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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。

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

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。
DEX 套利
清算

Mempool

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

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。

fig.5 Types of MEV index

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