Autor: Delta Blockchain Fund; Übersetzung: Golden Finance xiaozou
1. Vorwort
Obwohl die Blockchain-Technologie revolutionär ist, bringt sie aufgrund einiger Nuancen auch Herausforderungen für Systeme und Ökosysteme in verschiedenen Bereichen mit sich. In einer Blockchain fungieren Miner und Validatoren als Sicherheitsunterstützer, um Transaktionen zu bestätigen und die Kette zu sichern. Dies bedeutet, dass sie auch unabhängige Parteien sind, die in der Lage sind, Transaktionen in einem bestimmten Block zu ihrem eigenen Vorteil neu zu ordnen.
Der Maximum Extractable Value (auch bekannt als Miner Extractable Value), kurz MEV, bezieht sich auf den maximalen Gewinn, den ein Blockproduzent durch das Anordnen, Hinzufügen oder Entfernen von Transaktionen innerhalb der von ihm produzierten Blöcke erzielen kann. Die Belohnungen ergeben sich hauptsächlich aus dem einseitigen Ausschließen, Einschließen oder Neuordnen von Transaktionen innerhalb eines Blocks. Obwohl er „Maximum Extractable Value“ genannt wird, gilt er nicht nur für PoW-Ketten, sondern auch für Validatoren in PoS-Ketten. Ziel dieses Artikels ist es, eine umfassende Analyse von MEV bereitzustellen und seine Ursprünge, seine Auswirkungen auf verschiedene Blockchain-Netzwerke und die Strategien verschiedener Akteure im Blockchain-Ökosystem zur Ausnutzung oder Reduzierung von MEV zu untersuchen.
2. Geschichte und Theorie
(1) Geschichte
Der erste dokumentierte Fall von MEV tauchte 2014 auf der Ethereum-Blockchain auf und wurde von einem Programmierer entdeckt. Er war von der Technologie fasziniert und hoffnungsvoll, bis er einen schwerwiegenden Fehler im System erkannte – die autonome Natur von Validatoren und Minern, die es ihnen ermöglichte, ahnungslosen Benutzern Mehrwert zu bieten.
Im Jahr 2019 veröffentlichte ein Forscherteam von Chainlink Labs einen Artikel mit dem Titel „Flash Boys 2.0“, in dem betont wurde, dass MEV keine theoretische Praxis, sondern eine Funktion ist, die von weit verbreiteten Protokollen direkt ausgenutzt wird.
(2) Theorie
Blockchain wurde ursprünglich entwickelt, um durch ein dezentrales Netzwerk von Maschinen, sogenannten Blockproduzenten, gesichert zu werden. Zu diesen Blockproduzenten gehören Validatoren und Miner, die die Rolle der Bestätigung von Transaktionen in einem unveränderlichen Distributed-Ledger-System übernehmen. Sie fassen ausstehende Transaktionen zu einem Block zusammen, der anschließend vom Netzwerk überprüft und in das globale System aufgenommen wird.
Zwar gibt es Maßnahmen zum Nachweis, dass alle Transaktionen gültig sind und nicht zweimal erfasst wurden, es gibt jedoch keine Möglichkeit sicherzustellen, dass die Transaktionen in der Reihenfolge vorliegen, in der sie in der Kette veröffentlicht wurden. Aus diesem Grund können Blockproduzenten, wenn sie Transaktionen aus dem Mempool (der Warteschlange ausstehender Transaktionen der Blockchain) auswählen, die Transaktionen mit den höchsten Gebühren priorisieren, bevor sie festgeschrieben werden.
3. Technische Infrastruktur des MEV
Im aktuellen MEV-Ökosystem gibt es Bots und Parteien von Drittanbietern, die Transaktionsgebühren manipulieren, um sicherzustellen, dass ihre Transaktionen bei der Übermittlung von Blöcken Vorrang haben. Dies kann für den durchschnittlichen Benutzer nachteilig sein, da er möglicherweise nicht über die erforderlichen Mittel, Ressourcen oder technischen Fachkenntnisse verfügt, um MEV zu nutzen.
Auf der Seite der Blockproduzenten sind auch Dritte beteiligt, darunter Suchende, Builder und Relayer. Der Sucher „durchsucht“ im Wesentlichen den Speicher ausstehender Transaktionen nach potenziellen MEV-Gewinnmöglichkeiten. Sie bündeln diese Transaktionen und senden sie an die Builder, die den kompletten Block „bauen“ und ihn an die Relayer senden. Relayer (d. h. vertrauenswürdige Aggregatoren vorgeschlagener Blöcke) verifizieren Transaktionen und leiten die profitabelste Transaktion zur Übermittlung an den Validator weiter.
4. Häufige MEV-Angriffe
Wie bereits erwähnt, ist ein MEV-Angriff eine Strategie, die von Minern, Validatoren oder Händlern verwendet wird, um ihre Fähigkeit auszunutzen, Transaktionen innerhalb eines Blocks neu zu ordnen, einzuschließen oder auszuschließen, um ihre Gewinne zu maximieren. Hier sind einige häufige Arten von MEV-Angriffen:
(1) Front-Running-Präventivtransaktion
Dabei beobachtet ein Teilnehmer eine gewinnbringende Transaktion im Mempool und erstellt schnell eine ähnliche Transaktion, jedoch mit einer höheren Gasgebühr. Dies ermutigt Bergleute, ihre Transaktionen überhaupt einzubeziehen, sodass sie von der durch die ursprüngliche Transaktion ausgelösten Preisbewegung profitieren können.
Beispiel: Alice wollte ein Spielzeug kaufen, aber Bob zahlte eine kleine Gebühr, um den Händler zu bestechen, damit dieser seine Transaktion zuerst abwickeln konnte. Am Ende kaufte Bob das Spielzeug erfolgreich.
(2) Back-Running-Trailing-Transaktion
Nachlaufende Transaktionen ähneln Front-Running-Transaktionen, aber anstatt ihre eigenen Transaktionen vor den Transaktionen des Ziels zu platzieren, platziert der Angreifer sie nach den Transaktionen des Ziels. Dies wird typischerweise in Szenarien verwendet, in denen der Angreifer von der durch die ursprüngliche Transaktion ausgelösten Preisbewegung profitieren möchte.
Beispiel: Alice plant, bei einer Auktion auf ein Gemälde zu bieten. Nachdem Bob darauf gewartet hat, dass Alice ein Gebot abgibt, verkauft er schnell genau das gleiche Gemälde in seiner Hand zu dem hohen Preis, den Alice angeboten hat, an die Menschen in seiner Umgebung.
(3)Sandwich-Angriffe Sandwich-Angriffe
Bei dieser Art von Angriff platziert der Angreifer Transaktionen vor und nach der Zieltransaktion. Dies ermöglicht es einem Angreifer, die Token-Preise zu manipulieren, indem er zu einem niedrigen Preis kauft und zu einem hohen Preis verkauft, wodurch die Transaktionen des Ziels im Wesentlichen „sandwiched“ werden.
Zum Beispiel: Alice plant, ein Spielzeug zu kaufen. Bob kaufte das Spielzeug zuerst und erhöhte den Preis des Spielzeugs. Alice kauft es zu diesem hohen Preis, und dann verkauft Bob sein Spielzeug zu diesem hohen Preis, wobei Alices Kauf in der Mitte liegt.
(4) Schiedsgerichtsbarkeit
Diese Angriffe nutzen Preisunterschiede zwischen verschiedenen dezentralen Börsen (DEXs) aus. Ein Angreifer kann Token zu einem niedrigeren Preis auf einem DEX kaufen und sie zu einem höheren Preis auf einem anderen DEX verkaufen.
Zum Beispiel: Bob entdeckt, dass Äpfel in einer anderen Stadt billiger sind. Er kaufte dort Äpfel und verkaufte sie in seiner eigenen Stadt zu einem höheren Preis.
(5) Zeitbanditen-Angriffe Zeitbanditen-Angriff
In Proof-of-Work-Netzwerken führen Miner sogenannte Kettenreorganisationen durch, um zuvor bestätigte Blöcke zu manipulieren. Der Zweck besteht darin, MEV aus Transaktionen zu extrahieren, die im Block enthalten sind. Dies ist nicht nur eine ausgefeiltere Form des MEV-Angriffs, sondern auch potenziell schädlicher, da dieser Angriff Änderungen an der bestehenden Blockchain-Struktur erfordert.
Zum Beispiel: Minenarbeiter Bob sieht, wie Alice eine Goldmine entdeckt. Er nutzte seine Macht, um die Zeit zurückzudrehen, erreichte die Goldmine vor Alice und nahm das Gold in Besitz.
5. MEV-Fallstudie
(1) Marktstimmung und Daten
Der MEV-Bereich im Jahr 2023 ist ein dynamischer und vielfältiger Bereich, der Chancen, Herausforderungen und Innovationen vereint. Im MEV-Bereich gab es im vergangenen Jahr viele Aktivitäten, wobei Bots auf Ethereum einen Umsatz von mindestens 307 Millionen US-Dollar erwirtschafteten. Am häufigsten sind Arbitrage-Möglichkeiten, die mehr als 47,5 % des Gesamtumsatzes ausmachen. Gleichzeitig spielen auch Sandwich-Angriffe und Liquidations-Möglichkeiten eine wichtige Rolle.
Vor diesem Hintergrund bieten die Daten für die Woche vom 8. Juni 2023 eine Momentaufnahme der aktuellen Trends. Durch Arbitrage-Aktivitäten wurden 8,48 Millionen US-Dollar abgezogen, durch Sandwich-Angriffe wurden 559.000 US-Dollar abgezogen, und Liquidationsangriffe waren mit nur 14.000 US-Dollar seltener. Diese Zahlen veranschaulichen teilweise die Komplexität und Dynamik des MEV-Ökosystems.
Das gesamte MEV-Volumen mit Sandwich-Bots wird im Jahr 2022 unglaubliche 287 Milliarden US-Dollar erreichen, und Uniswap V3 ist der Treffpunkt für Arbitrage- und Sandwich-Bots. Interessanterweise erwiesen sich MEV-Möglichkeiten auf Binance Smart Chain (BSC) als kostengünstiger als Ethereum, was auf ein freundlicheres Umfeld auf BSC hinweist.
Häufigkeit und Art der MEV-Möglichkeiten variieren je nach Marktbedingungen. Während Arbitragemöglichkeiten am häufigsten vorkommen, hängen Liquidationschancen eher von starken Marktschwankungen ab. Auch die durch verschiedene MEV-Typen generierten Einnahmen weisen monatliche Schwankungen auf, wobei die Einnahmen in einigen Monaten aufgrund spezifischer Marktereignisse deutlich ansteigen.
Es entstand auch ein Oligopolmodell des MEV, bei dem die ersten beiden Block-Builder-Adressen nach der großen Ethereum-Fusion mehr als die Hälfte des MEV einnahmen, obwohl die Builder den Großteil des MEV in der letzten Transaktion des Block-Vorschlagenden übernommen hatten. Das Wettbewerbsumfeld für MEV-Roboter und die Gewinnverteilung auf verschiedene Robotertypen verdeutlichen die Komplexität des Marktes zusätzlich.
Durch die Analyse spezifischer Daten, die Durchführung vergleichender Analysen zwischen verschiedenen Blockchain-Plattformen und das Verständnis breiterer Trends können wir einen umfassenderen Überblick über dieses wachsende Feld gewinnen. Diese Erkenntnisse ermöglichen ein tieferes Verständnis des MEV-Ökosystems und spiegeln dessen Vielschichtigkeit und Auswirkungen auf die Zukunft des dezentralen Finanzwesens wider. Die kontinuierliche Untersuchung von Liquiditätsdaten, die Entwicklung neuer Market-Making-Strategien und Bemühungen zur Bewältigung von Fairness- und Regulierungsproblemen im MEV-Markt werden für die Bewältigung dieses dynamischen Umfelds von entscheidender Bedeutung sein.
(2) MEV-Schwachstellenangriff
Am 3. April 2023, bei der Ethereum-Blockhöhe von 16.964.664, verlor eine Gruppe von MEV-Robotern 25,3 Millionen US-Dollar durch einen Schwachstellenangriff. Die Analyse des Exploits ergab, dass ein abtrünniger Validator die Transaktionen des MEV-Bots vertauscht und verschiedene Krypto-Token beschlagnahmt hat.
Der Exploit war eine komplexe Operation, an der ein böswilliger Ethereum-Validator und ein Team von MEV-Bots beteiligt waren. Dieser böswillige Validator mit dem Spitznamen „Sandwich the Ripper“ bereitete mehrere Token-Bestände vor, um eine Gruppe gezielter MEV-Bots dazu zu verleiten, zu versuchen, seinen Transaktionen im V2-Uniswap-Pool mit geringer Liquidität zuvorzukommen. Dieser Vorgang dauerte 18 Tage.
Bei einem typischen Sandwich-Angriff lesen MEV-Bots eingehende Geschäfte und führen den Auftrag präventiv aus, wodurch der Preis des Vermögenswerts für den ursprünglichen Käufer in die Höhe getrieben wird. Die Käufer treiben den Preis dann noch weiter in die Höhe, indem sie denselben Vermögenswert wie ursprünglich erwartet kaufen. Der MEV-Bot verkauft den Vermögenswert dann, sobald die Transaktion des ursprünglichen Käufers abgeschlossen ist, und erzielt so Arbitragegewinne vom Käufer.
In diesem Fall lockte der böswillige Validator den MEV-Bot jedoch mit einer anfälligen Transaktion an und zwang den Bot, den Lockvogel-Asset in einem Pool mit geringer Liquidität zu arbitrieren, ohne dass der Angreifer eine tatsächliche Kauftransaktion durchführen musste. Nachdem der MEV-Roboter die Köder-Assets gekauft hatte, änderte der Angreifer sofort die Transaktionssequenz innerhalb desselben Blocks und verkaufte alle (vor dem Angriff vorbereiteten) Token. Der Angreifer verkauft dann seine Token zu einem höheren Preis, um das gesamte WETH im Pool mit geringer Liquidität zu erschöpfen, und in diesem Prozess werden die vom MEV-Bot erhaltenen Token wertlos.
Ein böswilliger Validator hat 5 MEV-Bots mit derselben Strategie in 24 Transaktionen erschöpft. Die gestohlenen Token wurden anschließend auf drei verschiedene Wallets verteilt, in denen sich 20 Millionen US-Dollar, 2,3 Millionen US-Dollar und 2,9 Millionen US-Dollar befanden.
Als Reaktion auf den Schwachstellenangriff hat die Flashbot-Community Patches für alle Relays veröffentlicht, um zu verhindern, dass solche Angriffe erneut auftreten. Während einige glauben, dass der Angriff „böswillig“ war, glauben andere in der Krypto-Community, dass der Angriff auf MEV-Bots Teil des Spiels war und nicht gegen die Regeln verstößt.
(3) Sommer von DeFi
Während MEV häufig mit Herausforderungen und negativen Auswirkungen verbunden ist, hat es in einigen Fällen auch eine positive Rolle gespielt. Beispielsweise stehen im DeFi-Sommer 2021 die schnelleren Transaktionen und niedrigeren Gasgebühren von Ethereum nicht ohne Zusammenhang mit der Verwendung von MEV.
Die Akzeptanz von MEV-Extraktionssoftware wie MEV-geth von Flashbots hat erheblich zugenommen, wobei über 78 % der Ethereum-Miner mittlerweile MEV-Extraktionssoftware verwenden, um Sequenztransaktionen zu verpacken und MEV-Gewinne zu erzielen. Dies wird durch Merkmale wie Bestechung von Bergleuten und die Weigerung, Pakete ohne Zahlung von Gasgebühren zu bündeln, erreicht. Wie in der obigen Grafik dargestellt, scheint die Verbreitung der MEV-Bündelung mit den niedrigeren durchschnittlichen Gasgebühren von Ethereum zu korrelieren, da die MEV-Software Probleme wie Priority Gas Auctions (PGA) lindert, bei denen Bots die Gebühren durch Transaktionsgebührenkriege in die Höhe treiben.
Bei einem Sandwich-Angriff nehmen Miner oder Validatoren bestimmte Transaktionen in einen Block auf und verwerfen andere. Durch die Priorisierung von Transaktionen auf diese Weise können sie eine schnellere Ausführung ermöglichen und die Gesamtkosten für Benutzer senken. Diese optionale Einbindung ermöglicht es dem Netzwerk, höhere Transaktionsvolumina zu bewältigen, was dazu beiträgt, die Effizienz und Effektivität des Systems in Zeiten hoher Nachfrage zu steigern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass MEV-zentrierte Software in Ethereum vorherrschend geworden ist, die Anreize für Miner und Händler durch Transaktionsbestellungstechnologie koordiniert, was auch unbeabsichtigt Netzwerküberlastungen lindern und Netzwerkkosten senken kann.
6. MEV-Peripherieprodukte
（1）Flashbots
Unternehmen wie Flashbots tragen dazu bei, das Ökosystem wieder ins Gleichgewicht zu bringen, indem sie Protokolle erforschen und entwickeln, um die durch MEV verursachten negativen externen Effekte abzuschwächen. Sie haben ein Ökosystem aufgebaut, in dem Bots Transaktionspakete direkt an Miner statt an den öffentlichen Ethereum-Pool übermitteln, und dann erhalten die Miner die Angebote (die für andere unsichtbar sind) und fügen diese Transaktionspakete in die Blöcke ein, die sie schürfen.
Protokolle wie MEV-Boost, erstellt von Flashbots, bieten Validatoren die Möglichkeit, über einen Marktplatz von Buildern (die Blockplatz kaufen möchten) auf Relay-Blöcke zuzugreifen. Durch die Verwendung von MEV Boost können Validatoren diese speziellen Blöcke einbeziehen, die aufgrund der Neuordnung von Transaktionen möglicherweise profitabler sind. Dies gibt Validatoren die Möglichkeit, mehr mit den MEV-Möglichkeiten zu verdienen, die die Entwickler identifiziert und in Relay-Blöcke verpackt haben. Sie können auch Repeater von Flashbots, Bloxroute, Blocknative, Eden oder Manifold (um nur einige zu nennen) hinzufügen.
(2) Überholspur
Fastlane ist ein weiteres Infrastrukturunternehmen, das die Sicherheitsbedenken von MEVs ausräumen möchte. Fastlane ist ein Protokoll, das darauf ausgelegt ist, teilnehmende Validatoren für den Schutz der Gesundheit der Polygon-Blockchain zu belohnen.
Fastlane bietet eine einzigartige Lösung, die es Validatoren ermöglicht, Einnahmen von verschiedenen Teilnehmern des Blockchain-Ökosystems zu generieren, darunter Arbitrageure, Liquidatoren und NFT-Händler. Durch einen wettbewerbsorientierten Auktionsprozess bieten algorithmische Suchende in bestimmten „Sprints“ um den Zugang zu Fastlane. Erfolgreiche Bieter haben eine höhere Wahrscheinlichkeit, erfolgreiche Transaktionen zu erhalten, ohne sich direkt mit einem Validator-Knoten verbinden zu müssen und, was noch wichtiger ist, ohne die Validator-ID, Knotenadresse oder IP-Adresse zu kennen.
Dieser Ansatz verbessert die Sicherheit und den Datenschutz von Validierungsknoten erheblich und macht die Knoten gesünder, indem der finanzielle Anreiz für Bots verringert wird, Knoten mit redundanten Transaktionen zu überfluten. Fastlane ist nicht darauf ausgelegt, bösartiges Verhalten wie Front-Running- und „Sandwich“-Angriffe zu ermöglichen. Stattdessen priorisiert es den Gesamtzustand der Polygon-Kette. Darüber hinaus kann Fastlane durch die Eliminierung der Zufälligkeit in der Transaktionsausbreitungsdynamik möglicherweise die Datenkosten von Sentinel-Knoten senken und so die Effizienz und Zuverlässigkeit des Netzwerks weiter verbessern.
(3) Kuhprotokoll
Es gibt auch Anwendungen oder Software mit spezifischen Anwendungsfällen, die MEV für unterschiedliche Zwecke nutzen, wie zum Beispiel das Cow-Protokoll. Das Cow-Protokoll gleicht Peer-to-Peer-Transaktionen so gut wie möglich ab, wodurch Zwischenhändler überflüssig werden und Benutzer Geld sparen. Dies wird als „Coincidence of Demand“ (CoW) bezeichnet. Sie durchsuchen alle Börsen und Aggregatoren, um sicherzustellen, dass Benutzer die besten Preise erhalten, und ersparen Benutzern so den Aufwand, Preise auf verschiedenen Plattformen zu vergleichen. Sie schützen Benutzer auch vor Front-Running- und Sandwich-Angriffen, die den Händlern erhebliche Verluste verursachen können. Das Cow-Protokoll erreicht dies, indem es Transaktionen Peer-to-Peer abgleicht und Batch-Auktionen nutzt, wodurch die Transaktionsreihenfolge irrelevant wird.
Wenn sich der Preis nach der Auftragserteilung zu Gunsten des Benutzers neigt, stellt das Cow-Protokoll dem Benutzer den Preis bei der Ausführung zur Verfügung. Es sammelt alle 30 Sekunden Bestellungen zum Verpacken. Dies erfolgt außerhalb der Kette und hat mehrere Vorteile, wie zum Beispiel keine Gebühren für fehlgeschlagene Transaktionen, Gebühren für den Verkauf von Token (nicht ETH). Der Solver (externer Solver) von Cow Protocol konkurriert darum, die beste Liquiditätsquelle für Ihren Handel über alle dezentralen Börsen und Aggregatoren hinweg zu finden. Sie übermitteln Transaktionspakete in der Kette und verbergen sie vor dem öffentlichen Mempool, um Transaktionen vor Manipulation durch Miner und Bots (Front-Running und andere Formen von MEV) zu schützen.
(4) Kolibri
Abschließend werfen wir einen Blick auf Kolibrio, das den MEV-Bereich revolutionieren möchte, indem es als eines der ersten Protokolle BEV-Relay (Broadcast Extractable Value) anbietet. Diese Technologie stellt sicher, dass Transaktionssender (wie Knotenanbieter, DeFi-Wallets, Bridges und andere dApps) den von ihnen erstellten Auftragsfluss besitzen und ihn monetarisieren können. Dies ist möglich, wenn automatisch nach MEV-Möglichkeiten gesucht wird, bevor Transaktionen in den Mempool gelangen. Wenn in einer Transaktion eine MEV-Gelegenheit besteht, gibt BEV diese Informationen an den Suchenden weiter, und der Suchende legt dann auf der Grundlage dieser Informationen den Preis für die Transaktion fest.
Indem Transaktionen in einem Broadcast-Zustand gehalten werden und ein MEV-Auktionsmechanismus eingeführt wird, wird die MEV-Extraktion demokratisiert und die Wahrscheinlichkeit von Angriffen durch Schwachstellen wie Transaktionsreihenfolge oder Front-Running verringert. Die Validierungs- und Wartemechanismen des Systems fungieren als Puffer gegen böswillige MEV-Strategien, während die Transaktionsaggregation eine effiziente, schwer manipulierbare Transaktionsverarbeitung gewährleistet. Darüber hinaus stellt das System durch die automatische Verteilung der MEV-Gewinne an die Rundfunkanstalten nicht nur eine gerechte Verteilung sicher, sondern bietet Unternehmen auch einen Anreiz, Benutzerinteressen zu priorisieren, was zu einem sichereren und benutzerzentrierteren Blockchain-Ökosystem führt.
7. MEV außerhalb von Ethereum
(1) Solana
MEV kann durch verschiedene Strategien erreicht werden, darunter Front-Running-, Trailing- und Sandwich-Angriffe. Wenn wir jedoch von einem Ethereum-Kontext zu Solana wechseln, ändert sich auch die MEV-Situation aufgrund grundlegender Architekturunterschiede zwischen den beiden Blockchains erheblich.
Im PoS-System von Solana sind Validatoren, die eine große Anzahl von Token einsetzen, für den Abschluss von Transaktionen verantwortlich. Die einzigartige Validator-Cluster-Funktionalität von Solana stärkt das System zusätzlich. Validatoren sind in mehrere Cluster unterteilt und übernehmen abwechselnd die Rolle des führenden Validators. Die Rolle des Leiters beschränkt sich auf die Festlegung der Reihenfolge der Abstimmungstransaktionen und nicht auf deren Endgültigkeit, wodurch eine zusätzliche Sicherheitsebene gegen potenziell böswillige Akteure entsteht.
Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen Solana und Ethereum ist der Mempool. Während der Mempool von Ethereum eine Schlüsselkomponente vieler MEV-Strategien ist, verfügt Solana nicht über einen Mempool. Dies bedeutet, dass unabhängige Netzwerkteilnehmer (oft als „Sucher“ bezeichnet) kein MEV für einzelne Transaktionen extrahieren können, es sei denn, sie fungieren als Validatoren. Darüber hinaus hat Solana kürzlich zusätzlich zur Pauschalgebühr eine vorrangige Bearbeitungsgebühr eingeführt, damit Suchende ihre Transaktionen schneller in den Block aufnehmen können.
Trotz dieser strukturellen Unterschiede ist Solana nicht völlig immun gegen MEV. Auf Solana ist die dezentrale Börsenarbitrage (DEX) eine übliche Form der MEV-Aktivität. In diesem Fall nutzten Händler die Preisunterschiede zwischen verschiedenen DEXs aus. Beispielsweise könnte ein Händler die SOL/USDC-Wechselkursdifferenz zwischen Raydium und Orca, zwei dezentralen Börsen auf Solana, ermitteln und einen profitablen Arbitrage-Handel durchführen.
Interessanterweise ist der Sandwich-Angriff eine gängige MEV-Strategie bei Ethereum, fehlt jedoch bei Solana. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass Solana keinen Mempool hat und nur der führende Validator Zugriff auf Transaktionen hat, bevor diese abgeschlossen werden.
Im NFT-Bereich manifestiert sich MEV in Form von NFT-Robotern. Diese Bots überschwemmen beliebte NFT-Starts mit Minting-Anfragen, um den sofortigen Weiterverkauf möglichst vieler Token zu gewährleisten. Dies stört nicht nur den NFT-Markt, sondern führt auch zu einer Überlastung des Netzwerks. Um dieses Problem zu lösen, hat Solana einige Lösungen vorgeschlagen, beispielsweise die Anpassung der Transaktionsgebühren, um die Kosten für Spam-Anfragen zu erhöhen, und die „Besteuerung“ ungültiger Transaktionen.
Darüber hinaus bietet ein Unternehmen namens Jito Labs eine Reihe spezieller Produkte an, die einen erheblichen Einfluss auf die MEV-Landschaft von Solana haben könnten. Einzelheiten sind wie folgt:
· Bessere Verifizierungsleistung und höhere Gewinne – Jito-Solana-Kunde:
Durch die Bereitstellung eines Open-Source-Validator-Clients hilft Jito Labs Validatoren auf Solana, ihre Hardware besser zu nutzen und höhere Einnahmen zu erzielen. Dies kann die Validierung wettbewerbsfähiger machen und dadurch die potenzielle MEV-Extraktion bei der Transaktionsbestellung reduzieren. Die Jito-Block-Engine hilft dabei, die profitabelsten und effizientesten Blöcke für Validatoren zu erstellen. Durch die Optimierung der Blockkonstruktion wird die Wahrscheinlichkeit einer Neuordnung von Transaktionen verringert (eine gängige MEV-Strategie), wodurch das Netzwerk widerstandsfähiger gegen bestimmte MEV-Angriffe wird.
· Outsourcing der Abwehr von Spam-Anfragen und der Signaturüberprüfung – Jito Relayer:
Mit diesem Tool können Validatoren die Abwehr von Spam-Anfragen und die Signaturüberprüfung auslagern, was die Überlastung reduzieren und eine effizientere Blockerstellung ermöglichen kann. Dies kann die Wahrscheinlichkeit verringern, dass böswillige Akteure MEV über Spam-Anfrageangriffe ausnutzen.
· Sequenzausführung und erweiterte Handelsfunktionen – Jito-Pakete:
Durch die Unterstützung der sequentiellen Ausführung von Transaktionen fügt Jito Labs der Transaktionsreihenfolge eine zusätzliche Kontrollebene hinzu. Dies kann einige MEV-Strategien wie Front-Running- und Sandwich-Angriffe abschwächen. Jito-Speicherpool: Händler können den Jito-Speicherpool für höhere Handelsliefergarantien nutzen. Dies gewährleistet eine zuverlässigere Transaktionsausführung und verringert die Möglichkeit, MEV durch Neuordnung oder Ausschluss von Transaktionen zu extrahieren. ShredStream: Diese Funktion ermöglicht es Händlern, Shards direkt vom Marktführer zu erhalten, wodurch viel Zeit gespart wird. Durch die Verbesserung der Transaktionseffizienz kann das Zeitfenster für MEV-Angriffe wie Arbitrage-Exploits verringert werden.
Die Produkte von Jito Labs bieten einen mehrdimensionalen Ansatz zur Stärkung der Solana-Blockchain. Durch die Konzentration auf die Optimierung der Validatorleistung, die Gewährleistung einer effizienten Blockkonstruktion, die Eindämmung von Spam-Anfragen und die Verbesserung der Transaktionsfähigkeiten trägt Jito Labs zu einem sichereren und widerstandsfähigeren Netzwerk bei.
Diese Innovationen können die Solana-Kette weniger anfällig für Angriffe gängiger MEV-Strategien machen und ein gerechteres und transparenteres Handelsumfeld schaffen. Auch wenn dadurch MEV möglicherweise nicht vollständig beseitigt wird, stellt die Integration der Produkte von Jito Labs mit Solana einen positiven Schritt zur Abmilderung der mit MEV verbundenen negativen Auswirkungen dar.
Im sich schnell entwickelnden Blockchain-Bereich liefern diese technologischen Fortschritte von Jito Labs wertvolle Einblicke in die Lösung von MEV-Herausforderungen, nicht nur innerhalb von Solana, sondern auch in anderen Blockchain-Netzwerken.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass MEV immer noch ein häufiges Problem darstellt, obwohl sich die Art und Ausprägung von MEV auf Solana aufgrund architektonischer Unterschiede stark von Ethereum unterscheiden. Die Solana-Community erforscht und implementiert ständig Lösungen, um die Auswirkungen von MEV auf ihr Netzwerk zu reduzieren und die Integrität und Effizienz ihrer Blockchain-Operationen sicherzustellen.
(2) L2 und Kreuzkette
MEV auf L2 ist eine Erweiterung des ursprünglichen MEV auf Ethereum L1. Allerdings unterscheidet sich bei EVM-Ketten die Wahrscheinlichkeit, dass Teilnehmer die Reihenfolge, Einbeziehung oder Zensur von Transaktionen manipulieren, zwischen L1 und L2 nicht wesentlich. Beide Schichten teilen das gleiche MEV-Konzept, das in erster Linie auf der Fähigkeit von Minern (oder Validatoren in Proof-of-Stake-Systemen) beruht, Transaktionen innerhalb der von ihnen erzeugten Blöcke neu zu ordnen, einzuschließen oder zu überprüfen.
Diese Fähigkeit kann genutzt werden, um Arbitrage-Möglichkeiten zu nutzen, Front-Run-Transaktionen durchzuführen oder Mieten von Nutzern zu erpressen. Mit der Einführung von Ethereum 2.0 und dem zunehmenden Einsatz von L2-Lösungen zur Skalierbarkeit verändert sich die MEV-Landschaft jedoch geringfügig.
Ein besonderer Unterschied im MEV-Bereich, der bei bestimmten Ketten wie Avalanche (AVAX) auftritt, besteht darin, dass diese Ketten keine Mempool-Daten teilen (außer mit Validatoren). Dieser einzigartige Ansatz kann die MEV-Dynamik verändern, da weniger Einheiten Zugriff auf Transaktionsdaten haben, was sich auf den Umfang der Transaktionsvorgänge und die Wertgewinnung auswirken kann.
L2-Umgebungen bieten jedoch auch Möglichkeiten für innovative Lösungen für MEV-Probleme. Beispielsweise kann das Konzept der Proposer-Builder-Trennung (PBS) auf L2-Lösungen angewendet werden, bei denen die Rollen von Vorschlagsblöcken und Bausteinen getrennt sind, was MEV-bezogene Probleme in gewissem Maße entschärfen kann.
Darüber hinaus ist die Erforschung von kettenübergreifendem MEV, einschließlich der MEV-Extraktion über verschiedene Blockchain-Netzwerke hinweg, ebenfalls ein wichtiger Teil des L2-MEV-Bereichs. Dies ist eine neue Dimension, die es in L1 nicht gibt, und sie eröffnet ein völlig neues Forschungsfeld und potenzielle Strategien für die MEV-Extraktion und -Minderung.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass L2 MEV zwar grundlegende Konzepte mit L1 MEV teilt, die einzigartigen architektonischen und betrieblichen Eigenschaften von L2-Lösungen jedoch eine neue Dimension des MEV-Problems einführen. Kontinuierliche Forschung und Entwicklung in diesem Bereich ist von entscheidender Bedeutung, um die Zuverlässigkeit, Fairness und den dezentralen Charakter von Ethereum und anderen Blockchain-Netzwerken bei ihrer Skalierung sicherzustellen.
8. Proposer-Builder-Trennung (PBS)
(1) Was ist die Trennung zwischen Antragsteller und Bauunternehmer?
Proposer-Builder Separation (PBS) ist ein Lösungsvorschlag für die Herausforderungen von Zensur und MEV-Angriffen in Blockchain-Netzwerken. Das PBS-Konzept basiert auf der Idee, die Blockbildungs- und Blockvorschlagsfunktionen des Netzwerks zu trennen. Diese Aufgabentrennung zielt darauf ab, ein dezentraleres und sichereres Netzwerk zu schaffen und gleichzeitig das MEV-Problem zu lösen.
(2) Bevor PBS erschien
In einem Blockchain-Netzwerk sind spezialisierte Teilnehmer, sogenannte Validatoren, von entscheidender Bedeutung für Vorgänge wie die Transaktionsverarbeitung und die Blockerstellung. In frühen Blockchain-Protokollen wie Ethereum wurden Validatoren zwei Schlüsselaufgaben zugewiesen – Blockkonstruktion und Blockvorschlag. Dieselben Validatoren sammeln ausstehende Transaktionen, bestimmen Blockinhalte, ordnen Transaktionen an und erstellen komplett neue Blöcke. Dieselben Einheiten senden dann die von ihnen erstellten Blöcke als Vorschläge an den Rest des Netzwerks zur Überprüfung und Aufnahme in die Kette.
Diese Verschmelzung von Verantwortlichkeiten ist problematisch, da sie Validatoren übermäßige Kontrolle darüber gibt, welche Transaktionen in einem Block enthalten sind und in welcher Reihenfolge. Validatoren können diesen Einfluss nutzen, um Strategien umzusetzen, die ihnen zusätzliche Gewinne einbringen. Sie können beispielsweise Transaktionen sortieren, um die höchsten Gebühren von den Benutzern zu erhalten, die möchten, dass ihre Transaktionen zuerst verarbeitet werden. Validatoren können ihre Position auch zur Marktmanipulation nutzen, indem sie bestimmte Transaktionen einschließen oder ausschließen, um den Token-Preis zu ihren Gunsten zu beeinflussen. Diese Praktiken stehen im Einklang mit dem Konzept des maximal extrahierbaren Werts, bei dem Validatoren ihre eigenen Gewinne maximieren, indem sie die Reihenfolge und Überprüfung von Transaktionen optimieren.
Große Validatoren mit ausreichenden Ressourcen sind natürlich am besten geeignet, Blöcke zu verfeinern und diese MEV-Strategien umzusetzen. Dies führt zu Zentralisierungsrisiken, da kleine Validatoren Schwierigkeiten haben, den größtmöglichen Nutzen aus Transaktionen zu ziehen. Insgesamt führt die Zusammenlegung der Verantwortlichkeiten für die Blockkonstruktion und den Blockvorschlag in einer einzigen Validierungseinheit zu Schwachstellen in Bezug auf Fairness, Sicherheit und Dezentralisierung.
(3) Nach dem Aufkommen von PBS: MEV lindern und Blockchain-Sicherheit verbessern
Um diese Probleme anzugehen, wurden innovative Initiativen wie die Proposer-Builder Separation (PBS) eingeführt. PBS trennt die beiden Validierungsaufgaben (Blockkonstruktion und Blockvorschläge) offiziell in unabhängige Rollen, die von verschiedenen Knotentypen übernommen werden.
Unter PBS wird die Blockkonstruktion von dedizierten Builder-Knoten übernommen. Ihre einzige Funktion besteht darin, Blockinhalte auf optimierte Weise zu erstellen, um den Wert des gesamten Netzwerks zu maximieren, ohne eine einzelne Entität zu bevorzugen. Die Reihenfolge, Einbeziehung und Reihenfolge der Transaktionen werden mithilfe von Algorithmen bestimmt, die darauf ausgelegt sind, Manipulationsmöglichkeiten einzuschränken. Diese fertigen Blockpakete werden dann an dedizierte Antragstellerknoten geliefert.
Die Rolle des Vorschlagsknotens ist einfach: Nehmen Sie vollständige Blöcke von den Buildern und schlagen Sie sie den verbleibenden Knoten des Validierungsnetzwerks zur Genehmigung und Aufnahme in die Blockchain vor. Wichtig ist, dass Antragsteller nicht an der Blockerstellung im Rahmen von PBS teilnehmen. Dadurch wird verhindert, dass sie eine Prioritätstransaktionsreihenfolge auf den Block anwenden oder andere Änderungen vornehmen, die ihren eigenen Interessen dienen, da sie den Blockinhalt erst sehen können, nachdem die Blockkonstruktion abgeschlossen ist.
Durch die formale Aufteilung dieser beiden Verantwortlichkeiten in separate spezialisierte Rollen begrenzt PBS die Auswirkungen eines einzelnen Knotens auf den End-to-End-Transaktionsprozess. Dies wiederum verbessert den dezentralen Charakter, die Sicherheit und die Fairness von Netzwerken wie Ethereum. PBS stellt eine wichtige Weiterentwicklung der Blockchain-Netzwerkarchitektur und -Governance dar.
9. Fazit und zukünftige Entwicklungsrichtungen
Angesichts des Aufstiegs von DeFi und der Entwicklung der Blockchain-Technologie wird die Zukunft von MEV eine komplizierte Situation sein. Während MEV einigen Teilnehmern des Blockchain-Ökosystems erhebliche Gewinne bringen kann, birgt es auch Herausforderungen, einschließlich möglicher negativer Auswirkungen auf Transaktionsinitiatoren und Risiken bei der Zentralisierung von Validatoren.
Die Ethereum-Community erforscht aktiv Strategien, um diese Herausforderungen zu bewältigen und gleichzeitig die Vorteile von MEV zu erhalten. Zu diesen Strategien gehören MEV-Burning, MEV-Glättung und MEV-Sharing. Jede Strategie hat ihre eigenen einzigartigen Vorteile und Kompromisse, und ihre erfolgreiche Umsetzung erfordert sorgfältige Überlegungen und erhebliche Ressourcen.
Der Zusammenschluss von Ethereum und die Einführung des PBS-Konzepts erhöhen die Komplexität des MEV-Bereichs weiter. Die weit verbreitete Einführung von MEV-Boost hat zu einem Anstieg der Blockbelohnungen geführt, birgt jedoch auch potenzielle Risiken einer Zentralisierung der Validatoren.
Alles in allem ist das Management von MEV ein zentrales Thema für die Zukunft von Ethereum und anderen Blockchain-Netzwerken. Mit der Weiterentwicklung dieser Technologien entwickeln sich auch die MEV-Managementstrategien weiter. Zukünftige Forschungen sollten diese Strategien sowie die Entstehung neuer MEVs und deren Auswirkungen auf verschiedene Blockchain-Netzwerke weiter untersuchen. Da Netzwerke weiter wachsen, ist die kontinuierliche Erforschung und Entwicklung im MEV-Bereich von entscheidender Bedeutung, um die Zuverlässigkeit, Fairness und Dezentralisierung des Netzwerks sicherzustellen.