La dificultad del MEV en Ethereum: Análisis de la arquitectura PBS y el ecosistema del bosque oscuro

Iluminar el bosque oscuro: desvelando el velo del MEV

Con el aumento de las actividades en la cadena y la evolución y enriquecimiento de la infraestructura en la cadena, el MEV en la cadena siempre ha sido considerado como una de las partes más peligrosas del bosque oscuro de Ethereum, lo que ha resultado directamente en pérdidas de ganancias y degradación de la experiencia del usuario en las actividades financieras en la cadena. El objetivo de este artículo, "Iluminando el bosque oscuro", es analizar en profundidad los problemas de centralización y confianza inherentes que trae este mecanismo basado en la mecánica de generación de bloques de Ethereum 2.0 y la evolución técnica de la separación de proponentes y constructores (PBS), que contrasta drásticamente con los valores de Ethereum.

Iluminar el bosque oscuro: desvelando el velo misterioso de MEV

La intensificación de MEV en la cadena es, de hecho, una espada de doble filo, con externalidades positivas y negativas. Las positivas incluyen la reducción de las diferencias de precios en DEX y la ayuda en la liquidación de operaciones; las negativas incluyen el daño a los usuarios por el comercio de sándwiches. Por lo tanto, las soluciones para MEV se centran más en mitigar las externalidades negativas, sin poder erradicarlas por completo. En nuestro proceso de exploración de mecanismos para mitigar las externalidades negativas de MEV y resolver los problemas actuales relacionados con el middleware de confianza de terceros, Relayer, se dividen principalmente en tres categorías de medidas: mejoras en el mecanismo de subasta, mejoras en la capa de consenso y mejoras en la capa de aplicación. Estas tres mejoras afectarán en diferentes grados el paisaje moderno de MEV, pero algunas soluciones no abordan de manera efectiva el problema de los ataques de sándwich que enfrentan los usuarios; las transacciones de los usuarios aún están en el pool público, por lo que es necesario introducir más tecnologías de pool de privacidad para proteger la privacidad opcional de las transacciones de los usuarios. Estas soluciones de MEV merecen ser combinadas y probadas.

Además, el MEV, como un subproducto del diseño de mecanismos inevitable, se volverá aún más complejo en el futuro. También exploramos en el texto los posibles desafíos y oportunidades técnicas del MEV que podrían surgir con la implementación de nuevos tipos de transacciones, como la arquitectura Layer 2 y la abstracción de cuentas EIP-4337.

Finalmente, esperamos que este artículo explore las posibles soluciones para mitigar el problema de las externalidades negativas del MEV, y que proporcione una comprensión integral de los pros y contras de las soluciones actuales de MEV, no solo para iluminar el oscuro bosque en el que se encuentran los usuarios en el futuro, sino también para iluminar el oscuro bosque para los investigadores de la industria que investigan más sobre el MEV.

Ethereum 2.0

Desde The Merge, Ethereum ha adoptado un mecanismo POS para garantizar la seguridad de la red, al mismo tiempo que ha abandonado la competencia intensiva en cálculo en la producción de bloques, optando por la prueba de participación. Después de la fusión, Ethereum se ha dividido en una capa de ejecución y una capa de consenso. Además, la producción de bloques ha cambiado; cada Epoch representa un ciclo POS, y cada Epoch se divide en 32 Slots, donde cada Slot equivale a una unidad de tiempo para la producción de bloques, que es de 12 segundos.

Iluminar el bosque oscuro: desvelando el misterio de MEV

Toda la red seleccionará aleatoriamente un comité de validadores en cada Epoch. La persona que propone el bloque se elige aleatoriamente de este conjunto de comités; el proponente del bloque debe empacar las transacciones y ordenarlas para ejecutar finalmente un bloque. Los demás validadores del comité supervisarán este proceso y luego votarán por el bloque. Además, este comité se volverá a seleccionar después de cada Epoch. Al mismo tiempo, se imponen ciertas restricciones de tiempo operativo para garantizar la eficiencia en la generación de bloques y en las votaciones. Aquí, para estandarizar la terminología para los lectores, Payload se refiere a la carga de ejecución, lo que significa el cambio de estado de las transacciones, y se puede considerar como parte de la ejecución del bloque. El proponente del bloque implementará la carga de ejecución (Execution Payload, que es la implementación del cambio de estado del resultado de la transacción ) y la propuesta del bloque.

Arquitectura PBS

De hecho, cuando los validadores son elegidos para ser proponentes de bloques, a menudo el proponente no tiene incentivos para ejecutar el Payload, es decir, ordenar y ejecutar las transacciones, porque esto requiere una gran capacidad de cálculo para realizar cambios de estado. Originalmente se pensó que, si a través de una elección de comité descentralizado, se incluía la carga de ejecución, entonces la ordenación de transacciones y demás se convertiría en algo descentralizado. Sin embargo, los validadores parecen querer naturalmente delegar esta parte a un tercero, mientras que ellos, como Proponentes, se concentran en proponer bloques. Por lo tanto, surgió la idea de PBS, que es separar la propuesta y la construcción de bloques, donde el proponente solo se encarga de validar el bloque y no participa en la construcción del bloque. La separación entre proponentes y constructores fomenta un mercado abierto, en el que los proponentes de bloques pueden obtener bloques de los constructores de bloques. Estos constructores compiten entre sí para construir bloques y ofrecen la mayor tarifa a los proponentes, lo que llamamos "subasta de bloques".

Iluminar el bosque oscuro: desvelando el velo del MEV

A continuación, presentamos brevemente el modelo de subasta sellada de la primera ronda del PBS(Proposer Builder Seperate). Cuando un usuario envía una transacción a través de un proxy RPC, el RPC equivale a ejecutar un nodo, que envía la transacción a la Mempool pública, donde varios Builders encuentran las transacciones más adecuadas para ordenarlas y generar un bloque que maximice las ganancias(. La maximización de las ganancias se refiere a la tasa de transacción Base + Prioridad + MEV). Luego, varios Builders interactúan con el Proposer a través del MEV-Boost Relayer. El Relayer es el puente de interacción entre varios Builders y el Proposer. Los Builders envían sus ofertas al Relayer, que a su vez presenta múltiples encabezados de bloque y sus respectivas ofertas al Proposer. Generalmente, el Proposer acepta el bloque con la oferta más alta. El Relayer implementará la norma MEVBboost, que es una especificación técnica propuesta por Flashbot sobre cómo normalizar la interacción de pujas entre Builders y Proposers. En este proceso, toda la información es cerrada; el Relayer solo enviará encabezados de bloque al Proposer, lo que permite que el Proposer tenga resistencia a la censura.

Tipos de participantes y juegos en PBS

Sus principales participantes son Builder, Relayer, Proposer, MEVbot(Searcher).

Constructor

El Builder se encarga principalmente de construir el contenido del bloque. Con la tecnología MEV-Boost, se encuentra en una posición más favorable en las subastas, ya que no solo apoya las tarifas de gas, sino que también respalda los ingresos de MEV. El Builder puede revisar directamente las transacciones de los usuarios y los Searchers, lo cual ha sido un punto criticado desde hace tiempo, especialmente después de que el gobierno de EE. UU. anunciara la OFAC. Muchos Builders participaron en la conformidad con la OFAC. Aunque la proporción de revisión de bloques ha disminuido recientemente en comparación con el principio, podemos ver que, en el proceso de construcción de bloques, el Builder tiene un efecto directo en la revisión de transacciones.

Iluminar el bosque oscuro: desvelando el velo del MEV

Actualmente, según la cuota de mercado de Builder, un Build puramente sin revisión está ampliando gradualmente su cuota de mercado, todo está orientado hacia el beneficio.

Buscador

En esencia, el trabajo de maximización de beneficios requiere el esfuerzo conjunto de Searcher y Builder. A menudo, los Searchers colaboran con Builders específicos, lo que da lugar a un Dark Pool o Private Pool, donde las transacciones de los Searchers solo se muestran a Builders específicos. Algunos Builders obtendrán transacciones MEV que maximizan los beneficios y, a su vez, competirán por el espacio en los bloques. Teóricamente, si un Builder actúa de manera maliciosa o censura, el Searcher puede elegir otros Builders, lo que provocará una disminución gradual de la cuota de mercado del Builder. Por lo tanto, sometidos a los Searchers, los Builders a menudo consideran el costo oculto de actuar de manera maliciosa. La imagen de arriba muestra la situación de los ingresos de MEV y Gas diarios, donde se puede observar que los ingresos de MEV aportados por los Searchers, en situaciones de alta volatilidad del mercado, pueden ser incluso el doble de los ingresos diarios por Gas.

Iluminar el bosque oscuro: desvelando el velo misterioso de MEV

Para Searcher, se divide en CEX-DEX( arbitraje fuera de cadena) y DEX, mezzanine, y liquidación en dos grandes categorías( completamente en cadena).

Actualmente, una plataforma de intercambio ocupa el primer lugar en la cuota de mercado de arbitraje entre CEX y DEX.

Iluminar el bosque oscuro: desvelando el misterio de MEV

En cuanto a las oportunidades de MEV puramente en cadena, hay una tendencia a formar estudios de trabajo de manera gradual, donde un estudio en particular tiene una participación de mercado impresionante del 37.2%, especializándose en realizar ataques de sándwich a los usuarios de la cadena de Ethereum, convirtiéndose en el usuario con el mayor consumo de gas en la cadena, consumiendo aproximadamente el 1.5% del gas de un día entero. Desde febrero de 2023 hasta junio de 2024, este bot gastó un total de 76,916 ETH, lo que equivale a aproximadamente 175 millones de dólares, según el valor al momento de ejecutar estas transacciones. Debido a la estrecha relación entre los Searchers y los Builders, en la práctica, muchos Searchers envían su flujo de órdenes a los tres mejores Builders; en realidad, podría haberse transmitido a todos los Builders, pero algunos Builders más pequeños pueden dividir el flujo de órdenes de los Searchers, lo que lleva a la ineficacia de las estrategias de MEV de los Searchers, aumentando así el riesgo de pérdidas. Además, vincularse a un Builder también puede ayudar a mantener su influencia dentro del ecosistema.

Relayer

El Relayer es responsable de la subasta de grupo, y luego actúa como un intermediario para que el Proposer presente el encabezado del bloque y el precio de la subasta del bloque; en este momento, el Proposer no conoce los detalles de las transacciones dentro del bloque. Una vez que el Proposer selecciona y firma el encabezado del bloque, el Relayer liberará todo el contenido de las transacciones al Proposer. Nos daremos cuenta de que el Relayer actúa como un tercero sin incentivos económicos, ganando una gran confianza; el Builder depende del Proposer para las ofertas, mientras que el Proposer depende de las ofertas del Relayer y del contenido del bloque. Históricamente, ha habido problemas similares, donde un Relayer tenía una vulnerabilidad potencial que permitió al Proposer extraer más de 20 millones de dólares en MEV. Aunque estas vulnerabilidades se pueden corregir, el Relayer en sí mismo aún puede optar por actuar de manera maliciosa y robar MEV.

Iluminar el bosque oscuro: desvelando el misterio del MEV

La imagen anterior muestra la situación de la cuota de mercado de Relayer. Podemos ver que la cuota de mercado de los Builders que operan únicamente con MAX Profit ha ido aumentando gradualmente desde la fusión. Por lo tanto, en un mercado libre, es imposible controlar artificialmente el MEV a través de los Builders.

Al mismo tiempo, Relayer también enfrenta un problema, que es la falta de incentivos económicos. Por lo tanto, cierta empresa también se retiró de la investigación y desarrollo en la dirección de Relayer. Actualmente, Relayer depende de las especificaciones MEVBoost propuestas por Flashbots para su construcción, Ethereum depende de terceros para proporcionar PBS, lo que nunca ha sido una solución a largo plazo. Por lo tanto, actualmente la comunidad de Ethereum también está explorando la posibilidad de incorporar PBS a nivel de protocolo.

Proposer

Para el Proposer, se elige aleatoriamente un grupo de comités entre todos los validadores mediante un algoritmo, y se selecciona un proponente de bloque en cada slot. El proponente de bloque tiene la capacidad de ejecutar la carga, pero debido a que el proponente naturalmente desea externalizar esta parte, es fácil que haya cooperación vertical entre el Builder y el Proposer. El Relayer de MEV-boost espera actuar como un punto intermedio en este tipo de colaboración, para reducir la colusión generada por la comunicación directa entre ambos. Dado que ahora todos están en un pool de minería como pool de validadores, pero este pool de minería y el pool de validadores de LSD tienen un fuerte efecto de escala, especialmente con la aparición de LSD, que libera el potencial de los tokens originalmente apostados, aumentando la eficiencia del capital y, además, debido a la influencia de los bloques DEFI que están detrás, el pool de validadores tiende a estar más concentrado.

Iluminar el bosque oscuro: desvelando el velo del MEV

Una plataforma LSD actualmente ocupa alrededor del 28.7% de la cuota de mercado, y una plataforma de intercambio y una plataforma LSD se encuentran en segundo y tercer lugar. En el pasado, cuando no se implementó proactivamente la solución MEV-BOOST PBS, el Proposer tenía que encargarse de la tarea del Builder, es decir, ejecutar la carga (Payload), pero la mayoría de los Proposers renunciaron a su capacidad de ordenar y ejecutar transacciones, ya que esto afectaba gravemente el rendimiento de la verificación debido a la pesada carga computacional, por lo que era mejor subcontratar la carga de ejecución y dejar que terceros subastaran los bloques.

Usuario

Por último, hablemos sobre el usuario. Los usuarios a menudo se encuentran en la parte más débil del diseño arquitectónico, ya que sus transacciones se colocan en el Mempool y son aprovechadas por varios MEVbots para obtener beneficios de MEV, pero esas ganancias no fluyen hacia los usuarios. Sin embargo, esto no siempre es negativo; por ejemplo, en un DEX, cuando la volatilidad del mercado en la cadena es alta o el volumen de transacciones de los usuarios supera la liquidez del DEX, los MEVbots pueden reducir el deslizamiento y las diferencias de precio entre plataformas mediante arbitraje. Por lo tanto, la existencia de MEV tiene externalidades tanto positivas como negativas, y necesita ser discutida por separado, lo que también es parte de su complejidad.

Para no permitir que los usuarios sean monitoreados por MEVbot, lo que podría causarles

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SatoshiLegendvip
· hace1h
El núcleo del problema de MEV radica en la prueba matemática pura del Libro mayor distribuido.
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RektButStillHerevip
· hace7h
Oh oh, he sido testigo de demasiados tontos de mev.
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JustAnotherWalletvip
· hace7h
Wukong no puede escapar de la montaña de cinco dedos de Rulai, ¿cuánto menos el oscuro bosque de mev?
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MysteryBoxBustervip
· hace7h
¿Por qué es otra vez mev? Tarde o temprano se va a enfriar.
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BridgeTrustFundvip
· hace7h
Cadena de bloques esta oscura selva, ¿quién se atreve a decir que lo entiende?
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MEVHunterLuckyvip
· hace7h
El bosque oscuro ha sido visto a través de él. No sirve de nada entenderlo.
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LayoffMinervip
· hace8h
Los mineros están desempleados, ¿quién enfrentará el bosque oscuro?
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