以太坊合並一年後的MEV格局演變

以太坊合並一年來，MEV-Boost的市場份額穩定在90%左右。目前MEV已變得極其復雜,僅非用戶角色就包括搜索者、構建者、中繼者、驗證者和提議者等。他們在12秒的出塊時間內進行多方博弈,爭取各自最大利益。

本文將比較MEV前後的利潤率變化,梳理合並後MEV的生命週期,並就一些前沿問題給出看法。

筆者在前期研究中總結了某DEX協議的運作流程和利潤來源,希望能完整描繪MEV的具體收益率。這也是該協議對抗MEV並與用戶分享利潤的基礎(本質是犧牲交易即時性來換取更好的兌換價格)。

近期筆者詳細分析了幾種MEV類型,並對比了多個數據來源,以計算以太坊合並前後的MEV利潤情況。

1. 合並後MEV利潤大幅下跌

• 合並前一年,平均利潤爲22MU/M(2021年9月至2022年9月合並前,包括套利和清算模式)
• 合並後一年,平均利潤爲8.3MU/M(2022年12月至2023年9月底,包括套利和三明治模式)

最終收益變化結論:

剔除不應歸屬於MEV的黑客事件後,整體收益率下降幅度顯著,達62%。

需要注意的是,由於不同平台統計方法存在差異(且均不包含中心化交易所套利以及模式混雜),因此這只能作爲宏觀驗證,並非絕對精確。另有研報同樣採用不同數據源對比了合並前後的收益。

是否由合並導致鏈上MEV收益暴跌?這需要從合並前後MEV流程分析。

2. 傳統MEV模式

MEV一詞容易產生誤導,因爲人們可能認爲是礦工在提取這一價值。實際上,目前以太坊上的MEV主要由DeFi交易者通過多種結構性套利交易策略獲取,而礦工只是間接從這些交易者的交易費用中獲利。

一篇經典的MEV入門文章核心理念是:鏈上存在聰明的黑客不斷挖掘合約漏洞,但發現漏洞後又陷入另一矛盾,如何獲取利潤並避免被搶跑。

畢竟交易籤名發送會進入以太坊內存池公開傳播,再由礦工排序出塊,這個過程可能只有3秒或幾分鍾。但就在這短短幾秒內,籤名的交易內容可能被無數獵人盯上並重新模擬推演。

如果黑客採取直接執行獲利的方式,就會被獵人高價搶跑。

如果黑客採用合約套合約(即內部交易)的方式來隱藏最終獲利的交易邏輯,也可能依然被搶跑。

這意味着獵人們不僅分析鏈上父交易,還分析每一筆子交易,進行模擬獲利推演。甚至進一步檢測網關合約的部署邏輯並復現,而這竟然在幾秒內自動完成。

黑暗森林遠不止於此

筆者在測試某公鏈節點時發現,大量遊離節點只接受P2P連接,但不主動傳遞交易池數據。從節點暴露的IP看,他們似乎包圍了該公鏈的主要核心出塊節點。

這些佔據P2P連接但不提供數據的節點,只爲白名單內節點互通,目的是利用資源規模優勢提升MEV利潤率。因爲該公鏈是標準3秒一個區塊,普通玩家看到交易信息越晚,就越晚推演出合適MEV方案。當普通玩家發出MEV交易需要打包時,由於是超級節點模式,延遲上會低於地理位置就包圍了該公鏈的頭部MEV玩家。

除超級節點的包圍,交易所服務器也同樣被包圍,因爲中心化和去中心化交易所的利差更大,乃至交易所本身就是最大的套利機器人。這與早期Web2搶票搶購場景十分類似,灰產會提前埋伏在服務器附近,並通過DoS攻擊遏制普通用戶的正常活動。

總之,雖然傳統交易也有許多隱形競爭,但相對是一個清晰的獲利模式。而在以太坊合並後,復雜的系統架構很快打破了傳統MEV模式,頭部效應也越發顯著。

3. 合並後的MEV模式

以太坊合並是指其共識機制從POW轉爲POS的升級。最終採用的方案是最輕量級地復用了合並前以太坊的基礎設施,單獨剝離了出塊決策的共識模塊。

對於POS來說,每個區塊12秒一次,而非之前的波動值。區塊挖礦獎勵減少約90%,從2 ETH降至0.22 ETH。

這對MEV非常重要,主要有兩點:

1. 以太坊出塊間隔變得穩定。不再是之前3-30秒相對離散隨機的情況,這對MEV而言利弊參半。雖然搜索者不用急於看到稍有利潤的交易就直接發送,而是可以不斷積累更好的交易序列,在出塊前交給驗證者,但也加劇了搜索者之間的競爭。

2. 礦工激勵降低,促使驗證者更樂意接受MEV的交易拍賣,在短短2-3個月內讓MEV達到90%的市場份額。

3.1 合並後交易的生命週期

合並後,總計涉及搜索者、構建者、中繼、提議者、驗證者這些角色,其中後兩者屬於POS中系統角色,而前三者屬於MEV-boost,實現了分離出塊職責和出塊排序。

• 搜索者:在內存池尋找有利可圖的交易,通過編排交易序列組成局部序列捆綁包交付給構建者。
• 構建者:收集各式各樣的搜索者發送的捆綁包交易序列,選擇收益更高的交易序列,可能是多個捆綁包組合,也可能是自己重新構建。
• 中繼:負責驗證交易序列本身的有效性和重新計算收益,給出若幹區塊序列包,最後讓驗證者選擇打包。
• 提議者和驗證者:是合並後以太坊的礦工,會選取中繼給出的最高利潤交易序列組合完成出塊,既可獲得共識獎勵(區塊獎勵),也可獲得執行獎勵(MEV+小費)。

綜合這些角色,如今每個區塊生命週期是:

1. 構建者通過從用戶、搜索者或其他(私人或公共)訂單流接收交易創建區塊
2. 構建者將該區塊提交給中繼(即存在多個構建者)
3. 中繼驗證區塊有效性並計算應向出塊者支付的金額
4. 中繼向當前時隙的出塊者發送交易序列包和收益價格(即拍賣出價)
5. 出塊者評估收到的所有出價,選擇對自己收益最高的序列包
6. 出塊者將此已籤名標題發回中繼(即完成本輪拍賣)
7. 發布區塊後通過區塊內交易和區塊獎勵分配給構建者和提議者

4. 總結

1) 合並對MEV生態的影響是什麼?

本文從合並前後的利潤數據對比,到合並前後的交易上鏈出塊MEV挖掘流程出發進行梳理,可以說MEV-Boost的興起從根本上重塑了交易生命週期的模式,拆分出更精細的環節讓各種參與者產生博弈。搜索者如果不能做好最新策略研究就會毫無收益,做得好則可逐步擴大利潤成爲構建者。

拋開鏈上交易量萎縮,搜索者和構建者之間處於高度內部競爭狀態,因爲系統結構上他們可以互相替代,但最終都以訂單流爲王。搜索者希望逐步擴大自己的利潤率,就需要私有訂單量夠大(最終構建的區塊利潤夠高),也就逐漸成爲構建者角色。

例如,在某DEX因編譯器漏洞導致重入保護失效的攻擊事件中,甚至出現單筆交易手續費達570 ETH,這是以太坊歷史上第二高手續費的MEV交易,可見競爭態勢之激烈。

雖然MEV並非以太坊合並本身要解決的問題,但系統博弈對抗的提升結合多方面環境因素,最終導致目前MEV的總利潤率降低。這並不意味着MEV涉及金額降低,而是利潤率降低意味着更多收益流向了驗證者。對用戶而言反而是好事,利潤低會降低一些鏈上交易攻擊的動機。

2) 還有哪些最前沿圍繞MEV進行中的探索點?

• 從隱私交易出發:有閾值加密、延遲加密和SGX加密,基本都是從加密交易信息、對解密條件進行要求,或是時間鎖或是多籤或是可信硬件的模式
• 從公平交易出發:有公平排序FSS和訂單流拍賣的MEV Auction以及MEV-Share、MEV-Blocker等,差別在於從完全無利潤到分享利潤到權衡利潤,即由用戶決定用怎樣的成本來獲取交易的相對公平性
• 協議級完善PBS,目前PBS實際上是以太坊基金會提案,但實現借助MEV-boost達成了分離,未來這樣的核心機制會轉爲以太坊本身的協議機制

3) 面對監管機構的審查以太坊有抵抗力嗎?

隨着加密貨幣行業成熟,監管是不可避免的。所有在美國註冊成立的實體及其運營以太坊POS驗證器的機構都應符合監管要求,但區塊鏈的系統機制決定了它不會只在美國存在,只要有其他符合當地政策的中繼就可以確保在某個時機上鏈傳播。

即使超過90%的驗證者都通過MEV來審查中繼路由的交易,那些抗審查的交易仍能在一小時內上鏈,所以只要不是100%就等同於0%。

4) 缺乏激勵的中繼器具有可持續性嗎?

這目前是個隱形問題,沒有利潤還要維持復雜的中繼服務,最終會導致強中心化的轉變。近期某公司也停止了MEV-boost中繼服務,未來以太坊超90%區塊結算將掌握在4家公司手中。可以說現在的MEV-Boost中繼是100%的風險卻是0%的回報。

由於中繼會匯聚各個構建者上報的交易,作爲數據的聚集地,或許會通過MEV-share和MEV Auction等逐步完善的系統獲得收益,比如直接接收用戶的隱私交易請求。曾經地圖軟件也面臨類似服務困境,作爲公共物品不可能以會員模式收費,但在接入曝光排序廣告、接入多元打車服務的試點模式下依然活得很好。總之,有流量有用戶有公平,就不會毫無收益。

5) ERC4337捆綁交易在MEV下會如何影響?

目前已有超過68.7萬個帳戶抽象錢包,超過200萬次用戶操作,整體趨勢相對於過往緩慢的合約帳戶錢包增長量而言,算是爆發性增長了。ERC-4337有復雜的運作機制,尤其是交易籤名的傳播並不共用以太坊本身的內存池,雖然初期會加大MEV的難度,但長期看不可阻擋。

6) 面對MEV的威脅,去中心化金融可以追趕中心化金融嗎?

雖然目前很多方案都從體驗上讓去中心化金融更順滑,比如借助元交易或跨鏈交換或ERC-4337來降低用戶必須有手續費才能執行交易的限制,或者通過合約錢包多元自定義功能來提升帳號安全性(分層、分級、社交回復),但無論怎樣追趕中心化金融總有特有的無可比擬優勢,從速度到體驗。不過去中心化金融也有獨特優勢同樣是中心化金融無可比擬的,各有各自受衆羣體,也就各有發展週期。

7) 二層網路中的MEV現狀如何?

在某個二層網路存在