L2 MEV 是什么

L2 MEV 是什么

特别感谢 Nikete Della Penna、RJ、Matthew Finestone 和 Brecht Devos 的审阅和宝贵见解。

TLDR

在本文中，我们对当前 L2 MEV 的现状进行了“映射”，思考不同 L2 设计带来的不同 MEV 结果。我们还简要概述了不同方式的 L2 去中心化及其可能对 L2 MEV 的影响。

什么是 MEV

免责声明：如果你对 MEV 很熟悉，可以跳过这部分。关于 MEV 的详细解释，请查看 Paradigm 的文章“以太坊是一个黑暗森林”和 “Flash Boys 2.0” 论文。

MEV – Maximal Extractable Value（在合并之前称为 Miner Extractable Value） – 直接从智能合约中提取的价值，因为控制了在特定时期内交易的顺序。它首次在 2019 年的 “Flash Boys 2.0” 论文中正式定义。

要理解 MEV 是什么，我们需要了解套利机器人：套利机器人浏览区块链系统（尤其是去中心化交易所 DEX）以寻找并利用普通用户的 DEX 交易。

在最初阶段，以太坊上的 MEV 是由矿工提取的。mev-geth 是一个以太坊矿业客户端，可以接受来自搜索者的包。搜索者相互竞争，以在内存池中寻找 MEV，构建具有最大潜在 MEV 的包，并赢得拍卖以让 mev-geth 将他们的包包含到区块链中。合并之前提取了 $675.6M MEV。

在转向权益证明之后，MEV 提取对验证者变得可用：mev-boost（由 Flashbots 提供）被引入以提供提议者构建者分离（PBS），这使得 MEV 提取成为一个巨大的数百万美元的高度竞争行业（自合并以来提取了 217 147 ETH（约 4.15 亿美元）MEV）。

然而，由于以太坊拥有一个以 Rollup 为中心的路线图，预计随着 Rollup 的成熟，99% 的所有活动将在 L2（及更高层）上进行，因此 Rollup 的设计应考虑 MEV 提取竞争。

由于区块构建和验证参与者被假设为理性的经济行为者，因此有利可图的 MEV 机会可能合理地影响这些参与者的行为，从网络的角度来看是恶意的。

以下我们回顾不同 Rollup 的设计及其对每个设计的 L2 MEV 结果。

免责声明：这是一种假设性的心理图，以创建当前 L2 MEV 领域的至少一些概述。目前，大多数 Rollup 拥有单一的中心化排序器，因此这几乎是今天唯一可用的选项。现实可能有所不同。因此，请将本文视为进一步研究的邀请。

当我们说“99% 的所有活动将来会在 L2 及以上进行”时，随之而来的问题是：“在 L2 上有 99% 的活动是否意味着 99% 的 MEV 也将在 L2 上被捕获？”

L2 MEV 现状

所有 L2 MEV 探索可以分为两个类别：（i）在每个链上分别进行的孤立 MEV 量化和提取，以及 (ii) 跨链 MEV（因为我们有多个链，每个链都有自己的 MEV 机会）。

MEV 是一个黑暗森林，因此我们无法确切知道这一领域中发生了什么。但有一些实验量化了 L2 MEV。以下是一些例子：

• FlashBabies 论文（2021 年）：L2 MEV 概念概述 + 在 Optimism 和 Polygon 上部署 MEV 量化工具；

• Polygon (PoS) 上的 MEV Explorer；

• 一篇关于跨域 MEV 正式化的 论文（2021 年）；

• 跨链 MEV 排行榜。

免责声明：这一领域可能还有更多文献研究。上面的列表只包含一些例子。

然而，L2 与以太坊不同。因此，对于 L2 的 MEV 以太坊假设可能是错误的。L2 MEV 领域呼唤对 MEV 感兴趣的研究人员。以下我们简要观察核心 Rollup 设计，并思考每种设计可能带来的 MEV 后果。

集中排序器（是否观察到任何 MEV？ 👹）

排序器的角色是将交易按顺序放入区块并将该区块提交到 L1。到目前为止，大多数 L2 以太坊 Rollup 的排序器都是单一的、集中的实体。而这些实体在不同程度上负责交易排序。也就是说，在大多数 L2 以太坊 Rollup 中（正如它们所展示的），MEV 提取掌握在单个排序器手中。

然而，在具有不同排序机制的 Rollup 中，排序的自由度也各不相同。 例如，在先到先得的模型中（当前使用 的 Arbitrum），排序器的工作是根据接收到的顺序将交易整理到区块中。因此，排序器提取 MEV 的能力受到很多限制。

而例如，在 Optimism 中，排序器对交易排序拥有更大的权力 – 事实上，它可以按其所愿对交易进行排序。因此，形式上它在排序时有机会提取 MEV。然而，它的权力也受到限制：如果在特定时间窗口内交易没有被包含在区块中，该交易将被迫包含在下一个区块中。

在 2020 年，Karl Floersch 在 ethresearch 论坛提出了 MEVA（MEV 拍卖）概念。这个想法是“一个单一的、复杂的参与者赢得拍卖，并可以捕获所有的 MEV。拍卖的赢家可以重新排序提交的交易并插入他们自己的交易，只要他们没有将特定交易延迟超过 N 个区块。”然而，我们对其实施情况一无所知。

自 2018 年以来，第一个 ZK-Rollup 在以太坊上部署， 从诞生之日起所有的 Rollup 都有去中心化的意图。根据当前了解，许多 Rollup 开始 时是中心化的排序器，并有意图 在未来去中心化。然而，应该注意的是，只要存在合理时间内强制交易包含的机制，这对 Rollup 的审查抵抗力并不是实际威胁。但截至今天，现有强制交易包含机制的一个缺点是它们相当昂贵，因此可以说强制交易包含仍然无法被广泛受众所接受，因此不能被视为 100% 的抗审查。

然而，使用中心化排序器，MEV 提取机会非常有限（直到你运行该排序器）。公平（在某种程度上）的方法是以集中方式提取 MEV，然后透明地重新分配给公共利益或其他“良好”的目标。

然而，由于 MEV 被认为是对以太坊网络鲁棒性潜在的共识危害（而且大多数 Rollup 仍打算在未来去中心化排序器），让我们进入下一章节，看看我们可以如何处理它！

去中心化排序器

去中心化可以有不同的形式：

参与者数量

• 去中心化 ~ 无需许可，这意味着任何人都可以随时加入和离开；

• 部分去中心化，这意味着我们有数量受限的参与者，这些参与者经过策划/白名单或根据其他标准选择。

机制

然后有许多选项来实现去中心化：

• 拍卖：各方以开放或封闭的形式（例如，荷兰拍卖、密封投标第二价格拍卖等）进行竞争性出价；胜者可以被分配到一个单一的槽或特定时期；

• 随机领导者选举：在满足特定标准的参与者池中进行随机选择（例如，从那些质押 32 ETH 的人中）；

• “工作量证明风格”：许多潜在的排序器通过表现出最高效、最快等特征来争夺一个插槽或一段时间；

• 经济竞争：不同的参与者在追求最佳经济结果的过程中竞争（例如，基于区块费用的区块包含）。

除了纯粹的去中心化机制外，还可以借用 L1 上的 PBS（提议者构建者分离）作为类比，分离生成交易包的参与者与构建区块的参与者。

然而，拥有去中心化排序器并不是去中心化区块构建的唯一选项。另一种方式是将区块提议外包给第三方（例如，共享排序器或以太坊）。

目前正在酝酿的几种解决方案

• 将区块提议外包给共享排序器（仅提供服务，而不是链，例如 Espresso 和 Astria）；

• 将区块提议外包给另一条链（SUAVE – 实际上是一条链，因此我们将区块构建和内存池服务外包给另一条链）；

• 将区块构建外包给 L1（即一个基于 L1 的 Rollup，例如 Taiko）；

• 一些更复杂的选项：一个可以使任何区块链成为分形实例的框架 (Anoma)；

将排序外包给共享排序器

考虑到数据可用性层和 L2 领域的发展，共享排序器开始作为多个领域的区块构建一站式服务出现。

数据可用性层是模块化区块链的代表。模块化区块链的简单理念是，与其采用整体性方法，L2 应集中于一个或几个（而不是全部）功能：执行、结算、共识和数据可用性。

图源: celestia

图片来源: celestia。

共享排序器（如 Espresso 和 Astria）为多个领域构建区块。

机制

• 共享排序器作为其他 Rollup 的共享提议者：它构建包括排序交易的区块，并将准备好的区块发送给将执行它们的方（可以是 Rollup 本身或实际上是第三方）；

• 作为提议者，它保证了跨 Rollup 的交易原子包含；

• 他们还可以提供相当快的预确认和条件交易包含；

• 但是，共享排序器不执行交易，因此无法保证交易不会回滚；

• 共享排序器的排序是无状态的 – 共享排序器节点无需存储所有不同 Rollup 的完整状态；

• 共享排序器可以建立在 L1 或单独的数据可用性层之上（如 EigenLayer 和 Celestia）；

• 但当涉及到抵制审查时，我们只关心交易的包含和排序（而不是执行层），因为交易可能在排序阶段被审查。对于排序，共享排序器可以使用随机领导者轮换、FIFO 与加密交易（例如，Radius）或其他一些机制。

图源：传奇的 文章 由 Jon Charbonneau 撰写，“Rollups Aren't Real”。

什么是 MEV

• 当谈到共享排序器时，其核心 MEV 价值主张是跨链 MEV；

• 由于目前没有共享排序器上线，我们必须假设一些特性。但根据他们的 文档，共享排序器允许 Rollup 提取跨链 MEV，因此可以假设跨链 MEV 的受益者是 Rollup 本身；

• 然而，共享排序器是中心参与者，并且也有访问 MEV 提取的权力，或者至少有权决定提取的跨链 MEV 在 Rollup 之间的分配；

• 共享排序器还可以提供跨链的原子性和两个不同链上交易的同时执行，使跨链 MEV 极具吸引力（例如，在两个不同链上的相同资产以两个不同的价格进行交易）；

• 但是，共享排序器无法保证按其提供的顺序执行交易，也无法保证交易会被执行。形式上，Rollup 可以进行第二轮交易处理并重新排序它们；

• 因此，最好的保证是“全有或全无”：两个链上的两个交易要么同时执行，要么都不执行。

将排序外包给另一条链

免责声明：关于 SUAVE 的官方描述，请查看 Flashbots 网站上的 这篇文章。

SUAVE 是一条独立链，提供内存池和去中心化构建者服务。

想象一下，我们有一条使用 SUAVE 的区块链 X。然后，区块链 X 的用户将交易发送到 SUAVE 的内存池，而不是 X 的内存池。接下来，SUAVE 为链 X 构建区块并进一步发送给验证者。

通过在一个内存池中处理多条链的交易，这使得构建者可以提供：

• 更好的效率（例如，通过聚合来自多个链的交互愿望以进行交易）；

• 作为服务的隐私（例如，SGX 实施在计划中，但其他解决方案也可能是可行的）；

• 更好的用户体验（例如，SUAVE 代表用户支付跨链交易的 gas 费用）。

机制

• 用户偏好： 来自不同链的用户偏好在 SUAVE 内存池中汇聚。偏好是一条消息，用户签名以表达特定目标，并在满足用户条件时解锁付款；

• 执行者： 一组“执行者”网络监听 SUAVE 内存池并在用户偏好执行方面进行竞标。若用户的交易产生了 MEV，执行者也会捕获它，并竞争尽可能多地将其返还给用户。然而，执行者不一定是其他链的验证者，因此无法保证 X 链交易的原子包含；

• 区块构建者： 一个去中心化的区块构建网络将收集到的偏好转换为跨所有参与领域的区块。

新的是什么，为什么重要

• 实际上，SUAVE 继续开发“意图”（几年前由 Anoma 引入）：一个用户想要达到的抽象声明，而最优路由取决于执行者（它可以是常规的“简单”交易，也可以是跨多个领域的一系列复杂事件），这为市场效率优化提供了有利的机会（例如，减少滑点）。然而，可能会有许多问题出现：（i）将意图池（即意图的内存池）设为许可可能引发中心化风险，（ii）对新参与者的高准入门槛可能导致创新程度和多样性水平较低的风险，（iii）系统不透明的风险，即用户的期望如何或是否得到满足，以及对生态系统的威胁未被发现。有关意图的详细解释，请查看 Paradigm 的 文章。

图源：Paradigm。

什么是 MEV

• SUAVE 本身不会提取 MEV（除了 gas 费用/网络小费）；

• 搜索者（在 SUAVE 上以用户身份表达其偏好）通过要求执行者接受他们的包（包括跨链 MEV）来提取 MEV；

• 执行者也会捕获一部分搜索者的 MEV（尽可能多地返还给搜索者）。

基于 L1 的排序（Based Rollup）

Rollup 也可以将排序外包给以太坊（如 Taiko）。这种方法最初在 2021 年早期的 Vitalik 文章 中被描述为“完全无政府状态” Rollup，并在 2023 年 3 月 Justin Drake 的 “Based Rollup” 概念中进一步探讨。

机制

• L2 搜索者将 L2 交易收集到包中，并发送给 L2 区块提议者（这些提议者将 L2 包聚合到 L2 区块中）；

• L2 区块提议者从 L2 搜索者那里获取 L2 包并构建区块；

• L1 搜索者将在其包中包含 L2 区块。

什么是 MEV

• MEV 自然会部分流向以太坊，从而增强 L1 的经济安全；

• L2 搜索者（创建 L2 包的人）和 L2 构建者（只需运行 mev-boost）也可以获得一部分 MEV；

• 如果 L2 搜索者监控以太坊内存池、基于的 Rollup 内存池和两个链的状态，它可以构建包含纯跨链的 Based Rollup <> 以太坊 MEV 的包。

其他 Rollup 设计和实验的自由空间

L2 解决方案和 L2 MEV 领域目前正在形成。更多解决方案和替代设计可能出现，而创造性空间相当广阔。

以下我们提到几种以替代方式处理 MEV 的解决方案或与 L2 MEV 主题相关的解决方案。

无 MEV DEX: Penumbra

• 一个保护隐私的 DEX，在一个区块中将所有交换作为一个单一的批次执行，使用共同清算价格，例如，通过消除整个区块内顺序的概念来消除抢跑或消除审查机会，因为链外市场动向无法轻易看到。

\ \ CoW DAO - CoW DAO 在以太坊中开发最以用户为保护的产品 - 让你可以做到更多而更有保障。\ \ CoW DAO 在以太坊中开发最以用户为保护的产品 - 让你可以做到更多而更有保障。\ \ cow.fi

• 该协议将订单批量处理，匹配需求一致，并从所有 DEX 和 DEX 聚合器中获取额外的交易量（解决者竞争，在所有去中心化交易所和聚合器中找到你交易的最佳流动性来源）。批次不会在公共内存池中公开。然而，由于“匹配”是由解决者私下进行的，他们可能有动力形成卡特尔并偏离公正行为。

\ \ Shutter | 隐私和公正的最高标准。\ \ Shutter 是一种阈值加密协议，具有广泛的应用，包括：恶意 MEV 预防和审查……\ \ shutter.network

• 一种在应用层面为智能合约提供的即插即用解决方案，利用基于分布式密钥生成（DKG）协议的阈值密码学来防止在以太坊上的抢跑行为。

还有一些其他在文章中未提及的解决方案。

结论

今天，L2 MEV 的领域仍在摸索，因为大多数排序器仍旧中心化。曾经有一些 尝试 去去中心化中心化排序器，但它们没有被采纳，而且从第一天起的去中心化解决方案目前正在开发中。没有人看过它将如何在 MEV 方面运作。

根据我们所见的文件、假设和测试网，去中心化排序器有几种必要方式，以确保在链保持鲁棒和无权限的同时进行“公平”的 MEV 提取。所有这些都有不同的权衡，包括鲁棒性、无许可、经济安全等。

• 无去中心化作为解决方案——集中排序器对交易排序完全负责，要么提取 MEV 以支持 DAO、用户、公共利益资金或其他解决方案，要么根本不提取 MEV，以通过无 MEV 政策提供保护（这是否能作为有效的长期战略仍存在疑问，但这个选项是存在的）。

• 有限去中心化——数量有限的白名单参与者可以作为排序器行动。2022 年，Arbitrum 宣布了这一意图 使用这种方法。这个解决方案是去中心化的，但不是无权限的。MEV 的结果取决于协议的设计：可能会流向区块排序器、DAO，或者与用户共享等。由于排序器是白名单的且数量有限——跨链 MEV 是有限的但仍然可能存在。

• 将排序外包给 L1 + 去中心化区块构建是协议设计的一部分，其中公平的区块构建和证明（类似于 PBS 的设计）通过对构建者和证明者的支付激励（预计使用 mev-boost，如同 L1）实现，由社区无权限运行。MEV 自然部分流向 L1，从而增强 L1 的经济安全。跨链 MEV（无论是 L1 <> L2 还是 L2 <> L2）也可以提取。在Based Rollup 的案例中，同样的机制适用于 L3、L4 等。Taiko 目前设计 就是采用这种方法。

• 将排序外包给另一条链，这种链旨在高效地提取跨链 MEV。MEV 流向搜索者，并部分与执行者（那些执行用户意图的人）共享。这个方法是 Flashbots 为 SUAVE 链开发的。

• 将排序外包给共享排序器——网络效应越大，跨链 MEV 提取效率越高。提取的 MEV 流回到 Rollup，但如果许多 Rollup 依赖于一个共享排序器，那将创建一个单一的故障点，我们将在实践中观察共享排序器的设计是否提供毫不妥协的鲁棒性和无权限性。

• 无排序——区块中的所有交易作为一个单一批次执行。没有排序——没有 MEV（例如，Penumbra 是一个无 MEV 的 DEX）。

然而，大多数这些解决方案仍在开发中，预计不会早于 2024 年出现，更多机制可能会出现（例如，在 L2 上继承以太坊 MEV-燃烧平滑机制），而以太坊的路线图仍以 Rollup 为中心。这意味着问题不在于哪个解决方案将是第一个，而是哪个解决方案在长期内对以太坊来说最稳健和无权限。

来源：explore.marlin、FlashBabies 的 “MEV on L2” 论文、跨域最大可提取价值的正式化的 “Unity is Strength” 论文、Flashbots 的 “MEV 的未来在于 SUAVE” 博客文章、Jon Charbonneau 的 “Rollups Aren't Real” 博客文章、odos.xyz、Espresso Systems 博客文章、Astria 博客文章。

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