MEV 與 Flashbots ：與眾不同的 DeFi 故事_ASH

原文標題：《MEVandFlashbots:TheUniquelyDeFiTale》

作者：?0xFishylosopher

編譯：深潮TechFlow

介紹

MEV，即最大可提取價值，是區塊鏈設計的副產品，是一種獨特的DeFi現象。

本質上，MEV只是一種利潤最大化的行為實例，即操作區塊鏈的驗證者尋求在驗證交易任務上最大化其利潤。雖然有人可能會爭辯說MEV可以通過提高資本效率而有益，但它會顯著影響使用去中心化應用程序的用戶體驗，包括更高的Gas費用、滑點，以及驗證者勾結和中心化等風險。

在本文中，0xFishylosopher?將首先探討MEV作為理論概念以及它對生態系統造成的系統性風險。緊接著，以Flashbots為案例研究，探討DeFi社區如何試圖解決MEV的所有這些負面外部性。

“FlashBoys”俱樂部

MEV是區塊鏈技術的一個特性，而不是區塊鏈技術的Bug。在給定的區塊鏈網絡中，驗證者決定將哪些數據放入鏈上。具體而言，他們可以控制哪些數據在鏈上的順序。事實證明，某些交易給予了驗證者巨大的利潤。因此，作為理性的經濟主體，驗證者將以最大化交易費用的方式安排交易。

這個MEV的概念首先由智能合約研究員PhilDainan在一篇名為“FlashBoys2.0”的重要論文中詳細闡述，研究人員在其中強調存在大量的機器人和套利代理試圖“預測和利用”普通用戶的DEX交易，類似于傳統金融中高頻交易員積極優化交易延遲。為了了解這種現象的規模，僅在撰寫本文的最近24小時內，通過MEV操作實現了2578ETH，約合時價490萬美元的利潤。

盡管MEV是一個泛稱，包括許多不同的套利方法和情景，但有幾個關鍵特征支撐了DeFi的許多MEV機會。首先，許多MEV是通過“優先Gas拍賣”的過程實現的，用戶可以支付更高的交易費用，以便讓他們的交易先運行。由于許多套利機器人依賴于讓他們的交易先運行以獲得利潤，這些機器人將參與Gas競價戰，不斷提高價格，以便讓他們的交易被驗證者運行，從而導致網絡擁堵嚴重，使普通用戶無法運行他們的交易，除非他們也支付高昂的交易費用。

以太坊鏈上MEV bot遭受攻擊，攻擊者已盜取約115ETH:金色財經報道，據區塊鏈安全審計公司Beosin旗下Beosin EagleEye安全風險監控、預警與阻斷平臺監測顯示，以太坊鏈上MEV bot 遭受攻擊，攻擊者（0x9e189A200E7e6b72a8fA9cCFbA8C800B01Bff520）使用同DubaiCEO代幣相同的合約，該合約存在refund和burnFromAddresses后門函數，其攻擊者通過銷毀MEV bot的token，使MEVbot只能買入而無法賣出。目前，攻擊者（0x9e189A200E7e6b72a8fA9cCFbA8C800B01Bff520）利用后門已盜取MEVbot約115ETH（價值22.5W美元）[2023/7/4 22:17:13]

另一方面，驗證者是這種情形的主要受益者之一。事實上，權力越大，利潤越大：因為驗證者擁有決定運行哪些交易的權力，他們可以通過確定哪些交易給他們帶來最多的現金來獲得“排序優化”費用。然而，在實踐中，讓驗證者完成整個MEV搜索、打包和執行流程太過繁瑣。因此，大部分的“排序優化”被外包給了專門的搜索者、構建者和中繼器，這些中介可以想象成是驗證者的“秘書”，他們為了獲得一部分利潤而簡化了MEV的過程。具體而言，搜索者將尋找MEV機會，構建者將這些機會捆綁成完整的“塊”，中繼器將這些完整的“塊”發送給驗證者或實際的塊構建者。因此，現代MEV生態系統的總體情況如下：

正如我們之前所提到的，雖然MEV啟用的套利可以帶來一些好處，包括更高的資本效率和確保價格在不同交易所之間保持一致，但對于最終用戶來說，可能存在巨大的負面外部性，例如導致更高的交易費用、執行速度變慢和更高的滑點。然而，這并不是MEV對區塊鏈構成的最大風險——特別是如果驗證者相互勾結，MEV實際上可能會破壞區塊鏈共識層的安全保障。

一MEV機器人通過閃電貸借用1.8億美元攻擊Sashimi Swap，賺約3500美元:6月1日消息，加密情報平臺Arkham監測顯示，昨晚，一個 MEV 機器人（0xb2…2B96 為 MEV bot 調用合約，0xb4…0343 為單次使用的 MEV bot）通過閃電貸借用了 9.5 萬枚 WETH（價值近 1.8 億美元）以攻擊 Sashimi Swap，該機器人卷走了 Sashimi 的投資合約和 slETH 合約中剩余的最后一筆錢，但僅約 3,500 美元。據悉，Sashimi Swap 曾在 2021 年 12 月遭到攻擊損失了 21 萬美元，隨后該項目被放棄。[2023/6/1 11:52:56]

這個安全問題源于激勵調整的問題——在所有這些有利可圖的MEV機會中，礦工可以通過優化交易費用而非堅持恒定的區塊獎勵津貼來賺取更多的利潤。正如Dainan所寫的那樣：

因此，礦工可以分叉一個高費用的塊，保留一些費用來吸引其他礦工在該分叉上構建。在極端情況下，偏離協議的激勵可能會導致經濟理性的礦工的策略混亂，從而降低區塊確認提供的安全性。

這被稱為“削價攻擊”，是MEV可能破壞區塊鏈基本安全保障的幾種方式之一。其他已知的攻擊包括“時間強盜攻擊”，其中驗證者不是勾結來從當前塊中竊取有利可圖的交易，而是通過勾結來重寫過去歷史中的MEV機會。此外，MEV提取甚至不需要在鏈上進行，因為完全可以通過鏈下的后門交易來完成，例如大型交易者和驗證者之間的交易。

因此，我們可以看到，MEV實踐在區塊鏈生態系統中面臨著很大的風險。

Flashbots和對抗MEV的戰爭

考慮到未受限制的MEV可能帶來的潛在嚴重后果，已經有幾個項目和團隊致力于減輕這種實踐的負面外部性。在這個領域中最重要的團隊之一是Flashbots，這是一個致力于重新調整MEV激勵的項目，以一種既足夠獎勵驗證者誠實地構建鏈條的行為，同時又減輕普通用戶的最壞影響的方式。

抗MEV解決方案供應商Wallchain獲得200萬美元投資:3月16日消息，抗MEV解決方案供應商Wallchain宣布獲得由Cypher Capital領投的200萬美元投資。這筆投資將用于推動Wallchain對Web3進行深入研究，以實現收入增長、推出新的MEV解決方案。Cypher Capital是一家總部位于阿聯酋的加密貨幣投資公司，涵蓋風險投資、節點、采礦等。[2023/3/16 13:07:44]

為此，Flashbots試圖采取三個不同的步驟：揭示MEV的“黑暗森林”，民主化MEV的提取，以及將利益重新分配回生態系統。為了實現第一個目標，Flashbots有一個專門的產品稱為MEV-inspect，旨在“照亮”MEV的“黑暗森林”，以量化MEV造成的負面外部性并突出問題的規模。

另一方面，民主化MEV的提取和重新分配利益的兩個目標則更為復雜，包括整套產品，隨著問題范圍和重點的變化而逐漸發展。在某些方面，可以說Flashbots在過去兩年的產品開發歷史本身就是以太坊增長和發展的時間軸。

Flashbots發布的第一組重要產品是MEV-Geth客戶端，或者是以太坊Golang的修改版本，它能夠更好地通過將其路由到私有交易池來防止MEV操縱。在這個新客戶端之上建立了一個MEV拍賣市場，使用“第一價格密封競標”方法，每個參與者只允許提交一個價格，而且拍賣參與者都不知道其他參與者出價的價格。通過這種設計，Flashbots減輕了先前討論的“價格競標”戰爭。

創建MEV-Geth和MEV市場的指導原則是通過一種名為“提議者-構建者分離”的激勵重新對齊過程來分散驗證者構建塊本身的權力和責任。使用MEV拍賣的驗證者不必進行復雜的MEV搜索和交易打包過程，而是可以簡單地查看MEV市場，找到哪些交易將為他們提供最高的MEV，并放置反映其實際偏好的單個出價。此外，為了防止驗證者包括自己的交易并從用戶交易的前置交易中獲利，實際交易細節直到塊構建完成后才會公開。

Alpha Homora用戶因MEV機器人損失40ETH，項目方將全額賠償并修復問題:10月23日消息，跨鏈 DeFi 協議 Alpha Finance Labs 表示歷史上共有 20 個地址在使用杠桿挖礦協議 Alpha Homora V2 的時候，因為交易被 MEV 機器人發現而損失總共 40.93 ETH。Alpha Finance 表示將以 ALPHA 代幣的形式全額賠償這些損失。對于該問題，Alpha Finance 認為是 Uniswap V2 的智能合約有隱含假設（implicit assumptions），這些假設未在合約層面上明確說明，所以他們認為這會導致滑點未被檢查。Alpha Finance 表示會修復該問題，在交易時進行檢查，所以這些情況將不再發生，安全審計機構 OpenZeppelin 和 Peckshield 也已經確認了該修復方案。[2021/10/23 6:09:30]

那么，為什么驗證者會使用這個算法并放棄前面提到的有利可圖的MEV機會呢？這是因為Flashbots算法只需從市場中選擇MEV交易，對于驗證者來說更容易和更便宜。隨著越來越多的高質量MEV交易通過這個市場而不是直接在鏈上進行，驗證者通過堅持使用Flashbots可以獲得更高的回報。結果非常令人印象深刻：在MEV-Geth發布后不久，超過90%的以太坊驗證者開始使用這個方案，從而顯示了激勵重新對齊在解決潛在問題方面的重要性和有效性。但隨著以太坊生態系統的發展，從2022年9月開始從工作量證明模型轉向權益證明模型，這種以“提議者-構建者分離”為基礎的概念的變化也成為必然。

PoS比PoW更高效的主要原因是，在PoW中，每個節點都必須從頭開始構建和提出塊，而在PoS中，只有少數幾個驗證者作為主要塊提議者將數據附加到區塊鏈上。雖然這對環境和計算效率來說很好，但由于MEV的有利吸引力，這可能會帶來額外的中心化風險，特別是如果驗證者與市場賣方的關鍵“構建者”勾結。即使是Flashbots自己運行的私有交易池也可能會受到勾結的誘惑，當然，將信任放在單一實體身上違背了去中心化的理念。

SushiSwap集成ArcherDAO的MEVshield以保護交易者:官方消息，以太坊可提取價值（MEV）套利工具ArcherDAO在推特上宣布，SushiSwap集成了ArcherDAO的MEVshield以保護交易者，防止搶先交易和三明治攻擊等，并消除由于交易取消和失敗所需支付的Gas費用。具體操作細節將于未來30小時內發布。[2021/7/8 0:35:57]

MEV-boost的發布使得這個MEV市場的“供應方”去中心化。MEV-boost不僅包含Flashbots私有交易池中的交易，還允許運行此軟件的任何構建者向所有參與的驗證者提交交易。對于驗證者來說，隨著更多的構建者參與構建所有這些不同的塊，這使得他們獲得更多的收入，并平衡了哪些驗證者可以訪問哪些交易，從而建立了一個更強大和安全的生態系統。與MEV-Geth一樣，這種新穎的設計重新對齊了多方的激勵，以避免中心化風險，并取得了巨大的成功，超過85%的網絡采用了這種設計，其中Flashbots只傳遞了34%的交易。

FlashbotsSUAVE

這樣，到目前為止，減輕所有中心化風險，使去中心化金融免受MEV最有害影響的任務仍未完成。通過實施提議者-構建者分離，Flashbots的解決方案已經將驗證者的關鍵權力和責任去中心化或重新定向到“構建者”，將這些“構建者”作為與選擇驗證者交易的構建者不同的實體引入。然而，實際上存在著重要的構建者規模經濟，這反過來又會導致構建者角色的中心化風險。

那么，構建者角色的規模經濟是什么樣子的呢？回想一下之前提到的搜索者、構建者和中繼者都扮演著不同的角色，搜索者搜索MEV機會，然后將其發送給構建者，構建者再將完整的塊發送給中繼者。這意味著搜索者必須選擇將結果發送給誰。為了最大化自己的回報，他們會選擇最高質量的構建者，這些構建者的交易最常被驗證者選擇。隨著越來越多的高質量交易流向頂級構建者，這就產生了一種中心化效應，頂級構建者將始終從搜索者那里獲得最高質量的MEV交易，從而鞏固了他們的地位。

實踐證明，這種構建者中心化效應是存在的。在撰寫本文的最近24小時內，排名前5位的構建者提出了約90%的總MEV-Boost塊。隨著這種中心化程度的增加，這些寡頭可能會開始利用他們的主導地位來操縱交易，包括勾結和審查某些交易，這些都可能再次危及底層區塊鏈的安全性。這就是Flashbots最新項目的動機：價值表達的單一統一拍賣，這個項目旨在將塊構建過程從任何單個區塊鏈中解散，并將其外包給一個單獨的網絡，從而去中心化塊構建者的角色。

SUAVE實際上是一個獨立的、專用的塊排序鏈，將負責交易內存池和構建者角色，而原生鏈的驗證者將負責提議和證明角色。正如我們所看到的，SUAVE是“提議者-構建者分離”原則的自然延伸，其中我們將提議者和構建者放在兩個完全獨立的鏈上，以便它們都足夠去中心化并相互分離。此外，SUAVE的愿景是，它將作為許多不同鏈的通用排序層，這樣無論您是以太坊、Arbitrum、Polygon還是任何其他EVM鏈的驗證者，都可以使用SUAVE找到最佳的MEV機會，不僅適用于您所在的原生鏈，還適用于跨鏈交易的跨域MEV，這些交易僅僅通過查看該鏈的交易內存池是無法獲取的。

盡管SUAVE有一個宏偉的愿景，最終使所有涉及方受益，并使以太坊生態系統更加去中心化，但自2022年11月成立以來的6個月中，仍然存在一些關鍵的設計問題需要解決。例如，其中一個核心問題是是否將SUAVE構建為單獨的L1鏈，或使用Rollup解決方案，或“借用”以太坊驗證者的重新質押服務，如Eigenlayer。每種解決方案在實施便利性、驗證者保留、安全性和靈活性方面都有其獨特的權衡，我們在這里不做詳細討論。

另一個核心問題是，SUAVE是否會發布自己的代幣。盡管SUAVE論壇目前否認它將“暫時”不會推出自己的代幣，并繼續使用ETH作為其本地鏈上的原生代幣，但有幾個疑問，即Flashbots是否會堅持這一點，特別是因為從長遠來看，推出SUAVE代幣似乎對Flashbots作為一家私人公司來說是最經濟的選擇。此外，可以公正地認為，Flashbots相信它可以在熊市中籌集10億美元的獨角獸估值的原因是對未來會推出SUAVE代幣的隱含承諾。

那么，是什么阻止Flashbots宣布它正在推出SUAVE代幣呢？事實證明，推出代幣會帶來幾個令人頭疼的設計決策。例如，這個代幣是否對某些交易有用，還是僅僅是“另一個僅用于治理的代幣”？如果這個代幣將具有實用性，那么這種實用性會是什么樣子？如何激勵Flashbots的不同利益相關者使用和信任這個新代幣，而不是更成熟的代幣，如ETH甚至L2代幣，如ARB？在任何情況下，都需要解決復雜的激勵對齊過程，因此Flashbots團隊完全有理由暫時避免這個問題。

超越Flashbots：DeFi未來的大局

雖然現在還為時過早，無法確定SUAVE最終會采取什么形式，以及這個全新的排序鏈是否能夠實現其最初的目標并以真正減輕MEV的負面外部性的方式來調整激勵，但我認為MEV和Flashbots代表了設計真正去中心化金融系統的各種權衡、問題和原則的典型形象。

首先，正如之前提到的，MEV是區塊鏈技術的一個特征，而不是一個Bug。這些套利機會和驗證者的利潤激勵源于區塊鏈的即時可訪問性，并保證了DeFi的資本效率。MEV的負面影響，包括網絡擁堵、Gas戰爭和終端用戶的滑點，只是這個過程的副產品和負面外部性。

根據定義，負面外部性不會影響從事負面行為的代理人。在這種情況下，對終端用戶造成網絡擁堵和滑點不會損害從事這種盈利行為的驗證者或套利機器人。在傳統經濟學中，純市場化的系統無法很好地解決所有這些外部性。傳統上，政府或其他監管機構會介入，糾正市場動態，最小化負面外部性的影響。

另一方面，DeFi本質上是去信任的，并反對任何形式的人類政府執法。它最接近的“執法機構”是通過在代碼中編碼規則和法規來實現確定性和透明性。因此，正如Flashbots的故事所展示的那樣，減少MEV這種現象的負面外部性總是依賴于一個復雜的激勵重新設計和對齊的過程。畢竟，就像華爾街量化交易員一樣，DeFi套利機器人并不以高道德標準和善意著稱。

使用激勵重新設計來減少MEV的負面外部性不僅僅是Flashbots團隊的內在特征。除了Flashbots之外，還有許多其他團隊試圖重新調整激勵，開發協議以減少MEV的影響。例如，Chainlink的公平排序服務利用其去中心化的預言機網絡將“交易排序”過程外包給驗證者，實現了類似于SUAVE網絡所追求的目標。另一個例子是CoW協議上的“需求巧合”機制，它根據交易是否互補自動將交易粘合在一起，并使用求解器算法確保每個人以最優價格交易。

但是，在不信任任何單方的去中心化設置中進行激勵重新設計可能是一項非常困難的任務，因為從根本上講，您正在試圖抵消規模經濟。例如，在Flashbots的構建者中心化的情況下，已經“證明其價值”的構建者更有可能被搜索者“信任”，后者將給他們更多的高質量交易，并鞏固他們作為市場領導者的地位。通過激勵重新對齊來識別、解決和實施去中心化的替代方案，本質上是在玩“打地鼠”的游戲——您永遠不會知道新引入的激勵系統可能包含的中心化漏洞和隱藏的規模經濟，所有這些只有在事后才會有意義。

此外，在一個具有許多不同利益相關者和代理人的復雜系統中，幾乎不可能避免外部性，因為幾乎肯定會有一個角落，其中一個利益相關者的行動將溢出并影響另一個利益相關者的行動。正如Dainan在“FlashBoysv2.0”中所展示的那樣，其中許多外部性可能構成真正的威脅，破壞整個系統的穩定性。因此，任何去中心化的系統——即使是那些具有良好設計的博弈理論——都將始終具有這種內在的復雜性、微妙性和脆弱性，其中一個意外的漏洞可能會威脅其存在。

與中心化系統相比，去中心化系統不包含任何明顯的“單點故障”——但正是這一點使得去中心化系統有時比其中心化對手更具殺傷力。如果系統設計中存在漏洞，每個節點都有可能成為“單點故障”。

最后，MEV和Flashbots的故事告訴我們，維護去中心化系統的健康始終需要持續、艱巨的努力——持續參與“打地鼠”的游戲。去中心化系統中的信任擴散需要責任和警惕的擴散，特別是因為有如此多的經濟激勵在質押中：無論是好是壞，MEV始終存在。

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