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MEV 最大可提取價值 到底是什麼? Maximal extractable value

MEV 最大可提取價值 到底是什麼? Maximal extractable value
  • 作者:selao.eth
  • 編譯:DA Trader Association

MEV 簡介


「最大可提取價值」(Maximal extractable value, MEV)

意旨,在礦工區塊生產過程中,能夠被提取的價值,這邊能獲利的不單指礦工

  • 正常情況下:區塊交易費用、區塊獎勵 for 礦工。
  • 透過區塊鏈特性(Gas Fee 高的優先交易):讓區塊的交易序重新排列,獲取利潤 for 科學家。

MEV 最大可提取價值 到底是什麼? Maximal extractable value
fig.1 Metamask of editing priority

這裡先稍微瞭解,有用過錢包的就知道,我們每次在與合約交互時,以 MetaMask 為例,我們可以看到一個選項是 Edit Priority(調整優先序),可以透過改變你願意支付的 Gas Fee 去獲得優先交互權

這會導致一個很有趣的問題,就是交易者透過調整這些費用,也就是他的交易進到區塊的意願,去間接改變他交易完的價格。

因為礦工是節點、演算法等等去判斷要優先處理哪一筆交易,自然會挑選過路費(Gas Fee)最高者去完成需求,區塊鏈是按照 Gas Fee 高低排序去處理交易的

目前鏈上的 DeFi 作為交易量最大宗的地方,就不乏因為這些套利等延伸出的交易機會(低風險交易機會)。


提一個大家好理解的例子,去解釋為什麼 MEV 在 DeFi 的影響:

我們先建構一個概念,在鏈上目前會有:

  1. 偵測的機器人:可以視為 Sensor ,去發現潛在的套利機會,追蹤鏈上交易數據。
  2. 礦工:打包區塊、審核、驗證者
  3. 用戶:就是你們。

那今天有稍微瞭解過區塊鏈的交易性質,打包數據的人,就能理解一個區塊裡會有好幾筆交易等待驗證,那今天假設機器人偵測到 Selao 要買入 1B 的 ETH,正在等待驗證審核,而 A 機器人注意到了這個情況,且支付比 Selao 還要高的 Gas Fee,藉此去讓自己比 Selao 早買入 ETH,這樣就會有後續提及的 PGA 的情況,但這邊可能獲得的利潤是(價差 – 手續費),這裡只是簡單的 MEV 其中一個小概念

MEV 最大可提取價值 到底是什麼? Maximal extractable value
fig.2 Cumulative Extracted MEV

從 fig.2 可以看出隨著 2021 Defi 的起飛到至今,大量的資金是因為區塊鏈的特性,且因這些套利機器人的從中作梗,而用戶必須付出更高昂的成本。


過去觀點

在 2021 有篇以太黑暗森林的文章出現,也是綜合解釋了 MEV為何物,而當時有分析認為,以太坊的礦工開始大量捕獲 MEV ,而以太社區的共同解設為:礦工遵循利他主義,會主動放棄此利潤,並持續運行節點,而這點是基於比特幣的區塊鏈。

但根據數據追蹤後,發現此假設並未發生,提及的觀點為:「因為鏈上的頻繁活動,導致 MEV 上升」,可以比較的是 ETH BTC 兩者區塊鏈在本質上的差別,以太的應用導致思考面向不能跟比特幣區塊鏈去做對比。


類型

  1. 搶先交易(Front – running):
    • 在已知的未來交易發生之前,搶先插隊獲利。
    • PGA(Priority Gas Auctions)最優 Gas 費競拍,算是最容易理解的概念。
    • 給出相對高的 Gas Fee,用來獲得在同一個區塊優先處理的權利,進行套利。
    • 套利行為,在偵測拉盤前,先進行交易,因為是鏈上,會需要等待區塊打包交易。
  2. 尾隨交易(Back – running):
    • 查看 mempool,對目標交易在 DEX 交易後立即執行交易,去做短期價差的套利。
  3. 三明治攻擊:
    • 機器人會在 目標訂單B 前後擺設 A與C交易,A交易負責拉高價格,目標交易B 進一步推高價格,C交易負責把從 A交易 獲得的流動性倒給 B交易。
  4. Time – bandit 攻擊:
    • 涉及區塊的重新排序,以實現利潤最大化。礦工能夠破壞共識,以獲取最大利潤。
  5. DEX 套利
    • 在去中心化交易所利用每間交易所的價差去做套利行為,但這一方面是形成價格穩定。
  6. 清算
    • 因為償還債務並贖回貶值的抵押品,這裡利用了預言機的報價系統,讓其獲取了 12 ETH。
MEV 最大可提取價值 到底是什麼? Maximal extractable value
DEX 套利
MEV 最大可提取價值 到底是什麼? Maximal extractable value
清算

Mempool

MEV 最大可提取價值 到底是什麼? Maximal extractable value
fig.3 Block creation and Mempool(區塊產生原理與內存概念)

大致理解上是,今天的提交交易,都會到一個內存池(mempool),這裡會有許多還未確認、包進區塊的交易等待處理,而礦工今天有選擇權在這些交易上,通常預設是提供手續費較高的交易一先處理。


Flashbots

提供給套利者

MEV 最大可提取價值 到底是什麼? Maximal extractable value
fig.4 Structure of Flashbots

Go – ethereum 客戶端的擴展,提供偵測的機器人可以順利向礦工提出交易,他不會在 mempool 暴露其地址等資訊,防止了 front – runnung 的運行,目前 MEV 交易很大一部分是透過 Flashbots 來運行的

引入 MEV Auction 概念,避免惡性競爭 → 減少了對日常用戶影響。

工作原理:

  1. 驗證者將尋找區塊的工作外包給這些機器人。
  2. 機器人從內存池創建交易的順序列表,列表被稱為 Flashbot bundle。
  3. 礦工運行名為 MEV-geth 的 go- ethereum客戶端。他們選擇最有利可圖的bundle,並在下一個區塊進行。

因為 front – running 其實對科學家而言,是最簡單的方式,其甚至只需去抓出哪些機器人在做MEV 行為,爾後提出比其更高的手續費即可,這也導致說,目前很少僅以 Front – running 的機器人。

提供給用戶

Flashbots Protect 是讓用戶減少交易被操作的可能性,技術層面就不太提及,主要是讓該服務去偵測是否需要去避免搶先交易情況出現,若只是單純轉帳,盡可能避免高額手續費出現。


以上針對 Flashbot 提供的服務,可以發現是說,MEV 的問題,其實根本上很難解決,套利機會隨時都有,用戶永遠都是受害者,所謂智商稅也是如此,那目前有幾派說法:

  1. 直接統一手續費。
  2. MEV 無法解決。
  3. 與 MEV 共存。

那相信其實看到上方敘述可以發覺是說,在無技術背景的條件下,用戶可能更傾向於,共存的態度。


以下針對 Flashbots 的重點整理:

  • 讓利給所有套利者 → 點亮黑暗森林(相關可參考 Paradigm: Ethereum is a Dark Forest)
  • 礦工與套利機器人共存,接受 MEV 存在,並且極大程度減少用戶損失。
  • MEV – Geth(Flashbots 的 MEV 解決方案)將區塊在鏈下去做一個篩選過程。
  • 市面上有其他相似的解決方案,但其實都是基於以下兩點:
    • 一定限度的隱藏交易資訊。
    • 共享 MEV。
  • 可能問題:
    • 若不使用 MEV – Geth 不能看到交易排序 → 區塊鏈不透明
    • 若有個更大的套利機會以及漏洞,或許整個礦工跟機器人會被同時提取價值。
    • 礦工價值提升 → 安全性問題可能發生 → 來自於可控的獲取價值上升。

影響

  1. 良性:
    • 套利導致價格相對穩定。
  2. 危害:
    • 用戶體驗:用戶為交易支付溢價。
    • 高昂的 Gas Fee(在同一區塊多了機器人交易,且蓄意提高手續費):在 Front – running , Back – running, 三明治攻擊等,都是取決於在目標交易前後去做介入,這會導致 Gas Fee 被蓄意哄抬,只要他們能獲取利益,只要是 100%以下的價值都可能去做套利動作,間接導致網路擁堵。
    • 區塊鏈共識問題:假設礦工在區塊獎勵、手續費等的獲利 < MEV 的獲利,那目前維持區塊鏈安全性的礦工、驗證者,可能在 MEV 區塊形成後,有潛在動機去做審核,或是介入,使得他們可以受益,這牽扯到區塊最長鏈以維持安全性的議題,也就是這些節點驗證可能會因這些不在原先考量範圍內的利潤,反而危害整體區塊鏈安全性。

MEV 最大可提取價值 到底是什麼? Maximal extractable value
fig.5 Types of MEV index

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