以太坊合并一年后MEV格局的演变

以太坊合并后的一年里，MEV-Boost的市场占有率一直稳定在90%左右。目前MEV的复杂程度极高,仅非用户角色就包括搜索者、构建者、中继者、验证者和提议者。他们在12秒的出块时间内展开多方博弈,各自追求最大收益。

本文将对比MEV前后的利润率变化,梳理合并后MEV的生命周期,并就一些前沿问题分享个人观点。

在此前的研究中,笔者总结了某DEX协议的运作流程和利润来源,并希望完整刻画MEV的具体收益率。这是该协议对抗并分红给用户的来源(本质上是牺牲交易的实时性换取更好的兑换价格)。

因此,笔者近期详细分析了几种MEV类型,并对比了多个数据利润来源,以计算以太坊合并前后的MEV利润情况。

1. 合并后MEV利润大幅下跌

• 合并前一年,根据某数据平台计算的平均利润为22MU/M(2021年9月至2022年9月合并前,数值包括套利和清算模式)
• 合并后一年,根据某数据平台计算的平均利润为8.3MU/M(2022年12月至2023年9月底,数值包括套利和三明治攻击模式)

最终收益变化的结论是:

在上述数据统计中,剔除不应归属于MEV的黑客事件后,整体收益率对比下降显著,达62%。

需要注意的是,由于不同平台的统计方法存在差异(且均不包含中心化交易所的套利以及模式混杂),因此只能做宏观验证而非绝对精确。另有研报同样采用不同数据源对比了合并前后的收益。

那么,是合并导致链上MEV收益暴跌吗?这需要从合并前后MEV流程出发来分析。

2. 传统MEV模式

MEV一词容易产生误导,让人误以为是矿工在提取这一价值。实际上,目前以太坊上的MEV主要是由DeFi交易者通过多种结构性套利交易策略捕获的,矿工只是间接从这些交易者的交易费用中获利。

一篇经典的MEV入门文章核心理念是,链上存在非常聪明的黑客不断挖掘合约漏洞,但当他们发现漏洞后又陷入另一个矛盾:如何获取利润并且不被别人抢跑。

毕竟他的交易签名发送会进入以太坊内存池公开传播,再由矿工排序出块,这个过程可能只有3秒或几分钟。然而就在这短短的几秒时间里,签名的交易内容可能被无数猎人盯上并重新模拟推演。

如果黑客愚蠢直接执行获利交易,就会被猎人高价抢跑。

如果黑客聪明,可能会像那篇文章的作者一样,采用合约套合约(即内部交易)的方式来隐藏最终牟利的交易逻辑。可惜结局并非像文章中那样成功,而是依旧被抢跑了。

这意味着猎人们不仅分析链上交易的父交易,还分析了每一笔子交易,进行模拟获利推演。他们甚至进一步检测了网关合约的部署逻辑并同样复现,而这竟然是在几秒内自动完成的。

所谓黑暗森林其实不止于此。

笔者在此前测试某公链节点时发现,大量游离节点只愿意接受P2P连接,但不主动传递交易池数据。从节点暴露的IP来看,甚至可以认为他们包围了该公链的主要核心出块节点。

动机上,这些占据P2P连接但不给数据的节点只为在白名单内的节点互通,从而利用资源规模来提升MEV的利润率。因为该公链是标准3秒一个区块,普通玩家看到交易信息越晚,就越晚推演出合适的MEV方案。而当普通玩家发起MEV交易需要打包时,由于是超级节点模式,从延迟上会低于地理位置上包围了该公链的头部MEV玩家。

除了超级节点的包围,交易所的服务器同样会被包围。毕竟中心化交易所和去中心化交易所的利差更大,乃至于交易所本身就是最大的套利机器人。这与早期Web2抢票抢购的场景十分类似,黑灰产业会提前埋伏在服务器附近,并通过DoS攻击遏制普通用户的正常活动。

总之,虽然传统交易也有很多黑暗森林的隐形竞争,但相对是一个清晰的获利模式。这一点在以太坊合并后,复杂的系统架构很快打破了传统MEV模式,并且头部效应越发显著。

3. 合并后的MEV模式

以太坊合并是指其共识机制从PoW转为PoS的升级。最终的合并方案取舍依据是最轻量级地复用了合并前以太坊的基础设施,而单独剥离了出块决策的共识模块。

对于PoS来说,每个块12秒一次,而不是之前的波动值。区块挖矿奖励减少约90%,从2 ETH降至0.22 ETH。

这对MEV非常重要,有以下两点:

1. 以太坊出块间隔变得稳定。不再是之前3-30秒相对离散随机的情况,这对MEV而言利弊参半。虽然搜索者不用急于看到稍有利润的交易就直接发送,而是可以不断积蓄一个更好的交易总序列,在出块前交给验证者,但也加剧了搜索者之间的竞争。

2. 矿工激励降低,促使验证者更乐意接受MEV的交易拍卖,在短短2-3个月内让MEV达到90%的市场占有率。

3.1 合并后交易的生命周期

合并后,总计会涉及搜索者、构建者、中继、提议者、验证者这些角色,其中后两者属于PoS中的系统角色,而前三者属于MEV-boost,实现了分离出块职责和出块排序。

• 搜索者:在各种内存池寻找有利可图的交易,通过编排交易序列组成局部序列捆绑包交付给构建者。
• 构建者:收集各式各样的搜索者发送的捆绑包交易序列,选择收益更高的交易序列,可以是多个捆绑包的组合,也可能是自己重新构建。
• 中继:是中立设施,负责验证交易序列本身的有效性和重新计算收益,给出若干区块序列包,最后让验证者选择打包。
• 提议者和验证者:是合并后以太坊的矿工,会选取中继给的最大利润交易序列组合完成出块工作,既可以获得共识奖励(区块奖励),也可以获得执行奖励(MEV+小费)。

综合这些角色,如今每个区块的生命周期是:

1. 构建者通过从用户、搜索者或其他(私人或公共)订单流接收交易创建区块
2. 构建者将该区块提交给中继(即存在多个构建者)
3. 中继验证块的有效性并计算应向出块者支付的金额
4. 中继向当前时隙的出块者发送交易序列包和收益价格(亦即拍卖出价)
5. 出块者评估收到的所有出价,选择对自己收益最高的序列包
6. 出块者将此已签名标题发送回中继(即完成本轮拍卖)
7. 发布区块后,通过区块内的交易和区块奖励将奖励分配给构建者和提议者

4. 总结

1) 合并对MEV生态的影响是什么?

从合并前后的利润数据对比,到合并前后交易上链出块MEV挖掘流程的梳理可以看出,MEV-Boost的兴起从根本上重塑了交易生命周期的模式,拆分出更精细的环节让各种参与者产生博弈。搜索者如果不能做好最新策略研究就会毫无收益,做得好就可以逐步扩大利润成为构建者。

抛开链上交易量的萎缩,搜索者和构建者之间处于高度内部竞争的情况,因为在系统结构上他们可以互相替代,但最终都会以订单流为王。搜索者希望逐步扩大自己的利润率,就需要他的私有订单量够大(最终构建的区块利润够高),也就逐渐成为构建者的角色。

虽然MEV并非以太坊合并本身要解决的问题,但系统博弈对抗的提升结合多种环境因素,最终让目前MEV的总利润率降低。这并不意味着MEV的涉及金额降低,而是利润率降低意味着更多收益流向了验证者们。对用户而言倒是好事,利润低会降低一些链上交易攻击的动机。

2)还有哪些最前沿围绕MEV进行中的探索点?

• 从隐私交易出发:有阈值加密、延迟加密和可信执行环境加密,基本都是从加密交易信息,对解密条件进行要求,或是时间锁或是多签或是可信硬件的模式
• 从公平交易出发:有公平排序、订单流拍卖的MEV拍卖以及MEV分享、MEV阻断等,差别在于从完全无利润到分享利润到权衡利润,即由用户来决定用怎样的成本来获取交易的相对公平性。
• 协议级完善PBS,目前PBS实际上是某基金会的提案,但实现借助MEV-boost达成了分离,未来对于这样核心机制会转为以太坊本身的协议机制。

3)面对某机构的审查以太坊有抵抗力吗?

随着加密货币行业的成熟,监管是不可避免的。所有在某国注册成立的实体及其运营以太坊PoS验证器的机构都应符合某机构要求,但区块链的系统机制注定了它不会只在单一国家存在,只要有其他符合当地政策的中继就可以确保在某个契机可以上链传播。

即使超过90%的验证者都通过MEV来审查中继路由的交易,那些抗审查的交易仍然能够在一个小时内上链,所以只要不是100%就等于0%。

4)缺乏激励的中继器具有可持续性吗?

这目前看是个隐形问题,没有利润还要维持复杂的中继服务,最终会导致强中心化的转变。近期某公司也停止了MEV-boost中继服务,以太坊未来超90%区块结算将掌握在4家公司手中。可以说现在的MEV-Boost中继是100%的风险却是0%的回报,由于中继会汇聚各个构建者上报的交易,作为数据的聚集地,或许会通过MEV分享和MEV拍卖等逐步完善的系统获得收益,比如直接接收用户的隐私交易请求。曾经地图软件也困于此类服务,作为公共物品不可能以会员模式收费,但在接入曝光排序广告、接入多元打车服务的试点模式下也依旧活得很好。总之,有流量有用户有公平,就不会毫无收益。

5)某ERC标准捆绑交易在MEV下会如何影响?

目前已经有超过68.7万个账户抽象钱包,超过200万次用户操作,整体趋势相对于过往缓慢的合约账户钱包增长量而言,算是爆发性增长了。该标准有复杂的运作机制,尤其是交易签名的传播并不共用以太坊本身的内存池,虽然初期会加大MEV的难度,但长期看不可阻挡。

6)面对MEV的威胁去中心化金融可以追赶中心化金融吗?

虽然目前很多方案都是从体验上让去中心化金融更顺滑,比如借助元交易或者跨链交换或者某ERC标准来降低用户必须有手续费才能执行交易的限制,或者通过合约钱包多元自定义的功能来提