過去的幾年中，由于其綠色政策，挪威已成為歐洲地區的加密貨幣挖礦中心。據估計，全國98%的能源生產來自可再生能源。該公司的首席執行官 Kjetil Hove Pettersen 表示，那里的電價比南方便宜 160 倍。盡管有這些優勢，但轉型也有其缺點。Pettersen 解釋說，最初，該實體將不得不支付一些重大費用，包括機械的運輸。（cryptopotato）[2022/8/14 12:23:48]

而大多數原子套利的空間都由少數地址主導，這些地址獲得了大部分的利潤，所以這大概率是所有領域中競爭最激烈的一塊兒。套利的成功，是套利者的智慧、網絡的低延遲以及良好的基礎設施的結合。

數據：主流DeFi借貸協議過去24小時共清算超1270萬美元:6月13日消息，據 Dune Analytics 的數據顯示，主流 DeFi 借貸協議過去 24 小時共清算超 1270 萬美元。其中 Aave 清算 451.6 萬美元，Compond 清算 678.2 萬美元，MakerDAO 清算 141.6 萬美元。[2022/6/13 4:21:37]

03

機器人是如何工作的？

機器人會直接連接到內存池，內存池是一個隊列，里面存儲著一組等待被確認的交易。機器人會埋伏在池子里面，等待可以創造套利機會的交易出現。

一旦發現可套利的交易，機器人會自動計算套利的最佳方式，然后將一系列操作，放到一個交易里面，直接將這個交易提交到內存池中，和可套利的那個交易放在同一個區塊中進行打包。

我的機器人會在類似Uniswap這樣的交易所中尋找的套利機會，它可以在目標交易出現后執行，最后以利用不同池子之間流動性的差異，來獲取利潤。

為了搞明白什么樣的交易算是可套利的機會，你必須先要了解UniswapV2的工作原理。

04

UniswapV2的工作原理

假設一個池子里面包含X個WETH和Y個USDC，并且它允許用戶在池子中進行WETH和USDC的交易。那么池子的管理原則是：保證這個X和Y的乘積始終是一個常數我們稱之為「Uniswap不變量」。

因此，對于一個儲備為(X,Y)的池子，我們可以通過求解以下等式計算出我們期望將ΔXWETH賣出多少USDC到礦池中：

實際操作中，池子還會收取大概30bps的手續費，在計算上面的公式時，你可以通過將ΔXWETH乘以0.997來保證計算結果的準確性。為了解釋起來方便，我們這里簡化一下，省略這個步驟。

重要的是，我們可以重新拓展和排列這個方程，然后根據WETH輸入的ΔX，得到一個UDDC輸出的ΔY的表達式：

不錯，現在在任何一個UniswapV2池子中給你一個輸入量，相信你都能確切地計算出預期輸出量了。

05

套利機會是如何運作的？

套利一般可以簡化為「低買高賣」，在這種情況下，我們需要找到一個A池去購買WETH，A池的WETH價格比B池的便宜，然后我們將WETH在B池中出售，即在A池中低買，在B池中高賣。

假設A池有儲備金(X,Y)，B池有儲備金(X,)，那么如果我們在A池中賣出ΔX個WETH，收到ΔY個USDC，那么我們可以計算這些USDC在B池中能后換到多少個WETH，如果有得賺，那么一個套利機會就形成了。

所以讓我們計算一下，在第一次交易中，我們將X換成Y，第二次交易中，我們又將換成X，根據前面的方程，計算如下：

這里的ε表示輸入的ΔX與執行兩次交易之后的輸出之間的差異。如果我們能找到將ε>0最大化的方法，我們就找到了有利可圖的套利。

所以我們可以用下面這個表達式來簡化我們上面的方程：

套利機器人的其中一項工作就是使得利潤最大化，在我們的方程中，這相當于最大化ε。只有當A>B時，方程才會有一個唯一的最優解，一旦A<B，那就不存在套利機會了。

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機器人如何從機會中獲利？

一旦我們弄清楚了如何執行交易以獲得最大利潤的話，剩下的事兒就簡單了，我們需要讓機器人獲得初始資金來進行套利，放到上面的公式里，就是獲得ΔX。

初始資金可以從AAVE中操作閃電貸中獲取。機器人需要將借貸、交易以及還貸三個操作，捆綁在一個交易里面。這個過程，我們可以通過使用預先部署在鏈上的自定義智能合約來完成。

一旦我們的交易被創建，同時簽名成功，它就會被提交到內存池等待礦工挖礦，即等待交易成功。但是由于還有其它很多的機器人同樣也在尋找套利的機會，我們需要保證我們的交易被首先通過。

這意味著我們的套利交易應該跟隨目標交易，被打包在同一個區塊中，然后立刻完成交易。

這就是所謂的尾隨交易，這種情況下，開采區塊中的交易順序如下所示：

為了實現尾隨交易，機器人必須要先知道目標交易所提供的gas費是多少，然后將這些參數準確的復制到我們的套利交易中。最后，套利交易由機器人進行簽名，并提交到內存池中進行驗證，利潤到手！

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