BOT:详解以太坊合并后带来的 MEV 新问题

最大提取值/矿工提取值，简称MEV，是一种在区块构建过程中通过优化交易顺序从中获利的手段。通常，无论牛熊矿工和搜索者能从MEV活动中攫取利润。MEV来源市场于信息的不对称。为了缓解信息不对称和减少MEV的负外部性，行业出现了许多创新，其中包括Flashbots。vxhuang33868

迄今为止，超过6.5亿美元的MEV是通过Flashbots提取的，而且这个数字还在增长。然而，下图显示，MEV仍然是矿工的游戏，因为他们攫取的利润占MEV总量的三分之二。weibo小新投资笔记

对于当前的以太坊生态来说，MEV存在许多问题。随着即将到来的升级，这些问题将延续甚至带来新问题。本文中，我将探讨合并前后以太坊的MEV问题并寻求解决这些问题的潜在解决方案。在深入研究之前，让我们先回顾一下当前如何提取MEV。

MEV是如何提取的？

如前所述，MEV目前主要由矿工和搜索者进行提取。这两者在有关工作设计上有不同，我稍后将深入探讨；但两者都从内存池中寻找MEV机会。他们在正确的位置中插入交易以提取预期的MEV。以下是一些流行的MEV策略：套利、清算、抢先交易、三明治攻击和反向交易。它们对以太坊的可用性有不同程度的影响。有些甚至可能构成生存风险，这将在后面讨论。

1.1简要说明MEV如何为Flashbots工作公众号贝尔投研小新

OKX Ventures宣布投资基于zkRollup的Layer2网络 Taiko:6月8日消息，OKX Ventures 宣布投资基于 zkRollup 的 Layer2 网络 Taiko，Taiko 可以使开发者和用户能够安全地体验以太坊，交易费用更低，而且不需要考虑任何变化。

OKX Ventures 创始人 Dora 表示，Taiko 构建的 zk-EVM 属于 Type1 梯队，即完全的以太坊等效性，是当前 zkEVM 领域最具潜力的项目，也是以太坊创始人 Vitalik Buterin 在推特中点名的 ZK-EVM 五大选手之一[2023/6/9 21:24:57]

Flashbots有三个主要组件：搜索者、中继器和矿工。搜索者所扮演的角色是出于套利、清算、抢先交易、隐私、MEV保护等原因提交交易的人。中继器是矿工和搜索者之间的中间件，它验证从搜索者那里收到的捆绑交易并将推送给Flashbots矿工。中继器至关重要，因为它们在处理交易包方面提供了灵活性，并防止了对矿工的DOS攻击。矿工运行的mev-geth是一个特定于flashbots的拍卖机制，它使用第一价格对于区块进行秘密竞投。参与flashbots的矿工参与是需经过许可的，并且主要由受信任的实体运营。

1.2非flashbots矿工进行MEV工作的简要说明

AI Meta Club治理代币AMC首日交易量突破1500万美元:据官方消息，AI 元宇宙项目AI Meta Club 治理代币 AMC 于北京时间 5月26日15:00 在 Poloniex 上线，据Poloniex交易数据展示，AMC 首日交易量达1578万美元，占Poloniex交易量榜首。

据悉，AI Meta Club 是首个实现 AI 文字生成图片的 Web3 项目。之前因通过AI仿声，AI图片生成、AI作曲等多项技术结合，为马斯克前女友 Grimes 生成歌曲而知名。[2023/5/27 9:46:12]

另一方面，普通矿工可以访问内存池中的交易，该交易汇总了等待处理的未提交交易。有些人也可能直接接受来自用户的私人交易，而不通过内存池；这相当普遍——超过85%MEV是使用发送给矿工的私人交易提取的，其中50%来自flahsbots。矿工按照gas费顺序对这些交易进行排序，并在MEV机会出现时插入他们自己的交易。

当前的MEV格局存在哪些问题？

由于PGA和矿工的控制，MEV尤其是一些恶意的MEV，可能会侵蚀网络的可用性。所引发的问题包括：高gas费、交易失败和网络拥塞。

如前所述，MEV策略中有些可能是良性的，例如套利和清算；但其他可能是恶意的，例如三明治攻击和抢先交易。恶意的MEV策略会给用户带来额外的成本使市场失效，甚至可能在矿工争夺MEV时导致网络拥塞。因此，网络的可用性将受到影响。用户也会碰到更高的滑点、不断出价Gas费用高企以及交易延迟处理等问题。

Azuki地板价升至7.1ETH，24小时涨幅4.87%:8月25日消息，据NFTGo数据显示，NFT项目Azuki地板价回升至7.1ETH，24小时涨幅4.87%。[2022/8/25 12:47:47]

除了网络可用性之外，一些MEV策略可能会给网络带来生存风险。Time-bandit攻击会导致链分叉以重新排序第N个块中的交易。当跨区块的MEV的经济激励超过N+1区块的区块奖励时，矿工会执行Time-bandit攻击。通常拥有整个网络哈希率10%以上的顶级矿工会通过分叉来尝试提取跨区块MEV,这将导致区块链的严重不稳定。由于这些攻击只能由大型矿工进行，例如F2Pool和Ethermine等，这显示了与集中、导致单个实体对整个网络控制所带来的中心化风险。

矿工对交易订单的控制也导致了另一个大问题：交易审查。这个概念很简单：区块中不会包含受害者交易。审查制度起初似乎无害，但在某些情况下可能对dApp造成灾难性影响。假设一个算法稳定币需要通过出售大量国库资产来进行重新锚定，但如果矿工发起攻击以审查出售的资产会发生什么？这种审查制度会导致挂钩的目标资产的死亡螺旋。虽然这些攻击可能不会对网络构成生存方面的威胁，但可能会导致链上生态的大规模萎缩。

我上面提到的所有问题不仅限于以太坊主网。除了隐私类Rollup，其他Rollup只要具备交易可公开查看的排序器，也将受到此类恶意MEV策略的影响。由于适当的排序是网络稳定性的关键组成部分，对于Rollup更是如此，许多人提出并讨论了一些可能的解决方案。这仍然是一个积极研究的领域，但我将介绍一些似乎已经引起关注的建议。

日本经济产业省成立Web3政策办公室:7月26日消息，日本经济产业省（METI）在大臣秘书处开设自己的Web3政策办公室。新办公室致力于将负责产业金融、税务、公司制度的部门以及处理媒体和内容、体育、时尚和其他娱乐行业的部门聚集在一起，加强审查与Web3相关的商业环境问题的框架。“鉴于一些从事Web3相关业务的企业家正在离开日本前往海外寻找机会，因此需要加快在日本发展商业环境的步伐。”

根据新闻稿，为Web3发展商业环境还将包括制定政策。因此，“Web3政策办公室”可能不仅仅是一个咨询机构。（Cointelegraph）[2022/7/26 2:38:45]

2.1Optimism的MEV拍卖，又名MEVA

MEVA是Optimism首席技术官KarlFloersch提出的一种解决方案，旨在减少投标造成的网络拥塞。MEVA允许赢得拍卖的人管理当天的排序。这是减少投标活动的一个相当简单而直接的办法，但它也有明显的缺点。由于MEV是由中标者收获，其他排序器本应获得的挖K收益将由用户补上，这会导致用户的成本更高。此外，MEVA会鼓励排序网络的中心化，因为较小的排序器试图与更大的合作，从而形成较为中心化的共识。

2.2Chainlink的公平排序服务，又名FSS

FSS试图通过在内存池和中继合约SCON之间插入一个预言机网络来解决排序公平性。预言机网络将从内存池中获取交易，并按照交易进入内存池的顺序对它们进行排序。这一系列交易随后将被发送回内存池，然后发送到中继合约以提交到网络。这将是一种更可靠的机制来提供排序公平性，并且与现有的共识架构具有高度的兼容性。但是，这也会引入预言机串通的风险，并可能增加用户成本，因为对预言机提供者的激励可能会产生额外费用。

高端房地产经纪公司Vietnam Homes接受比特币支付:6月20日消息，高端房地产经纪公司Vietnam Homes现接受比特币支付。据悉，Vietnam Homes是越南第一家接受比特币支付的公司。（Bitcoin Magazine）[2022/6/21 4:41:06]

2.3阈值加密

一些项目尝试使用阈值加密，其中私钥分布在矿工之间，并且需要超过一定阈值数量的矿工才能解密。这允许在达成共识之前对交易进行加密。该解决方案为交易提供了强大的隐私性，并有可能消除大量的MEV。但是，它也引入了复杂的验证程序，需要大量的矿工，这方法可能行不通。

2.4交易顺序随机化

交易顺序的随机化是缓解MEV的另一种方法。矿工将首先挑选一批将被提交的交易。然后，基于当前和前一个区块的哈希值，矿工将收到一个随机排列，按批处理的排序将基于排列执行。因为需要提交多个交易束才有机率提取预期的MEV；这种机制可以减少MEV，也可能增加执行MEV的成本。在这种情况下，随着交易成本的增加，MEV概率将增加。

2.5对当前解决方案和问题的一些思考

目前提出的解决方案通过各种方式来最小化MEV。然而，我认为有选择地最小化MEV是至关重要的。例如，如果实施了随机化或阈值加密，那么动机良好的MEV无法被执行，因为在经济上是不可行的。因此，MEV不可全有或全无，而应在在设计上选择性减小MEV带来的影响。

合并后以太坊PBS和MEV问题

最后，是时候谈谈合并后以太坊的MEV问题了。这就是我最初开始考虑写这篇文章的确切原因；以太坊的合并后共识存在问题。在深入探讨之前，让我详细说明一下以太坊升级与MEV有关的问题；ProposerBuilderSeparation。

3.1什么是PBS？为什么以太坊需要它？

PBS是指将传统矿工分成两个不同的派别，提议者和建设者。建设者将负责创建区块，提议者将负责在不知道块内容的情况下对块进行竞标。这种预先确认隐私的区块将提供保护，以防止矿工窃取MEV，这从本质上否定了矿工对区块排序任务的权限。这也可以减少交易审查，因为提议者更难与建设者协调以阻止受害者交易。有关其背后理论的更多详细信息，请查看Vitalik的提案。

对提议者和建设者的经济激励也将是使PBS可行的关键设计。提议者将同时获得燃料费和提议者费用，这是建设者MEV的一定百分比，而建设者将拥有大部分MEV利润。有了这样的激励计划，提议者将在现有APY基础上增加5%；理论上，除了ETH的质押奖励，建设者可以在不窃取MEV的情况下竞争MEV分成比例。

3.2那么问题是什么？

开发者网络主要存在中心化风险。随着PBS的引入，大多数矿工转为持有质押ETH的提议者。而只有一部分能够很好地执行MEV的玩家会成为建设者，因着区块优化的奖励。此外，MEV本质上是一种竞争格局，与单纯的矿工相比，合并后的进入门槛更高。据报道，2022年第一季度，以太坊验证者数量约为34万，其中一些进行了MEV。至于flashbots数据，搜索者数量约为56k，但其每月活跃搜索者仅为9k。鉴于只有一部分矿工真正具备MEV能力。一些flashbots搜索者会成为建设者。以太坊很有可能合并后的提议者将明显多于建设着，这会给共识网络带来中心化风险。

此外，建设者之间将竞争以最好地优化区块。极有可能少数经验丰富的MEV搜索者/矿工将占主导地位，他们的区块更有可能被提交，因为他们有能力支付更高的提议费用。这种无人看管的中心化风险可能导致共识安全不稳定，这将侵蚀网络的去中心化、无许可和中立性。

3.3有什么解决方案吗？

目前，据我所知，少数玩家正在尝试为这些问题创建解决方案：Flashbots、Blocknative和BloXroute。尽管这些解决方案如何以及是否可以协调工作仍然不确定，但是我们仍能期待潜在的解决方法。

一种方法是为潜在的建设者参与着提供MEVSaaS。他们最大的挑战是不知道进行MEV并从中产生可持续的收入的策略。高门槛可能会阻止很多有兴趣参与的人。因此，SaaS解决方案可以显着降低非搜索者进入这个MEV领域的门槛，扫清共识网络建设者的障碍并拉平学习曲线。

另一种方法将来自基础设施中间件。Flashbots最近开始测试MEV-boost的新功能。这本质上是MEV-geth的PoS版本，验证者/提议者可以开始运行MEV-boost以接受来自建设者和Flashbot的块。这将提高产量，同时通过更多搜索者参与以及竞争来进一步支持网络的去中心化。

总结

MEV曾经是一个不受约束之地，搜索者和矿工之间竞争激烈。然而，竞争已经达到了开始侵蚀网络性能和可用性的程度。在某个时候，人们开始称它为黑暗森林，因为每个人都躲在黑暗中，对于从不知情的用户/交易者手进行价值掠夺。黑暗森林仍然充满了恶意的MEV。许多人提出了解决方案，但大多数人仍在努力选择性地最小化MEV的负外部性。随着PBS的引入，我们遇到另一个主要问题，即开发者网络的中心化。尽管PBS旨在减轻交易审查和矿工中心化，但开发者的中心化很可能会威胁到以太坊的未来。我相信这是一个需要立即解决的问题，以便为以太坊建立一个健康和去中心化的未来。

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