Éclairer la forêt sombre : Dévoiler le mystère de MEV

Avec l'augmentation des activités sur la chaîne Ethereum et l'évolution de l'infrastructure, le MEV a toujours été considéré comme la partie la plus dangereuse de la forêt sombre, affectant directement les activités financières et l'expérience des utilisateurs sur la chaîne. Cet article vise à analyser les problèmes de centralisation et de confiance engendrés par le mécanisme actuel, ainsi que les contradictions avec les valeurs de décentralisation d'Ethereum, du point de vue du mécanisme de génération de blocs d'Ethereum 2.0 et de la séparation des proposeurs et des constructeurs (PBS).

L'aggravation de la MEV est une arme à double tranchant. Les effets positifs incluent la réduction des écarts de prix sur les DEX et l'aide à la liquidation ; les effets négatifs touchent principalement les utilisateurs en raison des transactions sandwich. Par conséquent, les solutions à la MEV visent davantage à atténuer les effets négatifs plutôt qu'à les éradiquer. Actuellement, il existe principalement trois types de mesures : l'amélioration des mécanismes d'enchères, l'amélioration de la couche de consensus et l'amélioration de la couche d'application. Ces solutions influenceront dans une certaine mesure le paysage de la MEV, mais certaines d'entre elles ne résolvent pas fondamentalement le problème des attaques sandwich rencontrées par les utilisateurs. Il est nécessaire d'introduire davantage de technologies de pools de confidentialité pour protéger la confidentialité optionnelle des transactions des utilisateurs, ce qui vaut la peine d'être essayé.

L'MEV, en tant que sous-produit de la conception de mécanismes, ne peut être complètement évité et deviendra encore plus complexe à l'avenir. La mise en œuvre de nouvelles types de transactions telles que l'architecture Layer2 et l'abstraction de compte EIP-4337 entraînera davantage de défis techniques et d'opportunités liés à l'MEV.

Cet article explore les solutions potentielles pour atténuer les effets négatifs du MEV et fournit une compréhension complète des avantages et des inconvénients des solutions MEV actuelles, espérant éclairer les utilisateurs et les chercheurs sur la "forêt sombre".

Ethereum 2.0

Après The Merge, Ethereum adopte le mécanisme POS pour assurer la sécurité du réseau, la production de blocs se fait par preuve de participation. Après la fusion, Ethereum est divisé en couche d'exécution et couche de consensus. Chaque Epoch représente un cycle POS, contenant 32 slots de 12 secondes.

Le comité des validateurs est sélectionné au hasard à chaque Epoch, les validateurs des blocs proposés sont choisis au hasard dans le comité, responsables de l'emballage et du tri des transactions et de la création des blocs, les autres membres du comité supervisent les votes. Le comité est renouvelé à chaque Epoch. Le proposeur de bloc met en œuvre l'exécution de la charge (, le changement d'état de la transaction ) et la proposition de bloc.

Architecture PBS

Les validateurs, en tant que proposeurs de blocs, manquent souvent de motivation pour exécuter le tri des transactions Payload(, car cela nécessite beaucoup de calcul. Pour résoudre ce problème, le concept de PBS a été proposé, séparant la proposition et la construction des blocs. Le proposeur est uniquement responsable de la validation du bloc, sans participer à sa construction. Cela favorise un marché ouvert où les proposeurs de blocs peuvent obtenir des blocs des constructeurs. Les constructeurs rivalisent entre eux pour construire des blocs, offrant les frais les plus élevés aux proposeurs, formant ainsi une "enchère de blocs".

Processus du premier modèle d'enchères scellé de PBS : les utilisateurs soumettent des transactions au Mempool public via RPC, plusieurs Builders trouvent le meilleur ordre de transaction pour générer un bloc maximisant les profits, interagissant avec le Proposeur via le Relayer MEV-Boost. Le Builder soumet une offre au Relayer, le Relayer soumet plusieurs en-têtes de bloc et offres au Proposeur, qui adopte généralement l'offre la plus élevée. Le Relayer met en œuvre la norme MEVBoost, régissant l'interaction des enchères entre Builders et Proposeurs. Tout le processus est informatiquement scellé, le Relayer ne soumet que les en-têtes de blocs au Proposeur, garantissant la résistance à la censure.

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Types de participants et jeux dans PBS

Les principaux acteurs sont Builder, Relayer, Proposer, MEVbot) et Searcher(.

) Builder

Le Builder est responsable de la construction du contenu des blocs, la technologie MEV-Boost lui donne un avantage dans les enchères. Le Builder peut directement examiner les transactions, ce qui a toujours été critiqué, en particulier après que l'OFAC a émis des directives, entraînant une forte participation de Builders conformes à l'OFAC. Bien que le pourcentage d'examen des blocs ait récemment diminué, le Builder a toujours un rôle direct dans l'examen des transactions.

Actuellement, la part de marché de Builder, beaverbuild.org, qui ne nécessite pas de vérification, s'élargit progressivement, le tout étant orienté vers le profit.

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) Chercheur

Le Searcher collabore avec le Builder pour former un Dark Pool ou un Private Pool, les transactions du Searcher n'étant visibles que pour des Builders spécifiques, permettant d'obtenir des transactions MEV maximisant le profit. En théorie, le mal comportement du Builder inciterait le Searcher à choisir d'autres Builders, réduisant ainsi la part de marché, c'est pourquoi le Builder prend en compte le coût caché de ses actes malveillants.

Les Searchers se divisent en deux grandes catégories : l'arbitrage hors chaîne CEX-DEX### et l'arbitrage pur en chaîne DEX, mezzanine, liquidation(. Wintermute occupe la première place en arbitrage CEX-DEX. Le MEV pur en chaîne montre une tendance à la professionnalisation, jaredfromsubway.eth détient 37,2 % de part de marché et excelle dans les attaques sandwich. De nombreux Searchers envoient le flux des ordres aux trois principaux Builders pour maintenir leur influence sur l'écosystème.

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) Relayer

La vente aux enchères de Relayer, soumettez l'en-tête de bloc et le prix au Proposer. Après la signature du Proposer, le Relayer libère tout le contenu des transactions. Le Relayer, en tant que tiers sans incitation économique, bénéficie d'une grande confiance, mais présente des risques potentiels. Historiquement, il y a eu des vulnérabilités de l'Ultrasound Relayer qui ont conduit à l'extraction de plus de 20 millions de dollars de MEV par le Proposer.

Dans la part de marché des Relayers, la part des Builders à profit maximal pur a progressivement augmenté depuis le Merge, rendant difficile le contrôle humain du MEV. Les Relayers font face à un problème d'absence d'incitations économiques, et Blocknative a cessé ses recherches dans ce domaine. Actuellement, la construction repose sur les normes MEVBoost de Flashbots, et la communauté Ethereum explore l'intégration de PBS au niveau du protocole.

Proposer

Le Proposer sélectionne au hasard parmi les validateurs, ayant la capacité d'exécution de charge, mais préférant sous-traiter. Cela peut facilement entraîner une coopération verticale avec le Builder, le Relayer de MEV-boost espérant agir comme un point intermédiaire pour réduire la communication directe. Les pools de minage et les pools de validateurs LSD ont un fort effet d'échelle, et les pools de validateurs présentent une tendance à la centralisation.

Lido détient 28,7 % de parts de marché, suivi par Coinbase et Ether.fi. Dans le passé, lorsque MEV-BOOST PBS n'était pas mis en œuvre, le Proposer devait assumer la tâche de Builder, mais la plupart ont abandonné leur capacité d'exécution de tri des transactions, préférant externaliser la charge d'exécution.

Utilisateur

Les utilisateurs sont dans la position la plus faible, les transactions sont placées dans le Mempool, ce qui les rend faciles à exploiter par les MEVbots pour réaliser des bénéfices. Mais le MEV a également des effets positifs, comme la réduction du slippage et des spreads sur les DEX. Pour éviter d'être surveillés, des fournisseurs de nœuds RPC aident les utilisateurs à placer leurs transactions dans un Mempool non public. L'enchère de flux de commandes OFA() est une méthode novatrice qui collabore avec des chercheurs pour compenser les bénéfices MEV des utilisateurs.

Actuellement, environ 10 % des utilisateurs utilisent des flux d'ordres privés, principalement en raison des coûts d'éducation et de la complexité des opérations.

Résumé

Dans le cadre de l'architecture PBS, l'introduction de MEV-BOOST amène les Builders et les Searchers à collaborer, ce qui entraîne une tendance à la centralisation à chaque étape et soulève des problèmes de confiance multipartite, en contradiction avec la vision de décentralisation d'Ethereum. La communauté Ethereum discute actuellement de trois propositions :

1. Technologie SUAVE : augmenter la transparence des transactions, réduire le seuil de confiance des Searchers envers les Builders.

2. PBS consacré : intégrer PBS au niveau du protocole, éliminer la dépendance à Relayer.

3. AVS décentralisé : comme SSV, Lido a déjà collaboré avec eux.

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État actuel de l'MEV

Actuellement, les principaux MEV sur la chaîne sont l'arbitrage, les attaques sandwich et les liquidations. Les profits d'arbitrage sont les plus élevés, avec des bots MEV réalisant un profit de 2,6 millions de dollars au cours des 30 derniers jours. Le profit moyen par attaque sandwich est de 0,8 dollar, avec un profit total d'environ 880 000 dollars au cours des 30 derniers jours.

Les effets positifs de l'MEV incluent la réduction des écarts de prix sur les DEX et l'assistance à la liquidation ; les impacts négatifs sont principalement les pertes dues aux transactions intermédiaires des utilisateurs. À court terme, l'augmentation des activités d'MEV entraînera une hausse des frais de Gas, impactant l'expérience utilisateur.

Le processus de migration de l'architecture Layer2 a également engendré des problèmes de MEV inter-chaînes. L'abstraction de compte et le nouveau type de transaction introduits par l'EIP-4337 auront un impact significatif sur le paysage du MEV.

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Complexité potentielle de MEV dans la conception de l'architecture Layer2

Les futures activités d'arbitrage à grande échelle sur la chaîne se tourneront vers des MEV multichaînes et plus complexes. Les Layer 2 se concentrent principalement sur l'amélioration des ordonneurs, et les ponts interchaînes sont des produits indispensables. Les chercheurs peuvent aider à atténuer la fragmentation de la liquidité entre les Layer 2, mais l'expérience et la sécurité des ponts interchaînes doivent encore être améliorées.

) Le MEV potentiel de l'EIP-4337

EIP-4337 introduit l'abstraction des comptes et un nouveau type de transaction appelé User Operation. Le Bundler est similaire au Builder et peut collaborer avec le Searcher pour réorganiser les User Operations afin d'obtenir du MEV. Les spécifications des User Operations peuvent varier d'une chaîne à l'autre, augmentant ainsi le seuil technique du MEV inter-chaînes.

Directions d'exploration pour atténuer l'MEV

Ethereum envisage d'utiliser le protocole e-PBS pour des améliorations au niveau du protocole, afin d'éviter de dépendre du Relayer mevboost de tiers. Actuellement, le MEV est difficile à résoudre fondamentalement, il s'agit plutôt d'atténuer les effets négatifs et d'améliorer les effets positifs. Principales directions d'exploration : niveau de protocole, niveau d'application, mécanisme d'enchères.

SUAVE

SUAVE vise à améliorer les impacts négatifs de la MEV, en guidant la décentralisation et la transparence de la MEV. En construisant une nouvelle blockchain SUAVE, une machine virtuelle MEVM intégrée exécute des contrats intelligents EVM. Cela réduit le seuil de création des applications MEV, améliore la concurrence entre les mécanismes et apporte décentralisation et transparence.

OFA

OFA( commande enchères infructueuses ) amélioration du mécanisme d'enchères. L'initiateur de la commande envoie la commande à OFA, OFA divulgue sélectivement des informations. Les enchérisseurs enchérissent pour obtenir des informations sur le flux des commandes et fournissent un prix de paiement. Le flux de commandes privées n'est visible que par les enchérisseurs, introduisant une concurrence de marché qui rend le MEV plus transparent et réduit les pertes des utilisateurs.

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) Pool de trading privé crypté

Le schéma de cryptage du pool de trading privé comprend MPC, TSS, VDF, ZKP, chacun ayant ses avantages et ses inconvénients. Les projets à surveiller incluent Shutter Network utilisant TSS et Automate Network utilisant MPC et ZKP.

Billets d'exécution

La proposition d'amélioration de la couche de consensus de Justin introduit le marché des Tickets. Obtenir un Ticket permet de proposer l'exécution de blocs dans des périodes futures. Les blocs sont divisés en deux types : blocs d'exécution et blocs de proposition, les blocs d'exécution nécessitant un Ticket. Ce mécanisme augmente la pression de déflation sur l'ETH, mais pourrait engendrer de multiples problèmes de MEV, sans résoudre le problème des attaques MEV sur les utilisateurs.

e-PBS

e-PBS(enshrined PBS) a intégré PBS au niveau de consensus, ne dépendant plus des solutions tierces. L'objectif est de réaliser un PBS à confiance minimale, en capturant et en distribuant le MEV par des mécanismes internes au protocole. Éliminer le rôle de Relayer, le Builder enchérissant auprès du Proposer pour écrire le code de la couche de consensus.

Introduire le PTC###Payload-Timeliness Committee( supervise le Builder pour publier le payload à temps. Un bloc complet est constitué d'un CL Block vide et d'un Payload assemblé. e-PBS a résolu le problème d'enchères transparentes sans tiers de confiance, en séparant la couche de consensus et la couche d'exécution, ce qui améliore l'efficacité. Cependant, certaines questions restent à discuter.

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) PEPC

Le composant AVS PEPC( proposé par EigenLayer, vise à résoudre le problème de confiance des Relayers. Il exige que le Proposer soumette un bloc CL accompagné d'une signature PEPC, qui sera vérifiée par le Builder avant l'exécution de la charge, introduisant ainsi un mécanisme de confiance dans le protocole.

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