Layer 2（L2）Sequencer在以太坊生態系中扮演著重要角色。它的主要任務是處理交易，並將其提交到ETH主鍊或鏈下網路。 L2 Sequencer為以太坊主鏈上的交易池提供了類似的角色，同時提供了更多的操作自由度，使得更複雜的邏輯和一致性能夠在L2層面實現。 L1 MEV在L2解決方案中面臨新的挑戰和機遇，採取了不同的措施來解決MEV的問題。基於L2數據的分析顯示，L2網路中的套利交易活動更高，且與其他鏈相比，存在一定的差異。在未來，L2 MEV解決方案仍有待進一步完善。
出品：DODO研究
編輯：麗莎
作者：伯斯和希爾多比
L2 MEV 核心角色: Sequencer
L2 Sequencer，作為以太坊Layer 2 方案的核心組成部分，扮演關鍵的角色。它的主要任務是處理交易，即將其資源並提交到ETH 主鏈或鏈下網絡，以提高整個區塊鏈生態系統具體來說，Sequencer扮演著與以太主鏈上的交易池（交易池）類似的角色，但工作方式和範圍更加專門化。此外，L2 Sequencer也為應用程式和智慧合約提供更多的操作自由度，使得更複雜的邏輯和一致性能夠在L2 層面實現，而無需擔心高昂的Gas 費用。
Sequencer處理交易的流程收集
Sequencer接收來自用戶的交易請求，這些請求通常是以太坊交易的格式，但它們被發送到二層網路而不是主鏈。
驗證
Sequencer對交易進行驗證，確保發送者有足夠的資金執行該交易，並且符合Layer 2網路的規則。它還確保交易的有效性，以防止詐欺和雙重支付。
排序
排序器將交易按照一定的規則進行排序，以確保它們按正確的順序執行，以防止潛在的交易衝突。
提交
一旦交易通過驗證和排序，Sequencer就會將它們提交到Layer 2網絡，使它們能夠被執行。這通常包括與Layer 2智能合約進行交互，更新狀態，並確保Layer 2上的帳本與ETH主鏈上的帳本保持同步。
不同L2 Sequencer的排序規則
Arbitrum的排序規則
為了避免MEV 問題，Arbitrum 並沒有公開的記憶體池，並採用先到先得（FCFS）的排序模式，使得提交先的交易能夠更早處理。
樂觀的排序機制
樂觀則引入了拍賣排序機制，即MEV拍賣（MEVA），以公平分配交易處理的優勢和優勢劣勢。另外，樂觀在基岩升級後啟動了基岩排序器，與MEVA一起進行排序。與Arbitrum相似的是， Bedrock 排序器自己的記憶體池。 MEVA 還沒有完全實施，但根據目前的計劃，MEVA 的觸發者將能夠重新排序作業的交易並插入自己的交易，但不能延遲特定交易超過N 個區塊，也意味著限制MEVA 觸發者的MEV 利潤獲得。
其他L2解決方案的排序規則
除了Arbitrum 和Optimism，還有許多其他L2 解決方案如zkSync、Loopring、Starknet 等，它們各自採用不同的排序規則，以滿足不同使用者和應用程式的需求。
L2中的MEV提取
在區塊鏈世界中，MEV（礦工可獲取價值）的產生是一個由多個共同作用的結果。根源於提交用戶的交易資訊在網路中的傳播和實際區塊被挖掘出來之間的初步存在這個時間差為節點提供了操作的空間。由於中心化系統的本質，不同的節點接收到交易的順序和去時間可能保證各不相同，這意味著系統無法使所有節點處於同一時刻的狀態是一致的。這種不一致為MEV的產生創造了條件。
以太坊主網上，MEV的提取已經形成了規模化的利潤。 MEV攻擊者通常會監控記憶體池（Mempool）中的交易情況，並透過參與參與的Gas拍賣（競價交易費用以處理優先交易）或透過場外支付賄賂來確保自己的交易被優先處理。這樣，他們就能夠透過預先決定的交易順序來獲取利益。
取得MEV 利潤的過程可以分為兩個關鍵步驟。首先，攻擊者需要識別出潛在的有利可圖的交易，並建立一個專門用於獲取MEV 而優化的交易區塊。其次，必須確保這些過程特別建構的交易能夠被網路接受並納入區塊鏈中。
然而，隨著Layer 2（L2）解決方案的興起，MEV 的提取方式和策略發生了顯著的變化。由於L2 解決方案的排序器很多時候是中心化的，與傳統的Layer 1（L1）相比， MEV 的面臨著全新的挑戰和機會。
對於那些沒有記憶體池的L2解決方案，監控交易變得更加困難。在這種情況下，排序器擁有了更多的權力，因為它直接決定了交易的處理順序。沒有記憶體池意味著攻擊者無法像在L1 解決方案中那樣透過監控交易池來調整交易順序，這大大增加了進行MEV 攻擊的難度。
在中心化的排序器控制下，有記憶體池的L2解決方案中，Gas拍賣對於排序的影響也有所降低。有的L2甚至完全沒有Gas拍賣，改變了遊戲規則。攻擊者雖然決定不能交易的故意的順序，但他們仍然可以透過調整Gas Fee 來嘗試影響自己交易的位置。與L1 相比，這種策略的成功率和可預測性要低美容。
另外，一些L2 上的獨立DAPP 可能會維護自己的局部交易記憶體池。這些記憶體池成為了攻擊者潛在的監控目標，他們可能會利用這些DAPP 特有的記憶體池來實施MEV 提取。
對於那些運行Gas Auction的L2鏈，如Polygon，其驗證節點（validator）的加入尚未完全開放無城鎮的（permissonless）。在這種情況下，當攻擊者監控到MEV機會時，他們可能會採取大量提交交易的策略，以增加自己交易上鍊的可能性。依賴運氣的策略和降低這種交易成本，是一種不確定的攻擊方式。
最後，攻擊者也可能利用L1與L2或不同L2解決方案之間的交互，來實現MEV。這要求動態攻擊者對於跨鏈狀態和深入的理解和分析能力。
不同L2 之間MEV 提取空間差異
MEV提取空間在不同的L2解決方案之間存在顯著的差異。這些差異主要是由L2的排序器規則、記憶體池設計、交易量和交易規模等因素決定的。通常，一個L2排序器的解決方案集中化達到一定程度，MEV 提取空間注意力集中，因此獲得的機會相對較小。而記憶體池設計越開放，提供給攻擊者的空間就越大，他們有更多的機會進行交易監控和順序操作。
同時，L2解決方案的交易量和交易規模也對MEV提取空間有重要影響。交易量大、交易規模大的L2提供了更多提取MEV的機會，因為在高流量的環境中，有利於可圖的交易越多，攻擊者就有更多的機會進行利潤的提取。反之，交易量小、交易規模小L2，MEV 提取的空間相對較小，因為機會本身就少。
L2 MEV未來解決方案
區塊鏈技術的本質問題之一是如何實現真正的去中心化。在L2中，這個問題的核心是去中心化排序器（去中心化排序器）的實現，它關係到交易的順序決定權權如何分配。這直接影響區塊鏈系統的公平性、安全性及其他關鍵效能。 L2的MEV問題其實是交易排序權的衍生問題。目前大部分L2都是中心化排序器，MEV提取不透明，而潛在的解決方向有兩種，一種是透過特定機制實現排序器的去中心化，一種是把排序權外包給第三方，由第三方來建構排序方案。
去中心化排序器區塊空間拍賣（Blockspace Auction），透過競價來實現排序權。在這種方式中，參與者公開競標機制確定特定的區塊空間，然後該區塊空間分配排序權。這種方式的優點在於其競爭性和競爭性，可以促使參與者提供更合理的價格。然而，缺點可能會造成“獲勝者的詛咒”，即勝出者因過度競價而實際上承受損失。隨機領導者選舉（Randomleaderelection），它透過從滿足特定條件的參與者池中隨機選擇領導者來排序。例如從那些質押了32ETH的用戶中選出，例如Starknet的隨機抽取方法。此方法的優點在於其隨機性，可以減少潛在的不公平競爭，但缺點是可能忽略參與者的能力和貢獻度，缺乏競爭可能會導致效率下降。 「工作量證明」（Proof-of-Work），透過讓許多潛在的排序器搶佔某個區塊的構建，排序器透過成為最高效或最快的競爭者來勝出。這種方式的優點是鼓勵技術創新和高效運行，否則可能會導致資源的大量浪費。經濟競爭（經濟競爭）是一種不同參與者透過競爭達到最佳經濟效果的方法。例如，根據區塊費用來決定區塊的包含順序，這種方式比較靈活，有很多設計的空間，例如MEV重新分配，MEV拍賣等方式，透過開放的經濟來鼓勵大家建設區塊。這種方式激發了市場的活力，但也可能有少數實體透過競爭優勢來壟斷排序權。公平排序（Fair Sequencing）是一種透過特定演算法直接排序交易的方式，本質上是一種語言及網路。 Chainlink 目前已經修正方案落地，公平排序的優點是從底層限制了透過調整交易順序以獲得MEV 值的空間，但缺點是，DAPP在公平排序下的表現會變差，公平排序的規則適用性不高。
去中心化排序器的實現不僅可能促進公平和透明，還可能提高整個系統的安全性。但是，它也帶來了一系列挑戰，例如資源浪費和市場障礙。從未來的角度來看，各L2都會朝著中心化排序器的方向發展，但目前來看，從效率和成本的考量來看，大多數L2應該維持去中心化排序器。
將排序權外包給第三方共享排序器，如Espresso和Astria。他們專注於提供排序服務，透過特定的方式組織排序，連接他們服務的鏈本身不需要考慮排序這個問題。這種方式的好處可以將排序器的工作標準化和專業化，但它也可能引入外部依賴，從而影響去中心化的程度。
個人角度來看，共享排序器的方案實際上是一個定制的思想，但是我們也應該思考，對於一個公鏈來說，為區塊鏈構建和交易排序建立可實用的去中心化方案而本身就是建構機制公鏈的一部分。隨著等級的崛起，共享排序器可能會被廣泛使用。
透過跨組織鏈的MEV拍賣，變相排序提供服務，例如SUAVE。 SUAVE其實是一條鏈，使用SUAVE的解決方案其實就是將區塊建置和記憶體池服務外包給SUAVE。
SUAVE的特點包括：SUAVE本身不捕獲MEV（除了gas費）；搜尋者（在SUAVE上表達他們的偏好）透過要求執行者接受他們的交易包（包括跨鏈MEV）來提取MEV；執行者也能捕獲搜尋者MEV的一部分（疑難多地支付回給搜尋者）。這種方法的優點在於可以透過公開的市場優化資源分配，隱藏搜尋者可能會增加系統複雜性，並可能在一定程度上降低去中心化程度。
將區塊建設外包給L1，即Based Rollup（例如Taiko）。
L1已經建構了足夠去中心化的系統，有能力進行中心化的排序服務。基於Rollup的MEV去提取方式如下：MEV自然部分流向以太坊，增強了L1的經濟安全性；L2的搜尋者（創建） L2交易包）和L2的建造者（可以運行mev-boost）也可以分到部分MEV；如果L2搜尋者監控坊以太記憶體池、基於Rollup的記憶體池及雙鏈的狀態，也可以捕捉跨鏈MEV價值。這種方案的呼吸吸氣，但是卻是上限不會超過目前的解決方案，以太坊在當前的架構下MEV提取空間增加，如果將排序權交換L1，這對MEV生態沒有改良。
將區塊倡議工作外包給第三方，可以帶來資源優化和分散風險的優勢，但同時也對去中心化構成潛在威脅。
L2 MEV 數據
Dragonfly 的數據分析師@hildobby 創建沙丘面板展示部分L2 的MEV 數據。
多邊形
Polygon上的三明治攻擊相對罕見，大部分時間低於1%。今年9月份，它達到了大約2.3%的高峰。基於交易量來看，受三明治攻擊影響的交易量非常低。
三明治交易比例
三明治交易量
在Polygon網路上的套利交易活動較高，且交易量顯著大於三明治攻擊。
套利交易比例
套利交易量
仲裁
自2023年以來，Arbitrum區塊交易中三明治攻擊的比例已吸足足夠低的水平。在交易量方面，總交易量為目前億美元，而涉及三明治攻擊的交易量目前已達到萬美元，也非常小。這可能與Arbitrum FIFO 的交易排序規則有關。
三明治交易比例
三明治交易比例
與其他鏈相比，Arbitrum 上的套利交易比例相對較小。然而，與Arbitrum 上的三明治交易相比，套利交易的交易量仍要大倍。
套利交易比例
套利交易量
樂觀
在樂觀上，情況有所不同。區塊交易中的三明治攻擊比例一度高達62.7%，但隨著時間的逐漸下降，原因是基岩升級引入了類似EIP-1559的燃氣機制。最近，三明治攻擊的比例已減少到足夠低的水平。在交易量方面，三明治攻擊的規模已減少到數千美元。
三明治交易比例
三明治交易量
在樂觀情緒上，套利交易的比例在2%到4%之間，與去年相比顯示出下降趨勢。套利交易的交易量相對較低。
套利交易比例
套利交易比例
總結
總的來講，L2 定序儀與MEV 之間的關係對於ETH 生態系的發展具有重要意義。目前，L2 面臨的挑戰是確保公平和透明的排序機制以阻止MEV 的提取，然而，L2 解決方案的複雜性和多樣性帶來了急劇的挑戰，包括如何抵抗MEV、確保公平和透明的排序機制等。在當前階段，已經有了一些可修復的解決方案，如共享排序器、以及加密學方法保護交易排序的隱私等。
未來，可實踐的解決方案可能會更加考慮關注Sequencer 的中心化，以減少潛在的MEV 去提升空間。同時，也可以將區塊生成外包給第三方，以整個網路系統的公平性和另外，跨鏈MEV 的出現需要我們重新配備MEV 的定義與重要性，並探討例如Slot Auctions 和Interchain Scheduler 等新型方案。此外，未來的研究問題還包括如何量化L2 鏈上的MEV、 PGA在L2上的影響等，這些問題的解決將有助於進一步改善L2領域的MEV抵抗策略。
參考文獻
https://taiko.mirror.xyz/VjNjFws6OOVez5YCDMwjy4BUiDqZBHYDvcW4-JZGDkc
https://timroughgarden.github.io/fob21/reports/r11.pdf
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https://arxiv.org/pdf/2112.01472.pdf
https://www.panewslab.com/en/articledetails/2nlmo28j.html
https://ethresear.ch/t/mev-for-based-rollup/15636
https://public.bnbstatic.com/static/files/research/ethereums-rollups-are-centralized-a-look-into-decentralized-sequencers.pdf
沙丘儀表板：
https://dune.com/hildobby/sandwiches?Blockchain=optimism
https://dune.com/hildobby/atomic-mev
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