模塊化 MEV 系統化整理（Part 1 簡介）_MEV

撰文：rainandcoffee

最大可提取價值，或稱MEV，在Crypto中一直都很熱。MEV指的是通過重新排序、插入和審查區塊內的交易，以及從良性的MEV中獲取利潤，從而從用戶身上提取價值。早在2014年，它就被/u/pmcgoohan在Ethereumsubreddit上首次提及。

可量化MEV的最早例子之一是在CryptoKitties的熱潮中發生的。具體而言，完成CryptoKitties懷孕，任何人都可以在貓的分娩區塊后通過調用智能合約的giveBirth(）來完成懷孕。隨后，用戶便可以獲得Eth獎勵。這有可能提前運行，從而產生利潤。正如MarkusKoch在2018年指出的那樣--在游戲歷史早期，生育小貓的賬戶只有那么幾個。而隨著時間的推移，其他賬戶開始調用giveBirth()，因為他們看到利潤可以免費獲得。從數據可以看出，只有少數助產士占了大部分的出生量。

頂級giveBirth調用者的收入

此外，助產士是通過gas費用進行競爭的。當時做出的結論是，分娩費使CryptoKitties的玩法比不需要該機制時更昂貴。這個例子說明MEV對終端用戶來說等于交易執行不力，因為它在生育期間激增了gas費用。

另一個例子是，早在2017年中后期，Bancor上的搶跑運行。2017年6月，PhilDaian和Emin指出了這種可能性。他們表明，礦工將能夠在Bancor上提前進行任何交易，因為礦工可以在他們開采的區塊內自由地重新排序交易。同年8月，IvanBogatyy在這方面更進一步，建立了一個程序，可以作為一個非礦工監測和執行Bancor上的前置交易機會-因為區塊鏈及其mempools是公開的。如果你想了解早期的MEV世界，可以閱讀這本不錯的讀物。

從那時起，MEV迅速發展，隨著2019年以來鏈上經濟活動的增加和DeFi的出現，它已經成為協議設計的一個重要組成部分。而隨著L2、橋接、應用鏈等的興起，研究“模塊化”設計空間可能對MEV產生的潛在影響是很有意思的。但首先，我們必須概述一下目前MEV中的參與者。

在MEV生態系統中，有各種各樣的參與者。其中搜索者通常是最有利可圖的MEV參與者。讓我們先解釋一下他們是誰。另外還需注意的是，由于協議設計的原因，部分參與者比其他參與者串通得更多。參與者包括搜索者、構建者和驗證者。在MEV供應鏈中，他們的角色如下：

模塊化預言機RedStone為Avalanche Spruce測試網上的DApps提供數據源:7月12日消息，模塊化預言機RedStone宣布為Avalanche Spruce測試網上的DApps提供數據源，支持傳統金融組織與OnFi（鏈上金融）進行交互。Spruce測試網上的Aave與預言機Red Stone的集成已經成功，符合Evergreen的子網規范，集成遷移到主網的最終決定取決于Aave治理論壇。[2023/7/12 10:50:31]

搜索者：試圖通過不同的方法找到鏈上所有可提取的價值。搜索者與構建者合作，因為搜索者愿意支付高額的gas費用，以使他們的交易包括在內。這很重要，因為許多我們認為理所當然的事情，如套利和清算，都是由搜索者執行的。搜索者將交易捆綁在一起，并將其交給構建者。

構建者：把被捆綁在一起的交易拿出來，并把它們放到區塊中給到發起者。除了搜索者的交易之外，幾個捆綁的交易可以被組合在一起作為一個區塊，另外也有可能包含其他用戶在mempool中的待定交易，捆綁的交易也可以針對特定的區塊進行包含。

驗證者：驗證者發揮共識作用，對區塊進行驗證。他們向追求利潤的搜索者和構建者出售區塊空間，并反過來得到部分獎勵。請記住，驗證者從發行和執行獎勵中獲得獎勵。

那么，為什么有些人說MEV是有害的，盡管表面上它似乎為生態系統和安全預算提供了價值？因為MEV通過優先gas拍賣進行競爭。PGAs是一種拍賣，費用通過競爭性出價來獲得交易的優先順序。費用估算者使用PGA膨脹的gas價格作為參考，導致用戶為其交易支付了更多費用。應該指出的是，這主要是在MEV-Geth/Boost和Flashbots之前的運作方式。MEV-geth發布后，大部分與MEV相關的計算都被從鏈下移除，取而代之的是一個無需許可的側中繼，允許MEV搜索者直接與節點和其他參與者通信。擁堵收費降低。當你對比vanilla構建者和MEV-Boost的份額時，這也更容易看出。

在其核心，這個問題源于這樣一個事實：用戶和bots在同一個池子里，與他們是否追求MEV無關。

模塊化區塊鏈項目Avail推出數據證明橋:金色財經報道，模塊化區塊鏈項目Avail已推出“數據證明橋”（data attestation bridge），這是旨在降低以太坊Layer2與Layer3鏈成本的新產品，有助于保護鏈下數據安全。“數據證明橋”連接到以太坊，可以被使用以太坊作為基礎層的ZK Rollup與Optimistic Rollup。該數據證明橋通過Avail的鏈下數據可用性層在L2 Rollup數據和L1之間建立連接。[2023/7/7 22:24:05]

參與者有巨大的動機去敲詐用戶以獲取利潤。

參與者有巨大的動機中心化。

盡管系統是去權限的，但敲詐可以通過協調人的中心化而變得可信。

因此，敲詐可以而且會發生。

此外，參與MEV的門檻也越來越高，導致了進一步的中心化。這部分是由于搜索者必須對MEV機器人進行不斷的維護的事實。競爭是粗暴的，代碼也在不斷更新。如果你找到一個優勢，你更有可能不分享它，盡管區塊鏈是開放的賬本，它們最終會被發現。MEV“市場”，如Flashbots，也是相當中心化的，因為絕大多數區塊都是通過Flashbots流動的，盡管MEV-Boost中繼是去權限的，并且有好幾個終端。

需要注意的是，他們有計劃將整個MEV供應鏈去中心化，我們相信Flashbots團隊很清楚當前實施的細微差別。中心化的Flashbots中繼器并不直接擁有任何驗證者的權力。Flashbots也不能審查與MEV無關的交易。驗證者仍然可以包括沒有經過Flashbots中繼的交易。Flashbots顯然是一個中心化的力量，但是一個非Flashbots世界的替代方案肯定感覺會更糟。由于MEV-Boost的參與者比非參與者的平均收入要高，這也導致了利用它的行為者的進一步中心化。

不過不要害怕，答案一直是“我們將去中心化！”雖然，如果Flashbots不能就MEV的問題達成共識，那么更廣泛的社區將如何達成共識？

如果Flashbots作為一個系統最終成為一個DAO，那么它本身就有可能去中心化。這與Lido和這里的其他協議有著類似之處。為了擺脫中心化，許多協議說它將成為一個去中心化的DAO，就像Flashbots。你可以爭辯說，它只是把中心化改成更多的層次。然而，增加更多的層次有著有限的優點。最終，在大多數情況下，有一點去中心化總比沒有去中心化要好。不過，這也取決于這種去中心化的可攻擊性如何。

Matter Labs團隊推出模塊化工具包ZK Stack:金色財經報道，Matter Labs團隊宣布推出ZK Stack，這是一個模塊化工具包，用于在以太坊Layer 2解決方案zkSync Era之上構建超鏈網絡。開發人員表示，ZK Stack將給予開發者完全的主權。從選擇數據可用性模式開始，到使用您自己的實用代幣來分散排序器結束。該開源框架與EVM兼容、經過實戰測試且面向未來。[2023/6/27 22:03:06]

那么，為什么行為者的參與是如此重要？

驗證者希望收集最多的費用/MEV，以便為其用戶的Eth提供最高的質押率。這是激勵驗證者挑選由構建者創造的最高價值區塊的一個因素。

構建者將匯總來自用戶、MEV搜索者和他們自己的私人訂單流的交易，以盡可能地制造最高價值的區塊。

擁有獨家私人訂單流的構建者應該可以創造最有價值的區塊。

一個構建者的區塊被持續納入，會激勵更多的私人訂單流到達這個構建者，因為用戶和搜索者希望他們的交易能迅速被納入。

預先出售未來的區塊空間，以便做市商或協議能夠為他們的交易或用戶確保區塊空間。

MEV區塊生產和交易包容動態在本質上創造了一個不公平的市場。如果不直接干預，市場結構就無法得到改善。協議本身必須控制市場，或者有機制來支持它。發起者之間的合作似乎更令人擔憂，特別是在一個半去權限，半去中心化的定序器設置中。然而，如果在MEV的提取過程中發生了罰沒，那么除了交易費用之外，還有什么理由成為一個定序器？

如果你不為安全性釋放代幣，那么這一點尤其正確，因為你從基礎層中獲得了安全。因此，人們相信，必須有一個SBV供應鏈。這也可能引致行為者之間的可信社會契約。MEV在現實中也可能成為一個“問題”，更多的是在應用方面受到攻擊，讓協議沒有直接的干擾。但是在某些情況下，MEV可以被看作是增加底層協議的安全預算。

在競爭激烈的區塊市場中，存在對區塊空間的競爭，應用程序最終將轉到“MEV”。構建者不會在無利可圖的恢復上浪費區塊空間。MEV交易的確認速度更快。搜索者將MEV轉換為優先費，使交易有更高的優先權。因此，應用程序可以將MEV納入設計，并利用它在特定協議內的區塊空間市場上購買特權地位。

模塊化執行層Fuel啟動Beta-3測試網，添加P2P網絡并可同步運行全節點:3月21日消息，以太坊模塊化執行層 Fuel 啟動第三個公共測試網 Beta-3，新測試網添加了 P2P 網絡，引入了在 Fuel 上同步運行全節點的能力。Fuel 表示，Beta-3 不是激勵性測試網。參與該網絡不會獲得直接獎勵。

Fuel 于去年 11 月份推出 Beta-2，并增加了橋接支持，允許開發人員可以在 Fuel 上試驗跨鏈 DApp。Beta-2 已處理超過 90 萬筆結算交易。[2023/3/21 13:16:34]

通過使搜索者和獵手能夠輕松地尋找導致MEV的良好的可預測狀態變化，你可以激勵有利的MEV，增加協議的安全性和效率。將這些有利可圖的行動與定序器本身結合起來，他們可以分享這一利潤。這將使價值鏈既落在用戶和定序器手中，又增加了協議本身的安全預算。因此，用戶分享了他們自己創造的價值。你只能隨著一個區塊鏈的成功和采用來擴展它的去中心化。

MEV：有利、有害還是二者并存？

推理MEV作用的一種方法是通過鏈的經濟安全角度來看待它。一般來說，這被看作是“保護”該鏈的價值，被質押的資產數額，或者在比特幣的情況下，進行51%的攻擊所需的資金數額。MEV是其中的一個重要組成部分，因為它提高了驗證者/礦工的收益，因此允許更大的經濟價值被質押進來。

以下是兩條基本推理路線。其中一條，MEV被認為是有害的。這里的推理是，從用戶那里提取的價值對用戶體驗而言是有害的，而成熟的用戶可以從不太成熟的用戶那里提取價值。因此，出現了無數防止MEV的解決方案，像門檻加密法對交易的預購進行加密，以及用統一的執行價格進行批量拍賣，都是為了防止或盡量減少MEV提取。

另一種看法是，MEV實際上是有幫助的。這里的推理是，MEV提取提高了被驗證者/礦工出售的區塊空間的價值，因此允許對這些人有更多的收益。由于收益率較高，驗證者/礦工愿意投入更多的資產，以獲得這些收益率。這將導致該鏈擁有更多的經濟安全。而實現這種經濟安全的另一種方式是通過人為地提高收益率，發行更多的原生代幣/獎勵。然而，這是以代幣持有人為代價的，因為他們的資產面臨通脹。如果你通過這個觀點來看待MEV，它實際上是一種對代幣持有者有利的力量，因為它使他們能夠從經濟安全中受益，同時面臨較少的通脹。

Router Protocol推出模塊化跨鏈橋Voyager:金色財經報道，區塊鏈通信基礎設施Router Protocol今天宣布推出Voyager，這是一種具有增強的安全功能和快速交易速度的跨鏈橋。在Voyager上處理跨鏈轉移邏輯的合約與處理儲備資產的合約是分開的，從而最大限度地減少了額外的常見攻擊向量。Voyager還使用鏈上驗證，這比使用鏈下共識的協議更安全。除了大量的安全功能外，用戶還可以利用網橋的高速性能——Voyager上超過50%的交易在不到一分鐘的時間內處理完畢，80%的交易在不到兩分鐘的時間內完成。（cryptoninjas）[2022/7/1 1:42:59]

以太坊上驗證者的每日Gas和收益

歸根結底，就是你想讓疼痛落在哪里。通過允許提取MEV，你限制了達到一定經濟安全水平所需的通脹，而以用戶體驗為代價。因此，發行成為達到某些采用指標所需的效用，這最終將允許你將其降低到微不足道的數額，而MEV可以為安全預算做出貢獻。

然而，通過防止或最小化MEV，你加強了一般的用戶體驗，犧牲了代幣持有人的利益，因為你需要更多的通脹來維持經濟安全。另一個也許更牽強的理由是，對于一個完全理性的行為者來說，提取最大數額的MEV可能不是最優的。因為這將成為用戶的負擔，他們將停止在鏈上積極從事經濟活動，從而使能在用戶的整個生命周期中提取的總金額減少。

雖然我們在上一節中通過基礎層的視角來看待MEV，但同樣的論點也可以在應用層面上提出。Mekatek的研究表明，在DEX層面上，你要么允許套利并使LP受益，要么不允許套利并以犧牲代幣持有者的利益用通脹來補償LP。這與我們剛剛介紹的基礎設施協議層面上的動態相似。

那么，MEV是好是壞？我們能給出的最公平的答案是，兩者都是，也都不是。從一個角度來看，某些形式的MEV可以被看作是壞的，但從另一個角度來看，MEV也有好處。總的來說，我們相信MEV既不是好的也不是壞的，它就是這樣。

去中心化定序器

當你研究L2的MEV時，要優化提取多少價值的話題變得特別重要。這是因為，就目前的情況而言，大多數定序器是中心化的。它們完全負責一個區塊的排序，因此可以決定提取多少價值。然而，就像Crypto中的任何中心化點一樣，目標是轉成非中心化的定序器，在這一點上，你會遇到與PoSL1相同的激勵博弈理論。定序器背后的經濟學可以顯示為：

收益=發行量+收取的費用總和-DA和爭端解決的成本

。

通過防止或限制從L2提取MEV，你減少了收集的費用總和，因此運行一個定序器或參與一個去中心化的定序器網絡的利潤減少。此外，在去中心化定序器組的情況下，你需要考慮各種因素。

需要去中心化定序器的原因很清楚--它去中心化，并將信任假設從構建rollup的中心化團隊中移除。目前，rollup定序器的運作方式是，存在一個單一的定序器來執行、分批和最終確定所有交易。在定序器故障的情況下，這顯然是不理想的。此外，它把大量的信任假設放在了控制定序器和允許升級的多簽智能合約的團隊身上，另外也有在欺詐的情況下的故障證明。它們有能力重新排序交易并提取MEV。雖然，目前交易最終確定的方式是在假設定序器不會接觸、提取或敲詐任何MEV或交易的情況下，這就是給我們提供的軟最終性，允許定序器在收到交易后立即最終確定。在某些情況下，比如ZKrollup，實際的最終性要到10個小時后才會達到。如果你查看一下以太坊上Starkware的SHARPstarkverifier合約，就可以發現一個很好的例子，下圖就是ZK證明的最終確定。這通常是每3-10小時進行一次，從處理該批次的第一筆交易開始，這是相當長的爭議時間。

這樣做是為了降低交易的成本，把盡可能多的交易放在一個證明中，否則，交易的成本會急劇上升。這就是交易在rollup中被最終確定的方式--它們得到一個軟最終性的保證，即最終它們會在底層被最終確定。在Optimisticrollups的情況下，交易反而是分批進行的，狀態根與calldata一起被發送到Ethereum的L2合約。由于爭議期的要求，Optimisticrollup的交易的實際最終結果要到7天左右才會發生。這意味著它們的實際軟最終保證會持續相當長的時間，以使觀察者能夠證明任何已經發生的欺詐行為。這些都是我們在去中心化定序器集時需要解決的問題；軟最終性需要得到保證，最終的最終性需要達到，同時允許證明按預期發揮功能。

下面是一張目前rollups運作方式的圖片：

請記住，當你依賴L1的共識時，L2的最終性并不是最終性。當你把鏈上的共識從rollup上移到底層的“結算”層時，這部分是你做出的權衡。除非你也在rollup上處理共識。然而，這里明顯的權衡是你分割了流動性，增加了互操作性的難度。

接下來，讓我們來探討一下去中心化rollup定序器的一些可能性，以及這對MEV會有什么樣的影響。

首先，去中心化的定序器意味著去除我們對單一定序器的信任假設，該定序器由一個有激勵機制的團隊運行，不接觸MEV也不重新排序交易。這對MEV有一定的“保護”作用。然而，當談及通過代幣的綁定將定序器集去中心化，便開啟了去許可或半許可的驗證者/定序器集提取價值的可能性，因為他們已經被承諾了rollup的代幣。這意味著需要有一個機制來確保區塊排序的正確性和合適的罰沒。這樣做的原因是為了確保定序器集保持有效性，保持公平，不對交易進行推斷。比如重新排序，將自己的交易放在池子的第一位--即使他們支付的gas費較少，這通常也需要一個公共的mempool，或者包含保證。

下面是一些例子：

PoS證明領導者選舉。這可能是與Tendermint的領導選舉，以及一個罰沒模塊類似。這至少是我與之交談過的大多數rollup似乎都會采用的方案。然而，也有其他選擇。對于PoS，如果你允許最大的持有者獲得最多的區塊百分比，那么它將不可避免地導致中心化。或者也可以轉到MEV拍賣，因為你用機會成本而不是直接付款來進行投標。

公平排序。為了使其正常運作，你還需要一個可罰沒的債券。在這種設置中，你“支付”以獲得在該期間提取MEV的權利。為了使公平定序發揮作用，你需要一個公平的定序協議，選擇一個公平的事件序列來最終發布。這通常是通過誠實的多數假設來實現的，比如以優先服務排序的形式，由各個定序器合并的交易列表進行排序。因此，該系統是先來后到的，具有51%-N的誠實性假設。在不誠實的情況下，系統可以承諾進行社會分叉。

第二種選擇的問題尤其在于，它變成了一場爭先恐后的延遲競賽，這很可能導致構建者和搜索者盡可能地靠近有關的定序器。這顯然會導致地理集中化。

此外，也有一些圍繞MEV拍賣的討論，以獲得排序名額。然而，我們認為，盡管它具有去許可的性質，但它還是推向了中心化，而且它的進入門檻非常高。盡管前面提到的一些方法也會導致“中心化”，但它不那么明顯，對協議也沒那么有害。

一般來說，公平排序機制并不能以任何方式“防止”或緩解MEV，而不會增加相當大的負面影響。然而，像閾值加密、時間鎖謎題、批量拍賣和元mempools可能在提供此類屬性方面更成功。

現在我們已經看到了定序器目前是如何運作的，以及一些可能去中心化的方法，現在讓我們試著想象一下去中心化的定序器集是怎樣的，以及它需要什么來保持最終性保證并確保協議按預期發揮功能。

去中心化定序器的公平排序示例

上面是智能合約rollup中的定序器設置，下面我們將展示通過PoS領導選舉的主權rollup會是什么樣子。在公平的排序設置中，沒有太多的動機去購買和押注所需的代幣數量以成為一個定序器，并且定序器集的總加密經濟安全性保持相當低。

去中心化定序器PoS領導選舉的例子

在這種設置中，其運作方式非常簡單--當選擇某一輪的定序器時，委員會只需利用基于質押比重的加權循環方法即可。有了這種方法，任何驗證者都可以輕松地計算出某一輪的合格發起者。如果你想閱讀Celestia上的NMTs，請查看我們的數據結構文章?。。

此外，也有一些關于領導選舉隨機化的研究和討論，而這也可能是一種方法，以獲得類似于公平排序的設置，但需要有一個隨機的發起者，而不是先到先得的方式。雖然，這不鼓勵定序器購買和質押更多的代幣，但這可能會降低協議的經濟安全性。

兩種不同設置之間的MEV提取不同，并可能導致MEV的分配和提取不同。此外還有其他需要注意的問題，比如最終性保證、MEV的抑制方法，我們將在第二部分中討論模塊化MEV中填充空間的各種參與者，以及如何發生合謀。我們還將研究共享的定序器和元mempool的設置--所以請關注未來幾周的另一個部分。

最后，非常感謝MathijsvanEsch參與了本文的寫作，并感謝JoshBowen參與了最初導致這一系列文章的討論。感謝Mekatek的審閱。

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