Výzkum CGV: Hloubková analýza přechodu trhu MEV z „hry s nulovým součtem“ na „separaci pravomocí“

TL, DR

• MEV, zkratka pro Miner Extractable Value (nebo Maximal Extractable Value), odkazuje na dodatečné zisky, které mohou těžaři získat manipulací s transakcemi (přidávání, odebírání, přeskupování). Mezi způsoby, jak získat MEV, patří arbitráž DEX, likvidace, front-running, back-running a sendvičové útoky.
• Dopad MEV: Front-running a sendvičové obchody vedou ke špatné uživatelské zkušenosti a výraznějším ztrátám, ale arbitráž DEX a likvidace půjček mohou pomoci DeFi trh rychleji dosáhne rovnováhy a udrží stabilitu trhu.
• Pokračující růst trhu MEV: Po sloučení společnosti Ethereum získalo pouze Ethereum pomocí navrhovatele bloku Flashbots více než 206,450 2023 ETH v zisku MEV (k začátku července XNUMX).
• Flashbots, jako hlavní síla v prostoru MEV, představili MEV-Geth, umožňující těžařům a hledačům sdílet zisky MEV. MEV-Boost distribuuje MEV mezi navrhovatele, stavitele a hledače a zároveň chrání transakce před spuštěním. MEV-share má za cíl umožnit uživatelům, peněženkám a DApps zachytit generované MEV. MEV-SGX využívá důvěryhodný hardware SGX k nahrazení důvěryhodné role MEV-Relay, čímž je dosaženo bez oprávnění. SUAVE se pokouší řešit centralizační rizika, která představuje MEV, a poskytuje služby sekvenování transakcí a vytváření bloků všem existujícím řetězcům jako vyhrazený řetězec.
• Nové proměnné na trhu MEV: Chainlink, největší platforma Oracle, má za cíl zmírnit problémy s MEV prostřednictvím sekvenování transakcí na úrovni sítě Oracle. Vznik UniswapX účinně řeší problém „sendvičového útoku“, ale přináší nové obavy, jako je kontrola MEV.

Vysvětlení MEV

MEV, zkratka pro Miner Extractable Value (nebo Maximal Extractable Value), odkazuje na dodatečné zisky, které mohou těžaři získat manipulací s transakcemi (přidávání, odebírání, přeskupování). V typickém veřejném blockchainu jsou všechny transakce zpočátku odeslány do mempoolu a čekají na zahrnutí do bloku. Těžaři/validátoři, jakožto subjekty odpovědné za vytváření bloků v blockchainovém ekosystému, mají významnou pravomoc rozhodovat o tom, které transakce jsou zahrnuty do bloku. Zpočátku těžaři třídí transakce podle transakčních poplatků od nejvyšších po nejnižší, aby určili pořadí zahrnutí. Později se však zjistilo, že sledováním transakcí v mempoolu mohou těžaři přidávat, odstraňovat nebo přeskupovat transakce v bloku, aby získali další zisky nad rámec blokových odměn, což dalo vzniknout MEV.

V praxi to znamená, že specializovaní hledači často používají složité algoritmy k identifikaci příležitostí k zisku. Protože tito hledači otevřeně soutěží v rámci mempoolu, když identifikují příležitosti MEV, zvyšují transakční poplatky, aby zajistili, že jejich transakce budou zahrnuty. Těžaři a hledači se pak o zisky MEV dělí.

Podle široce rozšířeného názoru v rámci CGV se strategie získávání MEV liší a zahrnují arbitráž DEX, likvidaci, front-running, back-running a sendvičové útoky. Útoky zpoplatněné odstřelováním se mohou vyskytovat také na blockchainech využívajících pravděpodobnostní algoritmy konsenzu finality (jako je Bitcoin a Ethereum 1.0, které používají algoritmy konsenzu PoW).

• arbitráž DEX zahrnuje využití cenových rozdílů mezi různými DEX. Využitím funkce atomických transakcí blockchainů lze nakupovat na DEX s nízkou cenou a prodávat na DEX s vysokou cenou, čímž lze dosáhnout bezrizikové arbitráže.
  
• Likvidace v úvěrových protokolech nastává, když koeficient zajištění klesne pod předem stanovený práh. Protokol umožňuje komukoli zlikvidovat zajištění a okamžitě splatit věřiteli. Během likvidace dlužníci často platí značné likvidační poplatky, z nichž část se stává příležitostí MEV.
  
• Přední běh zahrnuje sledování ziskových transakcí a odeslání stejné transakce s vyšším poplatkem, aby bylo zajištěno, že odeslání předchází původní transakci, čímž se získá zisk. Obecně řečeno, front running zahrnuje vložení transakce před jinou za účelem zisku.
  
• Zpět běží se týká DEX založených na AMM s výrazným skluzem ve velkých obchodech. Po velkém obchodu je trh nevyvážený. Backrunning zahrnuje přidání transakce po velkém obchodu za účelem nákupu aktiv za cenu nižší, než je tržní rovnováha.
  
• Sendvičové obchodování kombinuje přední a zadní běh. Zahrnuje nákup za nízkou cenu před velkým obchodem a poté prodej za vysokou cenu poté, co obchod zvýší ceny, což přináší značný zisk.
  
• Poplatkový odstřelovací útok: Nedávný nárůst na trhu BRC-20 vedl k přetížení bitcoinové sítě a zvýšení transakčních poplatků, což vyvolalo obavy z Fee Sniping útoků. Na PoW consensus blockchain, pokud jsou potenciální zisky významné, těžaři mohou vrátit zpět nebo reorganizovat nedávné bloky, přeskupit nebo zahrnout konkrétní transakce, aby získali větší zisk. Poznámka: Ethereum před The Merge také používalo PoW konsensus, ale označovalo ho jako „Time Bandit“.

Vliv MEV

MEV má negativní a pozitivní účinky, poškozuje uživatele a dokonce i celou blockchainovou síť a zároveň podporuje větší tržní rovnováhu a efektivitu.

1. Pozitivní aspekty
DEX arbitráž a úvěrová likvidace mohou pomoci DeFi rychlejší dosažení rovnováhy a udržení stability trhu. Stejně jako tradiční finance jsou i vyhledávače MEV předpokladem efektivního finančního trhu. Pro tuto kategorii MEV pocházejí zisky vyhledávačů MEV ze samotného trhu.

2. Negativní aspekty
Front-runing a sendvičové obchody vedou ke špatným uživatelským zkušenostem a výraznějším ztrátám. Konkurenční hledači MEV nabízejících plyn mohou zahltit síť a zvýšit poplatky za plyn.

Závažnějším problémem u řetězců PoW s pravděpodobnou konečností je potenciál útoků typu fee-sniping. Útoky časových banditů porušují princip „neměnnosti“ blockchainu a vážně ohrožují bezpečnost a stabilitu sítě. To vyvolalo obavy v komunitě BTC ohledně současného stavu vyplývajícího z protokolu Ordinals.

U PoS řetězců, zejména pokud jde o aktuální ETH2.0, by MEV mohlo vést k centralizaci validátorů. Větší stakeholdery získávají vyšší zisky MEV, což má za následek více zdrojů pro zvýšení schopnosti extrahování MEV, což vede k Matthewovu efektu a případné centralizaci validátoru, čímž se snižuje bezpečnost.

Vývoj Historie MEV

Rané začátky (2010–2017):

V roce 2015 představil vývojář bitcoinového jádra Peter Todd na Twitteru koncept „Replace By Fee (RBF)“, který byl předchůdcem dříve zmíněného front runningu. RBF navrhla, že uživatelé by mohli nahradit existující transakci odesláním nové transakce s vyššími transakčními poplatky a alespoň jedním identickým vstupem.

Na základě RBF bitcoinová komunita postupně prozkoumala koncept odstřelování poplatků. Odstřelování poplatků znamená, že těžaři záměrně znovu těží jeden nebo více předchozích bloků, aby získali poplatky původně získané těžařem, který tyto bloky původně vytvořil. Zatímco pravděpodobnost úspěšného opětovného vytěžení předchozích bloků je malá ve srovnání s rozšířením řetězce o nové bloky, tato metoda by mohla být zisková, pokud jsou poplatky za dřívější bloky hodnotnější než transakce v aktuálním mempoolu těžaře. Odstřelování poplatků bylo později rozšířeno na model EVM a popsáno jako útok „Time Bandit“ v dokumentu „Flash Boys 2.0“.

Formální vznik (2018–2019):

MEV vzniká pouze v případě sporu ve stavu nebo v případě, že zadané přechody stavu nejsou potvrzeny. Bitcoinu chybí sdílený stav a má striktně defined stavových přechodů, což omezuje MEV na bitcoinech na poplatky za odstřelování a pokusy o útok s dvojnásobnou útratou. Naproti tomu Ethereum s Turingem kompletními chytrými kontrakty nabízí výrazně více MEV příležitostí.

V roce 2016 společnost EtherDelta, první DEX společnosti Ethereum, představila návrh knihy objednávek s dílčími shodami, který poskytuje široké možnosti MEV, i když tehdy nebyly plně využívány.

V roce 2017 se objevil první algoritmický stablecoin na Ethereu, DAI, který představil koncept likvidací DeFi a vytváření příležitostných, ale významných příležitostí MEV (Spike MEV). V roce 2018 založil Hayden Adams Uniswap, první DEX založený na AMM společnosti Ethereum. Mechanismus AMM spoléhá na extraktory MEV k udržení efektivity trhu, což podstatně zvyšuje příležitosti MEV.

The Rise of Flashbots (2019–2021):

V dubnu 2019 byla zveřejněna „Flash Boys 2.0“, která přinesla výzkum MEV do hlavního proudu. Ke konci roku 2019 skupina stejně smýšlejících digitálních nomádů vytvořila Pirátskou loď, později přejmenovanou na Flashbots, s použitím emotikonu robota jako svého loga.

V lednu 2021 byla oficiálně vydána aukce Flashbots (mev-geth a flashbots relay). Jízda na vlně DeFi Léto vytěžené MEV zaznamenalo výrazný růst.

Současný stav: Různorodá krajina MEV, Flashboti vedou

Jak se trh MEV rozšiřuje, do boje se zapojilo mnoho projektů. Flashbots v současné době podporuje hlavní síť Ethereum, což podněcuje populární řešení Layer1 a Layer2 ke studiu Flashbotů a experimentování s implementací aukcí MEV. Některé projekty využívají alternativní přístupy, jako je šifrování fondů transakcí, aby se problém MEV komplexně vyřešil. Flashbots pokračuje v inovacích po vydání Flashbots Alpha na začátku roku 2021, kdy představuje Flashbots Protect, MEV-Boost, MEV-Share a nadcházející fázi SUAVE.

Velikost trhu MEV

Teoreticky by potenciální zisky MEV z transakcí zadaných uživateli mohly být neomezené. Určení přesné velikosti zisků MEV však není možné pomocí konečných výpočtů, protože zisky MEV, které lidé objeví, tvoří spodní hranici potenciálního MEV. Realizované MEV (REV) se obvykle používá k odhadu potenciální situace na trhu MEV. To představuje MEV, která byla úspěšně extrahována a realizována prostřednictvím různých strategií.

Statistiky trhu MEV po „The Merge“ společnosti Ethereum, Zdroj: https://explore.flashbots.net/

Podle údajů poskytnutých společností Flashbots bylo od začátku července 2023 po „The Merge“ společnosti Ethereum dosaženo celkem 206,450 XNUMX ETH v realizované extrakci MEV (REV). Toto číslo však odpovídá pouze ziskům MEV, které obdrželi navrhovatelé bloků, a výdělky hledajících nebyly zohledněny.

Nebylo by to lepší bez konkurence na trhu?

Na základě historických zkušeností nashromážděných v celé lidské společnosti je koncept „neviditelné ruky“ ve většině případů často lepší volbou. Málokdo by však popřel, že tržní ekonomiky nejsou univerzálně použitelné a mohou vést k vážným následkům, pokud jsou zneužity v určitých specifických oblastech.

Zvýšené ceny plynu způsobené front runningem mají kořeny v cenovém mechanismu Etherea. Mohou být ceny plynu udržovány na pevné úrovni, aby se zabránilo prioritní aukci plynu hledajícího?

Jasným důsledkem takového počínání by však byla tajná dohoda mimo řetězec, kdy by hledači s příležitostmi MEV mohli uplácet těžaře, aby zahrnuli své transakce dříve, což by vedlo ke vzniku malých trhů mimo řetězec. To je v rozporu s otevřenou ideologií Etherea bez povolení.

Samozřejmě bychom mohli zajistit, aby těžaři/validátoři v síti byli certifikováni nějakou formou oprávnění, aby bylo zaručeno, že nebudou jednat škodolibě, ale to zavádí silný předpoklad důvěry a přemění systém na povolený řetězec.

Stručně řečeno, CGV věří, že při zachování stávajících charakteristik Etherea může být obtížné zcela odstranit problém MEV.

Jak zmírnit nežádoucí účinky MEV

Plánování založené na prioritách na úrovni protokolu (PBS) – řešení komunity Ethereum

V PoS se validátoři střídají v navrhování bloků a konsensus mezi validátory určuje, zda je blok zapsán do řetězce. V PoW těžaři provádějí úkoly návrhu bloku a konsensu, i když podstata je stejná.

PBS si klade za cíl řešit centralizaci validátorů způsobenou současným MEV. Ve výchozím procesu MEV mají generátory bloků dva úkoly: 1) sestavení optimálního bloku z dostupných transakcí (budování bloku) a 2) navržení bloku s důkazem o práci nebo podílu do sítě (navrhování bloku). V případech, kdy MEV nebylo důkladně využito, krok 1) často zahrnuje třídění transakcí podle velikosti poplatku, jednoduše je začlení do bloku. Jak zisky MEV rostou, větší skupiny těžařů/validátorů zachycují více zisků MEV, což vede k Matthewovu efektu a zvýšené centralizaci. Navíc skutečná entita produkující bloky v decentralizovaných poolech získává příležitost MEV, čímž vylučuje ostatní členy z podílu na zisku. Tato nerovnost podkopává přijetí decentralizovaných těžebních fondů, což dále zvyšuje centralizaci v rámci konsensuální sítě.

Role zapojené do MEV mohou zahrnovat:

1. Výrobce: Blokové generátory (těžaři, validátoři)

2. Navrhovatel: Navrhovatel bloku (vybírá bloky postavené staviteli s nejvyšším MEV)

3. Tvůrce: Tvůrce bloků (určuje obsah bloku)

4. Searcher: Hledá MEV v transakcích

5. Uživatel: Odešle transakce potenciálně obsahující MEV

V současné době mnoho rolí zastává stejný subjekt, jako například ve standardním procesu konsensu Ethereum, kde jsou producent, navrhovatel a tvůrce ve stejné roli.

Vitalikova raná řešení

V roce 2021 Vitalik navrhl dvě řešení, každé s odlišným zaměřením. Je důležité poznamenat, že řešení diskutovaná v této části jsou řešení na úrovni protokolu Ethereum vynucená protokolem spíše než soukromá jednání jako v řešeních Flashbots.

PBS se snaží dosáhnout těchto pěti cílů:

1. Nedůvěryhodnost navrhovatele: Stavitelé nemusejí navrhovatelům důvěřovat.

2. Nedůvěryhodnost stavitelů: Navrhovatelé nemusejí důvěřovat stavitelům.

3. Slabá nedůvěryhodnost navrhovatele: Navrhovatelé nevyžadují vysoké výpočetní zdroje ani technické potíže.

4. Neukraditelnost balíčků: Navrhovatelé nemohou krást zisky z obsahu předloženého bloku.

5. Jednoduchý a bezpečný konsensus: Konsensus zůstává bezpečný, v ideálním případě bez úpravy stávajícího mechanismu návrhu bloku.

Řešení 1

• Tvůrci vytvářejí balíčky a odesílají hlavičky balíčků navrhovatelům, včetně hash těla balíčku, platby navrhovatelům a podpisu tvůrce.
• Navrhovatelé vyberou hlavičku balíčku s nejvyšší platbou, podepíší a publikují návrh obsahující toto záhlaví balíčku.
• Po zhlédnutí podepsaného návrhu stavitelé zveřejní kompletní balíček.

Analýza pěti cílů:

• Navrhovatelé mohou přijímat platby od stavitelů, ale brání stavitelům v získávání zisků MEV, například tím, že odkládají vydání návrhu do pozdních slotů, což stavitelům nedává dostatek času na zveřejnění kompletních balíčků a nesplní cíl 1.
• Odesláním záhlaví balíčků zajistíte, že navrhovatelé obdrží platby od tvůrců, čímž bude splněn cíl 2.
• Zahrnutím základní síťové komunikace a podpisů je cíl 3 splněn.
• Navrhovatelé nemají výlučný přístup k obsahu balíčku, pouze k záhlavím, splnění cíle 4.
• Zavedení nové role stavitele vyžaduje úpravu pravidel rozvětvení, potenciálně zvýšit složitost výběru rozvětvení ze 2 na 3, vnést další nejistotu a nesplnit cíl 5.

Řešení 2

• Tvůrci vytvářejí balíčky a odesílají hlavičky balíčků navrhovatelům, včetně hash těla balíčku, platby navrhovatelům a podpisu tvůrce.
• Navrhovatelé vyberou hlavičky svazků ze zobrazených hlaviček a vytvoří podepsanou deklaraci pro vybraná hlavička.
• Stavitelé po zobrazení prohlášení zveřejní odpovídající těla svazků.
• Navrhovatelé vyberou hlavičku svazku ze svého podepsaného seznamu a publikují návrh, který ji obsahuje.

Analýza pěti cílů:

• Pouze zahrnutí celých balíčků do návrhů zajišťuje dokončení plateb stavitelů navrhovatelům, čímž je splněn cíl 1.
• Tvůrci by mohli publikovat více vysoce placených záhlaví balíčků, aniž by předkládali skutečné tělo balíčků, takže navrhovatelé nemohli publikovat platné balíčky a nesplňovali cíl 2.
• Bez omezení počtu přijatých balíčků by nadměrná těla balíčků obdržená navrhovateli mohla vést k velkému využití šířky pásma sítě, což nesplňuje cíl 3.
• Navrhovatelé předem podepisují prohlášení, která je omezují na návrh konečného seznamu balíčků pro slot, zabraňují krádeži zisku a uspokojují cíl 4.
• Stavitelé se přímo nezapojují do konsensu a chování navrhovatelů zůstává podobné jako dříve, bez nárůstu situací, kdy dochází k rozvětvení, což uspokojuje cíl 5.

Vyvíjející se cesty — dvouslotové PBS vs. jednoslotové PBS

Tyto dvě cesty odpovídají vylepšením a vylepšením Vitalikových raných návrhů, jmenovitě Two Slot PBS a Single Slot PBS, které odpovídají řešením 1 a 2.

V přístupu dvouslotového PBS se zavádí nový typ bloku nazvaný „meziblok“ pro uložení obsahu vítězného stavitelského bloku. Ve slotu n navrhovatel navrhne běžný blok majáku obsahující závazek k obsahu bloku vítězného stavitele. Poté ve slotu n+1 vítězný stavitel navrhne meziblok, který zahrnuje obsah oceněného bloku. Tyto dva bloky jsou součástí většího bloku, který se pro dokončení rozděluje na dvě fáze (sloty). První fáze se podobá hlavičce bloku, zatímco druhá fáze tvoří skutečné tělo bloku. Pokud neexistuje žádný blok majáku, žádný stavitel nevyhraje nabídku a nebude následovat žádný mezilehlý blok.

Oba tyto bloky vyžadují atestační hlasování výboru. Jediný výbor hlasuje o Beacon Block, zatímco všechny zbývající výbory v rámci slotu hlasují o Intermediate Block. Hlasy pro každý blok (ať už Beacon nebo Intermediate) se objeví v bloku dalšího slotu.

Pokud stavitel nevidí blok majáku, může to znamenat opožděné vydání a stavitel nepublikuje přechodný blok. Kromě toho, aby se zabránilo potenciálním ztrátám způsobeným opožděným výskytem Beacon Block, návrh využívá dobředefiPravidla pro volbu vidlice pro odmítnutí takových bloků majáku, které se objeví po určité době.

Návrh schématu PBS se dvěma sloty, Zdroj: https://ethresear.ch/t/two-slot-proposer-builder-separation/10980

Single Slot PBS využívá decentralizovaný výbor jako prostředníka pro ukládání obsahu bloků. Tvůrce odešle hlavičku svazku do aukční podsítě a současně zašle komisi zašifrované tělo svazku. Předkladatel zasílá návrh, jakmile hlasování výboru překročí prahovou hodnotu. Po obdržení návrhu komise dešifruje a odvysílá sdružené tělo, což umožňuje dokončení Proof of Block State (PBS) v rámci jednoho slotu.

Jednoslotové provedení PBSn, Zdroj: https://ethresear.ch/t/single-slot-pbs-using-attesters-as-distributed-availability-oracle/11877

Potřeba Etherea Proof of Block State (PBS) na úrovni protokolu přesahuje řešení problémů MEV.

Implementace PBS na úrovni protokolu v Ethereu by mohla otřást základy konsensu a přinést různé nové problémy. Proč se trvá na úpravě protokolové vrstvy místo hledání řešení nad protokolem? Lze si všimnout, že záměry komunity Ethereum se nezaměřují pouze na okamžité zisky, protože PBS má význam pro dlouhodobý rozvoj Etherea nad rámec pouhého zmírnění problémů s MEV.

V kontextu PBS jsou navrhovatelé osvobozeni od objednávání transakcí, což umožňuje bezstavový přístup, který nevyžaduje ukládání kompletního stavu Etherea. Potřebují pouze ověřit transakce v rámci bloků zabalených stavitelem prostřednictvím důkazů Merkel. Se vznikem iniciativ, jako je Danksharding, se očekává, že budoucí zátěž úložiště poroste. Atribut bez státní příslušnosti je klíčový, snižuje nároky navrhovatelů na úložiště a umožňuje větší decentralizaci tím, že umožňuje účast více jednotlivcům.

Návrh PBS společnosti Ethereum je v souladu s duchem EIP-1559 z dřívějších let. Mineři/validátoři, kteří jednají jako rozhodci transakčního obsahu v rámci bloků, mají významné privilegium. Pokud těžaři/validátoři hromadí nadměrné zisky, centralizace by se mohla zintenzivnit, což by vedlo k nerovnováze moci, která ovlivňuje bezpečnost celé konsensuální sítě. Cílem PBS je snížit pozici horníků/validátorů, omezit jejich příjem a rozptýlit moc mezi lidi.

Navíc v řešení PBS podporovaném Flashbots' MEV-Boost by předpoklady důvěry související s Relay mohly vést k problémům s cenzurou transakcí. To vážně podkopává vizi Etherea o odolnosti proti cenzuře a bez povolení.

Kontrola transakce může tvořit až 80 %, Zdroj: https://www.mevwatch.info/

Proof of Block State (PBS) na úrovni protokolu v Ethereu eliminuje potřebu důvěryhodného přenosu a může vynutit soulad tvůrce prostřednictvím omezení navrhovatele. To nutí tvůrce zahrnout cenzurované transakce prostřednictvím vynucení nebo přímého zahrnutí navrhovatelů, čímž se posílí odolnost Etherea vůči cenzuře.

Stručně řečeno, PBS na úrovni protokolu v Ethereu dosahuje rozdělení zájmů mezi stavitele a navrhovatele, což snižuje bariéru pro účast navrhovatelů. To může potenciálně zvýšit úroveň decentralizace Etherea a zároveň zvýšit jeho odolnost vůči cenzuře. Nemusí to však nutně zlepšit celkovou uživatelskou zkušenost.

Flashboti – dominantní v poli MEV

Flashbots si klade za cíl zmírnit problémy MEV prostřednictvím tržní aukce a poskytovat zisky účastníkům MEV.

V oficiální dokumentaci Flashbots je rozdělen do kategorií 1) Flashbots Auction, 2) Flashbots Data, 3) Flashbots Protect, 4) Flashbots MEV-Boost a 5) Flashbots MEV-Share. Ve skutečnosti je však MEV-Boost fází v rámci aukce Flashbots.

Vývoj Flashbotů si popíšeme chronologicky.

Aukce Flashbots zahrnuje dvě fáze: MEV-Geth pro ETH1.0 (Před sloučením) a MEV-Boost pro ETH2.0 (Po sloučení).

• MEV-Geth

Na začátku roku 2021 představili Flashbots MEV-Geth a MEV-Relay. MEV-Geth je patch na klientovi Go-Ethereum, který obsahuje něco málo přes sto řádků kódu. MEV-Relay je balíkový forwarder zodpovědný za předávání balíků transakcí mezi hledači a těžaři. Společně MEV-Geth a MEV-Relay vytvořily soukromý fond transakcí a aukční bloky s uzavřenou nabídkou, čímž přeměnily MEV z temného lesa na tržně řízenou ekonomiku. Balíčky jako nový typ transakce představují preference pro transakční příkazy. Aukce Flashbots představila nový RPC nazvaný „eth_sendBundle“, který standardizuje komunikaci balíčků. Balíčky zahrnují řadu podepsaných transakcí a podmínky, za kterých jsou tyto transakce zahrnuty.

Flashbots navíc poskytl uzel Flashbots Protect RPC, který uživatelům umožňuje vyhnout se útokům Front Running na jejich transakce ve veřejném fondu transakcí jednoduchou úpravou uzlu RPC jejich peněženky. Kromě toho, protože Flashbots Protect odesílá uživatelské transakce prostřednictvím alternativního procesu začlenění do bloku, nedochází k vracení, což zbavuje uživatele placení za neúspěšné transakce (i když zavedl exkluzivní tok objednávek).

MEV-Geth si rychle získalo přijetí mezi více než 90 % těžařů Etherea a výrazně zvýšilo příjmy těžařů. Jednoduchý design aukce však měl několik pozoruhodných nedostatků, včetně:

• potřeba důvěřovat horníkům,
• kompatibilita pouze s Geth, postrádající rozmanitost a
• Centralizovaný provoz serveru aukční služby představuje riziko selhání jediného bodu.

Navíc kvůli převládajícím konkurenčním vztahům mezi hledači tekla velká většina výdělků do kapes těžařů, což pro Ethereum představovalo rizika centralizace.

Zdroj: https://twitter.com/lvanseters/status/1481988717367767042/photo/4

• MEV-Boost

Po sloučení Ethereum přešlo na mechanismus konsenzu PoS, díky čemuž byly problémy centralizace způsobené MEV výraznější. Aby to vyřešili, Flashbots vymysleli MEV-Boost. MEV-Boost lze považovat za variantu Single Slot PBS. Na rozdíl od PBS na úrovni protokolu v Ethereu tento přístup slouží spíše jako volitelná middlewarová služba než vynucování chování prostřednictvím protokolu a nemění proces konsenzu. Relé již nepůsobí jako prostředník mezi uživateli/hledači a těžaři; místo toho funguje jako prostřední uzel mezi tvůrci a validátory. Na základě transakčního toku zadaného uživateli/hledači vybere každá role – tvůrce, relé a validátor – bloky, které mají být předány dále, podle maximálních zisků.

Zdroj: https://docs.flashbots.net/flashbots-auction/overview#

MEV-Boost využívá mechanismus commit-reveal navržený v Single Slot PBS. Pouze když se validátor zaváže k hlavičce bloku, odhalí tvůrce celý obsah tohoto bloku. Konkrétní proces je znázorněn na níže uvedeném diagramu:

Před návrhem se musí validátoři zaregistrovat u MEV-Boost a relé, což zajistí, že tvůrci bloků mohou vytvářet bloky pro návrh určeného validátora.

1. Uživatelé/hledači zasílají transakce tvůrcům bloků prostřednictvím veřejných/soukromých mempoolů.
2. Tvůrci bloků vytvářejí užitečné zatížení provádění na základě přijatých transakcí. Pokud jde o distribuci pobídek, tvůrce nastaví jejich adresu jako adresu coinbase užitečného zatížení a poslední transakce se přenese na adresu navrhovatele. Blok je poté odeslán do relé.
3. Relé ověří platnost bloku a odešle ExecutionPayloadHeader do MEV-Boost. MEV-Boost vybere přeposílání s nejvyšším ziskem z ExecutionPayloadHeaders zaslaných různými relé a odešle je do Validátoru.
4. Validátor podepíše hlavičku, zavolá submitBlindedBlock, aby ji poslal zpět do MEV-Boost, a poté ji předá relé. Po ověření podpisu odešle relé kompletní tělo užitečného zatížení do MEV-Boost a doručí jej ke konsensu. To umožňuje Validátoru použít jej při navrhování SignedBeaconBlock do sítě.

Zdroj: https://twitter.com/keccak254/status/1656984680003153924

Ve srovnání s MEV-Geth nabízí MEV-Boost větší všestrannost. Slouží jako zásuvný modul pro klienta Consensus, který podporuje více typů klientů a zároveň řeší problémy s centralizací, které jsou těžařům vlastní. Po PBS však stavitelé získají vyšší autoritu. Dominantní stavitelé na trhu mohou dosáhnout schopnosti cenzurovat a monopolizovat toky transakčních příkazů. V současné době jsou rizika centralizace zmírňována především podporou konkurence mezi stavebníky. Úroveň důvěry v relé se dále snižuje, i když stále existuje potenciální riziko, které představují virtuální nabídky předložené staviteli a navrhovateli. Poctivost monitorování relé umožňuje ověřovatelům a konstruktérům vybrat relé ke zmírnění tohoto problému.

• MEV-Share

MEV-Geth umožnil těžařům a hledačům sdílet výdělky MEV, zatímco MEV-Boost distribuoval MEV mezi navrhovatele, stavitele a hledače, čímž chránil uživatelské transakce před spuštěním. Ani jeden z nich však nepočítal se zisky uživatelů. V rámci étosu Web3, kde uživatelé generují hodnotu ze svých dat, je důležité vrátit zpět uživatelům samotným. MEV-Share tento princip ztělesňuje v praxi. MEV-Share je určen k tomu, aby uživatelům, peněženkám a DApps umožnil zachytit MEV generované z jejich transakcí.

MEV-Share představuje roli dohazovače, který působí jako prostředník mezi uživateli, hledači a tvůrci. Zachovává soukromí uživatelů tím, že omezuje informace o uživatelských transakcích vystavených hledajícím. Zároveň omezuje hledače vkládat své transakce pouze po uživatelských transakcích, tzv. back running, aby se předešlo ztrátám uživatelů. Backrunning nevede ke ztrátě uživatele; zisky získané zpětným chodem jsou v podstatě odvozeny z nerovnováhy na trhu.

Uživatelé mohou připojit své peněženky k Flashbots Protect RPC a odesílat transakce do Matchmaker. Případně mohou použít Matchmaker API k odesílání soukromých transakcí s uvedením tvůrců, kterým chtějí odeslat.

Hledači potřebují naslouchat selektivní části informací o transakcích zaslaných Matchmakerem prostřednictvím streamu událostí SSE (Server-Sent Events). SSE je technologie, která umožňuje serverům posílat informace klientům, aniž by klienti museli iniciovat požadavky, což klientům umožňuje přijímat aktualizace stavu blockchainu v reálném čase. Hledači vyberou transakce z tohoto streamu a poté vloží svou vlastní podepsanou transakci, aby vytvořili balíček.

Hledači mohou sdílet částečné informace o transakcích z balíčku s ostatními hledači, aby získali odměny MEV a zlepšili šance na zahrnutí jejich balíčku do bloku. Hledači mohou také specifikovat stavitele v poli „soukromí“ balíčku. Nakonec bude balíček odeslán stavitelům přijatým uživateli a hledači.

• MEV-SGX: Eliminace důvěryhodných předpokladů pomocí šifrování SGX

Průzkum a diskuse na trhu týkající se použití SGX ke zmírnění problémů s MEV byly původně zahájeny Flashboty. Schéma MEV-SGX bylo představeno v červnu 2021 na fóru Ethereum. Jeho cílem bylo vyřešit problém důvěry v rámci komponenty MEV-Relay návrhu Flashbots Alpha (původní verze Flashbots MEV-Auction) z počátku roku 2021. Cílem bylo vybudovat plně soukromou aukci MEV bez povolení pomocí MEV-SGX. Diskutovalo se o různých řešeních, jako je zasílání pouze hlaviček bloků pro skrytí pokusu o transakci, zavedení kolateralizovaných hlaviček bloků, použití šifrování s časovým zámkem a vytváření bezpečných enkláv. Nakonec padlo rozhodnutí použít zabezpečené enklávy, přičemž nejrozšířenější je SGX od Intelu, aby bylo zajištěno naprosté soukromí a bez povolení.

Ve schématu MEV-SGX slouží SGX jako Trusted Execution Environment (TEE), které nahrazuje jednoho důvěryhodného prostředníka v MEV-Relay. Hledači i těžaři používají samostatné SGX. Funkce SGX odolné proti neoprávněné manipulaci zajišťují, že každá strana provozuje specifický kód v prostředí, které nelze zfalšovat nebo narušit. Searchers' SGX poskytuje blokovou platnost a ziskovost pro těžaře (Navrhovatelé nemusí důvěřovat tvůrcům), zatímco Miners' SGX se zabývá dešifrováním bloků a vysíláním (Tvůrci nemusí věřit navrhovatelům a navrhovatelé nemohou nelegitimně získávat zisky z předložených bloků) .

Stojí za zmínku, že termín „těžař“ je použit v kontextu tohoto návrhu, protože Ethereum bylo v té době stále v konsensu o PoW. Nicméně „těžaři“ a „validátoři“ plní stejnou funkci v konsensu: balí transakce a navrhují bloky.

S přechodem Etherea na PoS konsensus prostřednictvím The Merge se role MEV-SGX postupně zmenšila ve prospěch MEV-Boost a MEV-Share. SGX však nebylo zcela opuštěno. Kvůli složitosti implementace MEV-SGX se komunita rozhodla pro praktičtější MEV-Boost a MEV-Share s plánem použít SGX k opravě a vylepšení stávajících řešení.

Dne 20. prosince 2022 komunita Flashbots oznámila úspěšné provedení Geth (implementace klienta Ethereum Go) v rámci SGX, čímž byla ověřena technická proveditelnost aplikace SGX na MEV. 3. března 2023 komunita Flashbots oznámila implementaci spouštění blokového stavitele v rámci SGX, čímž učinila další krok směrem k soukromí transakcí a decentralizovaným stavitelům.

Provádění algoritmů pro vytváření bloků v zabezpečených enklávách zajišťuje, že účastníci, kromě uživatelů, nemají přístup k obsahu uživatelských transakcí, čímž je zachováno soukromí. Spuštění ověřitelných algoritmů provádění bloků navíc umožňuje prokázat ekonomickou efektivitu bloků bez ohrožení soukromí. Z dlouhodobého hlediska by mohli běžící stavitelé v rámci SGX nabízet navrhovatelům ověřitelné platné bloky a skutečné nabídky, což by potenciálně mohlo zcela nahradit důvěryhodnou roli MEV-Relay a dosáhnout tak bez oprávnění.

• SUAVE – Budoucnost MEV

I když MEV-Share řeší distribuci výhod souvisejících s MEV, stále se mu nedaří eliminovat riziko centralizace, které představuje úřad pro výstavbu bloků. V současné fázi Flashbots díky 1) Exkluzivnímu toku objednávek a 2) Cross-chain MEV zažívá stavební trh pozitivní zpětnou vazbu, díky čemuž je náchylný k centralizačnímu riziku.

Cílem SUAVE (Single Unified Auction for Value Expression) je řešit riziko centralizace, které představuje MEV. SUAVE je dalším pokusem o modulární blockchainy, který se snaží poskytnout běžný paměťový fond a decentralizované tvůrce bloků pro všechny blockchainy. SUAVE, fungující jako vyhrazený blockchain, si klade za cíl nabízet služby třídění transakcí a vytváření bloků všem existujícím řetězcům.

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

Podpora více řetězců účinně zvyšuje účinnost extrakce MEV se zkříženými řetězci. Jelikož jde o samotný blockchain, jeho decentralizovaná povaha bude řešit riziko centralizace spojené s tvůrci bloků v předchozích řešeních.

SUAVE se skládá z následujících tří hlavních součástí:

1. Univerzální preferované prostředí: „Preference“ lze chápat jako vylepšený typ transakce v balíčku, odrážející požadavky uživatele/hledajícího na provedení transakce (např. parametry transakce, načasování, příkaz). Zachovává soukromí před potvrzením a nevratnost balíčku. „Univerzální“ aspekt ztělesňuje víceřetězcovou povahu SUAVE, agreguje transakce odeslané uživateli/hledači ve všech řetězcích do SUAVE. Poskytuje univerzální třídicí vrstvu pro shromáždění uživatelských preferencí a zvýšení účinnosti extrakce MEV. Navíc umožňuje spolupráci mezi tvůrci bloků z různých domén pro zvýšení efektivity.
2. Optimální exekuční trh: Exekutoři se podílejí na nabídkách na základě preferencí zadaných uživateli a nabízejí uživatelům nejoptimálnější provedení. Tento trh usnadňuje vyjádření preferencí napříč doménami s cílem vrátit uživatelům co nejvíce výnosů MEV.
3. Decentralizovaná bloková budova: V rámci decentralizované blockchainové sítě tvůrci bloků konstruují bloky pro různé domény na základě uživatelských preferencí a optimální cesty provádění. Při zachování decentralizace poskytuje tato komponenta validátor z každého řetězce s maximalizovanými bloky MEV. Předpokladem implementace této komponenty je sdílení toků objednávek a svazků mezi tvůrci bloků bez odhalení obsahu.

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

Samozřejmě je třeba poznamenat, že SUAVE je stále v rané fázi, s nejasným technickým plánem a poněkud nejednoznačným návrhem řešení. Podrobnosti se stále vyvíjejí. To může být náročné, protože Flashbots označují MEV za problém tisíciletí v kryptosvětě a vyzývá ke spolupráci vytvořit decentralizovanou budoucnost.

Nové proměnné na trhu MEV

• Chainlink: Fair Sequencing Services (FSS) – Arbitrum zvolené řešení pro zmírnění MEV

Jako největší platforma Oracle na trhu se Chainlink snaží zmírnit problém MEV na úrovni sítě Oracle zavedením sekvenování transakcí. Osobně se domnívám, že jeho inspirací je zabránit předběžnému spuštění zpráv Oracle, protože manipulace s pořadím zpráv Oracle v bloku může vést k významnému MEV kvůli podstatnému dopadu těchto zpráv na ceny.

Služby Fair Sequencing Services (FSS) lze popsat následovně: Decentralizované uzly Oracle (DON) poskytují nástroje pro distribuci sekvenování transakcí a implementaci strategií specifikovaných závislými tvůrci smluv. V ideálním případě by tyto strategie měly být spravedlivé (obvykle „kdo dřív přijde, je dřív na řadě“ na základě času příjezdu), aby se zabránilo účastníkům, kteří chtějí manipulovat se sekvenčním zpracováním transakcí, získat výhodu. Tyto nástroje společně tvoří FSS.

FSS se skládá ze tří hlavních složek. První je sledování transakcí.

1. Monitorování transakcí: Ve FSS uzly oracle v DON monitorují paměťový fond MAINCHAIN ​​a umožňují odesílání transakcí mimo řetězec prostřednictvím vyhrazených kanálů.
2. Sekvence transakcí: Uzly v DON sekvenují transakce pro SCON závislé smlouvy na základě zásad defined pro smlouvu.
3. Zveřejnění transakce: Po sekvenování uzly v DON společně odesílají transakce do hlavního řetězce.
4. Zdroj diagramu FSS: White Paper Chainlinkv2
   

Mezi potenciální výhody FSS patří:

• Fair Sequencing: FSS obsahuje nástroje, které vývojářům pomáhají zajistit, aby transakce vstupující do konkrétní smlouvy byly sekvenovány spravedlivě, což uživatelům poskytuje dostatek zdrojů nebo technické výhody pro ty, kteří nemohou získat převahu. Obvyklá strategie pro spravedlivé sekvenování je FCFS (First-Come-First-Served).

Pořadí transakcí konkrétní smlouvy, Zdroj:https://blog.chain.link/chainlink-fair-sequencing-services-enabling-a-provably-fair-defi-ecosystem/

• Snížení nebo odstranění úniku informací: Tím, že zabrání účastníkům sítě ve využívání znalostí o nadcházejících transakcích, může FSS zmírnit nebo eliminovat front-running útoky na základě dostupných informací v síti před odesláním transakce. Prevence útoků využívajících takové úniky zajišťuje, že nepřátelské transakce závislé na původních nevyřízených transakcích nemohou vstoupit do hlavní knihy před odesláním původních transakcí.
• Nižší transakční náklady: Odstraněním potřeby, aby účastníci upřednostňovali rychlost při zadávání transakcí do inteligentních smluv, může FSS výrazně snížit náklady na zpracování transakcí.
• Prioritní sekvenování: FSS může automaticky poskytovat speciální prioritní sekvenování pro kritické transakce. Například, aby se zabránilo front-run útokům na sestavy Oracle, může FSS zpětně vkládat sestavy Oracle do sekvence transakcí.

Ve srovnání s jinými řešeními, která zmírňují MEV v rámci chytrých kontraktů, dosahuje FSS implementovaný pomocí DON nižší latence díky svému off-chain obrannému mechanismu MEV. Latence by byla v rozsahu milisekund namísto násobku 12s, který odpovídá zpoždění bloku.

• UniswapX: Řešení sendvičových útoků, ale zavedení kontroly MEV

Dne 17. července oznámila přední decentralizovaná burza (DEX) Uniswap spuštění open-source protokolu nazvaného UniswapX. Tento protokol agreguje likviditu z decentralizovaných obchodních poolů a zavádí funkce pro boj proti MEV útokům.

UniswapX zavádí nové funkce během procesu párování objednávek mimo řetězec. Mezi tyto funkce patří třídění bez cenové sekvence, provádění limitních příkazů a používání místní účetní knihy ke zpracování cenových rozdílů.

Kvůli těmto změnám se transakce uložené v mempool stávají stále nepředvídatelnější, což snižuje arbitrážní prostor pro MEV. MEV z velké části pochází z těžařů, kteří upřednostňují transakce založené na plynu, ale s úpravami provedenými mimo řetězcovou knihu můžeme MEV výrazně zlepšit.

Uniswap obchodníci jsou nepříznivě ovlivněni sendvičovými útoky, což má za následek škodlivé MEV a potenciální ztráty až 3 miliony $ denně. UniswapX se snaží tento problém vyřešit převedením původních transakcí na „záměry“ odeslané na centrální server Uniswap. I když to účinně řeší sendvičové útoky, představuje nový problém kontroly MEV.

Během kotování a obchodování se mohou spravedlivé ceny přiklonit k kotacím. V takových případech jediný dodavatel často dává přednost předkládání transakcí v řetězci během exkluzivního okna. To však představuje příležitost pro validátory, kteří by se mohli dohodnout na kontrole transakcí. Ačkoli tento typ útoku nemusí být v této fázi běžný, pokud se některé validátory stanou dostatečně výkonnými, budou konzistentně vyhrávat více bloků nebo se rozšíří infrastruktura pro tajné dohody s validátory, můžeme být svědky zhoubného nárůstu problémů s kontrolou MEV.

Závěrem lze říci, že zatímco Ethereum Foundation může mít obecně negativní názor na MEV, současný stav blockchainového ekosystému, kterému dominují centralizovaní těžaři/validátoři, ztěžuje řešení problému pomocí přímých řešení, jako je šifrování transakcí, aniž by to způsobilo intenzivní volatilitu trhu. Cílem progresivních řešení zaměřených na zlepšení, jako jsou řešení nabízená Flashboty a dalšími týmy, je zapojit do extrakce MEV více stran, čímž se postupně snižuje centralizované řízení. Tento přístup minimalizuje dopad MEV na uživatele a nakonec přechází na transakční řešení zaměřená na soukromí (jak zdůraznil Vitalik v „Třech přechodech“).

Z tohoto pohledu se MEV vyvinul ze svého počátečního stavu hry s nulovým součtem temného lesa do stádia kontrol a protiváh. Postupně se může přesunout ke komplexnímu soukromí. Nicméně MEV zůstává trhem s potenciálem udržitelného rozvoje, který přitahuje více účastníků a inovativní vývoj.

Reference a datové materiály:

• https://ethereum.org/en/developers/docs/mev/
• https://bitcoinops.org/en/topics/replace-by-fee/
• https://bitcoinops.org/en/topics/fee-sniping/
• https://medium.com/@Prestwich/mev-c417d9a5eb3d
• https://medium.com/@VitalikButerin/i-feel-like-this-post-is-addressing-an-argument-that-isnt-the-actual-argument-that-mev-auction-b3c5e8fc1021
• https://www.paradigm.xyz/2021/02/mev-and-me#mev-is-hard-to-fix
• https://ethresear.ch/t/proposer-block-builder-separation-friendly-fee-market-designs/9725
• https://thedailyape.notion.site/MEV-8713cb4c2df24f8483a02135d657a221
• Budoucnost MEV je SUAVE | Flashboti
• https://collective.flashbots.net/t/frp-18-cryptographic-approaches-to-complete-mempool-privacy/1210
• https://explore.flashbots.net/

O Cryptogram Venture (CGV): Cryptogram Venture (CGV) je vyhovující a kvalifikovaná výzkumná a investiční instituce v kryptoprůmyslu se sídlem v Japonsku. S obchodním zaměřením na „investice řízené výzkumem“ se podíleli na počátečních investicích do mnoha známých projektů. CGV hraje důležitou roli v projektech regulovaných japonskou vládou, jako je například stablecoin JPYW, a spolupracuje s řadou fondů, včetně Huobi Venture, Rocktree Capital, Cryptomeria Capital a dalších.

Disclaimer: Informace a materiály uvedené v tomto článku pocházejí z veřejných kanálů a naše společnost neposkytuje žádné záruky ohledně jejich přesnosti a úplnosti. Popisy nebo předpovědi budoucích situací jsou výhledová prohlášení a veškeré poskytnuté návrhy a názory jsou pouze orientační a nepředstavují investiční poradenství ani důsledky pro žádného jednotlivce. Strategie naší společnosti mohou být stejné, opačné nebo nesouvisející se strategiemi odvozenými čtenáři na základě tohoto článku.