照亮黑暗森林:揭開MEV的神祕面紗

摘要

隨着鏈上活動的增加和基礎設施的演進,MEV一直被視爲以太坊生態系統中最危險的部分,直接影響用戶的收益和體驗。本文旨在分析Ethereum 2.0的區塊生成機制和提議者-構建者分離(PBS)技術,探討其帶來的中心化和信任問題。

MEV是一把雙刃劍,既有正面作用如減少DEX價差,也有負面影響如損害用戶利益。解決方案主要集中在減輕負面影響,無法完全根除。現有改進措施包括拍賣機制改進、共識層改進和應用層改進。

本文還探討了Layer2架構、帳戶抽象等新技術下MEV的挑戰和機遇。我們希望通過全面分析MEV現狀和潛在解決方案,爲業內研究者提供新的思路,推動MEV生態向更公平、透明的方向發展。

Ethereum 2.0

The Merge後,以太坊採用POS機制確保網路安全,區塊生成不再依賴算力競爭。合並後以太坊分爲執行層和共識層。每個Epoch爲一個POS週期,包含32個12秒的Slot。

網路在每個Epoch隨機選擇一個委員會,從中選出區塊提議者負責打包交易並生成區塊,其他委員會成員負責驗證和投票。委員會每個Epoch後重新選擇,以保證公平性。

PBS架構

實際上,驗證者作爲區塊提議者往往不願執行交易排序等計算密集型工作。因此提出了PBS方案,將區塊提議和構建分離。提議者僅負責驗證區塊,不參與構建。

這促進了一個開放市場,區塊構建者競爭構造區塊並向提議者支付費用。具體流程如下:

1. 用戶通過RPC提交交易到公開Mempool
2. 多個Builder排序交易生成利潤最大化的區塊
3. Builder通過MEV-Boost Relayer與Proposer交互
4. Relayer向Proposer提交多個區塊頭和報價
5. Proposer一般選擇報價最高的區塊

這個過程中信息是密封的,Proposer只能看到區塊頭,保證了抗審查性。

PBS下各參與者博弈

主要參與者包括Builder、Relayer、Proposer、MEVbot(Searcher)。

Builder

Builder負責構建區塊內容,使用MEV-Boost後在競標中更有優勢。Builder能直接審查交易,這一直受到批評。目前無需審查的Builder正在擴大市場份額。

Searcher

Searcher往往與特定Builder合作形成Dark Pool。理論上如果Builder作惡,Searcher可以選擇其他Builder。Searcher主要分爲CEX-DEX套利和純鏈上MEV兩類。

Relayer

Relayer負責集合競價並向Proposer提交區塊頭和報價。Relayer作爲無經濟激勵的第三方獲得了極大信任,存在潛在風險。目前以太坊社區在探索將PBS納入協議級別。

Proposer

Proposer從驗證者中隨機選出。目前驗證者池呈現集中化趨勢,Lido佔據約28.7%的市場份額。大多數Proposer放棄了執行負載的能力,選擇外包給第三方。

User

用戶處於最弱勢地位,交易被放入公開Mempool容易被MEVbot套利。但MEV也有正面作用如減少DEX滑點。一些RPC供應商提供私有Mempool服務來保護用戶。

總結

PBS架構下,各環節都呈現集中化趨勢,與以太坊去中心化願景相悖。以太坊社區正在討論以下改進方案:

1. SUAVE技術提高Searcher與Builder交互的透明度
2. 協議級別的Enshrined PBS取代當前的第三方PBS方案
3. 去中心化的AVS如SSV來應對驗證者集中化

MEV現狀

目前主要MEV類型包括套利、三明治攻擊和清算。套利利潤最大,近30天可統計利潤約260萬美元。平均每筆三明治攻擊利潤約0.8美元,總計88萬美元。

MEV既有正面作用如減少DEX價差,也有負面影響如損害用戶利益。未來隨着Layer2發展,跨鏈MEV可能變得更加復雜。

Layer2架構下的潛在MEV復雜性

Layer2的大規模應用將使跨鏈MEV更加復雜。目前研究主要集中在改進排序器。跨鏈橋是必要的基礎設施,Searcher可幫助減緩Layer2間的碎片化流動性。

EIP-4337的潛在MEV

EIP-4337引入了帳戶抽象和新交易類型,可能影響MEV格局。User Operation進入Mempool後,Bundler會打包成正常交易。Bundler可能與Searcher合作重新排序以獲取MEV。

MEV減緩探索方向

目前主要從三個方向探索:協議級別、應用級別和拍賣機制改進。一些值得關注的方案包括:

SUAVE

SUAVE通過構建新的區塊鏈,內置MEVM虛擬機來支持MEV智能合約開發。這可降低MEV應用開發門檻,提高競爭和透明度。

OFA

OFA改進了拍賣機制,通過市場化競爭減少用戶損失。目前多個項目正在開發基於OFA的解決方案。

私人交易池加密

通過MPC、TSS、VDF、ZKP等加密算法構建私人交易池,限制Searcher獲取交易信息。每種方案各有利弊,需要權衡。

Execution Tickets

Justin提出的共識層改進方案,通過Ticket市場分離執行和提議權限。但可能衍生多塊MEV問題,且未解決用戶遭受攻擊的問題。

e-PBS

將PBS納入協議級別,取代第三方Relayer。通過PTC機制監督Builder行爲。但仍存在一些潛在問題如網路分叉風險。

PEPC

EigenLayer提出的AVS組件,通過協議內置信任機制解決Relayer的信任問題。

總的來說,MEV問題復雜,需要多方共同努力探索更公平、透明的解決方案。未來隨着新技術發展,MEV格局可能發生更多變化,值得持續關注。