SHI:以太坊MEV黑暗森林发展史:从gas战争到PBS

原文作者:pseudotheos?

原文编译:DeFi之道

Domothy和我合著了这篇文章。PBS仍然是一个活跃的研究领域,但这篇综合性文章旨在汇总迄今为止的研究进展以及研究方向。

在现有架构中,区块提议者选择存储池中的交易来构建区块。在以太坊上,这些由验证者组成,它们同时运行共识客户端和执行客户端。从理论上讲,区块构建者会选择支付最高费用的交易——但这不是一个严格的要求。因为一个区块构建者可以完全控制tx排序和包含,因此区块构建者可以运行复杂的MEV策略。MEV在任何有活动的地方都是非常普遍的,因此,以太坊是最赚钱的MEV战场,迄今为止已被提取超过6.75亿美元。

一、MEV快速入门

从技术上讲,以太坊交易只是一系列字节。因此,创建和发送它所涉及的成本可以忽略不计。一个很好的例子是链上套利。当同一资产在交易所之间定价不同时,就会为价值提取创造机会。从这笔交易中赚到的任何钱,然后减去gas费,基本上就是从区块链上的经济活动中提取的利润。

但是,这里有一个问题:由于区块链的透明性,任何拥有节点的人都可以识别并提交相同的交易。无论有多少人发送他们的交易,都只会有一个赢家:即提交的交易被确认的人。正如你可能想象的那样,这极大地有利于决定哪些交易进入下一个区块,以及以什么顺序进行的人,他们可以简单地利用这些交易!

DefiLlama创始人推出可检查地址是否受SushiSwap黑客影响的网站:4月10日消息,DefiLlama创始人0xngmi已建立一个网站,可帮助用户检查地址是否受到SushiSwap黑客的影响,同时知道哪些代币的授权需要撤销。

据此前报道,0xngmi发推称,受SushiSwap攻击事件影响的用户应该只有那些过去4日内在SushiSwap平台进行过Swap操作的用户。0xngmi提醒这些用户尽快撤销相关权限或将受影响钱包中的资金转移至新钱包。[2023/4/10 13:54:03]

此示例说明了所谓的“MEV机会”。鉴于等待确认的待处理交易列表,以及以太坊当前的全局状态,存在特定的交易顺序,可以让区块构建者从生态系统中提取最大价值。大多数时候,MEV机会更复杂,需要以正确的顺序进行多次交易,但原理是一样的:区块构建者具有巨大的优势。

PoW)的保护时,MEV的概念主要是理论上的。相反,交易很简单:“这就是我想做的事情,这是我愿意给矿工的钱,让他们把它纳入下一个区块。”

矿工将简单地查看待处理交易列表,按最高费用排序,并将尽可能多的交易放入一个区块中。而交易本身的复杂性无关紧要。这满足了一些公平的概念:每个矿工将运行相同的代码,遵循相同的规则,并赚取相同数量的钱。

SushiSwap上线Arbitrum并开启流动性挖矿奖励:SushiSwap发推称,已经上线Arbitrum并开启Arbitrum网络流动性挖矿奖励。用户为其AMM和杠杆借贷产品Kashi的ETH/USDC、ETH/USDT、ETH/WBTC、ETH/LINK、ETH/SUSHI交易对提供流动性可获得SUSHI奖励。[2021/9/1 22:52:44]

但简而言之,这无法持久。金融激励滋生竞争,提供最多包容性的MEV交易获胜,因为矿工也受到经济激励来选择最有利可图的交易。在这些情况下,矿工是获利最多的人,他们甚至不用玩什么游戏。如果有足够的竞争,利润总是趋向于矿工的。

短期:gas战争

第一个后果很快就显现出来了。每笔MEV交易,无论成功与否,仍然包含在链上的尝试。这浪费了大量以太坊本已有限的区块空间,导致费用高得令人难以置信。

中期:共识的中心化

当矿工意识到他们作为区块构建者所具备的权力时,一股新的中心化力量出现了。无论出价如何,区块构建者都可以保证包含他们的MEV交易。

SushiSwap联合创始人0xMaki提案建议将存入的Sushi至少锁定七天:11月13日,SushiSwap联合创始人0xMaki发布SIMP #1提案表示,当前Sushibar发现漏洞,外部拥有的帐户利用SushiBar在不到12分钟内赚取了10 ETH以上的利润。过程简单总结如下:从Cream借入Sushi;质押Sushi换取xSushi;12分钟后xSushi换回Sushi;归还Sushi借款;将获利Sushi换成WETH。

一段时间以来,jokap.eth一直在滥用此漏洞,应该对此进行补救。0xMaki分析表示,应该添加一些修改,以使SUSHI持有人和奖励计划与我们的协议更具共生关系,从而使其更具可持续性。锁定SUSHI至少需要7天的时间,才能缓解目前存在的借款套利或短期贷款。一旦SUSHI成为xSUSHI,我们应该为愿意长期致力于治理和协议的人员增加一个归属期,例如三个月、半年等。冒这个风险的个人被授予更多的奖励,长时间锁定的人应该获得更多奖励。奖励应该从SUSHI切换到DAI。[2020/11/15 20:53:00]

注意:在EIP-1559之后,区块构建者仍然需要支付基础费用。

Crypto.com推出基于以太坊的挖矿平台DeFiSwap:9月11日消息,加密货币借记卡公司Crypto.com推出基于以太坊的去中心化币币交易和挖矿平台DeFiSwap,目前支持WETH、USDT、USDC、DAI、LINK、COMP、CRO之间的代币兑换。为资金池提供流动性可获得0.3%币币交易费用,同时可通过锁仓平台币CRO来获取奖励。Crypto.com表示,将在产品上线的前14天提供最少1400万枚CRO(每天100万枚CRO)的奖励。[2020/9/11]

新的策略是让区块构建者积极监控链,以寻找MEV机会直接利用自己的权力。很容易看出为什么这是一个强大的中心化向量,独立于共识机制:更频繁地创建区块将导致更多的MEV提取。但不幸的是,由于规模经济的原因,随着时间的推移,MEV通过加强提取打破了公平的指导理念。

分叉,从而导致更长的结算时间。

值得庆幸的是,最后一个问题从未在基础层上实现。然而,依靠少数杰出的行为者善意地反对强大的经济激励,并不是以太坊所追求的弹性水平。在足够长的时间范围内,如果完全不加以控制,MEV将对以太坊构成生存威胁。

当前以太坊未确认交易148188笔:金色财经报道,据btc.com数据显示,当前以太坊未确认交易148188笔。当前全网难度2,246.91T,平均出块时间为13.3S,每秒交易数约为9.99。截至目前以太坊全球均价为201.84美元,24h跌幅为1.09%。[2020/5/27]

1、强制按费用排序区块

结果:

(1)回到gas战争;

(2)由于缺乏存储池共识,验证者可以忽略不方便的交易;

3、加密存储池

结果:

减少有的MEV;

需要增加验证者的诚实假设;

增加延迟;增加复杂性;

增加抗审查性;

验证者自我包含的MEV不受影响

研究者们正在探索更多潜在的解决方案,包括密码学方法和加密经济学方法。“解决MEV”作为一个整体是不可能的。任何障碍都会导致更深奥的MEV提取,从而加剧中心化。令人惊讶的是,下一个最好的事情是接受MEV是不可避免的,并且无论我们喜欢与否,它都将永远是一个中心化的向量。

四、区块构建市场

解决方案是通过将提出区块的过程与构建它的过程分开,因此命名为Proposer-BuilderSeparation。“区块提议者”的想法已经存在于以太坊的PoS设计中。每12秒,就会选出一个验证者作为区块提议者。区块的构建方式无关紧要。验证者的预期工作是将其提议给网络的其余部分,而其他每个验证者的工作是验证它以确保它不会违反任何规则。

PBS的总体思路是,区块构建者将竞争并向负责提议区块的任何验证者提交竞标。这个验证者唯一需要做的就是提议出价最高的区块。

使用PBS,高度对抗的MEV战场被小心地隔离到区块构建发生的地方。此外,拍卖系统允许所有验证者轻松地从区块构建者发现的MEV机会中受益,无论规模如何。

放弃并将整个事情变成一场大型拍卖,而不真正尝试修复MEV本身,这似乎不是我们想要看到的。然而,MEV实在是太有利可图了,不能将其视为一些罕见的边缘案例。如果我们不直接在协议中规定这样的拍卖,它仍然会以某种形式存在,除了它将是带外的、不透明的并且受制于前面提到的中心化力量。如果不加以控制,很容易看出私人区块构建拍卖会是什么样子,以及它们可能对区块链的去中心化和可信中立性造成的所有损害。

有了PBS,我们反而受益于这种不可避免的经济现实——我们可以围绕这样的市场应该是什么样子来设计规则,并消除我们不喜欢的部分。我们可以使其公平、透明且易于每个验证者访问。

理想的区块构建市场

理想的市场应该是什么样的?

1、中立

区块提议者不应该有动机偏爱某些区块构建者;

区块构建者应该没有动机偏爱某些区块提议者;

2、最小的区块提议者开销

低硬件要求允许市场上有更多的区块提议者;

3、捆绑安全

区块提议者不应该能够拦截已构建的区块,并用MEV交易代替他们自己的交易;

4、共识的简单性

由区块构建市场构建的区块,不需要对共识层进行重大更改。

现有的区块构建市场

在协议中直接实现PBS会很复杂,这需要一些时间。与此同时,为了实现相同的目标,出现了一些协议外的解决方案,但它们有一些细微的权衡。虽然没有正式写入协议,但协议外的实现允许更高程度的实验,并为最终实现提供了一个极好的测试平台。Flashbots创建了一个区块构建市场,其中包含了全捆绑或无捆绑以及有条件付款。

他们的工具包括:

1、MEV-Geth

不利于客户端多样性

仅在合并前工作

2、MEV-Boost

与客户端无关,解决了先前实现的问题

验证者不能操作区块

但协议外市场仍然有一些缺点:

中继者仍然需要信任

审查问题

DelphiDigital

1、区块构建者中心化

区块构建者中心化比区块提议者中心化危害小,但仍然不理想。因此,我们正在进行研究以最终创建一个去中心化的区块构建者网络,希望它可以胜过集中的实体。

3、高MEV差异

即使收益通过PBS民主化,区块提议者的运气仍然是汇集质押ETH的激励因素。一个实体拥有的验证器越多,其就越有可能提出区块并获得MEV奖励。在核心协议中实施MEV平滑,使我们能够达到理想的公平场景,其中Staking质押奖励与质押的数量成正比,因为MEV奖励将被汇总并平均支付给验证者。此外,如果以最佳方式实施协议内MEV平滑,将减少规避协议内PBS设计的动机。

六、结论

在过去的几年中,MEV和协议研究发生了很多事情,而且我们对它的了解越多,这个主题就越广泛。尽管我们仍有悬而未决的问题,但我们正在通往去中心化、高弹性、中立的全球网络的道路上。如果你想更深入地了解,Domothy在此处整理了一份供进一步阅读的清单。

谢谢阅读!我们希望这会有所帮助。在Twitter上关注@pseudotheos和@domothy以获取未来帖子的通知。本文经CCBY-SA许可。感谢JonCharbonneau、DmitriyBerenzon和NoClueCapital的反馈和评论。

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