Iluminando el bosque oscuro: desvelando el velo misterioso de MEV

Con el aumento de la actividad en la cadena de Ethereum y la evolución de la infraestructura, el MEV ha sido considerado como la parte más peligrosa del bosque oscuro, afectando directamente las actividades y experiencias financieras en la cadena de los usuarios. Este artículo tiene como objetivo analizar los problemas de centralización y confianza que trae el mecanismo actual desde la perspectiva del mecanismo de generación de bloques de Ethereum 2.0 y la separación de proponentes y constructores (PBS), así como la contradicción con los valores de descentralización de Ethereum.

La intensificación del MEV es una espada de doble filo; los efectos positivos incluyen la reducción de las diferencias de precios en DEX y la ayuda en la liquidación; los efectos negativos son principalmente el daño a las transacciones en sandwich de los usuarios. Por lo tanto, las soluciones al MEV tienden más a mitigar los efectos negativos en lugar de erradicarlos. Actualmente, hay tres tipos principales de medidas: mejoras en el mecanismo de subasta, mejoras en la capa de consenso y mejoras en la capa de aplicación. Estas soluciones afectarán el panorama del MEV en diferentes grados, pero algunas no pueden resolver realmente el problema de los ataques en sandwich que enfrentan los usuarios. Es necesario introducir más tecnologías de piscina de privacidad para proteger la privacidad opcional de las transacciones de los usuarios, lo cual vale la pena intentar combinar.

El MEV, como subproducto del diseño de mecanismos, no se puede evitar por completo y será aún más complejo en el futuro. La implementación de nuevas tipos de transacciones como la arquitectura Layer2 y la abstracción de cuentas EIP-4337 traerá más desafíos y oportunidades técnicas relacionadas con el MEV.

Este artículo explora las posibles soluciones para mitigar los efectos negativos del MEV y proporciona un conocimiento exhaustivo de los pros y los contras de las soluciones actuales de MEV, con la esperanza de iluminar el "bosque oscuro" para los usuarios e investigadores.

Ethereum 2.0

Después de The Merge, Ethereum adopta el mecanismo POS para asegurar la red, con la producción de bloques basada en la prueba de participación. Después de la fusión, Ethereum se divide en la capa de ejecución y la capa de consenso. Cada Epoch es un ciclo POS que contiene 32 Slots de 12 segundos.

El comité de validadores se selecciona aleatoriamente en cada Epoch, los validadores que proponen bloques se eligen aleatoriamente dentro del comité, responsables de empaquetar y ordenar las transacciones y generar bloques, mientras que otros miembros del comité supervisan y votan. El comité se reelige después de cada Epoch. El proponente del bloque implementa la carga de ejecución (, el cambio de estado de la transacción ) y la propuesta del bloque.

Arquitectura PBS

Los validadores como proponentes de bloques a menudo carecen de incentivos para ejecutar la ordenación de transacciones Payload(, debido a que requiere una gran cantidad de cálculos. Para resolver este problema, se propuso la idea de PBS, que separa la propuesta y la construcción de bloques. El proponente solo es responsable de validar el bloque, sin participar en la construcción. Esto promueve un mercado abierto, donde los proponentes de bloques pueden obtener bloques de los constructores. Los constructores compiten entre sí para construir bloques, ofreciendo la tarifa más alta a los proponentes, formando así una "subasta de bloques".

Modelo de subasta sellada PBS: los usuarios envían transacciones al Mempool público a través de RPC, múltiples Builders encuentran el mejor orden de transacciones para generar bloques con la máxima rentabilidad, interactuando con el Proposer a través del Relayer MEV-Boost. Los Builders envían ofertas al Relayer, y el Relayer presenta múltiples encabezados de bloque y ofertas al Proposer, quien generalmente acepta la oferta más alta. El Relayer implementa las normas de MEVBoost, regulando la interacción de licitación entre Builders y Proposers. Todo el proceso es información cerrada; el Relayer solo envía el encabezado del bloque al Proposer, asegurando la resistencia a la censura.

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Tipos de participantes y la competencia en PBS

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

) Constructor

El Builder es responsable de construir el contenido del bloque, y la tecnología MEV-Boost le otorga una ventaja en las pujas. El Builder puede revisar las transacciones directamente, lo cual ha sido objeto de críticas, especialmente después de que la OFAC publicara su normativa, ya que muchos Builders participan de manera compatible con la OFAC. Aunque recientemente ha disminuido la proporción de bloques revisados, el Builder sigue teniendo un impacto directo en la revisión de transacciones.

Actualmente, la participación de mercado de Builder está en expansión, con beaverbuild.org, que no requiere revisión, todo orientado hacia el beneficio.

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) Searcher

Searcher colabora con Builder para formar un Dark Pool o Private Pool, las transacciones de Searcher son visibles solo para ciertos Builders, obteniendo transacciones MEV que maximizan las ganancias. Teóricamente, el comportamiento malicioso de Builder llevaría a que Searcher elija otros Builders, reduciendo su cuota de mercado, por lo que Builder consideraría el costo oculto de actuar de manera maliciosa.

Los buscadores se dividen en dos grandes categorías: arbitraje fuera de la cadena CEX-DEX### y arbitraje en la cadena pura DEX, intermedios y liquidaciones(. Wintermute ocupa el primer lugar en el arbitraje CEX-DEX. El MEV completamente en la cadena muestra una tendencia hacia la profesionalización, jaredfromsubway.eth posee el 37.2% de la cuota de mercado y es experto en ataques de sándwich. Muchos buscadores envían el flujo de órdenes a los tres principales constructores para mantener la influencia ecológica.

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) Relayer

Subasta de Relayer, presentando el encabezado del bloque y el precio al Proposer. Después de que el Proposer firme, el Relayer libera todo el contenido de la transacción. El Relayer, como un tercero sin incentivos económicos, obtiene una gran confianza, pero existe un riesgo potencial. Históricamente, ha habido un incidente de vulnerabilidad en Ultrasound Relayer que permitió al Proposer extraer más de 20 millones de dólares en MEV.

En la cuota de mercado de Relayer, la proporción de Builder de puro MAX Profit ha ido aumentando gradualmente desde el Merge, y es difícil controlar el MEV de manera artificial. Relayer enfrenta el problema de la falta de incentivos económicos, y Blocknative ha salido de esta dirección de investigación. Actualmente se basa en la norma MEVBoost de Flashbots para su construcción, y la comunidad de Ethereum está explorando la posibilidad de integrar PBS a nivel de protocolo.

Proposer

El Proposer selecciona aleatoriamente de los validadores, que tienen capacidad de carga de ejecución, pero tienden a subcontratar. Esto facilita la colaboración vertical con el Builder, ya que el Relayer de MEV-boost desea actuar como un punto intermedio para reducir la comunicación directa. Los pools de minería y los pools de validadores de LSD tienen un fuerte efecto de escala, y los pools de validadores presentan una tendencia a la centralización.

Lido ocupa el 28.7% de la cuota de mercado, seguido de Coinbase y Ether.fi. En el pasado, cuando no se implementó MEV-BOOST PBS, el Proposer debía encargarse de la tarea de Builder, pero la mayoría renunció a la capacidad de ejecución de orden de transacciones y optó por externalizar la carga de ejecución.

Usuario

Los usuarios se encuentran en la posición más débil, las transacciones se colocan en el Mempool, lo que facilita que los bots MEV obtengan ganancias. Sin embargo, el MEV también tiene efectos positivos, como reducir el deslizamiento y la diferencia de precios en DEX. Para evitar ser monitoreados, hay proveedores de nodos RPC que ayudan a los usuarios a colocar transacciones en Mempool no público. La subasta de flujo de órdenes OFA() es una forma novedosa de compensar las ganancias de MEV para los usuarios al colaborar con Searchers.

Actualmente, el porcentaje de usuarios que utilizan flujos de órdenes privadas es de aproximadamente el 10%, principalmente limitado por el costo educativo y la complejidad de la operación.

Resumen

Bajo la arquitectura de PBS, con la introducción de MEV-BOOST, los Builders y Searchers tienden a colaborar, presentando una tendencia de centralización en cada etapa, lo que introduce problemas de confianza múltiple, en desacuerdo con la visión de descentralización de Ethereum. La comunidad de Ethereum está discutiendo tres propuestas:

1. Tecnología SUAVE: Aumentar la transparencia de las transacciones, reducir el umbral de confianza del Searcher hacia el Builder.

2. PBS consagrado: incluir PBS a nivel de protocolo, eliminando la dependencia de Relayer.

3. AVS descentralizado: como SSV, Lido ya ha colaborado con ellos.

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Estado actual de MEV

Actualmente, los principales MEV en la cadena son el arbitraje, el ataque sandwich y la liquidación. El beneficio del arbitraje es el mayor, y en los últimos 30 días los bots MEV han obtenido 2.6 millones de dólares en ganancias. El beneficio promedio de un ataque sandwich es de 0.8 dólares, y el beneficio total en los últimos 30 días es de aproximadamente 880,000 dólares.

Los efectos positivos de MEV incluyen la reducción del diferencial de precios en DEX y la asistencia en la liquidación; los efectos negativos son principalmente las pérdidas por transacciones intermedias de los usuarios. A corto plazo, el aumento de las actividades de MEV provocará un aumento en las tarifas de Gas, afectando la experiencia del usuario.

Durante el proceso de transferencia de la arquitectura Layer2, también surgió el problema de MEV entre cadenas. La abstracción de cuentas y el nuevo tipo de transacción introducidos por EIP-4337 tendrán un impacto significativo en el panorama de MEV.

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La complejidad potencial del MEV en el diseño de la arquitectura Layer2

Las actividades de arbitraje a gran escala en la cadena en el futuro se centrarán en un MEV multichain más complejo. Layer2 se enfoca principalmente en la mejora de los ordenadores, y los puentes entre cadenas son productos indispensables. Los buscadores pueden ayudar a mitigar la fragmentación de la liquidez entre Layer2, pero la experiencia y la seguridad de los puentes entre cadenas aún necesitan mejoras.

) MEV potencial de EIP-4337

EIP-4337 introduce la abstracción de cuentas y un nuevo tipo de transacción llamado User Operation. Bundler es similar a Builder y puede colaborar con Searcher para reordenar User Operations y obtener MEV. Las especificaciones de User Operation pueden variar en diferentes cadenas, lo que aumenta la barrera técnica para el MEV entre cadenas.

Direcciones de exploración para mitigar el MEV

Ethereum está considerando el uso del protocolo e-PBS para mejoras a nivel de protocolo, evitando la dependencia del Relayer de mevboost de terceros. Actualmente, el MEV es difícil de resolver fundamentalmente, más bien se trata de mitigar los efectos negativos y potenciar los efectos positivos. Las principales direcciones de exploración son: a nivel de protocolo, a nivel de aplicación y mecanismos de subasta.

SUAVE

SUAVE tiene como objetivo mejorar el impacto negativo de MEV, guiando hacia la descentralización y transparencia de MEV. Al construir la nueva blockchain SUAVE, se incorpora una máquina virtual MEVM para ejecutar contratos inteligentes EVM. Se reduce la barrera de entrada para crear aplicaciones MEV, se aumenta la competencia entre mecanismos, y se logra descentralización y transparencia.

OFA

OFA( subasta de flujo de órdenes ) mejora el mecanismo de subasta. El iniciador del pedido envía el pedido a OFA, OFA divulga selectivamente información. Los postores pujan para obtener información del flujo de pedidos y ofrecen un precio de pago. El flujo de pedidos privados solo es visible para los postores, introduciendo competencia de mercado para hacer que el MEV sea más transparente y reducir las pérdidas de los usuarios.

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) piscina de negociación privada encriptada

El esquema de criptografía de piscina de negociación privada incluye MPC, TSS, VDF, ZKP, etc., cada uno con sus ventajas y desventajas. Proyectos que vale la pena mencionar son Shutter Network que utiliza TSS y Automate Network que utiliza MPC y ZKP.

Boletos de Ejecución

La propuesta de mejora de la capa de consenso presentada por Justin introduce un mercado de Tickets. Obtener un Ticket permite proponer la ejecución de bloques en un período futuro. Los bloques se dividen en dos tipos: bloques de ejecución y bloques de propuesta, siendo necesario un Ticket para los bloques de ejecución. Este mecanismo incrementa la presión deflacionaria sobre el ETH, pero podría generar múltiples problemas de MEV, aún sin resolver el problema de los ataques MEV a los usuarios.

e-PBS

e-PBS( consagrado PBS) incorpora PBS al nivel de consenso, ya no dependerá de soluciones de terceros. El objetivo es lograr un PBS con mínima confianza, capturando y distribuyendo MEV a través de mecanismos dentro del protocolo. Se elimina el rol de Relayer, Builder puja para escribir el código de la capa de consenso a Proposer.

Introducir PTC###Payload-Comité de Oportunidad( supervisa a los Constructores para que publiquen el payload a tiempo. El bloque completo se compone de un CL Block vacío y un Payload ensamblado. e-PBS resuelve la solución de subasta transparente sin necesidad de confiar en terceros, separando la capa de consenso y la capa de ejecución, mejorando la eficiencia. Sin embargo, aún existen algunos problemas que deben discutirse.

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) PEPC

El componente AVS PEPC( propuesto por EigenLayer, busca resolver el problema de confianza de Relayer. Requiere que el Proposer envíe un bloque CL acompañado de una firma PEPC, que el Builder verifica antes de ejecutar la carga, introduciendo así un mecanismo de confianza dentro del protocolo.

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