TL;DR

• Qué es MEV: MEV significa Miner Extractable Value (también conocido como Maximal Extractable Value, valor máximo extraíble), que se refiere a los ingresos adicionales que los mineros pueden obtener manipulando transacciones (agregando, eliminando y reorganizando transacciones). Las formas de obtener MEV se pueden dividir en arbitraje DEX, liquidación, Front-Running, Back-Running, ataque sándwich, etc.

• Impacto de MEV: el comercio frontal y sándwich conducirá a una mala experiencia del usuario y pérdidas más graves, pero al mismo tiempo, el arbitraje DEX y la liquidación de préstamos pueden ayudar al mercado Defi a alcanzar el equilibrio más rápido y mantener la estabilidad del mercado.

• ¿Qué tan grande es el mercado MEV? Después de la fusión de Ethereum, Block Proposer que utiliza Flashbots recibió más de 206,450 ETH en ingresos de MEV solo para Ethereum.

• Flashbots: MEV-Geth permite a Miner y Searcher compartir los ingresos de MEV; MEV-Boost permite que MEV se distribuya entre Proposer, Builder y Searcher, al tiempo que protege las transacciones de los usuarios de Front Running. MEV-share se compromete a permitir a los usuarios, billeteras, Las Dapps pueden capturar el MEV generado por sus transacciones; MEV-SGX utiliza hardware confiable de SGX para reemplazar completamente la función MEV-Relay confiable y dejar de tener permiso para resolver el riesgo de centralización que trae MEV. Como cadena dedicada, proporciona pedidos de transacciones y servicios de construcción de bloques a todas las cadenas existentes.

• Chainlink: como la plataforma Oracle más grande del mercado, intenta aliviar el problema MEV mediante el pedido de transacciones a nivel de la red Oracle.

¿Qué es MEV?

MEV significa Miner Extractable Value (también conocido como Maximal Extractable Value, valor máximo extraíble), que se refiere a los ingresos adicionales que los mineros pueden obtener manipulando transacciones (agregando, eliminando y reorganizando transacciones). En una cadena pública general, todas las transacciones primero deben enviarse al grupo de memoria de Mempool, esperando ser incluidas en el bloque. Como rol responsable de producir bloques en el ecosistema blockchain, los mineros/verificadores pueden decidir qué transacciones se incluyen en los bloques y tienen alto poder.

Al principio, los mineros sólo clasificaban las tarifas de transacción de mayor a menor para determinar el orden en que se incluían las transacciones en el bloque. Más tarde, se descubrió que al monitorear las transacciones en el grupo de memoria, los mineros podían agregar transacciones, eliminar transacciones o cambiar el orden de las transacciones en el bloque para obtener beneficios distintos de las recompensas del bloque, y apareció MEV.

En la práctica real, a menudo hay buscadores especializados que buscan oportunidades de ganancias a través de algoritmos complejos. Dado que los buscadores compiten entre Mempools públicos, cuando los buscadores encuentran oportunidades MEV, aumentarán las tarifas de transacción para asegurarse de que las transacciones estén incluidas, por lo que los mineros y los buscadores. compartir los ingresos del MEV. Dependiendo de la estrategia, las formas de obtener MEV se pueden dividir en arbitraje DEX, liquidación, Front-Running, Back-Running, ataque sándwich, etc. Para las cadenas de bloques que utilizan algoritmos de consenso de finalidad probabilística (como Bitcoin y Ethereum 1.0 que utilizan algoritmos de consenso PoW), también pueden ocurrir ataques de Fee Sniping.

1. Arbitraje DEX: los precios de diferentes DEX pueden ser diferentes. Utilizando las características de transacción atómica de la cadena de bloques, puede comprar en DEX de bajo precio y vender en DEX de alto precio para lograr un arbitraje sin riesgos.

2. Liquidación de préstamos: un acuerdo de préstamo que generalmente permite a cualquier persona liquidar la garantía y pagar inmediatamente al prestamista cuando la tasa hipotecaria cae por debajo de un índice preestablecido. Durante la liquidación, los prestatarios generalmente deben pagar enormes tarifas de liquidación, parte de las cuales pertenecen al liquidador, lo que brinda oportunidades MEV.

3. Front Running: puede entenderse como front running. Cuando se monitorea una transacción rentable, la misma transacción se envía con una tarifa de transacción más alta, de modo que la transacción enviada por uno mismo puede incluirse en el bloque antes de la transacción original y las ganancias pueden. ser obtenido. Por supuesto, Front Running no solo se refiere a enviar la misma transacción repetidamente, sino que en un sentido amplio significa insertar una transacción antes de una determinada transacción para obtener ganancias.

4. Back Running: Para los DEX que utilizan el mecanismo automático de creación de mercado AMM, las transacciones a gran escala producirán un deslizamiento significativo. Cuando se produce una transacción a gran escala, el mercado está en un estado de desequilibrio. Back Running se refiere a agregar transacciones después de una transacción a gran escala para comprar activos a un precio inferior al precio de equilibrio del mercado.

5. Sandwich Trading: Sandwich Trading es una combinación de Front Running y Back Running. El comercio sándwich se refiere a comprar a un precio bajo antes de una operación a gran escala y vender a un precio alto después de la operación a gran escala, lo que eleva el precio para obtener grandes beneficios.

6. Ataque de Fee Sniping: El reciente auge de BRC-20 ha causado congestión en la red Bitcoin y las tarifas de transacción han seguido aumentando. La gente ha comenzado a prestar renovada atención a posibles ataques de Fee Sniping. En una red blockchain de consenso PoW, si los ingresos potenciales son lo suficientemente grandes, los mineros pueden revertir o reorganizar bloques recientes para obtener más ingresos reordenando o incluyendo ciertas transacciones específicas. Nota: Ethereum antes de The Merge también adoptó el consenso de PoW, pero Ethereum lo llamó Time Bandit.

El impacto del MEV

MEV perjudica a los usuarios e incluso perjudica a toda la red blockchain, pero también hace que el mercado sea más eficiente.

1.Beneficios

El arbitraje DEX y la liquidación de préstamos pueden ayudar al mercado Defi a alcanzar el equilibrio más rápido y mantener la estabilidad del mercado. Al igual que ocurre con las finanzas tradicionales, los buscadores de MEV son en realidad un requisito previo para la existencia de mercados financieros eficientes. Para este tipo de MEV, los ingresos obtenidos por los buscadores de MEV provienen del mercado.

2. Desventajas El comercio frontal y en sándwich conducirá a una mala experiencia del usuario y pérdidas más graves. Los buscadores de MEV competitivos provocarán la congestión de la red a través de las ofertas de gas y aumentarán las tarifas del gas. Para las cadenas PoW con finalidad probabilística, lo que es más grave es el posible ataque Time-Bandit que viola el principio de "inmutabilidad" de la cadena de bloques y dañará gravemente la seguridad y la estabilidad de la red de la cadena de bloques. está preocupado por la situación actual provocada por el protocolo Oridinal. Para las cadenas PoS, especialmente para el ETH2.0 actual, MEV puede conducir a la centralización de validadores. Un grupo de promesas más grande obtendrá mayores rendimientos de MEV, lo que a su vez proporcionará más recursos para mejorar las capacidades de extracción de MEV, lo que provocará el efecto Matthew, que en última instancia conducirá a la centralización de los verificadores y a una seguridad reducida.

MEV perjudica a los usuarios e incluso perjudica a toda la red blockchain, pero también hace que el mercado sea más eficiente.

1. Beneficios El arbitraje DEX y la liquidación de préstamos pueden ayudar al mercado Defi a alcanzar el equilibrio más rápido y mantener la estabilidad del mercado. Al igual que ocurre con las finanzas tradicionales, los buscadores de MEV son en realidad un requisito previo para la existencia de mercados financieros eficientes. Para este tipo de MEV, los ingresos obtenidos por los buscadores de MEV provienen del mercado.

2. Desventajas El comercio frontal y en sándwich conducirá a una mala experiencia del usuario y pérdidas más graves. Los buscadores de MEV competitivos provocarán la congestión de la red a través de las ofertas de gas y aumentarán las tarifas del gas. Para la cadena PoW con finalidad probabilística, lo más grave es el posible ataque Time-Bandit que viola el principio de "inmutabilidad" de la cadena de bloques y dañará gravemente la seguridad y la estabilidad de la red de la cadena de bloques. La comunidad está preocupada por la situación actual que trae el protocolo Oridinal. Para las cadenas PoS, especialmente para el ETH2.0 actual, MEV puede conducir a la centralización de validadores. Un grupo de promesas más grande obtendrá mayores rendimientos de MEV, lo que a su vez proporcionará más recursos para mejorar las capacidades de extracción de MEV, lo que provocará el efecto Matthew, que en última instancia conducirá a la centralización de los verificadores y a una seguridad reducida.

La historia del desarrollo de MEV.

MEV sigue la complejidad.

Germinación Temprana (2010-2017)

En 2015, el desarrollador central de Bitcoin, Peter Todd, propuso el concepto de "Reemplazar por tarifa (RBF)" en Twitter, que es el predecesor del concepto Front Running mencionado anteriormente, señalando que los usuarios pueden enviar al menos una transacción con la misma entrada por aumentando la tarifa de transacción para reemplazar la transacción original. Basado en RBF, la comunidad Bitcoin evolucionó gradualmente la investigación sobre Fee Sniping. El francotirador de tarifas ocurre cuando los mineros reminan intencionalmente uno o más bloques anteriores para obtener las tarifas de los mineros que crearon originalmente esos bloques. Aunque es menos probable que reminar bloques anteriores tenga éxito que extender la cadena con nuevos bloques, este enfoque puede ser posible si los bloques anteriores son más valiosos en términos de tarifas de transacción que las transacciones en el mempool actual del minero. Fee Sniping se extendió posteriormente al modelo EVM y se describió como un ataque "Time Bandit" en el artículo (Flash Boys 2.0).

Nacido oficialmente (2018-2019)

El MEV solo se generará cuando haya una disputa estatal y una transferencia estatal enviada pero no confirmada. Bitcoin casi no tiene un estado compartido, y las transferencias estatales están estrictamente reguladas, por lo que el MEV en Bitcoin se limita a ataques de tarifa y de doble gasto. En Ethereum con contratos inteligentes completos de Turing, las oportunidades para MEV aumentan significativamente.

En 2016, se lanzó el primer DEX de Ethereum, EtherDelta. Adoptó un diseño de libro de pedidos subcontratado y de hecho proporcionó al mercado una amplia gama de oportunidades MEV, pero nadie lo aprovechó al máximo en ese momento. En 2017, apareció DAI, la primera moneda estable algorítmica en Ethereum, que proporciona una función de compensación para Defi, y aparecieron en el mercado oportunidades MEV (Spike MEV) a gran escala pero poco frecuentes. En 2018, Hayden Adams fundó Uniswap, el primer DEX en Ethereum que utiliza el mecanismo automático de creación de mercado AMM. El mecanismo AMM en realidad depende de extractores MEV para mantener la eficiencia del mercado, lo que aumenta considerablemente las oportunidades de MEV en el mercado. La aparición de Flashbots (Flash Boys 2.0) se publicó en abril de 2019 y la investigación sobre MEV se generalizó. A finales de 2019, un grupo de nómadas digitales con ideas afines formaron Pirate Ship, que luego pasó a llamarse Flashbots y utilizó un emoticón de robot como logotipo.

Primeras ideas de logotipos de flashbots

En enero de 2021, se lanzó oficialmente la subasta Flashbots (mev-geth y flashbots Relay). Gracias a la popularidad de Defi Summer, el MEV extraído aumentó significativamente.

Situación actual: los MEV están en pleno apogeo y Flashbots es el más destacado

A medida que el mercado de MEV crece, muchos proyectos también se han sumado a las filas de la apertura. Actualmente, Flashbots solo es compatible con la red principal de Ethereum, por lo que las corrientes principales Alt Layer1 y Layer2 están aprendiendo de Flashbots e intentando implementar la función de subasta MEV. También hay algunos proyectos que eligieron un camino diferente e intentaron resolver completamente el problema MEV cifrando el grupo de transacciones. Los propios Flashbots también están innovando constantemente. Después de Flashbots Alpha a principios de 2021, Flashbots Protect, MEV-Boost y MEV-Share se implementaron sucesivamente, y la siguiente etapa de SUAVE también está en desarrollo. ¿Qué tamaño tiene el mercado de los MEV? Teóricamente, los ingresos MEV que pueden contener las transacciones realizadas por los usuarios son infinitos. Sin embargo, es imposible determinar el tamaño de los beneficios del MEV mediante cálculos limitados. Los beneficios del MEV que la gente ha descubierto constituyen el límite inferior del posible MEV. Por lo general, la gente estima la posible situación del mercado MEV a través del MEV realizado (Realized MEV, REV).

Según datos proporcionados por Flashbots, luego de The Merge of Ethereum, se ha logrado un retiro REV de 206,450 ETH. Pero estos son solo los ingresos MEV recibidos por Block Proposer, y los ingresos de los Buscadores no se han calculado.

¿Sería mejor sin competencia en el mercado?

A juzgar por la experiencia histórica acumulada por la sociedad humana, la "mano invisible" es la mejor opción en la mayoría de los casos. Pero casi nadie niega que la economía de mercado no es aplicable en determinadas áreas específicas y que el abuso de mercado tendrá graves consecuencias. El problema del aumento del precio del gas causado por Front Running se basa en el mecanismo de precios de Ethereum. ¿Se puede mantener el precio del gas en un nivel fijo para evitar la subasta de gas prioritaria del buscador? Sin embargo, un resultado obvio de esto será la colusión fuera de la cadena. Los buscadores con oportunidades MEV sobornarán a los mineros para que incluyan sus transacciones en el bloque antes. Por el contrario, generará un mercado a pequeña escala fuera de la cadena, que no tiene nada. que ver con la apertura de Ethereum, la idea de la concesión de licencias va en contra de eso. Por supuesto, podemos permitir que los mineros/verificadores de la red pasen algún tipo de certificación autorizada para garantizar que no harán el mal, pero esto introduce una fuerte suposición de confianza y se convierte completamente en una cadena autorizada. En resumen, puede resultar difícil eliminar por completo el problema MEV manteniendo las características existentes de Ethereum.

Cómo mitigar los efectos adversos del MEV

PBS a nivel de protocolo: la solución de la comunidad Ethereum

En PoS, los validadores se turnan como proponentes del bloque y se llegará a un consenso entre los validadores para decidir si el bloque se escribirá en la cadena. En PoW, Miner completa el trabajo de generar bloques y generar consenso, que es esencialmente lo mismo. PBS tiene como objetivo principal resolver el problema de centralización del validador causado por el MEV actual. En el proceso MEV predeterminado, el generador de bloques tiene dos tareas: 1) construir el mejor bloque (construcción de bloques) a partir de todas las transacciones disponibles y (2) proponer el bloque junto con la prueba de trabajo o participación a la red (propuesta de bloque). Cuando MEV no se explota por completo, el paso 1) consiste en ordenar las tarifas de transacción de grandes a pequeñas y simplemente incluir las transacciones en el bloque de adelante hacia atrás. A medida que las ganancias de MEV aumentan gradualmente, los grupos de minería/verificadores más grandes en realidad obtienen más ganancias de MEV de su participación de mercado, lo que lleva al efecto Matthew y la red de consenso se volverá cada vez más centralizada. Además, la entidad real de recaudación de bloques del pool de minería descentralizada tendrá la oportunidad de obtener MEV, pero otros miembros no podrán compartir las ganancias. La injusticia del mecanismo reducirá la tasa de adopción de grupos mineros descentralizados. El grado de centralización de la red de consenso ha aumentado aún más. Los roles que pueden estar involucrados en MEV se pueden dividir en los siguientes:

1. Productor: Mineros, Validadores

2. Proponente: Selector de bloques (selecciona el bloque construido por el Constructor con el MEV más alto)

3. Constructor: la persona que construye el bloque (responsable de decidir el contenido del bloque)

4. Buscador: Busca el MEV contenido en la transacción

5. Usuario: envíe transacciones que puedan contener MEV. Por supuesto, en esta etapa, el mismo sujeto desempeña muchas funciones. Por ejemplo, en el proceso de consenso ordinario de Ethereum, Productor, Proponente y Constructor tienen la misma función.

Los primeros planes de Vitalik.

Vitalik propuso dos soluciones a principios de 2021, cada una con un enfoque diferente. Vale la pena señalar que la solución analizada en esta sección está a nivel del protocolo Ethereum, y el protocolo aplica PBS, en lugar de una negociación privada para soluciones como Flashbots. PBS intenta lograr los siguientes cinco objetivos:

1. Amabilidad del proponente sin confianza: los constructores no necesitan confiar en los proponentes

2. No es necesario confiar en la amabilidad de los constructores: los proponentes no necesitan confiar en los constructores

3. Débil facilidad de uso para los proponentes: los proponentes no requieren grandes recursos informáticos ni una gran dificultad técnica.

4. No robabilidad del paquete: los proponentes no pueden robar de forma privada las ganancias de los bloques presentados por los constructores.

5. Simplicidad y seguridad del consenso: el consenso mantiene la seguridad y es mejor no modificar el mecanismo actual de propuesta de bloque

Opción 1

1. Los constructores crean paquetes y envían los encabezados del paquete al proponente, que contiene el hash del cuerpo del paquete, el pago al proponente y la firma del constructor.

2. El proponente selecciona el encabezado del paquete con mayor beneficio, firma y publica la propuesta que contiene el encabezado del paquete.

3. Después de ver la propuesta firmada, el constructor lanza el paquete completo.

El análisis se basa en cinco objetivos:

1. El proponente puede cobrar las tarifas pagadas por el constructor pero impedir que éste reciba el beneficio MEV. Por ejemplo, al publicar la propuesta al final del período, el constructor no tiene tiempo para liberar el paquete completo, lo que no cumple. objetivo 1.

2. El envío del encabezado del paquete garantiza la recepción del pago por parte del constructor. El proponente no necesita confiar en el constructor, lo que cumple el objetivo 2.

3. Solo implica comunicación de red simple y operaciones de firma básicas, cumpliendo el objetivo 3

4. El proponente no puede obtener exclusivamente el contenido del paquete y sólo puede ver el encabezado, que cumple el objetivo 4.

5. Debido a la introducción de un nuevo creador de roles, es necesario modificar las reglas de la bifurcación y las situaciones posibles aumentan de 2 a 3, lo que aumenta la complejidad de la selección de la bifurcación, puede generar nuevas incertidumbres y no cumple con el objetivo 5.

Opción 2

1. Los constructores crean paquetes y envían los encabezados del paquete al proponente, que contiene el hash del cuerpo del paquete, el pago al proponente y la firma del constructor.

2. El proponente selecciona los encabezados de los paquetes que ve para formar una lista y firma una declaración en la lista.

3. Una vez que los constructores ven la declaración, publican el cuerpo del paquete correspondiente.

4. El proponente selecciona un encabezado de paquete de la lista de sus propias firmas y publica una propuesta que lo contiene.

El análisis se basa en cinco objetivos:

1. Solo cuando el paquete esté completamente incluido en la propuesta se completará el pago del constructor al proponente, cumpliendo la meta 1.

2. El creador puede publicar varios encabezados de paquetes de alto costo, pero no publica el cuerpo del paquete real, lo que hace que el proponente no pueda publicar un paquete válido, lo que no cumple con el objetivo 2.

3. Si la cantidad de paquetes que se pueden recibir no está limitada, el proponente puede recibir demasiados paquetes, lo que resultará en un gran ancho de banda de la red y no podrá cumplir con el objetivo 3.

4. El proponente firma la declaración por adelantado, lo que significa que solo puede proponer un paquete limitado en la lista de propuestas en el espacio y no puede robar ganancias, cumpliendo el objetivo 4.

5. El constructor no participa directamente en el proceso de consenso y el comportamiento del proponente es el mismo que antes. No hay aumento en las bifurcaciones, cumpliendo el objetivo 5.

Dos rutas en evolución: PBS de dos ranuras frente a PBS de una sola ranura

Las dos rutas son mejoras y refinamientos de los planes iniciales de Vitalik. Two Slot PBS y Single Slot PBS corresponden al Plan 1 y al Plan 2 respectivamente.

En Two Slot PBS, se agregará un nuevo tipo de bloque llamado "Bloque intermedio" para almacenar el contenido del bloque de construcción ganador. En el espacio n, el proponente propondrá un bloque de baliza común, que contiene un compromiso con el contenido del bloque de construcción ganador. Luego, en el Espacio n+1, el Constructor ganador propondrá el Bloque Intermedio, que contiene el contenido del bloque ganador. Los dos pueden considerarse como dos partes de un gran bloque, pero se completan en dos etapas (ranuras). La primera etapa es equivalente al encabezado del bloque, mientras que la segunda etapa es el cuerpo del bloque real. Si no hay un Bloque Baliza, significa que ningún Constructor gana la oferta y luego no habrá un Bloque Intermedio posterior.

Ambos bloques requieren certificación de votación por parte del Comité. Beacon Block tiene solo un comité responsable de votar, mientras que el Intermediate Block será votado por todos los comités restantes en el espacio. Los votos para cada Bloque (ya sea Bloque Beacon o Bloque Intermedio) aparecerán en el Bloque del siguiente Espacio.

Si el constructor nunca ve el bloque baliza, esto puede significar que el bloque baliza no se lanzó a tiempo, por lo que el constructor no liberará el bloque intermedio. Además, para evitar pérdidas de constructor causadas por la aparición del bloque baliza después de un período de tiempo, la solución utiliza una regla de elección de bifurcación bien definida para permitir que el bloque baliza sea rechazado.

Diseño de esquema PBS de dos ranuras

Single Slot PBS utiliza un comité descentralizado como intermediario para almacenar el contenido del bloque. El constructor envía el encabezado del paquete a la subred de subasta y, al mismo tiempo, envía el cuerpo del paquete cifrado en bloque al comité. El proponente la envía después de recibir la propuesta, el comité descifra el cuerpo del paquete y lo transmite, y puede completar la generación del bloque PBS en una sola ranura.

Plan de diseño de PBS de ranura única

Ethereum necesita PBS a nivel de protocolo, y no sólo por MEV

La implementación de PBS en la capa del protocolo Ethereum puede sacudir las bases del consenso y crear varios problemas nuevos. ¿Por qué debemos modificar la capa de protocolo en lugar de resolverla mediante otras soluciones por encima del protocolo? Se puede decir que la comunidad Ethereum es un borracho. Además de aliviar el problema de MEV, PBS también es de gran importancia para el desarrollo a largo plazo de Ethereum.

En PBS, el proponente no necesita lidiar con la clasificación de transacciones, logrando así la apatridia. No es necesario guardar el estado completo de Ethereum. Solo necesita verificar la validez de las transacciones en los bloques empaquetados por el constructor basado en Merkel. Prueba. A medida que Danksharding se vaya incorporando gradualmente a la agenda, la carga del almacenamiento será cada vez mayor en el futuro. La característica sin estado es muy crítica, ya que reduce los requisitos de almacenamiento para los proponentes, permite que más personas se conviertan en proponentes y aumenta el grado de descentralización.

La comunidad Ethereum propuso el plan PBS, que en realidad es exactamente el mismo que el EIP-1559 de aquel entonces. Como el papel de los mineros/verificadores en la determinación del contenido de la transacción en bloques, tienen privilegios extremadamente altos. Una vez que los mineros/verificadores obtienen demasiadas ganancias, se volverán más centralizados y tendrán demasiado poder, lo que afectará la seguridad de. toda la red de consenso sexual. Lo que PBS quiere hacer es debilitar el estatus de los mineros/verificadores, reducir sus ingresos y permitir que el poder se disperse entre la gente.

Además, en la solución PBS implementada por Flashbots MEV-Boost, debido a la suposición de confianza de Relay, habrá problemas con la revisión de transacciones, lo que es un daño grave a la visión sin permiso y resistente a la censura de Ethereum.

La revisión de transacciones puede representar hasta el 80%

El PBS a nivel de protocolo de Ethereum no requiere un relé confiable. El proponente puede restringir al constructor para obligarlo a incluir o incluir directamente las transacciones censuradas, mejorando las características anticensura de Ethereum.

Resumen: PBS a nivel de protocolo Ethereum logra la distribución de intereses entre constructores y proponentes, reduce el umbral para los proponentes, puede mejorar el nivel de descentralización de Ethereum y también mejora las características anticensura, pero no mejora la experiencia del usuario normal.

Flashbots: dominio absoluto en el campo MEV

Flashbots intenta aliviar el problema de los MEV mediante subastas de mercado y brindar beneficios a los participantes de los MEV. En la documentación oficial de Flashbots, se clasifica según 1) Subasta de Flashbots 2) Datos de Flashbots 3) Protección de Flashbots 4) Flashbots MEV-Boost 5) Flashbots MEV-Share, pero de hecho, MEV-Boost es una solución de etapa en Flashbots Subasta, describiré el desarrollo de Flashbots en orden cronológico.

La subasta Flashbots en realidad consta de dos etapas, a saber, MEV-Geth de ETH1.0 (antes de la fusión) y MEV-Boost de ETH2.0 (después de la fusión).

MEV-Geth

A principios de 2021, Flashbots lanzó MEV-Geth y MEV-Relay. MEV-Geth es un parche en el cliente Go-Ethereum, con poco más de cien líneas de código; MEV-Relay es el reenviador del paquete, responsable de reenviar el paquete de transacciones entre buscadores y mineros. MEV-Geth y MEV-Relay proporcionan un grupo de transacciones privadas y una subasta espacial de bloques de ofertas selladas, lo que permite a MEV transformarse de un bosque oscuro a una economía de mercado. El paquete, como nuevo tipo de transacción, se utiliza para expresar preferencias en el orden de las transacciones. Flashbots Auction presenta un nuevo RPC llamado "eth_sendBundle" para estandarizar la comunicación de paquetes. El paquete contiene una serie de transacciones firmadas y las condiciones bajo las cuales se aceptan estas transacciones.

Al mismo tiempo, Flashbots también proporciona el nodo RPC Flashbots Protect. Los usuarios pueden simplemente modificar el nodo RPC en la billetera para evitar que sus transacciones sean atacadas por ataques Front Running en el grupo de transacciones públicas. Además, debido a que Flashbots Protect envía las transacciones de los usuarios a través de otro proceso de generación de bloques, no se producen reversiones y los usuarios no tienen que pagar por las transacciones fallidas. (Pero trae flujo de pedidos exclusivo EOF)

MEV-Geth rápidamente obtuvo más del 90% de adopción por parte de los mineros de Ethereum, lo que aumentó considerablemente las ganancias de los mineros. Sin embargo, el diseño simple de la subasta tiene algunas deficiencias importantes, que incluyen 1) la necesidad de confiar en los mineros 2) solo es compatible con Geth y falta de diversidad 3) el servicio de subasta se ejecuta en un servidor centralizado, lo que plantea el riesgo de un único punto de falla . Además, debido a la competencia general entre los buscadores, la mayor parte de los ingresos se destinan a los mineros, lo que traerá riesgos de centralización para Ethereum.

Impulso MEV

Después de que ocurrió The Merge, Ethereum cambió al consenso de PoS y el problema de centralización provocado por MEV se volvió más obvio. Flashbots diseñó MEV-Boost para abordar este problema. MEV-Boost puede considerarse una variante de PBS de ranura única. A diferencia del PBS a nivel de protocolo Ethereum, esta solución proporciona servicios como middleware opcional en lugar de forzar el comportamiento a través del protocolo y no modifica el proceso de consenso. Relay ya no actúa como intermediario entre el Usuario/Buscador y el Minero, sino como un nodo intermedio entre el Constructor y el Validador. Según el flujo de transacciones enviado por el Usuario/Buscador, cada rol de Constructor, Retransmisor y Validador elegirá invertir en el. proyecto de acuerdo con el beneficio máximo presentado aguas abajo.

MEV-Boost adopta el esquema de confirmación-revelación propuesto en Single Slot PBS. Solo cuando el Validador confirma un encabezado de bloque, el Constructor revelará todo el contenido del bloque. El proceso específico se muestra en la siguiente figura: Antes de la propuesta, el validador debe registrarse con MEV-Boost y retransmitir para garantizar que los constructores de bloques puedan construir bloques para una propuesta con un validador específico.

1. Los usuarios/buscadores envían transacciones para bloquear a los constructores a través de un grupo de memoria público/privado.

2. Los constructores de bloques construyen cargas útiles de ejecución en función de las transacciones recibidas. En términos de distribución de ganancias, el constructor establece su propia dirección como la dirección de la base de monedas de la carga útil, y la última en el bloque está configurada para transferir dinero a la dirección del proponente. el bloque se envía al relé

3. El relé verifica la validez del bloque y envía ExecutionPayloadHeader a MEV-Boost. MEV-Boost selecciona el más rentable entre los ExecutionPayloadHeaders enviados por diferentes relés y lo envía al Validador.

4. El validador firma el encabezado, lo llama a través de submitBlindedBlock, lo envía de regreso a MEV-Boost y lo reenvía a la retransmisión. Después de que el relé verifica la firma, envía el cuerpo completo de la carga útil a MEV-Boost y lo reenvía al consenso para que el Validador lo use al proponer SignedBeaconBlock a la red.

En comparación con MEV-Geth, MEV-Boost es más versátil. Se utiliza como complemento para Consensus Client y admite una variedad de clientes al tiempo que elimina el problema de centralización del Miner original. Sin embargo, después de PBS, los constructores han ganado mayor poder. Los constructores que dominan el mercado pueden obtener la capacidad de revisar y secuenciar flujos de transacciones exclusivos. Actualmente, los riesgos de centralización sólo se pueden prevenir fomentando la competencia entre los constructores. El nivel de confianza de Relay también se ha debilitado aún más, pero aún puede plantear riesgos para los constructores y proponentes al presentar ofertas virtuales. Actualmente, este problema se alivia monitoreando la honestidad de Relay y permitiendo que Validator y Builder seleccionen Relay libremente.

MEV-Compartir

MEV-Geth permite a Miner y Searcher compartir los ingresos de MEV; MEV-Boost permite que MEV se distribuya entre Proposer, Builder y Searcher, al tiempo que protege las transacciones de los usuarios de Front Running. Sin embargo, ninguno de los dos tiene en cuenta los beneficios para el usuario. En el concepto de Web3, el valor generado por los datos creados por el usuario debe devolverse a los propios usuarios. MEV-Share practica este concepto. MEV-share se compromete a permitir que los usuarios, billeteras y Dapps capturen el MEV generado por sus transacciones.

MEV-Share introduce el papel de Matchmaker como intermediario entre el Usuario, el Buscador y el Constructor, y mantiene la privacidad del usuario al limitar la información de las transacciones del usuario expuesta al Buscador. Al mismo tiempo, el Buscador está restringido a insertar solo sus propias transacciones después de las transacciones del usuario, es decir, Back Running para evitar la pérdida de intereses del usuario. Back Running no causará pérdidas a los usuarios y los beneficios obtenidos a través de Back Running en realidad se generan por desequilibrios del mercado.

Los usuarios pueden simplemente conectar su billetera a Flashbots Protect RPC para enviar transacciones a Matchmaker, o pueden enviar transacciones privadas a través de la API de Matchmaker, donde los usuarios pueden especificar los Builders que desean enviar en la transacción.

Para Searcher, es necesario monitorear la información de transacción parcial selectiva enviada por Matchmaker a través de SSE Event Stream. SSE es una tecnología que permite al servidor enviar información de forma proactiva al cliente sin necesidad de que el cliente inicie una solicitud, lo que le permite obtener actualizaciones del estado de la cadena de bloques en tiempo real. El buscador seleccionará la transacción e insertará un tx autofirmado después para crear un paquete.

Los buscadores pueden compartir parte de la información de la transacción en el paquete con otros buscadores para obtener comentarios MEV y aumentar las posibilidades de que su paquete se incluya en el bloque. Los buscadores también pueden especificar Constructores en el campo de privacidad del paquete, y el paquete eventualmente se enviará a los constructores reconocidos tanto por los Usuarios como por los Buscadores.

Cifrado SGX: el hardware confiable elimina las suposiciones de confianza

Flashbots inició inicialmente la exploración y discusión sobre el uso de SGX para aliviar los problemas de MEV en el mercado.

La solución MEV-SGX se elaboró ​​sistemáticamente en el Foro Ethereum en junio de 2021. Está dirigida principalmente a la cuestión de confianza de MEV-Relay en la solución Flashbots Alpha (versión inicial de Flashbots MEV-Auction) lanzada a principios de 2021. Se espera que que MEV-SGX construya una subasta MEV completamente privada y sin permiso. El artículo analiza 1. Enviar solo encabezados de bloque, ocultar intentos de transacción 2. Encabezados de bloque de margen 3. Cifrado de bloqueo de tiempo 4. Cuarentena de seguridad y otras soluciones, y finalmente decidió usar la cuarentena de seguridad (la más utilizada es SGX de Intel) para proporcionar completa privacidad y sin permiso.

En la solución MEV-SGX, SGX sirve como un entorno de ejecución confiable (TEE), reemplazando al intermediario de confianza único en MEV-Relay. Los buscadores y mineros utilizan un SGX. Las funciones a prueba de manipulaciones de SGX pueden garantizar que la otra parte ejecute. código específico en un entorno que no puede ser manipulado ni pirateado. El SGX del buscador es responsable de garantizar la validez del bloque y la rentabilidad para los mineros (los proponentes no necesitan confiar en los constructores, el SGX del minero es responsable de descifrar y transmitir el contenido del bloque (los constructores no necesitan confiar en los proponentes y los proponentes no); robar los bloques presentados por los constructores de forma privada) para obtener ganancias).

Cabe señalar que cuando se propuso este plan, Ethereum todavía estaba en el consenso de PoW, por lo que se utilizó el término "minero" en lugar de "verificador", pero de hecho las funciones de los dos en el consenso son las mismas. y proponer bloques.

Cuando Ethereum entró en la etapa 2.0 a través de The Merge y se transformó en un consenso PoS, MEV-SGX gradualmente se volvió menos popular como solución completa y fue reemplazado por MEV-Boost y MEV-Share. Sin embargo, SGX no se ha abandonado por completo, pero MEV-SGX es difícil de implementar, por lo que la comunidad ha elegido MEV-Boost y MEV-Share, más realistas, y SGX se utilizará en forma de parches para mejorar las deficiencias del solución actual.

El 20 de diciembre de 2022, la comunidad de flashbots anunció que Geth (la implementación Go del cliente Ethereum) se ejecutó en SGX por primera vez, verificando la viabilidad técnica de aplicar SGX a MEV. El 3 de marzo de 2023, la comunidad flashbots anunció que había implementado la operación de constructor de bloques en SGX, dando un paso más hacia la privacidad de las transacciones y la descentralización de los constructores.

La ejecución del algoritmo de construcción de bloques en un área de aislamiento segura garantiza que los participantes distintos del usuario no puedan echar un vistazo al contenido de las transacciones del usuario, manteniendo así la privacidad. Al mismo tiempo, al ejecutar un algoritmo de ejecución de bloque verificable, se puede demostrar la eficiencia económica del bloque sin comprometer la privacidad. A largo plazo, ejecutar el constructor en SGX puede proporcionar bloques verificables y válidos al proponente y proporcionar ofertas reales, que pueden reemplazar por completo la función confiable de MEV-Relay y lograr una implementación sin permiso.

SUAVE - el futuro de MEV

MEV-Share resuelve el problema de la distribución de beneficios que genera MEV, pero aún no puede eliminar el riesgo de centralización que genera el poder de construcción de bloques. En la etapa actual de Flashbots, debido a 1) flujo de pedidos exclusivo (flujo de pedidos exclusivo) 2) MEV entre dominios, el mercado de constructores tiene un efecto volante positivo y es propenso a riesgos de centralización.

SUAVE (Subasta Única Unificada para Expresión de Valor) intenta resolver el riesgo de centralización que plantea MEV. SUAVE es otro intento de cadena de bloques modular, que intenta proporcionar un grupo de memoria plug-and-play y un generador de bloques descentralizado para todas las cadenas de bloques. Como cadena de bloques dedicada, proporciona pedidos de transacciones a todas las cadenas existentes con servicios de construcción de bloques.

La característica de admitir cadenas múltiples mejora efectivamente la eficiencia de extracción de MEV entre dominios como cadena de bloques, sus atributos descentralizados resolverán el riesgo de centralización de Block Builder en soluciones anteriores.

SUAVE consta de tres componentes principales:

1. La preferencia del entorno de preferencia universal puede entenderse como un tipo de transacción mejorado en el paquete, que refleja las necesidades del usuario/buscador para la ejecución de la transacción (por ejemplo, parámetros de transacción, tiempo, secuencia) y mantiene la confirmación del paquete y no la privacidad. -propiedades de revocación. Universal refleja las características de múltiples cadenas de SUAVE, que agrega las transacciones enviadas por los usuarios/buscadores en todas las cadenas en SUAVE, proporciona una capa de clasificación universal, puede agregar las preferencias del usuario para mejorar la eficiencia de extracción de MEV y permite que Block Builder entre diferentes dominios colaboren para mejorar. eficiencia.

2. Mercado de ejecución óptima (Mercado de ejecución óptima) Los ejecutores participan en licitaciones basadas en las preferencias enviadas por los usuarios, brindan a los usuarios la mejor ejecución y pueden completar expresiones de preferencia entre dominios y devolver la mayor cantidad posible de ingresos MEV a los usuarios.

3. Construcción de bloques descentralizados En una red blockchain descentralizada, Block Builder construye bloques en cada dominio según las preferencias del usuario y las rutas de ejecución óptimas, mientras mantiene la descentralización. El validador de cada cadena proporciona bloques que maximizan el MEV. La premisa para la implementación de este componente es que el flujo de pedidos y el paquete se pueden compartir entre Block Builders sin filtrar el contenido.

Por supuesto, cabe señalar que SUAVE es todavía una solución muy temprana, la ruta técnica aún no está clara, el diseño de la solución es ambiguo y los detalles aún se están avanzando. Esto puede ser algo muy difícil. Flashbots llama a MEV el Problema del Premio del Milenio en el mundo de las criptomonedas y pide a todos que trabajen juntos para crear un futuro descentralizado.

Chainlink Fair Ordering Service (FSS): la solución de mitigación MEV elegida por Arbitrum

Como la plataforma Oracle más grande del mercado, Chainlink intenta aliviar el problema MEV mediante el pedido de transacciones a nivel de la red Oracle. Personalmente, creo que la inspiración debería ser evitar la ejecución frontal de los informes de Oracle. Dado que los informes de Oracle tienen un gran impacto en los precios, manipular el orden de los informes de Oracle en el bloque generará un MEV alto.

Los Servicios de secuenciación justa (FSS) se pueden describir brevemente de la siguiente manera: La Red Oracle descentralizada (DON) proporciona herramientas para descentralizar el pedido de transacciones e implementarlas de acuerdo con la estrategia especificada por el creador del contrato dependiente. Idealmente, es una estrategia justa (generalmente FCFS). está ordenado cronológicamente según la hora de llegada) y no otorga ninguna ventaja a los participantes que deseen manipular el orden de las transacciones. Juntas, estas herramientas conforman el FSS. FSS consta de tres componentes. El primero es el seguimiento de transacciones.

1. Monitoreo de transacciones: en FSS, el nodo de Oracle monitorea el grupo de memoria MAINCHAIN ​​en O y permite que el envío de transacciones fuera de la cadena se complete a través de un canal dedicado.

2. Orden de transacciones: los nodos en O ordenan transacciones para el contrato dependiente SCON de acuerdo con la estrategia definida para ese contrato.

3. Publicación de transacciones: una vez clasificadas las transacciones, los nodos en O envían conjuntamente las transacciones a la cadena principal.

diagrama FSS

Los beneficios potenciales de FSS incluyen:

• Ordenamiento justo: FSS incluye herramientas para ayudar a los desarrolladores a garantizar que las transacciones ingresadas en un contrato específico se ordenen de manera justa, de modo que los usuarios con abundantes recursos o tecnología no puedan obtener una ventaja. Por lo general, la estrategia de clasificación justa es FCFS.

Orden de transacción para un contrato específico

• Reducir o eliminar la fuga de información: al garantizar que los participantes de la red no puedan explotar el conocimiento sobre las próximas transacciones, FSS puede mitigar o eliminar ataques como el fronting de transacciones basado en la información disponible en la red antes de que se envíe la transacción. La prevención de ataques que explotan esta filtración garantiza que las transacciones adversas que dependen de la transacción pendiente original no puedan ingresar al libro mayor hasta que se confirme la transacción original.

• Costos de transacción reducidos: al eliminar la necesidad de que los participantes busquen velocidad al enviar transacciones a contratos inteligentes, FSS puede reducir en gran medida el costo del procesamiento de transacciones.

• Priorización: FSS puede proporcionar automáticamente una priorización especial para transacciones críticas. Por ejemplo, para evitar ataques de transacciones en informes de Oracle, FSS puede insertar retroactivamente informes de Oracle en una serie de transacciones. En comparación con la solución de mitigación MEV en contratos inteligentes, el FSS implementado con DON puede lograr una latencia más baja porque su solución de defensa MEV se ejecuta fuera de la cadena. El retraso será un retraso de red de nivel de milisegundos en lugar de retrasos de múltiples bloques de 12 segundos.

Desde mi punto de vista personal, la Fundación Ethereum en realidad tiene una actitud negativa hacia MEV. Sin embargo, bajo la estructura ecológica actual de blockchain, los gigantes mineros/verificadores centralizados tienen mayor poder y es difícil resolver el problema en un solo paso mediante transacciones. cifrado y otros medios, de lo contrario, provocará violentas oscilaciones en el mercado y no favorecerá el desarrollo sostenible del ecosistema blockchain. Por lo tanto, el esquema de mejora progresiva de equipos como Flashbots introduce múltiples partes para participar en MEV para controlarse y equilibrarse entre sí, debilitando gradualmente la voz centralizada, minimizando el impacto de MEV en los usuarios y finalmente migrando a un esquema de transacciones privadas con menos fricción. (Como Vitalik destaca las preocupaciones sobre la privacidad en Las tres transiciones). MEV ha pasado gradualmente del juego inicial de suma cero del bosque oscuro a la etapa de controles y equilibrios de separación de poderes, y puede estar avanzando hacia una privacidad integral.