以太坊合並一年後MEV格局的演變

以太坊合並後的一年裏，MEV-Boost的市場佔有率一直穩定在90%左右。目前MEV的復雜程度極高,僅非用戶角色就包括搜索者、構建者、中繼者、驗證者和提議者。他們在12秒的出塊時間內展開多方博弈,各自追求最大收益。

本文將對比MEV前後的利潤率變化,梳理合並後MEV的生命週期,並就一些前沿問題分享個人觀點。

在此前的研究中,筆者總結了某DEX協議的運作流程和利潤來源,並希望完整刻畫MEV的具體收益率。這是該協議對抗並分紅給用戶的來源(本質上是犧牲交易的實時性換取更好的兌換價格)。

因此,筆者近期詳細分析了幾種MEV類型,並對比了多個數據利潤來源,以計算以太坊合並前後的MEV利潤情況。

1. 合並後MEV利潤大幅下跌

• 合並前一年,根據某數據平台計算的平均利潤爲22MU/M(2021年9月至2022年9月合並前,數值包括套利和清算模式)
• 合並後一年,根據某數據平台計算的平均利潤爲8.3MU/M(2022年12月至2023年9月底,數值包括套利和三明治攻擊模式)

最終收益變化的結論是:

在上述數據統計中,剔除不應歸屬於MEV的黑客事件後,整體收益率對比下降顯著,達62%。

需要注意的是,由於不同平台的統計方法存在差異(且均不包含中心化交易所的套利以及模式混雜),因此只能做宏觀驗證而非絕對精確。另有研報同樣採用不同數據源對比了合並前後的收益。

那麼,是合並導致鏈上MEV收益暴跌嗎?這需要從合並前後MEV流程出發來分析。

2. 傳統MEV模式

MEV一詞容易產生誤導,讓人誤以爲是礦工在提取這一價值。實際上,目前以太坊上的MEV主要是由DeFi交易者通過多種結構性套利交易策略捕獲的,礦工只是間接從這些交易者的交易費用中獲利。

一篇經典的MEV入門文章核心理念是,鏈上存在非常聰明的黑客不斷挖掘合約漏洞,但當他們發現漏洞後又陷入另一個矛盾:如何獲取利潤並且不被別人搶跑。

畢竟他的交易籤名發送會進入以太坊內存池公開傳播,再由礦工排序出塊,這個過程可能只有3秒或幾分鍾。然而就在這短短的幾秒時間裏,籤名的交易內容可能被無數獵人盯上並重新模擬推演。

如果黑客愚蠢直接執行獲利交易,就會被獵人高價搶跑。

如果黑客聰明,可能會像那篇文章的作者一樣,採用合約套合約(即內部交易)的方式來隱藏最終牟利的交易邏輯。可惜結局並非像文章中那樣成功,而是依舊被搶跑了。

這意味着獵人們不僅分析鏈上交易的父交易,還分析了每一筆子交易,進行模擬獲利推演。他們甚至進一步檢測了網關合約的部署邏輯並同樣復現,而這竟然是在幾秒內自動完成的。

所謂黑暗森林其實不止於此。

筆者在此前測試某公鏈節點時發現,大量遊離節點只願意接受P2P連接,但不主動傳遞交易池數據。從節點暴露的IP來看,甚至可以認爲他們包圍了該公鏈的主要核心出塊節點。

動機上,這些佔據P2P連接但不給數據的節點只爲在白名單內的節點互通,從而利用資源規模來提升MEV的利潤率。因爲該公鏈是標準3秒一個區塊,普通玩家看到交易信息越晚,就越晚推演出合適的MEV方案。而當普通玩家發起MEV交易需要打包時,由於是超級節點模式,從延遲上會低於地理位置上包圍了該公鏈的頭部MEV玩家。

除了超級節點的包圍,交易所的服務器同樣會被包圍。畢竟中心化交易所和去中心化交易所的利差更大,乃至於交易所本身就是最大的套利機器人。這與早期Web2搶票搶購的場景十分類似,黑灰產業會提前埋伏在服務器附近,並通過DoS攻擊遏制普通用戶的正常活動。

總之,雖然傳統交易也有很多黑暗森林的隱形競爭,但相對是一個清晰的獲利模式。這一點在以太坊合並後,復雜的系統架構很快打破了傳統MEV模式,並且頭部效應越發顯著。

3. 合並後的MEV模式

以太坊合並是指其共識機制從PoW轉爲PoS的升級。最終的合並方案取舍依據是最輕量級地復用了合並前以太坊的基礎設施,而單獨剝離了出塊決策的共識模塊。

對於PoS來說,每個塊12秒一次,而不是之前的波動值。區塊挖礦獎勵減少約90%,從2 ETH降至0.22 ETH。

這對MEV非常重要,有以下兩點:

1. 以太坊出塊間隔變得穩定。不再是之前3-30秒相對離散隨機的情況,這對MEV而言利弊參半。雖然搜索者不用急於看到稍有利潤的交易就直接發送,而是可以不斷積蓄一個更好的交易總序列,在出塊前交給驗證者,但也加劇了搜索者之間的競爭。

2. 礦工激勵降低,促使驗證者更樂意接受MEV的交易拍賣,在短短2-3個月內讓MEV達到90%的市場佔有率。

3.1 合並後交易的生命週期

合並後,總計會涉及搜索者、構建者、中繼、提議者、驗證者這些角色,其中後兩者屬於PoS中的系統角色,而前三者屬於MEV-boost,實現了分離出塊職責和出塊排序。

• 搜索者:在各種內存池尋找有利可圖的交易,通過編排交易序列組成局部序列捆綁包交付給構建者。
• 構建者:收集各式各樣的搜索者發送的捆綁包交易序列,選擇收益更高的交易序列,可以是多個捆綁包的組合,也可能是自己重新構建。
• 中繼:是中立設施,負責驗證交易序列本身的有效性和重新計算收益,給出若幹區塊序列包,最後讓驗證者選擇打包。
• 提議者和驗證者:是合並後以太坊的礦工,會選取中繼給的最大利潤交易序列組合完成出塊工作,既可以獲得共識獎勵(區塊獎勵),也可以獲得執行獎勵(MEV+小費)。

綜合這些角色,如今每個區塊的生命週期是:

1. 構建者通過從用戶、搜索者或其他(私人或公共)訂單流接收交易創建區塊
2. 構建者將該區塊提交給中繼(即存在多個構建者)
3. 中繼驗證塊的有效性並計算應向出塊者支付的金額
4. 中繼向當前時隙的出塊者發送交易序列包和收益價格(亦即拍賣出價)
5. 出塊者評估收到的所有出價,選擇對自己收益最高的序列包
6. 出塊者將此已籤名標題發送回中繼(即完成本輪拍賣)
7. 發布區塊後,通過區塊內的交易和區塊獎勵將獎勵分配給構建者和提議者

4. 總結

1) 合並對MEV生態的影響是什麼?

從合並前後的利潤數據對比,到合並前後交易上鏈出塊MEV挖掘流程的梳理可以看出,MEV-Boost的興起從根本上重塑了交易生命週期的模式,拆分出更精細的環節讓各種參與者產生博弈。搜索者如果不能做好最新策略研究就會毫無收益,做得好就可以逐步擴大利潤成爲構建者。

拋開鏈上交易量的萎縮,搜索者和構建者之間處於高度內部競爭的情況,因爲在系統結構上他們可以互相替代,但最終都會以訂單流爲王。搜索者希望逐步擴大自己的利潤率,就需要他的私有訂單量夠大(最終構建的區塊利潤夠高),也就逐漸成爲構建者的角色。

雖然MEV並非以太坊合並本身要解決的問題,但系統博弈對抗的提升結合多種環境因素,最終讓目前MEV的總利潤率降低。這並不意味着MEV的涉及金額降低,而是利潤率降低意味着更多收益流向了驗證者們。對用戶而言倒是好事,利潤低會降低一些鏈上交易攻擊的動機。

2)還有哪些最前沿圍繞MEV進行中的探索點?

• 從隱私交易出發:有閾值加密、延遲加密和可信執行環境加密,基本都是從加密交易信息,對解密條件進行要求,或是時間鎖或是多籤或是可信硬件的模式
• 從公平交易出發:有公平排序、訂單流拍賣的MEV拍賣以及MEV分享、MEV阻斷等,差別在於從完全無利潤到分享利潤到權衡利潤,即由用戶來決定用怎樣的成本來獲取交易的相對公平性。
• 協議級完善PBS,目前PBS實際上是某基金會的提案,但實現借助MEV-boost達成了分離,未來對於這樣核心機制會轉爲以太坊本身的協議機制。

3)面對某機構的審查以太坊有抵抗力嗎?

隨着加密貨幣行業的成熟,監管是不可避免的。所有在某國註冊成立的實體及其運營以太坊PoS驗證器的機構都應符合某機構要求,但區塊鏈的系統機制注定了它不會只在單一國家存在,只要有其他符合當地政策的中繼就可以確保在某個契機可以上鏈傳播。

即使超過90%的驗證者都通過MEV來審查中繼路由的交易,那些抗審查的交易仍然能夠在一個小時內上鏈,所以只要不是100%就等於0%。

4)缺乏激勵的中繼器具有可持續性嗎?

這目前看是個隱形問題,沒有利潤還要維持復雜的中繼服務,最終會導致強中心化的轉變。近期某公司也停止了MEV-boost中繼服務,以太坊未來超90%區塊結算將掌握在4家公司手中。可以說現在的MEV-Boost中繼是100%的風險卻是0%的回報,由於中繼會匯聚各個構建者上報的交易,作爲數據的聚集地,或許會通過MEV分享和MEV拍賣等逐步完善的系統獲得收益,比如直接接收用戶的隱私交易請求。曾經地圖軟件也困於此類服務,作爲公共物品不可能以會員模式收費,但在接入曝光排序廣告、接入多元打車服務的試點模式下也依舊活得很好。總之,有流量有用戶有公平,就不會毫無收益。

5)某ERC標準捆綁交易在MEV下會如何影響?

目前已經有超過68.7萬個帳戶抽象錢包,超過200萬次用戶操作,整體趨勢相對於過往緩慢的合約帳戶錢包增長量而言,算是爆發性增長了。該標準有復雜的運作機制,尤其是交易籤名的傳播並不共用以太坊本身的內存池,雖然初期會加大MEV的難度,但長期看不可阻擋。

6)面對MEV的威脅去中心化金融可以追趕中心化金融嗎?

雖然目前很多方案都是從體驗上讓去中心化金融更順滑,比如借助元交易或者跨鏈交換或者某ERC標準來降低用戶必須有手續費才能執行交易的限制,或者通過合約錢包多元自定義的功能來提