最大可提取价值 (MEV)
- Chainlink
- 发布于 2023-05-25 17:47
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本文介绍了最大可提取价值(MEV)的概念，MEV是指矿工或验证者通过在区块生产过程中包含、排除或更改交易顺序所能获得的最大价值。文章探讨了MEV的运作方式，列举了抢跑交易、三明治攻击、交易所套利和清算等MEV示例，并讨论了MEV的优缺点，最后介绍了Chainlink的公平排序服务（FSS）作为一种缓解MEV负面影响的解决方案。
markdown 定义
最大可提取价值 (MEV) 是指区块链矿工或验证者通过在区块生产过程中包含、排除或更改交易顺序所能获得的最大价值。
在过去的几年里，区块链经济经历了指数级的增长，锁定在 DeFi 生态系统中的价值在 2022 年达到顶峰，为 3000 亿美元。然而，随着智能合约的日益普及，也出现了新的漏洞，价值可以通过这些漏洞从不知情的用户手中被吸走。其中一个例子就是最大可提取价值 (MEV)。
在本文中，我们将探讨 MEV 存在的原因、当今 MEV 的例子，以及 Chainlink 公平排序服务 如何为区块链经济中这个持续存在的问题提供一种新的解决方案。
什么是 MEV？
最大可提取价值 (MEV) 是指区块链矿工或验证者通过在区块生产过程中包含、排除或更改交易顺序所能获得的最大价值。
当区块链中的区块生产者（例如，矿工、验证者）能够通过任意重新排序、包含或排除区块内的交易来提取价值时，就会发生 MEV，这通常会对用户造成损害。简⾔之，区块⽣产者可以确定交易在区块链上处理的顺序，并利用这种能力来谋取利益。
最大可提取价值 vs. 矿工可提取价值
MEV 越来越多地被称为 最大可提取价值，而不是最初的术语“矿工可提取价值”。这是因为 MEV 不仅限于工作量证明 (PoW) 区块链中的矿工，还适用于权益证明 (PoS) 和其他类型的网络中的验证者。为了涵盖 MEV 在整个多链生态系统中的全部范围，我们将在本文中使用前一个术语。
MEV 历史
在 2019 年题为“Flash Boys 2.0”的研究论文中，MEV 和交易重新排序不仅仅被解释为一个理论概念，而且被解释为一种动态，这种动态已经以去中心化交易所的交易抢先交易的形式大规模发生，并且可能对用户体验产生重大影响。到 2021 年初，以太坊上提取的 MEV 累计价值达到 7800 万美元，到年底跃升至 5.54 亿美元。目前以太坊上提取的 MEV 超过 6.86 亿美元。
MEV 如何运作？
比特币和以太坊等区块链网络是由一个去中心化的计算机网络（称为“区块生产者”）保护的不可变的账本，其中包括 PoW 区块链中的矿工和 PoS 网络中的验证者。这些区块生产者负责定期将待处理的交易聚合到区块中，然后由整个网络验证并附加到全局账本中。虽然区块链网络确保所有交易都是有效的（例如，没有双重支付）并且不断产生新的交易区块（防止停机），但实际上并不能保证交易将以提交到区块链的确切方式进行排序。
由于每个区块只能包含有限数量的交易，因此区块生产者完全可以自主选择将哪些待处理的交易包含在其区块中——这些待处理的交易存储在 mempool 中，mempool 是区块生产者存储链下未确认交易的位置。虽然区块生产者默认情况下会按最高的 gas 价格（交易费用）对交易进行排序，以最大限度地提高利润，但这并不是网络的要求。因此，区块生产者可以通过利用他们任意重新排序交易的能力来提取额外的价值，从而产生所谓的最大可提取价值 (MEV)。
默认情况下，区块⽣产者不按提交时间对交易进⾏排序，⽽是按⽀付的费⽤⾦额对交易进⾏排序。
由于提取 MEV 所需的资源和专业知识，区块链网络中的区块生产者通常会将区块的创建外包给由搜索者、构建者和中继者组成的第三方网络。搜索者寻找 MEV 机会并创建多个交易的捆绑包，通常包含另一个用户的交易。这些捆绑包被发送给构建者，构建者将这些捆绑包组合成一个完整的区块有效负载。然后，构建者将完整的区块提供给中继者，中继者充当与区块链区块生产者的连接点。请注意，这只是当今区块生产者提取 MEV 的一个例子，但该生态系统仍在快速发展。
MEV 通常以牺牲普通用户的利益为代价，很多时候，在他们的交易被处理之前，所有用户可能都不会立即意识到这一点。这可能包括用户交易的更差的价格执行，其中 MEV 直接从用户那里提取。
MEV 示例
虽然由于该现象的持续性以及搜索者对其策略保密的经济动机，因此收集 MEV 提取技术的明确列表将具有挑战性，但有一些有据可查的 MEV 示例。
抢先交易和夹层攻击
可以认为直接损害用户体验的 MEV 是指那些抢先交易机器人在 去中心化交易所 (DEX) 上进行的用户交易。由于来自用户的交易通常会通过公共 mempool（一个存储未确认区块链交易的队列），抢先交易机器人可以监控大型交易并利用这些知识来获利。
例如，如果发现一笔大型交易，抢先交易机器人可以复制用户的交易并创建一个交易束，其中他们的交易首先在用户的交易之前处理。这会改变被交易资产的市场价格，导致用户的交易产生更大的滑点——交易的预期价格和实际价格之间的差异。在用户的交易被处理后，被交易资产的市场价格进一步向抢先交易者有利的方向转变，这使得他们可以通过回溯交易出售他们的资产来获利，从而产生通常被称为“夹层攻击”的结果。
因此，用户的交易以次优的汇率执行，从而增加了以“隐形费用”形式使用去中心化交易所的成本，在这种情况下，收到的代币比最初预期的要少。
交易所套利和清算
当第三方机器人在两个或多个去中心化交易所之间执行套利时，也会发生 MEV。当一种加密资产在一个交易所上的价格偏离另一个交易所时，就会产生套利机会，这通常是由其中一个交易所的大型交易所造成的。套利机器人通过在提供较低价格的交易所购买资产并在提供较高价格的交易所出售资产来从这种机会中获利，从而使两个交易所的价格恢复到均衡状态，同时赚取利润。此外，还可以在链上 DEX 和链下中心化交易所之间或两个不同区块链网络上的链上 DEX 之间执行套利（跨域 MEV）。
随着 DeFi 的日益普及和 DEX 内流动性的增长，这些套利机会的发生和盈利能力也在不断提高，从而导致套利机器人之间的竞争日益激烈。这些机器人通过参与竞价战来竞争，这导致他们不断提高他们愿意支付给区块生产者的费用，以试图将其捆绑包包含在生成的区块中。
虽然套利是一种正常的健康市场活动，但 MEV 机器人可以通过监控交易 mempool 并复制交易来窃取其他用户的套利机会，同时向区块生产者支付更高的费用以使其交易包含在内，而不是原始套利交易。在 DeFi 借贷市场中，抵押贷款的清算也存在类似的动态。
广义抢先交易
提取 MEV 的一种更高级的技术是机器人参与所谓的广义抢先交易。这涉及搜索者扫描公共 mempool 中的交易，并以更高的费用向区块生产者提交相同的交易，同时用他们自己的地址替换交易有效负载中用户地址的任何出现。这已经在实践中看到，一个白帽黑客试图营救处于风险中的用户资金的企图被一个广义抢先交易者复制/替换了一项关键交易的企图所挫败。这种机器人通常不解释交易在做什么，而是简单地运行一个算法来扫描 mempool 交易，替换交易有效负载中的地址，并模拟其执行以检测它是否会产生利润。
这些只是 MEV 如何被提取以及它如何对用户产生不利影响的几个例子。但是，它们并不是 MEV 可能发生的唯一情况。如果区块生产者开始为自己捕获更多的 MEV 机会，则有可能使用更高级的重新排序策略来进一步从用户那里提取价值。
MEV 的优缺点
虽然 MEV 通常被整个行业的多数开发者和用户认为是负面的，但它也有一些好处。
优点
MEV 在帮助缓解 DeFi 协议中的经济效率低下方面发挥着作用。例如，MEV 支持的快速清算有助于确保贷款人在借款人低于指定的抵押率时获得偿还。此外，套利交易者可以帮助确保各个 DEX 上的代币价格更紧密地反映整个市场的需求。随着经济理性的参与者利用 MEV 来最大化他们的利润，这可以帮助最大限度地减少各个协议的经济效率低下，最终帮助使 DeFi 生态系统更有效和更强大。
支持者还认为，MEV 通过激励矿工或验证者竞争生产区块的机会来提高区块链网络的安全性。
缺点
MEV 可能会给最终用户带来更糟糕的体验，例如当 DEX 夹层攻击在交易执行期间产生高滑点时。此外，由于广义抢先交易者愿意支付更高的 gas 费用以确保他们的交易被纳入下一个价格，因此网络可能会变得拥塞，这会提高网络上所有交易的价格。此外，如果区块生产者可用的 MEV 超过区块奖励，他们可能会被激励重新组织先前的区块以捕获 MEV，这可能会导致共识不稳定。
缓解 MEV：Chainlink 公平排序服务 (FSS)
为了减轻 MEV 的不利影响，Chainlink 正在开发公平排序服务 (FSS)——一种使用去中心化预言机网络的交易排序解决方案。Chainlink FSS 的工作原理是链下收集用户交易，为交易排序生成去中心化共识，并以去中心化的方式在链上提交排序后的交易。
正如 Chainlink Labs 首席科学家 Ari Juels 在最近在 SmartCon 2022 上的一次演讲中所探讨的那样，FSS 的设计旨在帮助提高订单公平性，降低交易成本，并减少或消除信息泄露。
该设计的第一个组成部分涉及安全因果排序（原子广播），其中用户交易首先由用户加密以隐藏交易详细信息，由去中心化预言机网络排序，然后解密以在区块链网络上执行。因此，在排序过程开始之前，节点将无法看到交易有效负载，从而消除了基于早期可见性抢先交易的能力。
第二个组成部分是时间排序，这是一种旨在确保预言机网络首先收到的交易是第一个输出的机制，从而帮助确保先进先出 (FIFO) 排序策略。
当与交易加密相结合时，可以为用户交易的公平排序启用深度防御解决方案。Chainlink 2.0 白皮书的第 5 节进一步深入探讨了使 FSS 成为可能的技术。
Chainlink FSS 按到达 mempool 的时间排序交易的示例
从根本上说，Chainlink FSS 旨在去中心化交易排序过程，从而帮助确保 智能合约 以一种可证明的公平方式处理交易，而没有任何优先排序。Chainlink FSS 可以通过多种方式使用，包括充当Layer1区块链上智能合约的预处理阶段，以及为Layer2网络排序交易和去中心化 rollup 排序器。
通过帮助确保交易公平排序和降低网络交易费用，FSS 极大地改善了与智能合约应用程序交互的用户体验。最终结果是一个 DeFi 生态系统，它能够实现其提供一个更经济公平的世界的最高潜力，并由分布式共识和密码学强制执行的保证提供支持。
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