ETH:一文讀懂MEV鏈上套利

原文：Jake_xbt

編譯：Crush

01

什么是 MEV？

我經常被問到 MEV 是什么，以及搶先交易（front-runs）和尾隨交易（back-runs）是如何工作的，那么我就以我自己的機器人工作機制為例，在這篇長文中做一個解釋。

鏈上流動性是碎片化的，雖然類似 Uniswap 這樣的流動性池子很多，但是它們之間沒有相互通信，每個池子都提供實時交換資產的報價，而正是這種分散的流動性，創造了在不同池子中低買高賣的機會。

舉例：一個用戶在 Uniswap 的 WETH-USDC 池子賣出了 500 萬美元的 WETH，當他賣出的時候，Uniswap 上的 WETH 價格下降，那么它就會允許其他用戶以相較于 Sushiswap 上更便宜的價格購買 WETH。

因此，精明的用戶就可以在 Uniswap 上購買 WETH，然后在 Sushiswap 上面出售。

02

鏈上套利有什么不同？

StarkNet：正對公測網進行壓力測試，偶爾可達90 TPS:金色財經報道，以太坊Layer 2解決方案StarkNet在官推宣布，目前正在使用數百個賬戶正在傳輸交易對公共測試網進行壓力測試，以測量最大TPS峰值，目前數據顯示測試網基本穩定在40 TPS，偶爾可以達到90 TPS的峰值。另據Dune Analytics數據顯示，當前StarkNet橋接用戶數已超過55萬，橋接TVL超過10.3萬枚ETH。[2023/7/11 10:48:51]

上面舉例說的是傳統套利的原理，鏈上 defi 還多了一點不同的東西：原子性。

我們都知道，區塊鏈的狀態逐塊更新，這意味著一個交易里面可以執行多個操作，前提是這個交易的最終狀態是正確的，即這個交易最終要是成功的。

例如，我可以從 Aave 借貸池免費借到 500 萬美元的 USDC，前提是我在交易結束時將 500 萬美元的 USDC 準確歸還給借貸池，這就是傳說中的「閃電貸」，相信你在很多項目被盜的新聞中經常聽到。

（譯者注：即借貸和還貸兩個動作在一條交易里面執行，通過借貸而來的資金賺取更多的收益，這樣就能一瞬間還清貸款，并保留收益。）

Gate因系統升級導致APP頁面顯示異常，正逐步恢復:5月6日消息，對于此前Gate.io APP頁面無法正常顯示的情況，官方回應稱，此為升級現貨引擎導致的問題，收益部分顯示還在恢復中。

今日早些時候消息，Gate.io發公告稱將于2023年5月6日22：05 ～ 22:20（UTC+8）進行現貨交易引擎升級, 時間約為15分鐘。升級期間可能帶來現貨交易部分服務不可用，預計會有1s以內的交易中斷時間和查詢中斷時間。受影響的服務包括所有現貨交易市場。[2023/5/6 14:47:11]

閃電貸為那些沒有大量資金的用戶免費創造了大規模鏈上套利的機會。當然了，這種錢并不容易賺。以上套利思路的出現，就帶來了「套利空間的競爭」。

而大多數原子套利的空間都由少數地址主導，這些地址獲得了大部分的利潤，所以這大概率是所有領域中競爭最激烈的一塊兒。套利的成功，是套利者的智慧、網絡的低延遲以及良好的基礎設施的結合。

（譯者注：少數地址獲得大部分利潤，這符合經濟學中的二八原則，即 20% 的因素影響 80% 的結果。）

Cool Cats系列NFT地板價跌至0.852ETH 交易量跌幅達29.58%:金色財經報道，據NFTGo.io數據顯示，Cool Cats系列NFT24小時交易量僅為52.62ETH，交易量跌幅達29.58%。截至目前，該系列NFT地板價跌至0.852ETH，24小時跌幅9.75%，包括地板價、交易量在內的各項數據自2月中旬以來持續走低，地板價跌幅累計達62.719%。[2023/4/20 14:15:39]

03

機器人是如何工作的？

機器人會直接連接到內存池（mempool），內存池是一個隊列，里面存儲著一組等待被確認的交易。機器人會埋伏在池子里面，等待可以創造套利機會的交易出現。

一旦發現可套利的交易，機器人會自動計算套利的最佳方式，然后將一系列操作，放到一個交易里面，直接將這個交易提交到內存池中，和可套利的那個交易放在同一個區塊中進行打包。

我的機器人會在類似 Uniswap 這樣的交易所中尋找的套利機會，它可以在目標交易出現后執行，最后以利用不同池子之間流動性的差異，來獲取利潤。

OP Labs：Bedrock升級將為Optimism主網橋引入新的兩步取款流程，可提高安全性:3月23日消息，OP Labs在推特上表示，Bedrock升級將為Optimism主網橋引入一個新的兩步取款流程，這將提高其安全性并使攻擊更加困難。

L1 的新提款流程分為兩部分：證明和最終確定。要從Optimism主網提取資金，用戶必須在包含提款交易的L2區塊的輸出出現在L1上時立即提交取款證明。平均而言，此輸出需要大約一個小時才能出現在以太坊上。一旦提交了提現證明，用戶等待標準的7天結束窗口，然后用戶才能在L1上完成提現。[2023/3/23 13:22:03]

為了搞明白什么樣的交易算是可套利的機會，你必須先要了解 Uniswap V2 的工作原理。

04

Uniswap V2 的工作原理

假設一個池子里面包含 X 個 WETH 和 Y 個 USDC，并且它允許用戶在池子中進行 WETH 和 USDC 的交易。那么池子的管理原則是：保證這個 X 和 Y 的乘積始終是一個常數我們稱之為「Uniswap 不變量」。

NEAR基金會與Kakao Games旗下Web3游戲METABORA SG達成合作:3月6日消息，NEAR基金會和Kakao Games旗下Web3游戲項目METABORA SINGAPORE（簡稱METABORA SG）簽署了一份戰略諒解備忘錄。

根據協議條款，NEAR和METABORA SG將相互合作以發掘一個基于IP的全球Web3聯合業務，通過跨鏈提高區塊鏈生態系統的整體流動性，提高品牌知名度，通過賽事推動全球營銷，建立一個積極的支持系統以加強核心網絡。（PR Newswire）[2023/3/7 12:45:41]

因此，對于一個儲備為 (X, Y) 的池子，我們可以通過求解以下等式計算出我們期望將 ΔX WETH 賣出多少 USDC 到礦池中：

（譯者注：這里的 ΔX WETH 指的是一個增量，是數學中函數的相關概念，讀者可跳過復雜的公式計算，繼續往下看。）

實際操作中，池子還會收取大概 30bps（約 0.3%）的手續費，在計算上面的公式時，你可以通過將 ΔX WETH 乘以 0.997 來保證計算結果的準確性。為了解釋起來方便，我們這里簡化一下，省略這個步驟。

重要的是，我們可以重新拓展和排列這個方程，然后根據 WETH 輸入的 ΔX，得到一個 UDDC 輸出的 ΔY 的表達式：

不錯，現在在任何一個 Uniswap V2 池子中給你一個輸入量，相信你都能確切地計算出預期輸出量了。

05

套利機會是如何運作的？

套利一般可以簡化為「低買高賣」，在這種情況下，我們需要找到一個 A 池去購買 WETH，A 池的 WETH 價格比 B 池的便宜，然后我們將 WETH 在 B 池中出售，即在 A 池中低買，在 B 池中高賣。

假設 A 池有儲備金 (X, Y)，B 池有儲備金 (X?, ?)，那么如果我們在 A 池中賣出 ΔX 個 WETH，收到 ΔY 個 USDC，那么我們可以計算這些 USDC 在 B 池中能后換到多少個 WETH，如果有得賺，那么一個套利機會就形成了。

所以讓我們計算一下，在第一次交易中，我們將 X 換成 Y，第二次交易中，我們又將? 換成 X?，根據前面的方程，計算如下：

這里的 ε 表示輸入的 ΔX 與執行兩次交易之后的輸出之間的差異。如果我們能找到將 ε > 0 最大化的方法，我們就找到了有利可圖的套利。

（譯者注：這個差異 ε 即你套利前投入的 WETH 與套利完成后的 WETH 的差，如果 WETH 變多了，說明套利成功，如果操作結束，WETH 反而還少了，那說明這是一次失敗的套利。）

所以我們可以用下面這個表達式來簡化我們上面的方程：

套利機器人的其中一項工作就是使得利潤最大化，在我們的方程中，這相當于最大化 ε。只有當 A > B 時，方程才會有一個唯一的最優解，一旦 A < B，那就不存在套利機會了。

06

機器人如何從機會中獲利？

一旦我們弄清楚了如何執行交易以獲得最大利潤的話，剩下的事兒就簡單了，我們需要讓機器人獲得初始資金來進行套利，放到上面的公式里，就是獲得 ΔX。

初始資金可以從 AAVE 中操作閃電貸中獲取。機器人需要將借貸、交易以及還貸三個操作，捆綁在一個交易里面。這個過程，我們可以通過使用預先部署在鏈上的自定義智能合約來完成。

一旦我們的交易被創建，同時簽名成功，它就會被提交到內存池等待礦工挖礦，即等待交易成功。但是由于還有其它很多的機器人同樣也在尋找套利的機會，我們需要保證我們的交易被首先通過。

這意味著我們的套利交易應該跟隨目標交易，被打包在同一個區塊中，然后立刻完成交易。

這就是所謂的尾隨交易（back-runs），這種情況下，開采區塊中的交易順序如下所示：

為了實現尾隨交易，機器人必須要先知道目標交易所提供的 gas 費是多少，然后將這些參數準確的復制到我們的套利交易中。最后，套利交易由機器人進行簽名，并提交到內存池中進行驗證，利潤到手！

原文鏈接：

https://twitter.com/jake_xbt/status/1581612329086554112

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