Iluminando a Floresta Escura: Revelando o Véu do MEV

Com o aumento das atividades na cadeia do Ethereum e a evolução da infraestrutura, o MEV tem sido visto como a parte mais perigosa da floresta sombria, afetando diretamente as atividades financeiras e a experiência dos usuários na cadeia. Este artigo tem como objetivo analisar os problemas de centralização e confiança trazidos pelo atual mecanismo a partir da perspectiva do mecanismo de geração de blocos do Ethereum 2.0 e da separação proponente-construtor (PBS), bem como a contradição com os valores de descentralização do Ethereum.

A intensificação do MEV é uma espada de dois gumes, com efeitos positivos incluindo a redução das disparidades de preços em DEX e ajudando na liquidação; os impactos negativos são principalmente os danos causados pelas transações em camadas para os usuários. Portanto, as soluções para o MEV visam mais atenuar os efeitos negativos do que erradicar completamente o problema. Atualmente, existem três tipos principais de medidas: melhorias nos mecanismos de leilão, melhorias na camada de consenso e melhorias na camada de aplicação. Essas soluções afetarão o cenário do MEV em diferentes graus, mas algumas delas não conseguem resolver de forma substancial o problema dos ataques de sanduíche que os usuários enfrentam. É necessário introduzir mais tecnologias de pools de privacidade para proteger a privacidade opcional das transações dos usuários, o que vale a pena tentar em combinação.

O MEV, como um subproduto do design de mecanismos, não pode ser completamente evitado e será ainda mais complexo no futuro. A implementação de novas tipos de transações, como a arquitetura Layer2 e a abstração de contas EIP-4337, trará mais desafios e oportunidades técnicas em relação ao MEV.

Este artigo explora potenciais soluções para mitigar os impactos negativos do MEV e fornece uma compreensão abrangente dos prós e contras das soluções MEV atuais, na esperança de iluminar a "floresta sombria" para usuários e pesquisadores.

Ethereum 2.0

Após a Merge, o Ethereum adota o mecanismo POS para garantir a segurança da rede, e a produção de blocos utiliza a prova de participação. Após a fusão, o Ethereum é dividido em camada de execução e camada de consenso. Cada Epoch é um ciclo POS, contendo 32 Slots de 12 segundos.

O comitê de validadores é selecionado aleatoriamente a cada Epoch, o validador que propõe o bloco é escolhido aleatoriamente dentro do comitê, responsável por empacotar e ordenar transações e gerar blocos, enquanto os outros membros do comitê supervisionam e votam. O comitê é reeleito a cada Epoch. O proponente do bloco implementa a carga de execução (, altera o estado da transação ) e propõe o bloco.

Arquitetura PBS

Os validadores, como proponentes de blocos, muitas vezes carecem de motivação para executar a ordenação de transações Payload(, pois requerem um grande poder computacional. Para resolver este problema, foi proposta a ideia de PBS, que separa a proposta e a construção de blocos. Os proponentes são responsáveis apenas pela validação dos blocos, não participando da construção. Isso promove um mercado aberto, onde os proponentes de blocos podem obter blocos dos construtores. Os construtores competem entre si para construir blocos, oferecendo as taxas mais altas aos proponentes, formando assim um "leilão de blocos".

Modelo de fluxo da primeira leilão PBS: os usuários submetem transações ao Mempool público através do RPC, vários Builders encontram a melhor ordenação de transações para gerar blocos com máxima rentabilidade, interagindo com o Propositor através do Relayer MEV-Boost. O Builder submete uma oferta ao Relayer, que por sua vez submete múltiplos cabeçalhos de bloco e ofertas ao Propositor, que normalmente aceita a oferta mais alta. O Relayer implementa a norma MEVBoost, regulamentando a interação de licitação entre Builders e Propositores. Todo o processo é informações fechadas, o Relayer apenas submete cabeçalhos de bloco ao Propositor, garantindo resistência à censura.

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Tipos de participantes e jogos no PBS

Os principais participantes são Builder, Relayer, Proposer, MEVbot)Searcher(.

) Builder

Os Builders são responsáveis pela construção do conteúdo dos blocos, e a tecnologia MEV-Boost lhes dá uma vantagem nas licitações. Os Builders podem revisar as transações diretamente, o que tem sido amplamente criticado, especialmente após a publicação do OFAC, que levou muitos Builders a participar em conformidade com o OFAC. Embora a proporção de revisão de blocos tenha diminuído recentemente, os Builders continuam a ter um papel direto na revisão das transações.

Atualmente, a beaverbuild.org, que não requer revisão, está gradualmente expandindo sua participação no mercado Builder, tudo orientado para o lucro.

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) Searcher

O Searcher colabora com o Builder para formar um Dark Pool ou Private Pool, as transações do Searcher são visíveis apenas para builders específicos, obtendo assim transações MEV que maximizam o lucro. Teoricamente, o comportamento malicioso do Builder pode levar o Searcher a escolher outros Builders, reduzindo a quota de mercado, portanto, o Builder considerará os custos ocultos de agir de forma maliciosa.

Os Searchers são divididos em duas grandes categorias: arbitragem CEX-DEX### off-chain( e DEX, mezzanine, liquidação) on-chain(. A Wintermute ocupa a primeira posição na arbitragem CEX-DEX. O MEV puramente on-chain apresenta uma tendência de estúdio, com jaredfromsubway.eth detendo 37,2% da quota de mercado, especializado em ataques de sanduíche. Muitos Searchers enviam fluxo de pedidos para os três principais Builders, a fim de manter a influência ecológica.

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) Relayer

Leilão de conjunto de Relayers, submetendo o cabeçalho do bloco e o preço ao Proposer. Após a assinatura do Proposer, o Relayer libera todo o conteúdo da transação. O Relayer, como terceiro sem incentivos econômicos, ganha uma grande confiança, mas existe um risco potencial. Historicamente, ocorreu uma vulnerabilidade no Ultrasound Relayer que levou o Proposer a extrair mais de 20 milhões de dólares em MEV.

A fatia de mercado dos Relayers, a Builder com lucro máximo puro tem aumentado gradualmente desde o Merge, e o controle humano do MEV é difícil de implementar. Os Relayers enfrentam a falta de incentivos econômicos, e a Blocknative saiu dessa direção de pesquisa. Atualmente, depende da norma MEVBoost da Flashbots para construção, enquanto a comunidade Ethereum explora a inclusão do PBS a nível de protocolo.

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) Proposer

O Proposer seleciona aleatoriamente entre os validadores, que têm capacidade para executar cargas de trabalho, mas tendem a terceirizar. Isso pode levar a uma colaboração vertical com o Builder, onde o Relayer do MEV-boost deseja atuar como ponto intermediário para reduzir a comunicação direta. Os pools de mineração e de validadores LSD têm um forte efeito de escala, e o pool de validadores tende a se concentrar.

A Lido detém 28,7% da quota de mercado, seguida pela Coinbase e Ether.fi. No passado, quando o MEV-BOOST PBS não estava em vigor, o Proposer tinha que assumir a tarefa de Builder, mas a maioria desistiu da capacidade de executar a ordenação de transações, optando por externalizar a carga de execução.

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) Utilizador

Os usuários estão em uma posição de desvantagem, e as transações são colocadas no Mempool, tornando-as suscetíveis a lucros obtidos por MEVbots. Mas o MEV também tem efeitos positivos, como a redução do deslizamento e da diferença de preços em DEX. Para evitar serem monitorados, há fornecedores de nós RPC que ajudam os usuários a colocar transações em Mempools não públicas. A OFA### leilão de fluxo de pedidos ( é uma forma inovadora de compensar os usuários pelos lucros de MEV, colaborando com os Searchers.

Atualmente, a proporção de usuários que utilizam fluxo de ordens privadas é de cerca de 10%, principalmente limitada pelos custos de educação e pela complexidade operacional.

Resumo

Sob a arquitetura PBS, após a introdução do MEV-BOOST, Builders e Searchers tendem a colaborar, apresentando uma tendência de centralização em cada etapa, introduzindo questões de confiança múltipla, o que contradiz a visão de descentralização do Ethereum. A comunidade Ethereum está discutindo três propostas:

1. Tecnologia SUAVE: aumentar a transparência das transações, reduzir o limiar de confiança do Searcher para o Builder.

2. PBS consagrado: Integrar PBS no nível do protocolo, eliminando a dependência do Relayer.

3. AVS descentralizado: como SSV, a Lido já colaborou com eles.

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Estado atual do MEV

Atualmente, os principais MEV on-chain são arbitragem, ataques de sanduíche e liquidações. O lucro da arbitragem é o maior, com bots MEV obtendo 2,6 milhões de dólares em lucro nos últimos 30 dias. O lucro médio de um ataque de sanduíche por transação é de 0,8 dólares, com um lucro total de cerca de 880 mil dólares nos últimos 30 dias.

Os efeitos positivos do MEV incluem a redução da diferença de preços em DEX e a assistência na liquidação; os impactos negativos são principalmente as perdas de negociação entre usuários. Aumento das atividades de MEV a curto prazo pode levar a um aumento nas taxas de Gas, afetando a experiência do usuário.

Durante o processo de transferência da arquitetura Layer2, surgiram também problemas de MEV cross-chain. A abstração de contas e os novos tipos de transações introduzidos pelo EIP-4337 terão um impacto significativo no panorama do MEV.

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A complexidade potencial do MEV no design da arquitetura Layer2

No futuro, as atividades de arbitragem em grande escala na cadeia se moverão para MEV complexo e multifacetado entre cadeias. O Layer 2 foca principalmente na melhoria dos ordenadores, e as pontes entre cadeias são produtos essenciais. Os Searchers podem ajudar a mitigar a fragmentação da liquidez entre o Layer 2, mas a experiência e a segurança das pontes entre cadeias ainda precisam ser aprimoradas.

) Potencial MEV do EIP-4337

O EIP-4337 introduz a abstração de contas e um novo tipo de transação chamado User Operation. O Bundler é semelhante ao Builder e pode colaborar com o Searcher para reordenar o User Operation e obter MEV. As especificações do User Operation podem ser diferentes em diferentes blockchains, aumentando a barreira técnica para o MEV entre cadeias.

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Direções de Exploração para Mitigação de MEV

O Ethereum está a considerar a utilização de melhorias a nível de protocolo e-PBS para evitar a dependência do Relayer do mevboost de terceiros. Atualmente, o MEV é difícil de resolver fundamentalmente, sendo mais uma questão de mitigar os efeitos negativos e aumentar os efeitos positivos. As principais direções de exploração incluem: a nível de protocolo, a nível de aplicação e mecanismos de leilão.

) SUAVE

SUAVE visa melhorar o impacto negativo do MEV, orientando o MEV para a descentralização e transparência. Ao construir uma nova blockchain SUAVE, uma máquina virtual MEVM está integrada para executar contratos inteligentes EVM. Reduzir a barreira de entrada para a criação de aplicações MEV, aumentar a competição entre mecanismos e trazer descentralização e transparência.

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) OFA

OFA### leilão de fluxo de pedidos não concluído ( mecanismo de leilão melhorado. O iniciador do pedido envia o pedido para a OFA, a OFA divulga informações de forma seletiva. Os licitantes fazem lances para obter informações de fluxo de pedidos e oferecem um preço de pagamento. O fluxo de pedidos privado é visível apenas para os licitantes, introduzindo competição de mercado que torna o MEV mais transparente, reduzindo as perdas dos usuários.

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) Pool de Negociação Privada Cripto

O esquema de criptografia do pool de negociação privado inclui MPC, TSS, VDF, ZKP, etc., cada um com suas vantagens e desvantagens. Projetos a serem destacados incluem a Shutter Network que utiliza TSS e a Automate Network que utiliza MPC e ZKP.

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) Bilhetes de Execução

A proposta de melhoria da camada de consenso apresentada por Justin introduz o mercado de Tickets. Obter um Ticket permite propor a execução de blocos em períodos futuros. Os blocos são divididos em dois tipos: blocos de execução e blocos de proposta, sendo que os blocos de execução necessitam de um Ticket. Este mecanismo aumenta a pressão deflacionária sobre o ETH, mas pode gerar múltiplos problemas de MEV, sem resolver ainda o problema dos ataques MEV aos usuários.

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) e-PBS

e-PBS###consagrado PBS(incorpora PBS ao nível de consenso, não dependendo mais de soluções de terceiros. O objetivo é alcançar um PBS com minimização de confiança, capturando e alocando MEV através de mecanismos internos do protocolo. Eliminar o papel de Relayer, Builder faz lances para Proposer para escrever código na camada de consenso.

Introduzir o PTC)Payload-Timeliness Committee( para supervisionar os Builders na publicação oportuna do payload. Blocos completos são montados a partir de um CL Block vazio e Payload. O e-PBS resolve a questão de leilões transparentes sem a necessidade de confiar em terceiros, separando as camadas de consenso e execução, aumentando a eficiência. No entanto, ainda existem algumas questões a serem discutidas.

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) PEPC

O componente AVS PEPC### proposto pela EigenLayer, que estabelece compromissos de proponente impostos por protocolo (, visa resolver o problema de confiança dos Relayers. Exige que o Proponente anexe uma assinatura PEPC ao submeter um bloco CL, que o Builder valida antes de executar a carga, introduzindo um mecanismo de confiança dentro do protocolo.

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