以太坊合并一年后的MEV格局演变

以太坊合并一年来，MEV-Boost的市场份额稳定在90%左右。目前MEV已变得极其复杂,仅非用户角色就包括搜索者、构建者、中继者、验证者和提议者等。他们在12秒的出块时间内进行多方博弈,争取各自最大利益。

本文将比较MEV前后的利润率变化,梳理合并后MEV的生命周期,并就一些前沿问题给出看法。

笔者在前期研究中总结了某DEX协议的运作流程和利润来源,希望能完整描绘MEV的具体收益率。这也是该协议对抗MEV并与用户分享利润的基础(本质是牺牲交易即时性来换取更好的兑换价格)。

近期笔者详细分析了几种MEV类型,并对比了多个数据来源,以计算以太坊合并前后的MEV利润情况。

1. 合并后MEV利润大幅下跌

• 合并前一年,平均利润为22MU/M(2021年9月至2022年9月合并前,包括套利和清算模式)
• 合并后一年,平均利润为8.3MU/M(2022年12月至2023年9月底,包括套利和三明治模式)

最终收益变化结论:

剔除不应归属于MEV的黑客事件后,整体收益率下降幅度显著,达62%。

需要注意的是,由于不同平台统计方法存在差异(且均不包含中心化交易所套利以及模式混杂),因此这只能作为宏观验证,并非绝对精确。另有研报同样采用不同数据源对比了合并前后的收益。

是否由合并导致链上MEV收益暴跌?这需要从合并前后MEV流程分析。

2. 传统MEV模式

MEV一词容易产生误导,因为人们可能认为是矿工在提取这一价值。实际上,目前以太坊上的MEV主要由DeFi交易者通过多种结构性套利交易策略获取,而矿工只是间接从这些交易者的交易费用中获利。

一篇经典的MEV入门文章核心理念是:链上存在聪明的黑客不断挖掘合约漏洞,但发现漏洞后又陷入另一矛盾,如何获取利润并避免被抢跑。

毕竟交易签名发送会进入以太坊内存池公开传播,再由矿工排序出块,这个过程可能只有3秒或几分钟。但就在这短短几秒内,签名的交易内容可能被无数猎人盯上并重新模拟推演。

如果黑客采取直接执行获利的方式,就会被猎人高价抢跑。

如果黑客采用合约套合约(即内部交易)的方式来隐藏最终获利的交易逻辑,也可能依然被抢跑。

这意味着猎人们不仅分析链上父交易,还分析每一笔子交易,进行模拟获利推演。甚至进一步检测网关合约的部署逻辑并复现,而这竟然在几秒内自动完成。

黑暗森林远不止于此

笔者在测试某公链节点时发现,大量游离节点只接受P2P连接,但不主动传递交易池数据。从节点暴露的IP看,他们似乎包围了该公链的主要核心出块节点。

这些占据P2P连接但不提供数据的节点,只为白名单内节点互通,目的是利用资源规模优势提升MEV利润率。因为该公链是标准3秒一个区块,普通玩家看到交易信息越晚,就越晚推演出合适MEV方案。当普通玩家发出MEV交易需要打包时,由于是超级节点模式,延迟上会低于地理位置就包围了该公链的头部MEV玩家。

除超级节点的包围,交易所服务器也同样被包围,因为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机器人。这与早期Web2抢票抢购场景十分类似,灰产会提前埋伏在服务器附近,并通过DoS攻击遏制普通用户的正常活动。

总之,虽然传统交易也有许多隐形竞争,但相对是一个清晰的获利模式。而在以太坊合并后,复杂的系统架构很快打破了传统MEV模式,头部效应也越发显著。

3. 合并后的MEV模式

以太坊合并是指其共识机制从POW转为POS的升级。最终采用的方案是最轻量级地复用了合并前以太坊的基础设施,单独剥离了出块决策的共识模块。

对于POS来说,每个区块12秒一次,而非之前的波动值。区块挖矿奖励减少约90%,从2 ETH降至0.22 ETH。

这对MEV非常重要,主要有两点:

1. 以太坊出块间隔变得稳定。不再是之前3-30秒相对离散随机的情况,这对MEV而言利弊参半。虽然搜索者不用急于看到稍有利润的交易就直接发送,而是可以不断积累更好的交易序列,在出块前交给验证者,但也加剧了搜索者之间的竞争。

2. 矿工激励降低,促使验证者更乐意接受MEV的交易拍卖,在短短2-3个月内让MEV达到90%的市场份额。

3.1 合并后交易的生命周期

合并后,总计涉及搜索者、构建者、中继、提议者、验证者这些角色,其中后两者属于POS中系统角色,而前三者属于MEV-boost,实现了分离出块职责和出块排序。

• 搜索者:在内存池寻找有利可图的交易,通过编排交易序列组成局部序列捆绑包交付给构建者。
• 构建者:收集各式各样的搜索者发送的捆绑包交易序列,选择收益更高的交易序列,可能是多个捆绑包组合,也可能是自己重新构建。
• 中继:负责验证交易序列本身的有效性和重新计算收益,给出若干区块序列包,最后让验证者选择打包。
• 提议者和验证者:是合并后以太坊的矿工,会选取中继给出的最高利润交易序列组合完成出块,既可获得共识奖励(区块奖励),也可获得执行奖励(MEV+小费)。

综合这些角色,如今每个区块生命周期是:

1. 构建者通过从用户、搜索者或其他(私人或公共)订单流接收交易创建区块
2. 构建者将该区块提交给中继(即存在多个构建者)
3. 中继验证区块有效性并计算应向出块者支付的金额
4. 中继向当前时隙的出块者发送交易序列包和收益价格(即拍卖出价)
5. 出块者评估收到的所有出价,选择对自己收益最高的序列包
6. 出块者将此已签名标题发回中继(即完成本轮拍卖)
7. 发布区块后通过区块内交易和区块奖励分配给构建者和提议者

4. 总结

1) 合并对MEV生态的影响是什么?

本文从合并前后的利润数据对比,到合并前后的交易上链出块MEV挖掘流程出发进行梳理,可以说MEV-Boost的兴起从根本上重塑了交易生命周期的模式,拆分出更精细的环节让各种参与者产生博弈。搜索者如果不能做好最新策略研究就会毫无收益,做得好则可逐步扩大利润成为构建者。

抛开链上交易量萎缩,搜索者和构建者之间处于高度内部竞争状态,因为系统结构上他们可以互相替代,但最终都以订单流为王。搜索者希望逐步扩大自己的利润率,就需要私有订单量够大(最终构建的区块利润够高),也就逐渐成为构建者角色。

例如,在某DEX因编译器漏洞导致重入保护失效的攻击事件中,甚至出现单笔交易手续费达570 ETH,这是以太坊历史上第二高手续费的MEV交易,可见竞争态势之激烈。

虽然MEV并非以太坊合并本身要解决的问题,但系统博弈对抗的提升结合多方面环境因素,最终导致目前MEV的总利润率降低。这并不意味着MEV涉及金额降低,而是利润率降低意味着更多收益流向了验证者。对用户而言反而是好事,利润低会降低一些链上交易攻击的动机。

2) 还有哪些最前沿围绕MEV进行中的探索点?

• 从隐私交易出发:有阈值加密、延迟加密和SGX加密,基本都是从加密交易信息、对解密条件进行要求,或是时间锁或是多签或是可信硬件的模式
• 从公平交易出发:有公平排序FSS和订单流拍卖的MEV Auction以及MEV-Share、MEV-Blocker等,差别在于从完全无利润到分享利润到权衡利润,即由用户决定用怎样的成本来获取交易的相对公平性
• 协议级完善PBS,目前PBS实际上是以太坊基金会提案,但实现借助MEV-boost达成了分离,未来这样的核心机制会转为以太坊本身的协议机制

3) 面对监管机构的审查以太坊有抵抗力吗?

随着加密货币行业成熟,监管是不可避免的。所有在美国注册成立的实体及其运营以太坊POS验证器的机构都应符合监管要求,但区块链的系统机制决定了它不会只在美国存在,只要有其他符合当地政策的中继就可以确保在某个时机上链传播。

即使超过90%的验证者都通过MEV来审查中继路由的交易,那些抗审查的交易仍能在一小时内上链,所以只要不是100%就等同于0%。

4) 缺乏激励的中继器具有可持续性吗?

这目前是个隐形问题,没有利润还要维持复杂的中继服务,最终会导致强中心化的转变。近期某公司也停止了MEV-boost中继服务,未来以太坊超90%区块结算将掌握在4家公司手中。可以说现在的MEV-Boost中继是100%的风险却是0%的回报。

由于中继会汇聚各个构建者上报的交易,作为数据的聚集地,或许会通过MEV-share和MEV Auction等逐步完善的系统获得收益,比如直接接收用户的隐私交易请求。曾经地图软件也面临类似服务困境,作为公共物品不可能以会员模式收费,但在接入曝光排序广告、接入多元打车服务的试点模式下依然活得很好。总之,有流量有用户有公平,就不会毫无收益。

5) ERC4337捆绑交易在MEV下会如何影响?

目前已有超过68.7万个账户抽象钱包,超过200万次用户操作,整体趋势相对于过往缓慢的合约账户钱包增长量而言,算是爆发性增长了。ERC-4337有复杂的运作机制,尤其是交易签名的传播并不共用以太坊本身的内存池,虽然初期会加大MEV的难度,但长期看不可阻挡。

6) 面对MEV的威胁,去中心化金融可以追赶中心化金融吗?

虽然目前很多方案都从体验上让去中心化金融更顺滑,比如借助元交易或跨链交换或ERC-4337来降低用户必须有手续费才能执行交易的限制,或者通过合约钱包多元自定义功能来提升账号安全性(分层、分级、社交回复),但无论怎样追赶中心化金融总有特有的无可比拟优势,从速度到体验。不过去中心化金融也有独特优势同样是中心化金融无可比拟的,各有各自受众群体,也就各有发展周期。

7) 二层网络中的MEV现状如何?

在某个二层网络存在