探索PoS世界中MEV 的演變與影響

在區塊鏈生態系統中，最大可提取價值（MEV）成為了一個重要的研究領域。它不僅關乎技術實現，也涉及市場行為和經濟效益。隨著以太坊轉向權益證明（PoS），MEV的概念經歷了顯著的演變。驗證者如今成為了新的關鍵參與者，他們不僅能夠控制交易順序，還能透過多種策略來優化利潤。這種轉變促使我們重新檢視MEV的定義及其在不同共識機制下的表現。

Bing Ventures始終致力於探索產業前沿，本篇文章將透過深入技術分析，幫助大家理解MEV帶來的挑戰與機會。

MEV的變遷

最大可提取價值（MEV） 指的是礦工或驗證者在網路上從區塊生產中提取的價值總量，這超出了標準的區塊獎勵和燃氣費用。在工作量證明的背景下，MEV最初被稱為“礦工可提取價值”，涉及礦工利用他們選擇交易的順序和包含在區塊中的能力來最大化利潤。這可能包括各種策略來操縱交易順序以獲取財務收益。

隨著以太坊在2022年轉向權益證明，MEV的概念已經擴展和發展。現在的術語包括“最大可提取價值”，以反映不僅是礦工（現在在PoS系統中是驗證者）可以提取價值，還包括其他網路參與者。在PoS系統中的驗證者，就像PoW系統中的礦工一樣，控制交易的順序，並可以影響哪些交易被包含在區塊中。

MEV的關鍵參與者

1. 驗證者/礦工：他們有獨家權力來排序和包括交易，允許他們直接提取MEV。

2. 搜尋者：這些是使用演算法和機器人來識別有利可圖的MEV機會的獨立參與者。他們通常支付高燃氣費用給驗證者以優先包含他們的交易，這間接地允許搜尋者從MEV中受益。

MEV提取策略

• 前額交易（Front-Running） 這涉及到機器人在mempool中檢測有利可圖的交易，並以更高的燃氣費用放置自己的交易以先行處理。例如，Flashbots提供一個市場，旨在透過允許用戶和礦工提前同意交易順序，使這一過程更加透明和公平。

• 三明治攻擊（Sandwich Attacks） 一種更惡意的策略，其中機器人在去中心化交易所（DEX）上的大額交易前後放置訂單，以操縱市場價格並從引起的滑點中獲利。這直接影響了原始交易者的財務結果。

• DEX套利（Dex Arbitrage） 搜尋者利用不同DEX之間代幣的價格差異。透過在一個交易所以較低價格購買代幣，並在另一個交易所以較高價格出售它們，他們幫助對市場價格進行了對齊，提高了市場效率。

• 清算（Liquidations） 在DeFi借貸中，借款人需要存入一些加密貨幣作為抵押。如果借款人無法償還貸款，協議通常允許任何人清算抵押品並從借款人那裡賺取清算費用。 MEV 搜尋者將競爭確定哪些借款人可以被清算，並為自己收集清算費。

市場規模：Cancun Upgrade後的新變化

MEV 賽道的龍頭Flashbot提供一個市場，旨在透過允許用戶和礦工提前同意交易順序，使得MEV 能夠在更平衡和有結構的環境下進行。回看過往半年在「基礎建設」這板塊下的項目，MEV 代表Flashbot 在截至四月前都有著出色的收入表現，更在十二月的單一星期錄得$1.428M 的收入表現，冠絕板塊的其他項目，可見MEV 賽道曾經有著出色的獲利能力。 然而在以太坊三月的Cancun Upgrade後， Flashbot 的收入大幅減少，當中的原因如下：

1. EIP-4844（原型分片技術）:

• 透明度和可預測性提高: 透過引入資料區塊（blobs），該協議改變了交易資料的處理方式，使得網路處理大量資料的方式更加高效和可預測。這種改變減少利用交易延遲或重新排序的MEV機會。

• 網路效率提高與燃料費用降低: 此EIP透過提供一種儲存大量資料的高效方式，降低了執行大規模資料處理交易的燃料費，使得涉及大數據的MEV策略成本降低，但也因為交易處理速度提升，競爭性增強。

1. EIP-1559（費用市場改革）:

• 透明度和可預測性提高: 引入基礎費用和尖峰費用的概念，為網路交易費用提供更好的可預測性和穩定性，減少了透過交易費用操控的MEV機會。

1. EIP-2929（增加特定操作碼的燃料成本）:

• 提高執行成本: 透過增加特定智慧合約作業的燃料成本，此變更可能直接影響依賴複雜智慧合約互動的MEV 策略，如多步驟套利或合約互動，使其變得更昂貴、不再具有吸引力。

Source: EigenPhi MEV

在業界表現方面，在截至5月17日的7天中，從DEX 套利獲得的利潤約為三文治攻擊的兩倍；從交易量方面，三文治攻擊反而遙遙領先，約是DEX套利的七倍，DEX 套利的利潤／成交量百分比約為14%，遠高於三文治攻擊的0.01%。由此可以總結出DEX 套利是業界最為獲利的操作。

Source: jhackworth

Uniswap 是套利交易量最高的去中心化交易所，透過分析其流動池中的套利表現，我們可以深入了解整個DEX 套利的狀況。

Source: OP Crypto

從鏈上交易的角度來看，MEV在Uniswap 中的交易量佔比極為顯著。

產業圖譜：上中下游的主要參與者

Source: OP Crypto

上游：交易簽名和廣播。

中游：交易定序與MEV機會發現。

下游：區塊提議與驗證，完成MEV提取。

上游上游主要包括PRC提供方，他們負責對交易進行簽名，並將簽名後的交易從本地廣播到整個網路中。這些操作通常由使用者或其他任意發起者提交，並最初包含在公共記憶體池（mempool）中。上游階段的主要任務是產生和廣播交易。

中游中游負責在公開或隱私環境中進行區塊建置。在這一階段，區塊生產者（如驗證者和區塊建構者）從記憶體池中選擇交易，按其偏好進行排序和打包。為了最大化利潤，區塊生產者通常會根據交易費用的高低來決定交易的順序。此外，他們也會直接尋找MEV機會，例如套利機會，決定如何分配MEV利潤。例如，他們可以選擇複製搜尋者的交易，進行操作審查並自行執行交易，或允許搜尋者透過調整操作費用來競爭上鍊位置。中游階段的關鍵活動是交易定序和MEV機會的發現與利用。

下游下游主要負責提議和驗證新區塊，確保用戶的交易和提取MEV交易被網路共識並最終獲得MEV收入。驗證者在這個階段發揮重要作用，他們可能來自CEX 、流動性質押、機構質押或個人質押等多種管道。下游階段的核心任務是將經過排序的交易打包進區塊，並透過網路共識機制最終確認這些交易，完成整個MEV提取過程。

Source: ChainLink

搜尋者

• 編寫程式碼，通常藉助複雜的專有演算法，在記憶體池中識別MEV機會。

• 監控公共交易池和MEV 項目的私人交易池。

• 與其他搜尋者競爭，提交「交易包」（bundles）給區塊建構者，同時附上最大願意支付的gas費用。

區塊建構者

• 在即時市場中競爭，代表驗證者建立區塊。

• 接受搜尋者的交易，選擇其中最有利可圖的交易包，並透過MEV程式（如MEV Boost, Flashbot) 將這些區塊發送給中繼者。

中繼者

• 作為區塊建構者和提議者（validators）之間的中介，允許驗證者提供他們的區塊空間。

產業最新進展

回顧過去幾個月，MEV在不同領域的表現顯著。例如，Flashbots透過其創新市場結構，展示了MEV在高透明度和結構化環境下的潛力。儘管以太坊的Cancun升級導致Flashbots的收入減少，但透過分析我們可以發現，這些變化主要源自於網路效率的提升和新協定的實施，這反映了MEV策略在適應和演變過程中的動態特性。

在MEV的未來發展中，多個新項目和技術不斷湧現，如Gnosis的Agnostic Relay和Automata Network的Conveyor，展示了在不同技術和市場條件下應對MEV挑戰的新方法。此外，SUAVE透過跨鏈統一記憶體池，提供了一個解決跨鏈MEV問題的創新思路，這些都為MEV研究提供了新的視角。

Gnosis

Gnosis 旗下的Agnostic Relay 是在以太坊網路中提供MEV Boost中繼的開源工具，讓任何人參與區塊建置和生產。其設計和實現依賴Gnosis社群的知識和經驗，並得到了Flashbots團隊的支持和貢獻。

• 中立區塊建置/生產: Agnostic Relay確保所有提交的交易都能在沒有任何過濾的情況下被驗證。這種中立性對於維護區塊鏈的去中心化和抗審查特性至關重要。

• Flashbots MEV-Boost中繼的分叉: Agnostic Relay是基於Flashbots MEV-Boost中繼的分叉，結合了Flashbots團隊和社區的深厚知識和活躍支持，確保其在技術和實際應用上的可靠性。

AutoMeta

Automata Network是一個模組化的證明層，透過TEE（Trusted Execution Environment，可信任執行環境）協處理器將機器層級的信任擴展到以太坊。以太坊在這個網路中作為全球驗證器，錨定了一個跨硬體和軟體組件的去中心化證明網路。

• MEV防護（Conveyor）:

  • Conveyor透過確定傳輸交易的順序，防止礦工重新排序交易，從而防止「夾層攻擊」。它像傳送帶一樣適當排序交易，保護用戶免受惡意操縱。

• 治理隱私（Witness）:

  Witness允許用戶在不透露身分的情況下進行提案和投票，並透過零Gas激勵代幣持有者參與。用戶可以透過簡單的介面提交提案並邀請社群成員投票，投票透過隱私中繼器發送，結果根據提案創建時選擇的隱私程度顯示。

Eden

Eden Network透過多個產品為以太坊生態系統提供保護和支持，減少MEV的負面影響，並提供工具和數據來提高驗證者、建構者和搜尋者的收益。

• Eden RPC: 一組端點，保護以太坊使用者免受惡意MEV攻擊（如搶跑和夾層攻擊）。 提供更安全的交易環境，減少用戶因MEV而導致的額外費用。

• Eden Relay: 一套工具幫助以太坊驗證者和建構者最大化他們的收入。 提供優化的區塊建立和提議流程，增加驗證者和建構者的收益。

• Eden Bundles: 一個端點，允許高級MEV搜尋者將交易包提交給建構者網路。提供更有效率的MEV提取方式，增加搜尋者和建構者的收益。

Eden有三項產品的更新：0xProtect, Eden Public Data，和Ethereum Mempool Streaming Service。

• 0xProtect:

  • 功能: 維護一個鏈上的OFAC制裁名單，允許區塊生產相關方自動過濾包含受制裁錢包位址的交易。

  • 工作原理: 透過智慧合約註冊表，即時更新和維護制裁名單，確保所有交易都符合OFAC制裁要求。相關方可以直接存取該註冊表，自動過濾不合規的交易。

  • 應用場景: MEV搜尋者、區塊建構者、中繼和驗證者可以利用0xProtect確保其操作符合合規要求，避免法律和監管風險。

• Eden Public Data:

  • 功能: 提供一系列儲存在BigQuery中的公共資料集，支援多種資料擷取和載入（ETL）流程。

  • 主要數據集:

    1. MEV-Boost:

    • MEV-Boost Bids: 從MEV-Boost生態系統的中繼收集的建構者競標資料。

    • MEV-Boost Payloads: 從MEV-Boost生態系的中繼收集的有效負載資料。

    1. Flashbots:

    • Mempool Dumpster: 從Flashbots Mempool Dumpster偵測到的交易。

    • MEV-Share: 從Flashbots MEV-Share偵測到的交易。

    1. Gnosis:

    • MEV Blocker: 從Gnosis MEV Blocker偵測到的交易。

    1. Ethereum Auxiliary:

    • Tags by Pubkey: 以太坊公鑰的標籤。

• Ethereum Mempool Streaming Service: 旨在為區塊建構者、MEV搜尋者和dApps提供即時的交易資料流，以優化區塊和交易包的建置過程。

1. 即時數據流:

• 提供即時交易資料流，使用者可以即時取得以太坊公共記憶體池中的待處理交易。

1. 數據點豐富:

• 提供數千個交易資料點，包括交易哈希、發送方、接收方、交易金額、gas價格等。

1. 優化區塊建構:

• 透過即時存取和豐富的數據點，幫助用戶建立更優的區塊和交易包。

CoW Protocol

MEV Blocker是由CoW DAO開發，旨在透過阻止搶跑和夾層攻擊來保護以太坊交易。該項目透過一個RPC端點，將交易發送到搜尋者記憶體池，搜尋者競標機會進行追踪，並與用戶分享所得利潤。

• RPC端點:

  • 功能: 提供一個RPC端點，保護以太坊交易免受搶跑和夾層攻擊。

• 搜尋者記憶體池:

  • 功能: 交易透過RPC端點傳送到搜尋者記憶體池，搜尋者競標追蹤交易的機會。

• 利潤分享機制:

  • 功能: 搜尋者成功追蹤交易後，將所得利潤以90/10的比例分享給使用者和搜尋者。

SUAVE (Flashbot)

SUAVE是由Flashbots提出的一個新模型，旨在解決當前MEV提取中的一些關鍵問題，例如跨鏈MEV和建構者中心化。 SUAVE透過創建一個layer-0區塊鏈，作為多個區塊鏈網路的共同記憶體池，實現跨鏈統一。

• 偏好提交:

  • 功能: 使用者不再提交特定的交易，而是提交反映目標的“偏好”，這些偏好可以根據特定條件進行設置，複雜度不一。

• 跨鏈統一記憶體池:

  • 功能: SUAVE作為layer-0區塊鏈，創建一個統一的記憶體池，跨越多個區塊鏈網路。透過跨鏈統一記憶體池，SUAVE可以有效解決跨鏈MEV問題，提高跨鏈交易的公平性和透明性。

MEV的未來：從科技到倫理的融合

MEV提取的透明度既是其優勢，也是潛在的風險。未來，區塊鏈技術需要在透明度和防止操縱之間找到新的平衡。我們可以透過採用更複雜的零知識證明（ZKP）技術，使交易在被驗證前保持匿名，同時確保其合法性。這不僅保護了使用者隱私，還能防止惡意操縱行為，維護網路的公平性。

智能合約與機器學習的融合

智能合約的自動化與機器學習的結合是MEV提取的未來方向。智能合約可以即時分析市場數據，利用機器學習演算法預測最優交易策略。這種動態調整能力將顯著提高MEV擷取的準確性。例如，結合即時市場數據，智慧合約可以自動調整交易順序，以最大化利潤。

跨鏈MEV的潛力與挑戰

跨鏈MEV提取是一個尚未完全開發的領域，具有巨大的潛力。透過開發新的跨鏈協議，如Cosmos和Solana，可以實現不同區塊鏈網路之間的MEV提取。這種跨鏈解決方案不僅提高了MEV的靈活性和適用範圍，還能促進區塊鏈生態系統的互通性。然而，這也帶來了新的挑戰，如跨鏈交易的安全性和效率問題，需要透過創新的技術手段來解決。

動態MEV市場的崛起

未來的MEV市場將更加動態和複雜。利用AI和大數據分析技術，可以即時捕捉市場趨勢和交易行為，動態調整MEV提取策略。例如，透過機器學習演算法分析歷史交易數據，可以預測未來的市場波動，制定更有效的MEV提取策略。這種動態市場的崛起將徹底改變現有的MEV生態系統，使其更加智慧。

優化激勵機制

為了吸引更多參與者並維持網路的健康發展，我們需要不斷優化經濟誘因機制。透過引入新的獎勵模型和分配機制，確保每個參與者都能公平地從MEV中受益。此外，可以探索新的商業模式，如提供MEV保護服務和開發MEV優化工具，增加整個生態系統的價值。這將有助於維持網路的長期穩定。

MEV不僅是技術問題，更是涉及倫理考量的複雜領域。我們需要在科技創新的同時，深刻考慮其倫理影響。例如，在開發新技術時，需要確保這些技術不會導致市場的不公平現象，維護區塊鏈網路的透明度和公正性。在PoS系統中，驗證者有能力透過控制交易順序來提取MEV，這可能導致網路中心化和不公平現象。為了解決這個問題，我們可以探索新的機制，例如動態驗證者選擇和基於信譽的獎勵系統。透過引入更多隨機性和多樣化的激勵措施，可以確保網路的去中心化和公平性。