闇の森を照らす: MEVの神秘のベールを剥がす

イーサリアムチェーン上の活動が急増し、インフラが進化する中で、MEVは常に暗い森で最も危険な部分と見なされ、ユーザーのオンチェーン金融活動や体験に直接影響を与えています。本稿では、Ethereum 2.0のブロック生成メカニズムと提案者-ビルダー分離(PBS)の観点から、現在のメカニズムがもたらす中央集権化と信頼の問題、およびイーサリアムの非中央集権的価値観との矛盾を分析します。

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MEVの加劇は二律背反の剣であり、正の効果にはDEX価格差の減少や清算への支援が含まれますが、負の影響は主にユーザーのサンドイッチ取引への損害です。したがって、MEVの解決策は主に負の影響を軽減することに焦点を当てており、根絶することではありません。現在、主に三つの種類の対策があります: オークションメカニズムの改良、コンセンサスレイヤーの改良、アプリケーションレイヤーの改良です。これらの提案はMEVの構造にさまざまな程度で影響を与えますが、一部の提案はユーザーが直面するサンドイッチ攻撃の問題を実質的に解決することはできません。ユーザーの取引の選択的プライバシーを保護するために、より多くのプライバシープール技術を導入する必要があり、試してみる価値があります。

MEVはメカニズム設計の副産物として完全には回避できず、今後はさらに複雑になるでしょう。Layer2アーキテクチャやEIP-4337アカウント抽象などの新しい取引タイプの実装は、より多くのMEVに関する技術的な課題と機会をもたらします。

この記事では、MEVの悪影響を軽減するための潜在的なソリューションについて探討し、現在のMEVソリューションの利点と欠点について包括的に理解することを目指し、ユーザーと研究者に「暗黒の森」を照らすことを希望しています。

イーサリアム2.0

The Merge後、イーサリアムはPOSメカニズムを採用してネットワークの安全性を確保し、ブロック生成はステーク証明を使用します。合併後のイーサリアムは実行層とコンセンサス層に分かれます。各Epochは1つのPOS周期で、32の12秒のSlotを含みます。

バリデーター委員会は各エポックでランダムに選出され、提案されたブロックのバリデーターは委員会の中からランダムに選ばれ、取引をパッキングして順序を付け、ブロックを生成する責任があります。他の委員会メンバーは監視して投票します。委員会は各エポックの後に再選出されます。ブロック提案者は実行負荷(の取引状態変更)とブロック提案を実施します。

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PBSアーキテクチャ

バリデーターはブロック提案者として、Payload(の順序実行取引)を実行する動機がしばしば欠けています。それは大量の計算が必要だからです。この問題を解決するために、PBSの概念が提案され、ブロック提案と構築が分離されました。提案者はブロックの検証のみを担当し、構築には関与しません。これにより、オープンマーケットが促進され、ブロック提案者は構築者からブロックを取得できます。構築者は互いに競争してブロックを構築し、提案者に最高の手数料を提供し、「ブロックオークション」を形成します。

PBSの密封された第一オークションモデルの流れ: ユーザーはRPCを通じて取引を公開Mempoolに提出し、複数のBuilderが最適な取引順序を見つけて利益を最大化するブロックを生成し、MEV-Boost RelayerとProposerと相互作用します。BuilderはRelayerにオファーを提出し、RelayerはProposerに複数のブロックヘッダーとオファーを提出します。Proposerは通常、最高のオファーを採用します。RelayerはMEVBoost規範を実現し、BuilderとProposerの入札相互作用を規範化します。全体のプロセスは情報が密閉されており、RelayerはProposerにブロックヘッダーのみを提出し、検閲耐性を保証します。

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PBSにおける各種参加者とゲーム理論

主なプレーヤーは、Builder、Relayer、Proposer、MEVbot(Searcher)です。

ビルダー

ビルダーはブロックの内容を構築する責任があり、MEV-Boost技術により入札で優位性を持つことができます。ビルダーは直接取引を審査することができ、これは特にOFACが発表した後、多くのビルダーがOFAC準拠に参加したため、常に批判されてきました。最近、ブロックの審査割合は減少していますが、ビルダーは取引の審査において依然として直接的な影響を持っています。

現在、Builder市場のシェアにおいて、審査不要のbeaverbuild.orgは徐々に拡大しており、すべてが利益志向です。

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サーチャー

SearcherはBuilderと協力してダークプールまたはプライベートプールを形成し、Searcherトランザクションは特定のビルダーにのみ表示され、利益を最大化するMEVトランザクションを取得できます。 理論的には、ビルダーはサーチャーに他のビルダーを選択させ、市場シェアを減らすため、ビルダーはビルダーの隠れたコストを考慮します。

SearcherはCEX-DEX(オフチェーン)アービトラージとDEX、メザニン、清算(オンチェーン)の2つの大きなカテゴリに分かれます。WintermuteはCEX-DEXアービトラージの第一位を占めています。純粋なオンチェーンMEVはスタジオ化の傾向を示しており、jaredfromsubway.ethは市場シェアの37.2%を占め、サンドイッチ攻撃に特化しています。多くのSearcherはエコシステムの影響力を維持するために、最初の3名のBuilderに注文フローを送信します。

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リレイヤー

Relayerの集合入札は、Proposerにブロックヘッダーと価格を提出します。Proposerが署名した後、Relayerはすべての取引内容を解放します。Relayerは経済的インセンティブのない第三者として大きな信頼を受けており、潜在的なリスクが存在します。歴史的には、Ultrasound Relayerの脆弱性によりProposerが2000万ドル以上のMEVを引き出す事件が発生しました。

Relayer市場シェアにおいて、純MAX ProfitのBuilderの割合はMerge後に徐々に拡大しており、人為的にMEVを制御することは難しい。Relayerは経済的なインセンティブの問題に直面しており、Blocknativeはこの方向での研究開発から撤退した。現在、FlashbotsのMEVBoost規範に依存して構築されており、イーサリアムコミュニティはPBSをプロトコルレベルに組み込むことを探求している。

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プロポーザー

Proposerは、検証者の中からランダムに選択し、実行負荷能力を持っていますが、アウトソーシングを好みます。これはBuilderとの垂直的な協力を容易にし、MEV-boostのRelayerは直接のコミュニケーションを減らすための中間点として機能したいと考えています。マイニングプールとLSD検証者プールは強い規模の効果を持ち、検証者プールは集中化の傾向を示しています。

Lidoは28.7%の市場シェアを占め、CoinbaseとEther.fiがそれに続きます。過去にMEV-BOOST PBSが実施されていなかった時、ProposerはBuilderのタスクを担当する必要がありましたが、大多数は取引の並び替え実行能力を放棄し、実行負荷を外注することになりました。

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ユーザー

ユーザーは最も弱い立場にあり、取引はMempoolに放置され、MEVボットに利益を得られやすい。しかし、MEVにはDEXのスリッページや価格差を軽減するなどの良い面もある。監視を避けるために、RPCノードプロバイダーがユーザーの取引を公開されていないMempoolに配置する手助けを行う。OFA(のオーダーフローオークション)は、Searcherと協力してユーザーにMEV利益を補償する新しい方法である。

現在、プライベートオーダーフローを使用しているユーザーの割合は約10%で、主に教育コストと操作の複雑さに制限されています。

まとめ

PBSアーキテクチャの下、MEV-BOOSTの導入後、BuilderとSearcherは協力傾向にあり、各段階で集中化の傾向が見られ、多くの信頼問題が導入されており、イーサリアムの非中央集権のビジョンに反しています。イーサリアムコミュニティは3つの提案について議論しています:

1. SUAVEテクノロジー:トランザクションの透明性を高め、BuilderのSearcherの信頼しきい値を下げます。

2. エンシュラインドPBS: PBSをプロトコルレベルに組み込み、リレイヤーへの依存を排除します。

3. 分散型AVS: SSVなど、Lidoはその協力を得ています。

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MEVの現状

現在、オンチェーンの主要なMEVはアービトラージ、サンドイッチ攻撃、清算などです。アービトラージの利益が最も大きく、過去30日間でMEVボットは260万ドルの利益を得ました。単一のサンドイッチ攻撃の平均利益は0.8ドルで、過去30日間の総利益は約88万ドルです。

MEVの正の効果には、DEXの価格差を縮小し、清算を助けることが含まれます。負の影響は主にユーザーのスリッページによる損失です。短期的にMEV活動が増加すると、Gas料金が上昇し、ユーザーエクスペリエンスに影響を与えます。

Layer2アーキテクチャの移行過程でクロスチェーンMEV問題も派生しています。EIP-4337が導入したアカウント抽象と新しい取引タイプは、MEVの状況に大きな影響を与えます。

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Layer2アーキテクチャ設計における潜在的なMEVの複雑性

将来的に大規模なオンチェーンアービトラージ活動は、より複雑なマルチチェーンクロスチェーンMEVに移行します。Layer2は主にソーターの改善を目指しており、クロスチェーンブリッジは必須の製品です。サーチャーはLayer2間の断片的流動性を緩和するのに役立ちますが、クロスチェーンブリッジの体験と安全性はまだ改善の余地があります。

EIP-4337の###潜在的なMEV

EIP-4337はアカウント抽象化と新しいトランザクションタイプであるUser Operationを導入します。BundlerはBuilderに似ており、Searcherと協力してUser Operationを再配置してMEVを取得することができます。異なるチェーン上のUser Operationの仕様は異なる可能性があり、クロスチェーンMEVの技術的ハードルが増加します。

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MEVは探査の方向を遅らせる

イーサリアムは、第三者のmevboostリレイヤーに依存しないe-PBSプロトコルレベルの改善を検討しています。現在のMEVは根本的に解決することが難しく、主にネガティブな影響を軽減し、ポジティブな効果を強化することに焦点を当てています。主な探索方向は、プロトコルレベル、アプリケーションレベル、オークションメカニズムです。

スワーヴ

SUAVEはMEVの負の影響を改善し、MEVの分散化と透明性を促進することを目的としています。新しいブロックチェーンSUAVEを構築することで、内蔵のMEVM仮想マシンがEVMスマートコントラクトを実行します。MEVアプリケーションの作成ハードルを下げ、メカニズム間の競争を高め、分散化と透明性をもたらします。

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OFA

OFA(オーダーフローオークション)改善されたオークションメカニズム。オーダーの発起人はオーダーをOFAに送信し、OFAは情報を選択的に開示する。入札者は入札を行い、オーダーフロー情報を取得し、支払い価格を提供する。プライベートオーダーフローは入札者のみが見え、市場競争を導入することでMEVをより透明にし、ユーザーの損失を減少させる。

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プライベート取引所の暗号

プライベートトレーディングプールの暗号化スキームには、MPC、TSS、VDF、ZKPなどがあり、それぞれに長所と短所があります。注目すべきプロジェクトには、TSSを使用したShutter Networkと、MPCおよびZKPを使用したAutomate Networkがあります。

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実行チケット

ジャスティンが提案したコンセンサス層の改善案では、チケット市場が導入されます。チケットを取得することで、将来の期間にブロックの実行を提案できます。ブロックは実行ブロックと提案ブロックの2種類に分かれ、実行ブロックにはチケットが必要です。このメカニズムはETHのデフレ圧力を増加させますが、複数のMEV問題を引き起こす可能性があり、ユーザーのMEV攻撃問題は未解決のままです。

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e-PBSの

e-PBS(によりPBS)はコンセンサスレベルに組み込まれ、もはや第三者ソリューションに依存しません。目標は信頼最小化のPBSを実現し、プロトコル内のメカニズムでMEVを捕捉し分配することです。リレイヤーの役割を排除し、ビルダーが提案者にコンセンサスレイヤーコードの入札を行います。

PTC(ペイロード-タイムリネス委員会)がビルダーにペイロードをタイムリーにリリースさせることを監視します。完全なブロックは空のCLブロックとペイロードで構成されています。e-PBSは、信頼できる第三者を必要としない透明なオークションスキームを解決し、コンセンサス層と実行層を分離して効率を向上させました。しかし、まだいくつかの議論すべき問題があります。

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PEPC

EigenLayerによって提案されたAVSコンポーネントPEPC(プロトコル強制提案commitments)は、Relayerの信頼の問題を解決することを目的としています。 提案者はPEPC署名を使用してCLブロックを送信する必要があり、Builderはペイロードを実行する前にそれを検証し、プロトコル内に信頼メカニズムを導入します。

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