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以太坊的不可能四角：MEV規模化增長的新十年

2023-02-07

作者：Jiawei, IOSG Ventures

本文為IOSG原創內容，僅做行業學習交流之用，不構成任何投資參考。如需引用，請註明來源，轉載請聯繫IOSG團隊獲取授權及轉載須知。

為了盡可能獲取更多的訂單流，構建者可以靈活採用多種方式：類比傳統券商中出現的PFOF（Pay for Orderflow），構建者可以向錢包、RPC服務提供商和dApp支付回扣以獲得他們的訂單流——錢包做這件事情是很容易的，只需要修改默認的RPC端口，並且大多數用戶不會留意自己的交易被發送到公共Mempool還是私有中繼。

構建者還可以為用戶提供額外的服務，例如提供三明治保護、交易預先確認、補貼用戶的Gas費等，吸引用戶把交易提交給他們。

SUAVE：站在MEV的新十年

簡要：

  • SUAVE是Flashbots提出的兼容EVM的區塊鏈，作為多鏈的統一排序層，旨在解決構建者的中心化問題。

  • 基礎設施逐漸由集中化的通用層向精細化的專業層演變。功能模塊化和專業化程度的提升，使得「整體大於部分之和」成為可能。

  • 從PBS到SUAVE的趨勢是，不斷引入競爭的多樣性，並確保競爭條件均衡。

  • 我們描繪的MEV新十年：競爭，而非壟斷；共享，而非獨享；共治，而非獨裁。

我們已經有了什麼？

Source: Hasu

以太坊合併至今近半年時間，我們已經有了相對確定的MEV供應鏈以及對應的工作流。這個工作流基本上是在做「整合」這件事情：錢包整合用戶的交易，搜索者整合套利機會，構建者整合訂單流。由單個用戶發出的交易作為起始，直到驗證者提議一個區塊，整個流程已經實現高度專業化。

回到2020年末的DeFi浪潮，隨著鏈上金融活動的快速增長，MEV初現端倪。彼時的礦工與MEV搜索者之間幾乎沒有直接的通信渠道，搜索者只能單純支付更高的Gas費用，以期交易得到包含。這造成了網絡擁堵和Gas費用的波動，給以太坊網絡造成了負面的外部性。

Flashbots Auction基於拍賣機制，創建了礦工與搜索者之間的通信渠道，前者出售區塊空間，後者捕捉套利機會，實際上實現了區塊空間的市場化。

另一個問題是，大型驗證池與個人驗證者捕獲MEV的能力差距懸殊，而前者本就擁有更高的概率被選擇為提議者，這將逐漸導致以太坊驗證者集的中心化。於是PBS被提出，即無論大型驗證池還是個人驗證者，都把區塊外包給專業的區塊構建者進行構建，以此創造相對公平的競爭環境。

作為先於協議層的PBS實施，MEV-Boost延續了Flashbots Auction的拍賣機制，減輕了驗證者在MEV層面的中心化問題。

並且仍然需要什麼？

Source: mevboost.pics

我們仍然需要區塊構建者的去中心化。

容易忽視的是，當前構建者的角色仍然高度中心化。過去14天內，79.1%的MEV-Boost區塊僅由4個構建者進行構建。中心化會帶來一些我們不願看到的事情（尤其在區塊構建作為核心基礎設施的情況下），例如審查與勒索、監管層面的壓力和系統的脆弱性等等。

導致構建者的中心化的原因主要出於以下兩點。

獨家訂單流（Exclusive Orderflow, EOF）

我們知道，構建者的訂單來源主要有三種：Mempool、私密交易渠道和搜索者提交的Bundle；構建者的終極目標是構建一個最值錢的區塊。在區塊構建中，訂單流是最基本的生產資料，得到的訂單流越多，能夠表現MEV的機會也越多。如果構建者無法掌握足夠多的訂單流，即便有再好的策略，也是巧婦難為無米之炊，幾乎不可能在區塊構建的激烈競爭中勝出。

在這方面，OF優勢方的網絡效應非常明顯。一方面，他們有更多的機會表現MEV，意味著更有可能構建一個最值錢的區塊；另一方面，如果OF劣勢方遲遲不能贏得區塊，那麼把訂單提交給他們的Orderflow Owner的交易也遲遲無法得到確認。一段時間後，這些Owner將轉向可以更快確認交易的構建者。兩方的差距將迅速擴大並且劣勢方最終將不得不退出競爭。

Source: 0xshittrader.eth

為了盡可能獲取更多的訂單流，構建者可以靈活採用多種方式：類比傳統券商中出現的PFOF（Pay for Orderflow），構建者可以向錢包、RPC服務提供商和dApp支付回扣以獲得他們的訂單流——錢包做這件事情是很容易的，只需要修改默認的RPC端口，並且大多數用戶不會留意自己的交易被發送到公共Mempool還是私有中繼。

構建者還可以為用戶提供額外的服務，例如提供三明治保護、交易預先確認、補貼用戶的Gas費等，吸引用戶把交易提交給他們。

Source: Jon Charbonneau

上圖展示了EOF可能帶來的惡性循環——獨占的訂單流使得構建者在如何表現MEV上有更多的自由度和騰挪的空間，從而構建出具有更高價值的區塊；隨著時間推移，這些構建者會佔據更多區塊構建的市場份額，驗證EOF的合理性，這又成為構建者進一步優化和推動EOF的激勵因素。

根據Rated統計，在14天內由builder0x69構建的區塊中有529,633個地址不在其他構建者的區塊中；即來源於其中32.7%的地址的訂單流是其獨占的。可見EOF在頂級的構建者中已經佔據了較大比例。

跨域MEV（Cross-domain MEV）

Source: apriori, odos.xyz, A Formalization for Cross-domain MEV

跨域MEV是導致構建者中心化的另一個問題。

跨域MEV的背景與Vitalik提出的以太坊Rollup-centric Roadmap直接相關。未來數年內，以太坊L1的大部分活動將由各個Rollup進行承載，而以太坊主鏈本身僅作為DA和安全基礎層。在此願景下，大量的金融活動將頻繁發生在Rollup以及跨Rollup之間，由此產生更加複雜的套利機會與組合。

容易想到，多個域的構建者相比單個域的構建者而言，擁有更多的捕獲跨域MEV的機會，從而逐漸主導各個域的區塊生產。

SUAVE

(本節內容參考自https://writings.flashbots.net/the-future-of-mev-is-suave/ )

Source: Flashbots

針對上述問題，Flashbots提出了SUAVE作為解決方案。 High-level地講，SUAVE是兼容EVM的區塊鏈，作為所有區塊鏈通用的Mempool和區塊構建者網絡，以及去中心化的排序層。

SUAVE想要做的事情是解決構建者的中心化問題，更具體而言，需要同時解決上述的EOF和跨域MEV兩個問題。

Source: Flashbots

SUAVE可以拆解為如下3個組成部分：

  • Preference Environment（偏好環境）

偏好環境對應於跨域MEV。

偏好的定義相對寬泛：例如對用戶而言，限定某筆Swap的參數是一種偏好；對MEV搜索者而言，指定一筆交易的位置，或者其構建的Bundle也是一種偏好。偏好的範圍可以從單個域的簡單交易到跨域的複雜事件序列。用戶會為他們的偏好進行付費，若偏好得到滿足，費用將得到解鎖。

從技術上講，用戶的偏好最終以交易的形式反映在Mempool中，而偏好環境是一個公共的多鏈Mempool，將盡可能多的偏好匯總在了同一層。

為什麼偏好環境可以解決跨域MEV問題？上述提到，多鏈構建者會比單鏈構建者在跨域MEV上更加有優勢，這是因為多鏈構建者能夠看到並捕獲的MEV機會更多。

而SUAVE本身就是多鏈的通用排序層，偏好環境相當於把多鏈的用戶偏好放置在同一層，因此無論對多鍊或單鏈構建者而言，用戶的偏好都是公開透明的。這樣使得信息差導致的優勢不復存在。

  • Execution Market（執行市場）

執行市場對應於EOF。

既然用戶偏好已經在SUAVE Mempool得到了體現，SUAVE又進一步在執行市場中引入了執行者（Executor）的角色，他們之間相互競爭，為用戶的偏好提供最佳執行。根據用戶提出的不同偏好，構建者、RPC服務提供商、錢包——任何人都可以是執行者。

首先，用戶的交易產生了MEV；其次，執行者們為滿足用戶的偏好而相互競爭，在同樣提供最佳執行的情況下，競爭將反映在價格上，最終使得盡可能多的MEV返還給用戶。這個過程可以理解為招標與擇優錄取。這也就是為什麼在上圖中，執行市場實現了「Minimizes MEV for users」。

偏好環境使得所有用戶的偏好都變得公開透明。而執行市場把這些偏好放在一個公開市場裡面，讓所有執行者通過競標的方式去實現用戶的偏好，而非由單獨的構建者來滿足，從而解決了EOF的問題。

  • Decentralized Building（去中心化區塊構建）

最後，在整合偏好環境和執行市場的輸出之後，由構建者網絡共同協作來構建完整的區塊，而非由單個構建者構建區塊。這一步需要在不洩露Orderflow和Bundle內容的前提下，在構建者之間共享這些信息，在SUAVE路線圖的後期將引入SGX等安全解決方案來實現這個需求。

Thoughts

Source: IOSG Ventures

如果暫且拋開MEV，單純從區塊鏈的角度去思考SUAVE，那麼我們可以梳理一個區塊鏈的發展趨勢和敘事邏輯。

首先，比特幣基於區塊鏈實現了無需可信第三方的價值傳遞，區塊鏈提供了作為金融基礎設施最根本的信任。

之後，以以太坊為代表的公鏈作為dApp的執行環境，進一步可分為以General Purpose Alt-L1/Rollup為代表的通用執行環境和以Appchain/Approllup為代表的專用執行環境。我們將網絡、共識等組件抽像出來成為一個整體，並忽略掉其中的技術細節，它們實質上都是dApp生長的土壤。

儘管上述Rollup可被視為執行層，承載了以太坊L1的一部分工作負載，但執行環境仍然以單體化為主。 Celestia則將執行環境的各個組成部分進行拆解。 DA層同樣作為區塊鏈，但已經不再是「執行環境」本身，節點間共識也僅僅針對Data Blob達成一致性。此時區塊鏈作為信任組件被引進來，以提升DA的信任級別。

SUAVE則進一步地將Mempool和Sequencing從多個執行層中抽像出來，作為統一的協調層。 SUAVE的交易類型和費用結構等設計可以為「表達」MEV而進行定制和適配，無需與先前的區塊鏈設計完全相同。在多鍊和多方協作的場景下，區塊鏈更多以協調層的形式存在。

我們能夠看到，基礎設施逐漸由集中化的通用層向精細化的專業層演變。功能模塊化和專業化程度的提升，使得「整體大於部分之和」成為可能，例如我們在通用結算層上能夠實現更佳的可組合性；在通用排序層上能夠表現和捕獲更多的MEV。

本文的中間部分我們討論了SUAVE的大致設計，目前SUAVE仍在早期研究階段，其具體實施尚無公開資料可供參考。筆者在這裡提出SUAVE可能面臨的兩點挑戰。

  • Sequencing

Source: IOSG Ventures

當前Sequencer的中心化問題仍未被解決，Optimism和Arbitrum的Sequencer由團隊運行，是完全中心化的。而實現去中心化的Sequencing始終是繞不開的話題，各個Rollup在路線圖中都提到了這一計劃。例如Optimism提出從經濟和治理機制兩方面出發對Sequencer進行輪換，Arbitrum提出了它們的Fair Ordering方案。

更早一些，Vitalik在他的文章An Incomplete Guide to Rollups中列舉了幾種方式，包括Sequencer拍賣、基於PoS的隨機選取和DPoS投票等。其他方案還包括Cosmos的先到先得（FCFS）、Chainlink的公平排序服務（FSS）和Espresso Systems的Decentralized Sequencer中間件。

SUAVE想要成為所有區塊鏈的統一排序層，這個願景顯然更加野心勃勃。當然，說服各個Rollup採用其方案將會是一個巨大的挑戰。

  • Ecosystem

Quintus在文章中寫到，Uniswap、Metamask和Infura分別作為dApp、錢包和RPC服務提供商的代表，掌控著以太坊總訂單流中的大多數（且往往是有價值的）。據估計，Infura在總訂單流的份額超過70%。這些流量端作為交易發出的卡口，把握著訂單流的流動，在MEV供應鏈中扮演著重要、但容易被忽視的角色。

SUAVE的核心是Open Orderflow，需要多方參與，因此上述實體的作用在SUAVE的設計中得到了凸顯，旨在幫助這些Orderflow Owner進行貨幣化和創造利潤。

MEV供應鏈中的每一實體都是Economically Rational的，如果說dApp、錢包和RPC服務提供商可能存在一些顧慮，但搜索者和構建者是由利益驅動的，如果SUAVE提供了優質的訂單流，那麼他們就有足夠強的動力主動與SUAVE進行整合，並逐漸建立起網絡效應。

在接口層面，錢包可以簡單地改變RPC端口，將交易發送到SUAVE。但如果錢包需要為偏好環境和執行市場做適配，免不了做一些額外的改動。因此，SUAVE要實現其願景，還需要與生態中的核心流量建立合作。

上述討論之外，我們亦提出一些開放性問題。

原先用戶在表達其交易意圖時存在限制，交易上鍊時的狀態大多取決於即時網絡狀態，無法對交易進行定制化。而根據SUAVE提出的「偏好」的概念，用戶可以設定交易上鍊的條件，例如「我想把這筆交易放在某個域的某個區塊的某個位置」。用戶表達意圖的自由度和豐富度得到了提升。

另一方面，提高表達偏好的細粒度程度會大幅增加網絡的複雜性，並且使規模性DoS攻擊成為可能。這又進一步地要求對費用結構進行合理的設計。

此外，我們已經看到諸如Rollup-as-a-Service、DA-as-a-Service以及Restaking-as-a-Service的敘事。未來一段時間內，各個zkEVM項目將陸續上線主網，並且去中心化排序層也在各個Rollup路線圖的規劃之內。

因此，Sequencing-as-a-Service是我們可以挖掘的潛在方向。這些Rollup是否會簡單採用FCFS的方案、或是將Sequencing外包給專業的服務商、甚至採用多種方案的輪換？這將決定Sequencing項目的市場份額和競爭格局。

小結：

過去幾年，MEV飽受爭議，但無礙於其飛速擴張。

現有的MEV解決方案涵蓋各個方面，基本的話題圍繞「最小化/阻止MEV」和「民主化MEV/MEV利益再分配」而展開；前者使用了一些加密方案，後者向上游玩家和用戶進行利潤返還。

MEV作為區塊鏈的固有性質，在當前的「不可能三角」中佔據著一個權衡點，在SUAVE的實施中或許將延伸出「第四角」。建立在MEV供應鏈結構的確定性之上，SUAVE將在未來十年創造超百億級別的規模化市場。

從PBS到SUAVE，我們可以看到的趨勢是，不斷引入競爭的多樣性，並確保競爭條件均衡。社區始終朝著去中心化的目標不斷邁進，我們尊重社區為照亮黑暗森林所付出的一如既往的努力。

我們描繪的MEV新十年：競爭，而非壟斷；共享，而非獨享；共治，而非獨裁。

References：

mev.wtf

mev.day

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

https://docs.flashbots.net/

https://writings.flashbots.net/the-future-of-mev-is-suave/

https://writings.flashbots.net/order-flow-auctions-and-centralisation

https://www.mev.wiki/

https://joncharbonneau.substack.com/p/decentralizing-the-builder-role

https://hackmd.io/@0xapriori/r1stc3zPi#Flashbots-amp-MEV

https://hackmd.io/@vbuterin/distributed_builders#/

https://noxx.substack.com/p/order-flows-kingmaker-of-the-block

https://mirror.xyz/0xshittrader.eth/f2VSuoZ91vAbCv82MtWM-Gosyf_DeUXfPlDx3EYV3RM

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