MEV:以太坊轉PoS后，如何緩解MEV的影響？

溫習：什么是最大可提取價值?MEV

驗證者中心化

Part2?：MEV?兩種解決方案

PBS?如何減輕MEV的影響？

BuilderAPI如何減輕MEV的影響？

Part?4?：MEV遵循復雜性

Uniswap上有10,?000美元的套利機會。套利機器人注意到機會并提交交易以捕獲它，向礦工提供10美元的交易費。可能會發生以下兩種情況之一：

礦工將復制并審查套利者的交易，以便自己抓住機會

其他機器人會注意到并出價更高的txfee，開始一場爭奪套利權的競標戰。拍賣被稱為“優先?Gas?拍賣”

10,?000美元的潛在利潤是MEV。如果礦工沒有捕獲它，并且開始了PGA，拍賣成交的價格與可用的總MEV之間的差額就是獲勝交易者的利潤。

在?MEV系列的第一篇文章里我們詳細介紹了MEV的形式及其影響，接下來我們繼續討論MEV對以太坊的影響。

Part.1?以太坊?PoS?中的?MEV

在上一篇文章里，我們介紹了?MEV對整體用戶體驗和共識層安全性有負面影響。但以太坊向權益證明共識的過渡中可能會引入新的MEV相關風險：

ETH）就添加到信標鏈的區塊的有效性達成共識。由于32個ETH可能對許多人來說是遙不可及的，加入一個質押池可能是一個更可行的選擇。然而，獨立質押者的良好分布是最理想的，因為它減輕了驗證者的中心化并提高了以太坊的安全性。

然而，MEV提取被認為能夠加速驗證者的中心化。這部分是因為，由于驗證者提出區塊的收入低于之前礦工的收入，MEV提取可能會極大地影響合并后驗證者的收入。

數據：Uniswap單日交易費用超以太坊網絡轉賬費用近3倍:7月26日消息，據Crypto Fees數據，Uniswap 7月25日產生交易費用為959.8萬美元，同期以太坊網絡轉賬費用為332.3萬美元。此外，Uniswap 7日平均費用為894.7萬美元，以太坊網絡轉賬費用為358.9萬美元。

據悉，2022年1月1日，以太坊的日轉賬費用是Uniswap的近10倍。[2022/7/26 2:38:10]

更大的質押池可能會有更多資源投資于必要的優化以捕捉MEV機會。這些池提取的MEV越多，他們就有越多的資源來提高其MEV提取能力，從根本上創造規模經濟。由于可支配的資源較少，獨立質押者可能無法從MEV機會中獲利。這可能會對獨立驗證者施加壓力，加入強大的質押池以增加收入，從而降低以太坊的去中心化程度。

許可內存池??

為了應對三明治攻擊和搶先交易攻擊，交易者可能會開始與驗證者進行鏈下交易以保護交易隱私。交易者代替將潛在的MEV交易發送到公共內存池，而是直接將其發送給驗證者，驗證者將其包含在一個區塊中并與交易者分享利潤。

“暗池”是這種安排的放大版本，其功能是經過許可的、僅限訪問的內存池，向愿意支付一定費用的用戶開放。這種趨勢將減少以太坊的無許可和去信任，并有可能將區塊鏈轉變為有利于出價最高者的“pay-to-play”機制。許可內存池也會加速上一節中描述的中心化風險。運行多個驗證者的大型池可能會受益于為交易者和用戶提供交易隱私，從而增加他們的MEV收入。

Part.2?MEV的兩種解決方案

以太坊未確認交易為184,341筆:金色財經消息，據OKLink數據顯示，以太坊未確認交易184,341筆，當前全網算力為667.17TH/s，全網難度為8.92P，當前持幣地址為62,902,608個，同比增加119,609個，24h鏈上交易量為1,807,078ETH，當前平均出塊時間為13s。[2021/9/16 23:30:37]

在合并后的以太坊中解決這些與MEV相關的問題是一個核心研究領域。迄今為止，為了減少MEV在合并后對以太坊的去中心化和安全性的負面影響，提出了兩種解決方案，分別是Proposer-BuilderSeparation(PBS)和?BuilderAPI。

Proposer-BuilderSeparation??

Proposer-BuilderSeparation(PBS)旨在減輕MEV的影響，尤其是在共識層。PBS的主要特點是區塊生產者和區塊提議者規則的分離。驗證者仍然負責區塊提議和投票；但區塊構建者——blockbuilders，則負責排序交易和構建區塊。

在PBS下，一個區塊?builder創建一個交易包，并出價將其包含在信標鏈區塊中）。選擇提議下一個區塊的驗證者然后檢查不同的出價并選擇費用最高的交易包。PBS實質上創建了一個拍賣市場，builders?與驗證者協商出售區塊空間。

當前的PBS設計使用提交-顯示方案，其中?builders?僅發布對區塊內容的加密承諾及其出價。在接受中標后，Proposer?創建一個包含區塊頭的已簽名區塊提案。區塊?builder?在看到已簽名的區塊提案后應發布完整的區塊主體，并且在最終確定之前還必須收到來自驗證者的足夠證明。

以太坊2.0存款合約地址余額突破10億美元:金色財經報道，Etherscan數據顯示，截至目前以太坊2.0存款合約地址已收到1534533.000069枚ETH，總價值已超過10億美元。[2020/12/18 15:37:02]

PBS?如何減輕MEV的影響？?

通過從驗證者的權限中移除MEV提取，協議內?PBS?減少了MEV對共識的影響。相反，運行專用硬件的區塊?builders?將抓住未來的MEV機會。

不過，這并不完全排除驗證者與?MEV?相關的收入，因為?builders?必須出高價才能讓驗證者接受他們的區塊。然而，隨著驗證者不再直接專注于優化MEV收入，時間強盜攻擊的威脅減少了。

PBS?也降低了MEV中心化風險。例如，使用?commit-reveal方案消除了?builders?信任驗證者不會竊取MEV機會或將其暴露給其他?builders?的需要。這降低了獨立質押者從MEV中受益的門檻，否則，builder?將傾向于青睞在鏈下享有聲譽的大型池并與他們進行鏈下交易。

同樣，驗證者不必相信?builders?不會因為支付是無條件的而扣留區塊主體或發布無效區塊。即使提議的區塊不可用或被其他驗證者宣布無效，驗證者的費用仍會處理。在后一種情況下，區塊被簡單地丟棄，迫使區塊?builder?損失所有交易費用和MEV收入。

BuilderAPI??

雖然提?PBS?有望減少MEV提取的影響，但實現它需要更改共識協議。具體來說，信標鏈上的分叉選擇規則需要更新。BuilderAPI?是一種臨時解決方案，旨在提供?PBS?的有效實施，盡管具有更高的信任假設。

以太坊2.0客戶端Prysm推出v1.0.0-beta.3版本 不再支持Medalla等測試網:11月17日，以太坊2.0客戶端執行團隊Prysmatic Labs官方發文宣布正式推出Prysm v1.0.0-beta.3版本。該版本對eth2.0-spec v1.0.0已進行更改合并，目前已將Prysm配置為生成正確的主網生成狀態。與此同時，該版本對退出1個或多個驗證程序時，驗證程序客戶端中的關鍵問題進行了修復。此外，也對Go 1.15.5之后的版本發布了安全補丁。官方提醒稱，此版本不再支持v1較舊的eth2.0-spec上的Medalla測試網和所有其他測試網。官方鼓勵節點在Pyrmont測試網中測試其主網配置。此前消息，Pyrmont計劃于11月18日上線。[2020/11/17 21:02:33]

BuilderAPI是?EngineAPI?的修改版本，共識層客戶端使用它來從執行層客戶端請求執行負載。正如誠實驗證者規范中所概述的那樣，被選為區塊提議職責的驗證者從連接的執行客戶端請求一個交易包，它們將交易包含在提議的信標鏈區塊中。

BuilderAPI還充當驗證者和執行層客戶端之間的中間件；但它是不同的，因為它允許信標鏈上的驗證者從外部實體獲取塊。

BuilderAPI的工作原理如下：

BuilderAPI將驗證者連接到運行執行層客戶端的區塊?builder?網絡。就像在PBS中一樣，builder?是專門的團體，它們投身于資源密集型區塊建設，并使用不同的策略來最大化從MEVprioritytips?中獲得的收入。

動態 | 以太坊未確認交易34246筆:根據etherscan.io數據顯示，目前以太坊的網絡未確認交易筆數為34246筆，相較之前有所緩解，但整體網絡依舊較為擁堵。[2018/11/20]

驗證者請求執行有效載荷以及來自?builder?網絡的出價。來自?builder?的投標將包含執行有效負載塊頭——對有效負載內容的加密承諾——以及支付給驗證者的費用。

驗證者審查傳入的出價并選擇費用最高的執行負載。使用BuilderAPI，驗證者創建一個“blinded”的信標塊提案，其中僅包含它們的簽名和執行有效負載塊頭，并將其發送給?builder。

運行BuilderAPI的?builder?預計會在看到?blinded?塊提議后，會響應完整的執行負載。這允許驗證者創建一個“簽名的”信標塊，它們在整個網絡中傳播。

使用BuilderAPI的驗證者仍然需要在本地構建區塊，以防區塊?builder?未能及時響應，這樣他們就不會錯過區塊提案獎勵。但是，驗證者不能使用現在公開的交易或另一組交易創建另一個區塊，因為這相當于模棱兩可，這是一種嚴重的錯誤。

MEV-Boost?是?BuilderAPI?的一個示例實現，它是對?Flashbots拍賣機制的改進，旨在抑制以太坊上MEV的負面外部性。Flashbots拍賣允許礦工在工作量證明中將構建有利可圖的區塊的工作外包給稱為搜索者：Searchers的專業團體。

Searchers?尋找有利可圖的MEV機會，并向礦工發送交易包以及包含在區塊中的密封價格投標。運行mev-geth的礦工只需選擇利潤最高的交易包并將其作為新區塊的一部分進行開采。為了保護礦工免受垃圾郵件和無效交易的影響，交易包在到達礦工之前通過中繼器?Relayers?進行驗證。

MEVBoost?保留了與原始?Flashbots?拍賣相同的運作方式，盡管具有專為以太坊轉向權益證明而設計的新功能。Searcher?仍然會發現有利可圖的?MEV?交易，并將其包含在區塊中，但是稱為?builder?的新的專業團體，負責將交易聚合并捆綁到區塊中。builder?接受來自?Searcher?的密封價格出價并運行優化以找到最有利可圖的訂單。

Relayers?仍然負責在將交易包傳遞給提議者之前驗證交易包。然而，MEVBoost引入了托管，負責通過存儲?builder?發送的區塊主體和驗證者發送的區塊頭來提供數據可用性。在這里，連接到中繼器的驗證者請求可用的執行有效載荷，并使用MEVBoost的排序算法來選擇具有“最高出價MEV費用”的有效載荷標頭。

BuilderAPI如何減輕MEV的影響？?

BuilderAPI的核心優勢在于它有可能使對MEV機會的訪問民主化。使用?commit-reveal?方案消除了信任假設，并降低了驗證者尋求從MEV中獲益的進入門檻。這應該會減輕獨立質押者與大型質押池整合以提高MEV利潤的壓力。

BuilderAPI的廣泛實施將鼓勵區塊?builder?之間更激烈的競爭，從而增加審查阻力。當驗證者審查來自多個?builder?的出價時，意圖審查一項或多項用戶交易的?builder?必須出價高于所有其他非審查?builder?才能成功。這大大增加了審查用戶的成本并阻礙了這種做法。

一些項目，如MEVBoost，使用BuilderAPI作為整體結構的一部分，旨在為某些方提供交易隱私，例如試圖搶先交易/三明治攻擊的交易者。這是通過在用戶和區塊?builder?之間提供私人通信渠道來實現的。與前面描述的許可內存池不同，這種方法是有益的，原因如下：

市場上多個?builder?的存在使得審查變得不切實際，這對用戶有利。相反，中心化和基于信任的暗池的存在會將權力集中在少數區塊?builder?手中，并增加審查的可能性。

BuilderAPI軟件是開源的，任何人都可以提供區塊?builder?服務。這意味著用戶不會被迫使用任何特定的區塊?builder，并提高了以太坊的中立性和無許可性。此外，尋求MEV的交易者不會通過使用私人交易渠道無意中為中心化做出貢獻。

Part.3?MEV?是以太坊獨有的嗎？

我們不禁要問：MEV是以太坊獨有的嗎？

不，假設MEV也可以在比特幣上看到。審查閃電通道或雙花代幣的動機在技術上是MEV。然而，我們的假設是，與以太坊等區塊鏈相比，比特幣本質上更不容易受到MEV的影響。

其原因在于各自區塊鏈的復雜性和“狀態性”：

MEV在給定區塊鏈上的累積速度通常與其應用層行為的復雜性成正比。

任意靈活的協議，如以太坊，不能限制這種復雜性，并且隨著時間的推移，它固有地傾向于更大的復雜性。

如果不改變Ethereum的用戶體驗，MEV激勵措施就無法輕易減輕。

這就是為什么我們說以太坊的復雜性可能是一個詛咒。

Part.4?MEV?遵循復雜性

在某種純粹的理論意義上，即使是比特幣也無法限制其潛在的MEV敞口。然而，比特幣的設計很好地阻止了意外的高MEV用例，在實踐中很少見。這似乎不太可能在未來發生變化，因此我們預計MEV不會成為比特幣的更大問題。

相比之下，我們可以觀察到以太坊上的MEV表面呈指數級增長，這主要是由于通過DeFi應用程序的大量價值流動。這些看起來很有前途的金融基礎也可以被看作是以太坊的寄生蟲：編織了一個無邊無際的?MEV?網絡，并一天天變得越來越大、越來越復雜。

開發者和/或用戶體驗。

任何阻止礦工/驗證者獲得收入流的嘗試都可能會刺激協議外市場的創建。例如，如果所有的交易都只允許支付一個統一的利率，我們預計礦工/驗證者會與交易者串通，接受支付獲得交易優先權。同樣，如果所有交易費用都被銷毀或支付給一個“公共罐子”，礦工們/驗證者只需單獨收取費用。

這就是為什么我們說MEV不容易被抵消。雖然存在潛在的緩解措施，但它們需要對以太坊應用程序的架構方式以及用戶與之交互的方式進行結構性更改。

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參考文章

https://research.paradigm.xyz/MEV

https://ethereum.org/en/developers/docs/mev/#mev-in-ethereum-proof-of-stake

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