PoS 世界中 MEV 的演变和影响

撰文：Bing Ventures

在区块链生态系统中，最大可提取价值（MEV）成为了一个重要的研究领域。它不仅关乎技术实现，也涉及市场行为和经济效益。随着以太坊转向权益证明（PoS），MEV 的概念经历了显著的演变。验证者如今成为了新的关键参与者，他们不仅能够控制交易顺序，还能通过多种策略来优化利润。这种转变促使我们重新审视 MEV 的定义及其在不同共识机制下的表现。

本篇文章将通过深入技术分析，帮助大家理解 MEV 带来的挑战和机遇。

MEV 的变迁

最大可提取价值（MEV） 指的是矿工或验证者在网络上从区块生产中提取的价值总量，这超出了标准的区块奖励和燃气费。在工作量证明的背景下，MEV 最初被称为「矿工可提取价值」，涉及矿工利用他们选择交易的顺序和包含在区块中的能力来最大化利润。这可能包括各种策略来操纵交易顺序以获取财务收益。

随着以太坊在 2022 年转向权益证明，MEV 的概念已经扩展和发展。现在的术语包括「最大可提取价值」，以反映不仅是矿工（现在在 PoS 系统中是验证者）可以提取价值，还包括其他网络参与者。在 PoS 系统中的验证者，就像 PoW 系统中的矿工一样，控制交易的顺序，并可以影响哪些交易被包含在区块中。

MEV 的关键参与者

1. 验证者 / 矿工：他们有独家权力来排序和包括交易，允许他们直接提取 MEV。

2. 搜索者：这些是使用算法和机器人来识别有利可图的 MEV 机会的独立参与者。他们通常支付高燃气费用给验证者以优先包含他们的交易，这间接地允许搜索者从 MEV 中受益。

MEV 提取策略

• 前置交易（Front-Running） 这涉及到机器人在 mempool 中检测有利可图的交易，并以更高的燃气费用放置自己的交易以先行处理。例如，Flashbots 提供一个市场，旨在通过允许用户和矿工提前同意交易顺序，使这一过程更加透明和公平。

• 三明治攻击（Sandwich Attacks） 一种更恶意的策略，其中机器人在去中心化交易所（DEX）上的大额交易前后放置订单，以操纵市场价格并从引起的滑点中获利。这直接影响了原始交易者的财务结果。

• DEX 套利（Dex Arbitrage） 搜索者利用不同 DEX 之间代币的价格差异。通过在一个交易所以较低价格购买代币，并在另一个交易所以较高价格出售它们，他们帮助对市场价格进行了对齐，提高了市场效率。

• 清算（Liquidations） 在 DeFi 借贷中，借款人需要存入一些加密货币作为抵押。如果借款人无法偿还贷款，协议通常允许任何人清算抵押品并从借款人那里赚取清算费用。MEV 搜索者将竞争确定哪些借款人可以被清算，并为自己收集清算费。

市场规模：Cancun Upgrade 后的新变化

MEV 赛道的龙头 Flashbot 提供一个市场，旨在通过允许用户和矿工提前同意交易顺序，使得 MEV 能够在更加平衡和有结构的环境下进行。回看过往半年在「基础建设」这板块下的项目，MEV 代表 Flashbot 在截至四月前都有着出色的收入表现，更在十二月的单一星期录得 $1.428M 的收入表现，冠绝板块的其他项目，可见 MEV 赛道曾经有着出色的盈利能力。 然而在以太坊三月的 Cancun Upgrade 后， Flashbot 的收入大幅减少，当中的原因如下：

1.EIP-4844（原型分片技术）:

• 透明度和可预测性提高: 通过引入数据块（blobs），该协议改变了交易数据的处理方式，使得网络处理大量数据的方式更加高效和可预测。这种改变减少利用交易延迟或重排序的 MEV 机会。

• 网络效率提高和燃料费用降低: 此 EIP 通过提供一种存储大量数据的高效方式，降低了执行大规模数据处理交易的燃料费，使得涉及大数据的 MEV 策略成本降低，但也因为交易处理速度提升，竞争性增强。

2.EIP-1559（费用市场改革）:

• 透明度和可预测性提高: 引入基础费用和尖峰费用的概念，为网络交易费用提供更好的可预测性和稳定性，减少了通过交易费用操控的 MEV 机会。

3.EIP-2929（增加特定操作码的燃料成本）:

• 提高执行成本: 通过增加特定智能合约操作的燃料成本，这一改动可能直接影响依赖于复杂智能合约交互的 MEV 策略，如多步骤套利或合约互动，使其变得更昂贵、不再具有吸引力。

Source: EigenPhi MEV

行业表现方面，在截至 5 月 17 日的 7 天中，从 DEX 套利获得的利润约为三文治攻击的两倍；从交易量方面，三文治攻击反而遥遥领先，约是 DEX 套利的七倍，DEX 套利的利润／交易量百分比 约为 14%，远高于三文治攻击的 0.01%。由此可以总结出 DEX 套利是行业最为盈利的操作。

Source: jhackworth

Uniswap 是套利交易量最高的去中心化交易所，通过分析其流动池中的套利表现，我们可以深入了解整个 DEX 套利的状况。

Source: OP Crypto

从链上交易的角度来看，MEV 在 Uniswap 中的交易量占比极为显著。

行业图谱：上中下游的主要参与者

Source: OP Crypto

• 上游：交易签名和广播。

• 中游：交易定序和 MEV 机会发现。

• 下游：区块提议与验证，完成 MEV 提取。

上游 上游主要包括 PRC 提供方，他们负责对交易进行签名，并将签名后的交易从本地广播到整个网络中。这些操作通常由用户或其他任意发起者提交，并最初被包含在公共内存池（mempool）中。上游阶段的主要任务是生成和广播交易。

中游 中游负责在公开或隐私环境中进行区块构建。在这一阶段，区块生产者（如验证者和区块构建者）从内存池中选择交易，按其偏好进行排序和打包。为了最大化利润，区块生产者通常会根据交易费用的高低来决定交易的顺序。此外，他们还会直接寻找 MEV 机会，如套利机会，决定如何分配 MEV 利润。例如，他们可以选择复制搜索者的交易，进行操作审查并自己执行交易，或者允许搜索者通过调整操作费用来竞争上链位置。中游阶段的关键活动是交易定序和 MEV 机会的发现与利用。

下游 下游主要负责提议和验证新区块，确保用户的交易和提取 MEV 交易被网络共识并最终获得 MEV 收入。验证者在这个阶段发挥重要作用，他们可能来自 CEX 、流动性质押、机构质押或个人质押等多种渠道。下游阶段的核心任务是将经过排序的交易打包进区块，并通过网络共识机制最终确认这些交易，完成整个 MEV 提取过程。

Source: ChainLink

搜索者

• 编写代码，通常借助复杂的专有算法，在内存池中识别 MEV 机会。

• 监控公共交易池和 MEV 項目的私有交易池。

• 与其他搜索者竞争，提交「交易包」（bundles）给区块构建者，同时附上最大愿意支付的 gas 费用。

区块构建者

• 在实时市场中竞争，代表验证者构建区块。

• 接受搜索者的交易，选择其中最有利可图的交易包，并通过 MEV 程式（如 MEV Boost, Flashbot) 将这些区块发送给中继者。

中继者

• 作为区块构建者和提议者（validators）之间的中介，允许验证者提供他们的区块空间。

行业最新进展

回顾过去几个月，MEV 在不同领域的表现显著。例如，Flashbots 通过其创新市场结构，展示了 MEV 在高透明度和结构化环境下的潜力。尽管以太坊的 Cancun 升级导致 Flashbots 的收入减少，但通过分析我们可以发现，这些变化主要源于网络效率的提升和新协议的实施，这反映了 MEV 策略在适应和演变过程中的动态特性。

在 MEV 的未来发展中，多个新项目和技术不断涌现，如 Gnosis 的 Agnostic Relay 和 Automata Network 的 Conveyor，展示了在不同技术和市场条件下应对 MEV 挑战的新方法。此外，SUAVE 通过跨链统一内存池，提供了一个解决跨链 MEV 问题的创新思路，这些都为 MEV 研究提供了新的视角。

Gnosis

Gnosis 旗下的 Agnostic Relay 是在以太坊网络中提供 MEV Boost 中继的开源工具，允许任何人参与区块构建和生产。其设计和实现依赖于 Gnosis 社区的知识和经验，并得到了 Flashbots 团队的支持和贡献。

• 中立区块构建 / 生产: Agnostic Relay 确保所有提交的交易都能在没有任何过滤的情况下被验证。这种中立性对于维护区块链的去中心化和抗审查特性至关重要。

• Flashbots MEV-Boost 中继的分叉: Agnostic Relay 是基于 Flashbots MEV-Boost 中继的分叉，结合了 Flashbots 团队和社区的深厚知识和活跃支持，确保其在技术和实际应用上的可靠性。

AutoMeta

Automata Network 是一个模块化的证明层，通过 TEE（Trusted Execution Environment，可信执行环境）协处理器将机器级别的信任扩展到以太坊。以太坊在该网络中作为全球验证器，锚定了一个跨硬件和软件组件的去中心化证明网络。

MEV 防护（Conveyor）:

• Conveyor 通过确定传输交易的顺序，防止矿工重新排序交易，从而防止「夹层攻击」。它像传送带一样适当排序交易，保护用户免受恶意操纵。

治理隐私（Witness）:

• Witness 允许用户在不透露身份的情况下进行提案和投票，并通过零 Gas 激励代币持有者参与。用户可以通过简单的界面提交提案并邀请社区成员投票，投票通过隐私中继器发送，结果根据提案创建时选择的隐私级别显示。

Eden

Eden Network 通过多个产品为以太坊生态系统提供保护和支持，减少 MEV 的负面影响，并提供工具和数据来提高验证者、构建者和搜索者的收益。

• Eden RPC: 一组端点，保护以太坊用户免受恶意 MEV 攻击（如抢跑和夹层攻击）。 提供更安全的交易环境，减少用户因 MEV 导致的额外费用。

• Eden Relay: 一套工具帮助以太坊验证者和构建者最大化他们的收入。 提供优化的区块构建和提议流程，增加验证者和构建者的收益。

• Eden Bundles: 一个端点，允许高级 MEV 搜索者将交易包提交给构建者网络。提供更高效的 MEV 提取方式，增加搜索者和构建者的收益。

Eden 有三項產品的更新：0xProtect, Eden Public Data，和 Ethereum Mempool Streaming Service。

0xProtect:

• 功能: 维护一个链上的 OFAC 制裁名单，允许区块生产相关方自动过滤包含受制裁钱包地址的交易。

• 工作原理: 通过智能合约注册表，实时更新和维护制裁名单，确保所有交易都符合 OFAC 制裁要求。相关方可以直接访问该注册表，自动过滤不合规的交易。

• 应用场景: MEV 搜索者、区块构建者、中继和验证者可以利用 0xProtect 确保其操作符合合规要求，避免法律和监管风险。

Eden Public Data:

功能: 提供一系列存储在 BigQuery 中的公共数据集，支持多种数据提取和加载（ETL）过程。

主要数据集:

1. MEV-Boost:

2. MEV-Boost Bids: 从 MEV-Boost 生态系统的中继收集的构建者竞标数据。

3. MEV-Boost Payloads: 从 MEV-Boost 生态系统的中继收集的有效负载数据。

4. Flashbots:

5. Mempool Dumpster: 从 Flashbots Mempool Dumpster 检测到的交易。

6. MEV-Share: 从 Flashbots MEV-Share 检测到的交易。

7. Gnosis:

8. MEV Blocker: 从 Gnosis MEV Blocker 检测到的交易。

9. Ethereum Auxiliary:

10. Tags by Pubkey: 以太坊公钥的标签。

Ethereum Mempool Streaming Service: 旨在为区块构建者、MEV 搜索者和 dApps 提供实时的交易数据流，以优化区块和交易包的构建过程。

1.实时数据流:

• 提供实时交易数据流，用户可以即时获取以太坊公共内存池中的待处理交易。

2.数据点丰富:

• 提供数千个交易数据点，包括交易哈希、发送方、接收方、交易金额、gas 价格等。

3.优化区块构建:

• 通过实时访问和丰富的数据点，帮助用户构建更优的区块和交易包。

CoW Protocol

MEV Blocker 是由 CoW DAO 开发，旨在通过阻止抢跑和夹层攻击来保护以太坊交易。该项目通过一个 RPC 端点，将交易发送到搜索者内存池，搜索者竞标机会进行追踪，并与用户分享所得利润。

RPC 端点:

• 功能: 提供一个 RPC 端点，保护以太坊交易免受抢跑和夹层攻击。

搜索者内存池:

• 功能: 交易通过 RPC 端点发送到一个搜索者内存池，搜索者竞标追踪交易的机会。

利润分享机制:

• 功能: 搜索者成功追踪交易后，将所得利润按 90/10 的比例分享给用户和搜索者。

SUAVE (Flashbot)

SUAVE 是由 Flashbots 提出的一个新模型，旨在解决当前 MEV 提取中的一些关键问题，如跨链 MEV 和构建者中心化。SUAVE 通过创建一个 layer-0 区块链，作为多个区块链网络的共同内存池，实现跨链统一。

偏好提交:

• 功能: 用户不再提交具体的交易，而是提交反映目标的「偏好」，这些偏好可以根据特定条件进行设置，复杂度不一。

跨链统一内存池:

• 功能: SUAVE 作为 layer-0 区块链，创建一个统一的内存池，跨越多个区块链网络。通过跨链统一内存池，SUAVE 可以有效解决跨链 MEV 问题，提高跨链交易的公平性和透明性。

MEV 的未来：从技术到伦理的融合

MEV 提取的透明度既是其优势，也是潜在的风险。未来，区块链技术需要在透明度和防止操纵之间找到新的平衡点。我们可以通过采用更复杂的零知识证明（ZKP）技术，使交易在被验证前保持匿名，同时确保其合法性。这不仅保护了用户隐私，还能防止恶意操纵行为，维护网络的公平性。

智能合约与机器学习的融合

智能合约的自动化与机器学习的结合是 MEV 提取的未来方向。智能合约可以实时分析市场数据，利用机器学习算法预测最优交易策略。这种动态调整能力将显著提高 MEV 提取的准确性。例如，结合实时市场数据，智能合约可以自动调整交易顺序，以最大化利润。

跨链 MEV 的潜力与挑战

跨链 MEV 提取是一个尚未完全开发的领域，具有巨大的潜力。通过开发新的跨链协议，如 Cosmos 和 Solana，可以实现不同区块链网络之间的 MEV 提取。这种跨链解决方案不仅提高了 MEV 的灵活性和适用范围，还能促进区块链生态系统的互操作性。然而，这也带来了新的挑战，如跨链交易的安全性和效率问题，需要通过创新的技术手段来解决。

动态 MEV 市场的崛起

未来的 MEV 市场将更加动态和复杂。利用 AI 和大数据分析技术，可以实时捕捉市场趋势和交易行为，动态调整 MEV 提取策略。例如，通过机器学习算法分析历史交易数据，可以预测未来的市场波动，制定更有效的 MEV 提取策略。这种动态市场的崛起将彻底改变现有的 MEV 生态系统，使其更加智能。

优化激励机制

为了吸引更多参与者并保持网络的健康发展，我们需要不断优化经济激励机制。通过引入新的奖励模型和分配机制，确保每个参与者都能公平地从 MEV 中受益。此外，可以探索新的商业模式，如提供 MEV 保护服务和开发 MEV 优化工具，增加整个生态系统的价值。这将有助于维持网络的长期稳定。

MEV 不仅是一个技术问题，更是一个涉及伦理考量的复杂领域。我们需要在技术创新的同时，深刻考虑其伦理影响。例如，在开发新技术时，需要确保这些技术不会导致市场的不公平现象，维护区块链网络的透明性和公正性。在 PoS 系统中，验证者有能力通过控制交易顺序来提取 MEV，这可能导致网络中心化和不公平现象。为了解决这一问题，我们可以探索新的机制，如动态验证者选择和基于信誉的奖励系统。通过引入更多随机性和多样化的激励措施，可以确保网络的去中心化和公平性。