オンチェーンアクティビティの劇的な増加とオンチェーンインフラストラクチャの進化と強化により、オンチェーンMEVは常にイーサリアムのダークフォレストの最も危険な部分とみなされており、ユーザーのオンチェーンに利益損失を直接引き起こしました。金融活動とユーザーエクスペリエンスの低下。この記事の目的は、イーサリアム 2.0 のブロック生成メカニズムの技術的進化と提案者と構築者の分離 (PBS) に基づいて、このメカニズムによってもたらされる自然な集中化と信頼の問題、およびイーサリアムの価値の分析に焦点を当てることです。 . まったく逆の現実があります。
チェーン上の MEV の強化はまさに諸刃の剣であり、プラスの外部性とマイナスの外部性が含まれます。マイナスの外部要因には、DEX 価格差の縮小が含まれ、マイナスの外部要因にはメザニン取引のユーザーへの損害が含まれます。したがって、MEV のソリューションは、負の外部性を根絶するというよりも、それを緩和することに重点を置いています。 MEV の負の外部性を緩和し、サードパーティの信頼ミドルウェア Relayer に基づいて現在の問題を解決するメカニズムを探索するプロセスでは、オークション メカニズムの改善、コンセンサス層の改善、アプリケーション層の改善という 3 つの主要なカテゴリの対策があります。 。これら 3 つの改善点は、MEV の最新の状況にさまざまな程度の影響を及ぼしますが、一部のソリューションではユーザーが遭遇するサンドイッチ攻撃の問題を実際には解決できないため、さらに多くのプライバシー プールを導入する必要があります。ユーザー トランザクションのオプションのプライバシーを保護するには、これらの MEV ソリューションを組み合わせて試す価値があります。
さらに、メカニズム設計の避けられない副産物として、この記事では、レイヤー 2 アーキテクチャや EIP などの新しいトランザクション タイプの実装下で生じる可能性のある可能性についても検討します。 4337 アカウントの抽象化。MEV のさらなる技術的課題と機会。
最後に、この記事を使用して、ユーザーが住んでいる暗い森を照らすだけでなく、MEV の負の外部性の問題を軽減する潜在的な解決策を検討し、現在の MEV ソリューションの長所と短所を包括的に理解したいと考えています。これは、業界の研究者が MEV をさらに研究するための暗い森を照らすものでもあります。
イーサリアム2.0
マージ以来、イーサリアムはネットワークのセキュリティを確保するために POS メカニズムを採用し、同時にブロック生成に関する計算集約的な競争を放棄し、その代わりに公平性の証明を採用しました。合併後、イーサリアムは実行層とコンセンサス層に分割されました。ブロック全体の出力も変更されています。各エポックは 32 個のスロットに分割されており、各スロットは 12 秒のブロック時間単位に相当します。
バリデーターが提案したブロックアイコン
ネットワーク全体が各エポックのバリデーターから委員会をランダムに選択します。ブロックを提案する人は、トランザクションをパッケージ化して実行をソートして、最終的にブロックを生成する必要があります。このプロセスを監督してから、ブロックに投票してください。そして、この委員会はエポックごとに再選出されます。同時に、ブロックの生成と投票の効率を確保するために、特定の動作時間制限が課されます。ここで、読者のために用語を統一します。ペイロードは実行負荷であり、トランザクションの状態変化を意味し、実行ブロックの一部とみなすことができます。ブロック プロポーザーは、実行ペイロード (つまり、トランザクション結果を実装する状態変更) とブロック提案を実装します。
PBS アーキテクチャ
実際、バリデーターがブロック提案者になるように選択された場合、提案者にはペイロードを実行する、つまりトランザクションを順序付けして実行するインセンティブがないことがよくあります。これは、状態変更を実行するために多量の計算能力を必要とするためです。当初の考え方は、分散型の委員会選挙を採用し、執行負荷を含めれば、取引の発注などが分散化されるというものでした。しかし、検証者は当然この部分の完成を第三者に任せたいと考えているようですが、提案者はブロックの提案に重点を置いています。そこで、分離されたノードの提案者はブロックの検証のみを担当し、ブロックの構築には関与しないというPBSの考え方が生まれました。提案者と構築者の分離により、ブロック提案者がブロック構築者からブロックを取得できるオープン市場が促進されます。これらの建設者はブロックを構築するために互いに競争し、提案者に最も高い料金を提示します。これを「ブロック オークション」と呼びます。
PBS フロー図
PBS (Proposer Builder Seperate) シール付きファースト オークション モデル全体を簡単に紹介します。ユーザーが RPC プロキシ経由でトランザクションを送信する場合、RPC はノードを実行してパブリック Mempool にトランザクションを送信することと同じです。複数のビルダーが最適なトランザクションを見つけて並べ替え、利益最大化ブロックを生成します (利益最大化とは、トランザクション手数料 Base+Priority+MEV)、その後、複数のビルダーが MEV-Boost リレーレイヤーを介してプロポーザーと対話します。リレーレイヤーは、複数のビルダーがプロポーザーと対話するためのブリッジです。ビルダーは、見積書をリレーレイヤーに送信します。中継者は複数のブロック ヘッダーと対応するブロックを提案者に送信します。提案者は通常、最も高い引用を持つブロックを採用します。このうち、Relayerは、BuilderとProposer間の対話型入札を標準化するためにFlashbotによって提案された技術仕様であるMEVBboost仕様を実装します。このプロセスでは、すべての情報が封印され、中継者はブロック ヘッダーのみを提案者に送信するため、提案者は検閲に耐えられます。
PBS によるさまざまな参加者とゲーム
その主な参加者は、Builder、Relayer、Proposer、および MEVbot (Searcher) です。
ビルダー
このうち、Builder は主にブロック コンテンツの構築を担当しており、MEV-Boost テクノロジーを使用した後は、ガス料金をサポートするだけでなく、MEV 収入もサポートするため、入札においてより有利な立場にあります。ビルダーはユーザーとサーチャー間のトランザクションを直接レビューできますが、これは常に批判されてきましたが、特に米国政府が OFAC を発表してからは、最近ではレビューされるブロックの割合が増加していますが、当初に比べて多くのビルダーが OFAC 準拠に参加しました。 , 減少しましたが、ビルダーはブロック構築プロセス中にトランザクションを直接レビューする直接的な役割を持っていることがわかります。
OFAC 準拠のブロック率、出典: MEV Watch
ビルダー市場シェア、出典: MEV Watch
現在のビルダーの市場シェアから判断すると、検閲のない純粋なビルドである beaverbuild.org が徐々に市場シェアを拡大しており、すべてが利益重視です。
サーチャー
MEV 収入とガス料金収入比率、出典: mevboost
基本的に、利益を最大化する作業には、サーチャーとビルダーの共同作業が必要です。サーチャーは特定のビルダーと協力して、一部のビルダーにのみサーチャーのトランザクションが表示されるダーク プールまたはプライベート プールを形成します。利益を最大化し、ブロックスペースを入札します。理論的には、ビルダーが悪を行ったり検閲を行った場合、サーチャーは別のビルダーを選択することができ、それによりビルダーの市場シェアは徐々に減少します。したがって、ビルダーはサーチャーの条件に従って、悪事を行うことによる隠れたコストを考慮することがよくあります。上の図は MEV と毎日のガス収入を示しています。市場が大幅に変動した場合、Searcher によって提供される MEV 収入が毎日のガス収入の 2 倍になることもあります。
Searcher の場合、CEX-DEX (オフチェーン) アービトラージと、DEX、メザニン、および清算 (純粋なオンチェーン) の 2 つのカテゴリに分類されます。
Searcher の市場シェア、出典: Searcherbuilder
Wintermute は現在、CEX-DEX 裁定取引でトップの市場シェアを占めています。
Searcher の市場シェア、出典: Searcherbuilder
純粋なオンチェーン MEV の機会を求めて、徐々にスタジオを形成する傾向にあります。その中で、jaredfromsubway.eth は、イーサリアム チェーン上のユーザーに対してサンドイッチ攻撃を行うのが得意で、驚異的な 37.2% の市場シェアを持っています。かつてはチェーン内でガス消費量が最も多いユーザーでしたが、そのガス消費量は 1 日の約 1.5% でした。 2023 年 2 月から 2024 年 6 月までに、ボットは合計 76,916 ETH を費やしました。これは、これらの取引が実行された時点の価値に基づいて約 1 億 7,500 万ドルに相当します。 Seacher と Builder 間の密接な関係により、実際には多くの Searcher が上位 3 つの Builder に注文フローを送信しますが、一部の小規模な Builder が Searcher の MEV を引き起こす可能性があります。戦略が失敗し、損失が発生するリスクがあります。さらに、バインディング Builder はエコシステム内での影響力を維持することもできます。
中継者
リレー市場シェア、出典: mevboost
中継者は一括入札を担当し、ブロック ヘッダーと入札ブロックの価格を提案者に送信する転送ステーションとして機能します。この時点では、提案者はブロック内のトランザクションの詳細を知りません。プロポーザーがブロックヘッダーを選択して署名すると、リレーレイヤーはすべてのトランザクションコンテンツをプロポーザーにリリースします。 Relayer は金銭的インセンティブのないサードパーティとして、Builder が引用を Poposer に依存し、Proposer が引用とブロックのコンテンツを Relayer に依存していることがわかります。同様の問題は歴史的にも発生しており、超音波リレーの潜在的な脆弱性により、提案者は MEV で 2,000 万ドル以上を引き出すことができました。これらの脆弱性は修正できますが、リレー自体が悪意を持って動作し、MEV を盗む可能性があります。
市場シェアの傾向グラフ、出典: mevboost
上の図は Relayer の市場シェアを示しています。Merge 以降、純粋に MAX Profit を実行している Builder の市場シェアが徐々に拡大していることがわかります。したがって、自由市場では、Builder を介して MEV を人為的に制御することは不可能です。
同時に、Relayer には経済的インセンティブがないという問題もあります。そのため、BlocknativeもRelayerの研究開発から撤退した。 Relayer は現在、Flashbots によって提案された MEVBoost 仕様に依存して構築されていますが、Ethereum は PBS の提供をサードパーティに依存していますが、これは長期的な解決策ではないため、Ethereum コミュニティも現在、プロトコル レベルで PBS を含めることを検討しています。
提案者
プロポーザーの場合、アルゴリズムを使用してすべてのバリデーターから委員会のグループがランダムに選択され、各スロットでブロック プロポーザー自体がロードを実行する機能を備えていますが、プロポーザーの性質により、この部分を外部委託したい場合、Builder と Proposer の間で垂直方向の連携が発生しやすくなります。MEV-boost の Relayer は、この方法の中間点となり、両者間の直接コミュニケーションによって引き起こされる垂直方向の連携の衝突を軽減することを期待しています。現在、マイニング プールはバリデーター プールとして使用されているため、このマイニング プールと LSD バリデーター プールの両方に強い規模効果があり、特に LSD の出現により、元々約束されたトークンの可能性が解放され、資本効率が向上します。その背後にある DEFI 構成要素の影響により、検証者プールはより集中化する傾向にあります。
バリデータの市場シェア、出典: mevboost
Lido は現在、市場シェアの約 28.7% を占めており、Coinbase と Ether.fi が 2 位と 3 位にランクされています。過去に、MEV-BOOST PBS ソリューションが積極的に実装されていなかったとき、提案者はビルダーのタスク、つまり実行負荷 (ペイロード) を担当する必要がありましたが、ほとんどの提案者はトランザクションを並べ替えて実行する機能を放棄していました。重度の計算作業ではこれは深刻な問題となるため、検証パフォーマンスの負担を軽減するには、実行負荷を外部委託し、サードパーティにブロックをオークションさせる方が良いでしょう。
ユーザー
最後に、ユーザーについて話しましょう。ユーザーのトランザクションは Mempool に投入され、さまざまな MEVbot がそこから MEV の利益を得ることができますが、これらの利益はユーザーには流れないため、ユーザーはアーキテクチャ設計全体において最も弱い立場にあることがよくあります。しかし、それは必ずしもデメリットではありません。たとえば、DEX では、オンチェーン市場が大きく変動したり、ユーザーの取引量が DEX の流動性を上回ったりする場合、MEVbot は裁定取引を通じてプラットフォーム間のスリッページや価格差を削減します。したがって、MEV の存在には、別々に議論する必要があるプラスの外部性とマイナスの外部性があり、ここに MEV の複雑さがあります。
ユーザートランザクションアイコン
ユーザーが MEVbot によって監視されてユーザーに損害が発生するのを防ぐために、ユーザーが非パブリック Mempool にトランザクションを配置できるようにする RPC ノード プロバイダーが多数あります。たとえば、Builder の RPC を通じて Builder と直接対話できます。比較的斬新な方法は、OFA (オーダー フロー オークション) 注文フロー オークションを通じてユーザーに MEV の利益を補償することです。注文フロー全体がブロックに含まれており、Searcher はこれらの利益をユーザーに返します。
プライベートオーダーフロートランザクションを実行しているユーザーの割合、出典: Mempool
現状、プライベートオーダーフローを利用するユーザーの割合はまだ10％程度と高くはなく、ユーザーの教育コストが高いこと、MEVの知識や対策を正しく普及できていないユーザーが多いこと、運用が煩雑であることが主な理由となっている。ユーザーエクスペリエンスを最適化したい場合、ユーザーは積極的に受け入れるのではなく、もっと受動的になるべきです。
要約する
現在の PBS 構造では、MEV-BOOST 仕様の導入以来、この利益最大化を目的とした密閉入札オークション メカニズムにより、ビルダーとサーチャーが協力と信頼の方向に徐々に導かれていることがわかりました。探索者か構築者 興味が一緒に束ねられると、この集中化の傾向も非常に明白になります。 POS では、MEV 業界チェーン全体がすべてのリンクで集中化されることになり、また、検索者がビルダーを信頼し、ビルダーと提案者が中継者を信頼するという問題も生じます。 MEV の集中化と信頼の発展は、究極の分散化と信頼の分散化というイーサリアムのビジョンと明らかに矛盾しています。イーサリアム コミュニティは現在、この集中化を緩和するための 3 つの提案について議論しています。
ビルダーとサーチャーのバンドリングの一元化: Flashbot が提案する SUAVE テクノロジーは、トランザクションの透明性を高め、ビルダーに対するサーチャーの信頼しきい値を下げ、サーチャーがすべてのビルダーに注文フローを送信することを奨励します。
リレイヤーの信頼: Enshrined PBS を使用して現在の PBS ソリューションを置き換え、入札プロセスでのリレイヤーへの依存を排除します。
Validator 集中化の場合: SSV などの分散型 AVS を使用します。Lido はすでにそれに協力しています。
参加者集中化の傾向
MEVステータス
2024 年 6 月 1 日から 7 月 1 日までの MEV の種類と利益、出典: eigenphi
現在チェーン上の主な MEV は、アービトラージ、サンドイッチ攻撃、清算などです。中でも裁定取引の利益が最も大きく、MEV ボットは過去 30 日間で合計 260 万米ドルの利益を上げています。
2024 年 6 月 1 日から 7 月 1 日までのサンドイッチ攻撃取引の利益分配、出典: eigenphi
実際、取引の平均利益は 0.8 米ドルで、過去 30 日間のイーサリアム チェーンに対するサンドイッチ攻撃の利益は約 88 万米ドルです。
MEV はプラスの外部効果とマイナスの外部効果に分けられます。プラスの外部効果には、裁定取引による DEX 間の価格差の縮小と DEFI プロトコルによる担保取引の清算が含まれます。これらはすべてプラスの効果です。悪影響は主にユーザーのメザニン取引から生じ、ユーザーは利益の一部を失うことになります。現在のオンチェーン手数料メカニズムでは、イーサリアムはガス手数料の平滑化メカニズムを実装していますが、チェーン上で裁定取引の機会が増えると、MEV ボットとユーザーがチェーン上で一緒に取引することになり、その結果、短期的なオンチェーンが発生します。ガス料金の高騰により、ユーザーに経済的損失と経験的損失が生じます。
MEV と集中化の問題は PBS および POS アーキテクチャによってもたらされるだけでなく、イーサリアムがレイヤ 2 アーキテクチャに移行するプロセスでレイヤ 2 間のクロスチェーン MEV の問題も発生します。
レイヤ 2 アーキテクチャ設計の潜在的な MEV の複雑さ
現在、イーサリアムの多くのトランザクションはレイヤー2に配置されており、イーサリアムの主な目標は世界決済レイヤーに焦点を当てることであるため、将来の大規模なオンチェーン裁定取引はより複雑かつ技術的に移行するでしょう。マルチチェーンのクロスチェーンを要求します。
クロスチェーン MEV では、現在あまり集中的な研究は行われていませんが、レイヤー 2 では、シーケンサーがトランザクションのソートと実行を担当するため、主にシーケンサーの改善を目的としたいくつかの対策が提案されています。クロスチェーン ブリッジは、異なるレイヤー 2 間のクロスチェーンに不可欠な製品です。実際、Searcher はレイヤー 2 間の断片化モビリティの速度を低下させるのに役立ちます。現時点ではまだ重要ではありませんが、主な理由は、経験とクロスチェーン ブリッジのセキュリティは依然として改善の必要があり、さまざまなクロスチェーン ブリッジの異なるファイナリティにより、戦略をカスタマイズする際にこれを考慮する必要があり、クロス レイヤ 2 クロスチェーンをよりアクセスしやすくしています。
EIP-4337 の潜在的な MEV
新しいアーキテクチャにより MEV の複雑さが増すだけでなく、EIP-4337 によって導入されたアカウントの抽象化と新しいトランザクション タイプも MEV の状況を大きく変えることになります。
ERC-4337 ワークフロー
ERC-4337 では、新しいトランザクション タイプのユーザー オペレーションが Mempool に導入され、Bundler の役割が Mempool に移動してこのタイプのトランザクションを検索し、通常のトランザクションにパッケージ化します。ユーザーのトランザクションがパブリック プールに入ると、Searcher によって監視されます。 Bundler は Builder に似ており、Searcher と連携してユーザー操作を並べ替えて MEV を取得できます。同時に、異なるチェーン上のユーザー操作仕様は異なる可能性があり、これによりクロスチェーン MEV の技術的限界がさらに高まります。
つづく。
参考文献
「MEVM、SUAVE Centauri、そしてその先」: https://writings.flashbots.net/mevm-suave-centauri-and-beyond
「ブロックチェーン、MEV、およびナップサック問題: 入門書」: https://arxiv.org/html/2403.19077v1
《イーサリアム1.0からのMEVエコシステムの進化》
Blockchain Capitalによる「MEVの未来」
「FRP-18: Mempool プライバシーを完全にするための暗号化アプローチ」 (Flashbots 著)
《処刑チケット》： https://ethresear.ch/t/execution-tickets/17944
「ペイロード適時性委員会 (PTC) – ePBS 設計」: https://ethresear.ch/t/payload-timeiness-committee-ptc-an-epbs-design/16054
免責事項:
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