Maximal extractable value (MEV)は、ブロックの生成から標準ブロック報酬とガス手数料を超えて抽出できる最大価値を指します。これは、ブロック内のトランザクションを含めたり除外したり、順序を変更したりすることで得られます。
最大抽出可能価値は、はじめてのコンテキストで適用されましたプルーフ・オブ・ワーク、「マイナー抽出可能な価値」と最初に言及されました。これは、プルーフ・オブ・ワークでは、マイナーが取引の含有、除外、および順序付けを制御しているためです。しかし、プルーフ・オブ・ステークへの移行以降、マージこれらの役割を担ってきたのは、バリデータであり、マイニングはもはやイーサリアムプロトコルの一部ではありません。 価値抽出方法はまだ存在していますが、その代わりに「最大抽出可能価値」という用語が使用されるようになりました。
よく知っていることを確認してください取引, ブロック、証明されたステークそしてガス. Familiarity with dapps そして ディーファイも役立ちます。
理論的には、MEVは収益性のあるMEV機会の実行を保証できる唯一の当事者であるバリデータに完全に蓄積されます。しかし、実際には、「サーチャー」と呼ばれる独立したネットワーク参加者によってMEVの大部分が抽出されます。サーチャーは、ブロックチェーンデータ上で複雑なアルゴリズムを実行して収益性のあるMEV機会を検出し、その収益性のある取引を自動的にネットワークに送信するボットを持っています。
検証者は、収益性の高い取引がブロックに含まれる可能性が高い代わりに高いガス手数料を支払う検索者がいるため、結局、完全なMEV金額の一部を受け取ります。 検索者が経済的に合理的であると仮定すると、検索者が支払うことに同意するガス手数料は、検索者のMEVの最大100%までの金額になります(なぜなら、ガス手数料が高すぎると、検索者が損失するからです)。
そのため、[MEV] のような非常に競争力のある機会があります。DEXアービトラージ, 検索者は、同じ利益を得るために多くの人々が同じ有利な裁定取引を実行したいため、バリデータにMEV収入の合計額の90%以上をガス手数料として支払わなければならないかもしれません。これは、彼らの裁定取引が実行される唯一の方法が、最も高いガス価格でトランザクションを提出することであるためです。
このダイナミックは、「ガスゴルフィング」を得意としていることが競争上の優位性となっており、これにより、検索者が合計ガス手数料を一定に保ちながらガス価格を高く設定することが可能になっています(なぜならガス手数料=ガス価格×使用ガス量であるため)。
いくつかのよく知られたガスゴルフのテクニックには、長いゼロの文字列で始まるアドレスを使用することが含まれています(例えば、0x0000000000C521824EaFf97Eac7B73B084ef9306
) 保存するのにスペース(およびガス)を取るため、そして小さいままにしておくことができますERC-20コントラクト内のトークン残高は、ストレージスロットを初期化するのにガスがより多くかかるため(残高が0の場合)、ストレージスロットを更新するよりも多くかかります。ガスの使用量を削減するためのさらなる技術を見つけることは、研究者の間での活発な研究分野です。
一部の検索者は、収益性の高いMEVの機会を検出するために複雑なアルゴリズムをプログラミングするのではなく、一般化された最有力候補を実行します。一般化されたフロントランナーは、収益性の高いトランザクションを検出するためにmempoolを監視するボットです。フロントランナーは、収益性の高いトランザクションのコードをコピーし、アドレスをフロントランナーのアドレスに置き換え、トランザクションをローカルで実行して、変更されたトランザクションがフロントランナーのアドレスに利益をもたらすことを再確認します。トランザクションが実際に利益を生む場合、フロントランナーは、置き換えられたアドレスとより高いガス価格で変更されたトランザクションを送信し、元のトランザクションを「フロントランニング」し、元の検索者のMEVを取得します。
Flashbotsは、実行クライアントを拡張する独立したプロジェクトで、検索者がMEVトランザクションを一般のフロントランナーに先行されることなくバリデータに提出できるサービスを提供しています。これにより、トランザクションが一般的なフロントランナーによって先行されることが防止されます。
MEVはいくつかの方法でブロックチェーン上に現れます。
分散型取引所(DEX)のアービトラージは、最もシンプルでよく知られたMEVの機会です。そのため、競争も最も激しいです。
これはこう機能します:もし2つのDEXが異なる価格でトークンを提供している場合、誰かが低価格のDEXでトークンを購入し、高価格のDEXでそれを売却することができます。そして、その一連の取引は1つのアトミックな取引で行われます。ブロックチェーンの仕組みのおかげで、これはリスクのないアービトラージ取引が実現します。
検索者がUniswapとSushiswapのETH/DAIペアの価格差を利用して、1,000 ETHを1,045 ETHに変えることで利益を上げたアービトラージ取引の例
貸出プロトコルの清算は、別のよく知られたMEVの機会を提供します。
MakerやAaveのような貸出プロトコルでは、ユーザーは一定の担保(例:ETH)を預け入れる必要があります。この預け入れられた担保は、他のユーザーに貸し出すために使用されます。
ユーザーはその後、必要に応じて他の人から資産やトークンを借りることができます(たとえば、MakerDAOのガバナンス提案で投票したい場合は、MKRを借りることができます)。担保として預けられた金額の一定割合まで借りることができます。たとえば、借入額の最大が30%の場合、プロトコルに100DAIを預けたユーザーは、別の資産の30DAI相当まで借りることができます。プロトコルは正確な借入力の割合を決定します。
借り手の担保の価値が変動すると、借入力も変動します。市場の変動により、借りた資産の価値が担保の価値の30%を超えた場合(これもまた、正確な割合はプロトコルによって決定されます)、プロトコルは通常、誰でも担保を清算し、貸し手に即座に返済することができます(これは方法と似ています)。マージンコール
伝統的な金融機関で働く)。清算されると、通常、借り手は莫大な清算手数料を支払わなければならず、そのうちの一部は清算人に支払われます- これがMEVの機会が生じる場所です。
サーチャーは、できるだけ速くブロックチェーンデータを解析し、どの借り手を清算できるかを決定し、清算取引を最初に提出して清算手数料を自分自身で集めるために競争します。
サンドイッチ取引は、MEV抽出のもう一つの一般的な方法です。
サンドイッチとして、サーチャーは大規模なDEX取引のためにmempoolを監視します。例えば、誰かがUniswapでDAIを使って10,000UNIを購入したいとします。この規模の取引は、UNI/DAIペアに有意義な影響を与え、DAIと比較してUNIの価格を大幅に上昇させる可能性があります。
検索者は、UNI/DAIペアへのこの大規模な取引のおおよその価格影響を計算し、大規模な取引の直前に最適な買い注文を実行してUNIを安く買い、その後すぐに売却注文を実行し、大口注文によって引き起こされた高い価格で売却することができます。
サンドイッチングは、上記のDEXアービトラージとは異なり、アトミックではないため、リスクが高く、サルモネラ攻撃
.
NFTスペースにおけるMEVは新興現象であり、必ずしも利益をもたらすわけではありません。
ただし、NFT取引はすべての他のEthereum取引と共有される同じブロックチェーン上で行われるため、検索者はNFT市場でも従来のMEV機会で使用されるのと同様の技術を利用できます。
例えば、人気のあるNFTのドロップがある場合、検索者が特定のNFTまたはNFTセットを求めている場合、彼らは取引をプログラムすることができ、その取引によってNFTを購入するために最初に並ぶことができます。または、1回の取引でNFTセット全体を購入することもできます。また、もしNFTが...誤って低価格でリストされました
, 検索者は他の購入者を先回りして安く購入することができます。
NFT MEVの顕著な例として、検索者が700万ドルを費やした時があります。購入する
価格床のすべてのCryptopunk。ブロックチェーンの研究者Twitterで説明されました
購入者がMEVプロバイダーと協力して、購入を秘密に保つ方法
DEXアービトラージ、清算、およびサンドイッチ取引はすべて非常によく知られたMEVの機会であり、新しい検索者にとっては利益を上げることは難しいでしょう。ただし、より知られていないMEVの機会の長い尾が存在します(NFT MEVはおそらくそのような機会の1つです)。
はじめたばかりの検索者は、このより長い尾でMEVを検索することでより成功を収めることができるかもしれません。Flashbot’s MEVの求人掲示板
いくつかの新興機会をリストします。
MEVはすべて悪いわけではありません - イーサリアム上のMEVには良い面と悪い面の両方があります。
多くのDeFiプロジェクトは、そのプロトコルの有用性と安定性を確保するために経済的に合理的な行為者に依存しています。例えば、DEXのアービトラージは、ユーザーがトークンに対して最高かつ最も正確な価格を得ることを保証し、レンディングプロトコルは、借入者が担保率を下回った場合に迅速な清算に依存して、貸し手が返済を受けることを保証しています。
合理的なサーチャーが経済の非効率を探し修正し、プロトコルの経済的インセンティブを活用しない限り、DeFiプロトコルや一般的なdappsは今日のように堅牢でないかもしれません。
アプリケーションレイヤーでは、サンドイッチ取引などの一部のMEV形式は、ユーザーにとって明確に悪い体験をもたらします。サンドイッチ取引をされたユーザーは、取引時のスリッページが増加し、取引実行が悪化します。
ネットワーク層では、一般化された先行者と彼らがしばしば参加するガス価格オークション(2人以上の先行者が次のブロックに含まれる取引を自分の取引のガス価格を段階的に引き上げることで競うとき)がネットワークの混雑と通常の取引を行おうとする他のすべての人に高いガス価格をもたらしています。
ブロック内で起こっていることを超えて、MEVはブロック間で有害な影響を及ぼす可能性があります。ブロック内で利用可能なMEVが標準的なブロック報酬を大幅に上回る場合、バリデータは自分自身のためにMEVを獲得するためにブロックを再編成し、ブロックチェーンの再編成やコンセンサスの不安定化を引き起こす可能性があります。
ブロックチェーンの再編成の可能性があります以前にビットコインブロックチェーンで探索済み
. ビットコインのブロック報酬が半減し、取引手数料がブロック報酬のますます大きな部分を占めるようになると、鉱夫が次のブロックの報酬を放棄し、代わりに過去のブロックをより高い手数料で再採掘することが経済的に合理的になる状況が生じることがあります。MEVの成長とともに、イーサリアムでも同様の状況が発生し、ブロックチェーンの整合性が脅かされる可能性があります。
2021年初めにMEVの抽出が膨大化し、年初の数ヶ月間に非常に高いガス料金をもたらしました。FlashbotsのMEVリレーの登場により、一般的なフロントランナーの効果が低下し、ガス料金のオークションがオフチェーンに移行され、一般ユーザーのガス料金が低下しました。
多くの検索者はまだMEVから良い収入を得ていますが、機会がより広く知られるようになり、ますます多くの検索者が同じ機会を競い合うようになるにつれて、バリデーターはより多くの合計MEV収益を獲得するようになります(元々説明されているようなガスオークションもFlashbotsで発生しますが、非公開であり、バリデーターは発生したガス収益を獲得するでしょう)。 MEVはイーサリアムに固有のものではなく、機会がイーサリアムで競争が激化するにつれて、検索者は競争が少ないバイナンス・スマート・チェーンのような他のブロックチェーンに移行しています。イーサリアム上のそれらと同様のMEVの機会が存在します。
一方、プルーフ・オブ・ワークからプルーフ・オブ・ステークへの移行や、ロールアップを使用してイーサリアムをスケーリングする継続的な取り組みはすべて、MEVの状況をまだ不明確な形で変化させています。保証されたブロック提案者が少し前もって知っていると、プルーフ・オブ・ワークの確率モデルと比較してMEV抽出のダイナミクスがどのように変化するのか、また、これがいつどのように破壊されるのかは、まだよくわかっていませんシングルシークレットリーダー選挙
そして分散型バリデータ技術実装されるようになりました。同様に、ユーザーの活動の大部分がイーサリアムからそのレイヤー2のロールアップやシャードに移動されると、どのようなMEVの機会が存在するかはまだ見られることになります。
説明したように、MEVは全体的なユーザーエクスペリエンスとコンセンサスレイヤーのセキュリティに悪影響を及ぼします。しかし、イーサリアムのプルーフ・オブ・ステーク・コンセンサスへの移行(「マージ」と呼ばれる)は、MEV関連の新たなリスクをもたらす可能性があります。
Merge後のEthereumでは、セキュリティデポジットを32ETH支払ったバリデーターが、ビーコンチェーンに追加されたブロックの妥当性について合意します。32ETHは多くの人にとって手の届かない金額かもしれませんが、ステーキングプールに参加するおそらくより実現可能な選択肢になるかもしれません。それでも、健康な分配はソロステーカーイーサリアムのセキュリティを向上させ、バリデータの中央集権化を軽減するために理想的です。
ただし、MEVの抽出は、バリデーターの中央集権化を促進する可能性があると信じられています。これは、バリデーターがブロックを提案するために少なく稼ぐ現在のマイナーよりもMEVの抽出が大幅に増加する可能性がありますバリデーターの収益に影響を与える
マージ後。
より大きなステーキングプールは、おそらく必要な最適化に投資するためのリソースが多いでしょう。 これらのプールが抽出するMEVが多ければ多いほど、MEV抽出能力を向上させるためのリソースが増え(そして総収益を増やす)、基本的には作成されます。規模の経済
.
リソースが少ないため、ソロステーカーはMEVの機会から利益を得ることができないかもしれません。これにより、独立したバリデーターには強力なステーキングプールに参加して収益を増やす必要が生じ、Ethereumの分散が減少する可能性があります。
サンドイッチ攻撃やフロントランニング攻撃への対応として、トレーダーは取引のプライバシーを保つために、オフチェーンでバリデータと取引を行う可能性があります。トレーダーは潜在的なMEV取引を公共のメンプールに送るのではなく、直接バリデータに送信し、バリデータがブロックに取り込み、利益をトレーダーと分け合います。
「ダークプール」は、この取り決めの大きなバージョンであり、特定の料金を支払う意思のあるユーザーに開かれた、許可されたアクセス専用のmempoolとして機能します。この傾向は、イーサリアムのパーミッションレスさとトラストレスを減少させ、ブロックチェーンを最高入札者に有利な「ペイ・トゥ・プレイ」メカニズムに変える可能性があります。
許可されたメンプールは、前のセクションで説明された中央集権化のリスクを加速させる可能性があります。複数のバリデータを実行する大規模なプールは、おそらくトレーダーやユーザーに取引プライバシーを提供することで、MEV収益を増やすでしょう。
Merge後のEthereumにおけるこれらのMEV関連の問題に取り組むことは、研究の中核領域です。現在までに、Merge後のEthereumの分散化とセキュリティへのMEVの負の影響を軽減するために提案された2つの解決策は、Proposer-Builder Separation (PBS) と Builder API です。
プルーフ・オブ・ワークとプルーフ・オブ・ステークの両方において、ブロックを構築するノードは、コンセンサスに参加している他のノードにチェーンへの追加を提案します。新しいブロックは、別のマイナーがそれにビルドする(PoWの場合)か、過半数のバリデータからの証明を受け取る(PoSの場合)と、正準チェーンの一部になります。
ブロックプロデューサーとブロック提案者の役割の組み合わせが、以前に説明したMEV関連の問題のほとんどを導入する要因です。たとえば、合意ノードは、タイムバンディット攻撃で鎖の再編を誘発するようにインセンティブを受けて、MEVの収益を最大化しようとします。
(PBS)は、特にコンセンサスレイヤーでのMEVの影響を緩和するように設計されています。 PBSの主要な特徴は、ブロックプロデューサーとブロック提案者のルールの分離です。バリデータは引き続きブロックの提案と投票に責任を持っていますが、ブロックビルダーと呼ばれる新しい特殊なエンティティのクラスが、トランザクションの順序付けとブロックの構築を担当しています。
PBSでは、ブロックビルダーは取引バンドルを作成し、ビーコンチェーンブロックに含めるための入札を行います(「実行ペイロード」として)。次のブロックの提案を選択されたバリデータは、異なる入札をチェックし、最も高い手数料のバンドルを選択します。PBSは基本的に、ビルダーがブロックスペースを売却するバリデータと交渉するオークション市場を作成します。
現在のPBSデザインには、commit-reveal scheme
ビルダーは、入札とともにブロックの内容(ブロックヘッダー)に対する暗号化されたコミットメントのみを公開するところから始まります。勝利した入札を受け入れた後、提案者はブロックヘッダーを含む署名付きブロック提案を作成します。ブロックビルダーは、署名付きブロック提案を見た後に完全なブロック本体を公開することが期待されます。また、十分な受け取る必要もあります。
ファイナライズされる前のバリデーターからのアテステーション。
プロトコル内の提案者ビルダー分離により、検証者の視野からMEVの抽出を取り除くことで、コンセンサスへのMEVの影響が軽減されます。代わりに、専用のハードウェアを実行するブロックビルダーが今後MEVの機会を捉えます。
これにより、ビルダーは自分たちのブロックがバリデータによって受け入れられるようにするために高く入札しなければならないため、バリデータは完全にMEVに関連する収入から除外されるわけではありません。それにもかかわらず、バリデータがMEV収入を最適化することに直接的に焦点を当てなくなったことで、時間泥棒攻撃の脅威が軽減されます。
提案者と構築者の分離は、MEVの集中化リスクも軽減します。例えば、commit-revealスキームを使用することで、ビルダーはバリデーターを信頼してMEVの機会を盗んだり、他のビルダーに公開したりする必要がなくなります。これにより、ソロステーカーがMEVの恩恵を受けるための障壁が低くなり、そうでなければ、ビルダーはオフチェーンの評判を持つ大規模なプールを好み、それらとオフチェーン取引を行う傾向があります。
同様に、バリデーターは、支払いが無条件であるため、ブロック本文を差し控えたり、無効なブロックを公開したりしないことをビルダーに信頼する必要はありません。バリデーターの手数料は、提案されたブロックが利用できない場合や、他のバリデーターによって無効と宣言された場合でも処理されます。後者の場合、ブロックは単に破棄され、ブロックビルダーはすべての取引手数料とMEV収益を失うことを余儀なくされます。
提案者-ビルダーの分離はMEV抽出の影響を減少させると約束しますが、実装にはコンセンサスプロトコルの変更が必要です。具体的には、フォークの選択ビーコンチェーン上のルールを更新する必要があります。ビルダーAPI
一時的な解決策であり、提案者ビルダーの分離の機能的な実装を提供することを目指していますが、信頼度が高いという前提があります。
Builder APIはの改変版ですエンジンAPI
実行レイヤーのクライアントによって実行ペイロードをリクエストするためにコンセンサスレイヤーのクライアントによって使用されます。正直な検証者の仕様
,ブロック提案の任務に選ばれた検証者は、接続された実行クライアントからトランザクションバンドルをリクエストし、提案されたBeacon Chainブロックに含めます。
ビルダーAPIは、バリデータと実行レイヤークライアントの間のミドルウェアとしても機能します。しかし、実行クライアントを使用してローカルでブロックを構築するのではなく、ビーコンチェーン上のバリデータが外部エンティティからブロックを取得できるようにします。
以下は、Builder APIの仕組みの概要です。
Builder API の実装例は、次のとおりですMEVブースト
, これは改善されたものですFlashbotsオークションメカニズム
イーサリアム上のMEVの負の外部性を抑制するために設計されています。Flashbotsオークションは、プルーフオブワークのマイナーが、利益を上げるブロックの構築作業を、サーチャーと呼ばれる専門家に外部委託することを可能にします。
サーチャーは利益の高いMEVの機会を探し、トランザクションの束をマイナーに送信します。密封価格入札
ブロックに含めるために。mev-gethを実行しているマイナーは、go-ethereum(Geth)クライアントのフォークバージョンのバンドルを選択し、最も利益の多いものを選択するだけで、新しいブロックの一部としてマイニングする必要があります。スパムや無効なトランザクションからマイナーを保護するために、トランザクションバンドルは、マイナーに到達する前にリレーアを通過して検証されます。
MEV Boostは、イーサリアムがプルーフオブステークに切り替わるにあたり設計された新機能を備えた、元のFlashbotsオークションと同じ仕組みを維持しています。サーチャーは引き続き収益性の高いMEV取引を見つけ、ブロックに含めるための新しい特化型の取引者であるビルダーが取引とバンドルをブロックに集約する責任を負っています。ビルダーはサーチャーから封印価格入札を受け入れ、最も収益性の高い順序を見つけるために最適化を実行します。
リレーサーは、トランザクションバンドルを検証してから提案者に渡す責任を負います。ただし、MEV Boostでは、エスクローが提供する責任があります。データの可用性ビルダーが送信したブロック本体とバリデータが送信したブロックヘッダーを保存することで。ここで、リレーに接続されたバリデータは利用可能な実行ペイロードを要求し、MEV Boostの順序付けアルゴリズムを使用して、最高入札額+ MEVチップを持つペイロードヘッダーを選択します。
Builder APIの主要な利点は、MEVの機会へのアクセスを民主化する可能性があることです。コミットリバルスキームを使用することで、信頼の前提を排除し、MEVから利益を得ようとするバリデーターの参入障壁を低減させます。これにより、単独ステーカーがMEV利益を増やすために大規模なステーキングプールと統合する必要性が軽減されるはずです。
ビルダーAPIの広範な実装は、ブロックビルダー間の競争を促進し、検閲耐性を高めます。検証者が複数のビルダーから入札を確認する際、1つまたは複数のユーザートランザクションを検閲しようとするビルダーは、非検閲の他のビルダー全員よりも高い入札を行わなければ成功しない必要があります。これにより、ユーザーの検閲コストが大幅に増加し、この実践を妨げます。
MEV Boostなどの一部のプロジェクトは、特定の当事者に取引のプライバシーを提供するために設計された全体的な構造の一部としてBuilder APIを使用しています。これにより、ユーザーとブロックビルダーの間にプライベートな通信チャネルを提供することが実現されます。以前に説明した許可済みmempoolsとは異なり、このアプローチは次の理由で有益です。
Maximal extractable value (MEV)は、ブロックの生成から標準ブロック報酬とガス手数料を超えて抽出できる最大価値を指します。これは、ブロック内のトランザクションを含めたり除外したり、順序を変更したりすることで得られます。
最大抽出可能価値は、はじめてのコンテキストで適用されましたプルーフ・オブ・ワーク、「マイナー抽出可能な価値」と最初に言及されました。これは、プルーフ・オブ・ワークでは、マイナーが取引の含有、除外、および順序付けを制御しているためです。しかし、プルーフ・オブ・ステークへの移行以降、マージこれらの役割を担ってきたのは、バリデータであり、マイニングはもはやイーサリアムプロトコルの一部ではありません。 価値抽出方法はまだ存在していますが、その代わりに「最大抽出可能価値」という用語が使用されるようになりました。
よく知っていることを確認してください取引, ブロック、証明されたステークそしてガス. Familiarity with dapps そして ディーファイも役立ちます。
理論的には、MEVは収益性のあるMEV機会の実行を保証できる唯一の当事者であるバリデータに完全に蓄積されます。しかし、実際には、「サーチャー」と呼ばれる独立したネットワーク参加者によってMEVの大部分が抽出されます。サーチャーは、ブロックチェーンデータ上で複雑なアルゴリズムを実行して収益性のあるMEV機会を検出し、その収益性のある取引を自動的にネットワークに送信するボットを持っています。
検証者は、収益性の高い取引がブロックに含まれる可能性が高い代わりに高いガス手数料を支払う検索者がいるため、結局、完全なMEV金額の一部を受け取ります。 検索者が経済的に合理的であると仮定すると、検索者が支払うことに同意するガス手数料は、検索者のMEVの最大100%までの金額になります(なぜなら、ガス手数料が高すぎると、検索者が損失するからです)。
そのため、[MEV] のような非常に競争力のある機会があります。DEXアービトラージ, 検索者は、同じ利益を得るために多くの人々が同じ有利な裁定取引を実行したいため、バリデータにMEV収入の合計額の90%以上をガス手数料として支払わなければならないかもしれません。これは、彼らの裁定取引が実行される唯一の方法が、最も高いガス価格でトランザクションを提出することであるためです。
このダイナミックは、「ガスゴルフィング」を得意としていることが競争上の優位性となっており、これにより、検索者が合計ガス手数料を一定に保ちながらガス価格を高く設定することが可能になっています(なぜならガス手数料=ガス価格×使用ガス量であるため)。
いくつかのよく知られたガスゴルフのテクニックには、長いゼロの文字列で始まるアドレスを使用することが含まれています(例えば、0x0000000000C521824EaFf97Eac7B73B084ef9306
) 保存するのにスペース(およびガス)を取るため、そして小さいままにしておくことができますERC-20コントラクト内のトークン残高は、ストレージスロットを初期化するのにガスがより多くかかるため(残高が0の場合)、ストレージスロットを更新するよりも多くかかります。ガスの使用量を削減するためのさらなる技術を見つけることは、研究者の間での活発な研究分野です。
一部の検索者は、収益性の高いMEVの機会を検出するために複雑なアルゴリズムをプログラミングするのではなく、一般化された最有力候補を実行します。一般化されたフロントランナーは、収益性の高いトランザクションを検出するためにmempoolを監視するボットです。フロントランナーは、収益性の高いトランザクションのコードをコピーし、アドレスをフロントランナーのアドレスに置き換え、トランザクションをローカルで実行して、変更されたトランザクションがフロントランナーのアドレスに利益をもたらすことを再確認します。トランザクションが実際に利益を生む場合、フロントランナーは、置き換えられたアドレスとより高いガス価格で変更されたトランザクションを送信し、元のトランザクションを「フロントランニング」し、元の検索者のMEVを取得します。
Flashbotsは、実行クライアントを拡張する独立したプロジェクトで、検索者がMEVトランザクションを一般のフロントランナーに先行されることなくバリデータに提出できるサービスを提供しています。これにより、トランザクションが一般的なフロントランナーによって先行されることが防止されます。
MEVはいくつかの方法でブロックチェーン上に現れます。
分散型取引所(DEX)のアービトラージは、最もシンプルでよく知られたMEVの機会です。そのため、競争も最も激しいです。
これはこう機能します:もし2つのDEXが異なる価格でトークンを提供している場合、誰かが低価格のDEXでトークンを購入し、高価格のDEXでそれを売却することができます。そして、その一連の取引は1つのアトミックな取引で行われます。ブロックチェーンの仕組みのおかげで、これはリスクのないアービトラージ取引が実現します。
検索者がUniswapとSushiswapのETH/DAIペアの価格差を利用して、1,000 ETHを1,045 ETHに変えることで利益を上げたアービトラージ取引の例
貸出プロトコルの清算は、別のよく知られたMEVの機会を提供します。
MakerやAaveのような貸出プロトコルでは、ユーザーは一定の担保(例:ETH)を預け入れる必要があります。この預け入れられた担保は、他のユーザーに貸し出すために使用されます。
ユーザーはその後、必要に応じて他の人から資産やトークンを借りることができます(たとえば、MakerDAOのガバナンス提案で投票したい場合は、MKRを借りることができます)。担保として預けられた金額の一定割合まで借りることができます。たとえば、借入額の最大が30%の場合、プロトコルに100DAIを預けたユーザーは、別の資産の30DAI相当まで借りることができます。プロトコルは正確な借入力の割合を決定します。
借り手の担保の価値が変動すると、借入力も変動します。市場の変動により、借りた資産の価値が担保の価値の30%を超えた場合(これもまた、正確な割合はプロトコルによって決定されます)、プロトコルは通常、誰でも担保を清算し、貸し手に即座に返済することができます(これは方法と似ています)。マージンコール
伝統的な金融機関で働く)。清算されると、通常、借り手は莫大な清算手数料を支払わなければならず、そのうちの一部は清算人に支払われます- これがMEVの機会が生じる場所です。
サーチャーは、できるだけ速くブロックチェーンデータを解析し、どの借り手を清算できるかを決定し、清算取引を最初に提出して清算手数料を自分自身で集めるために競争します。
サンドイッチ取引は、MEV抽出のもう一つの一般的な方法です。
サンドイッチとして、サーチャーは大規模なDEX取引のためにmempoolを監視します。例えば、誰かがUniswapでDAIを使って10,000UNIを購入したいとします。この規模の取引は、UNI/DAIペアに有意義な影響を与え、DAIと比較してUNIの価格を大幅に上昇させる可能性があります。
検索者は、UNI/DAIペアへのこの大規模な取引のおおよその価格影響を計算し、大規模な取引の直前に最適な買い注文を実行してUNIを安く買い、その後すぐに売却注文を実行し、大口注文によって引き起こされた高い価格で売却することができます。
サンドイッチングは、上記のDEXアービトラージとは異なり、アトミックではないため、リスクが高く、サルモネラ攻撃
.
NFTスペースにおけるMEVは新興現象であり、必ずしも利益をもたらすわけではありません。
ただし、NFT取引はすべての他のEthereum取引と共有される同じブロックチェーン上で行われるため、検索者はNFT市場でも従来のMEV機会で使用されるのと同様の技術を利用できます。
例えば、人気のあるNFTのドロップがある場合、検索者が特定のNFTまたはNFTセットを求めている場合、彼らは取引をプログラムすることができ、その取引によってNFTを購入するために最初に並ぶことができます。または、1回の取引でNFTセット全体を購入することもできます。また、もしNFTが...誤って低価格でリストされました
, 検索者は他の購入者を先回りして安く購入することができます。
NFT MEVの顕著な例として、検索者が700万ドルを費やした時があります。購入する
価格床のすべてのCryptopunk。ブロックチェーンの研究者Twitterで説明されました
購入者がMEVプロバイダーと協力して、購入を秘密に保つ方法
DEXアービトラージ、清算、およびサンドイッチ取引はすべて非常によく知られたMEVの機会であり、新しい検索者にとっては利益を上げることは難しいでしょう。ただし、より知られていないMEVの機会の長い尾が存在します(NFT MEVはおそらくそのような機会の1つです)。
はじめたばかりの検索者は、このより長い尾でMEVを検索することでより成功を収めることができるかもしれません。Flashbot’s MEVの求人掲示板
いくつかの新興機会をリストします。
MEVはすべて悪いわけではありません - イーサリアム上のMEVには良い面と悪い面の両方があります。
多くのDeFiプロジェクトは、そのプロトコルの有用性と安定性を確保するために経済的に合理的な行為者に依存しています。例えば、DEXのアービトラージは、ユーザーがトークンに対して最高かつ最も正確な価格を得ることを保証し、レンディングプロトコルは、借入者が担保率を下回った場合に迅速な清算に依存して、貸し手が返済を受けることを保証しています。
合理的なサーチャーが経済の非効率を探し修正し、プロトコルの経済的インセンティブを活用しない限り、DeFiプロトコルや一般的なdappsは今日のように堅牢でないかもしれません。
アプリケーションレイヤーでは、サンドイッチ取引などの一部のMEV形式は、ユーザーにとって明確に悪い体験をもたらします。サンドイッチ取引をされたユーザーは、取引時のスリッページが増加し、取引実行が悪化します。
ネットワーク層では、一般化された先行者と彼らがしばしば参加するガス価格オークション(2人以上の先行者が次のブロックに含まれる取引を自分の取引のガス価格を段階的に引き上げることで競うとき)がネットワークの混雑と通常の取引を行おうとする他のすべての人に高いガス価格をもたらしています。
ブロック内で起こっていることを超えて、MEVはブロック間で有害な影響を及ぼす可能性があります。ブロック内で利用可能なMEVが標準的なブロック報酬を大幅に上回る場合、バリデータは自分自身のためにMEVを獲得するためにブロックを再編成し、ブロックチェーンの再編成やコンセンサスの不安定化を引き起こす可能性があります。
ブロックチェーンの再編成の可能性があります以前にビットコインブロックチェーンで探索済み
. ビットコインのブロック報酬が半減し、取引手数料がブロック報酬のますます大きな部分を占めるようになると、鉱夫が次のブロックの報酬を放棄し、代わりに過去のブロックをより高い手数料で再採掘することが経済的に合理的になる状況が生じることがあります。MEVの成長とともに、イーサリアムでも同様の状況が発生し、ブロックチェーンの整合性が脅かされる可能性があります。
2021年初めにMEVの抽出が膨大化し、年初の数ヶ月間に非常に高いガス料金をもたらしました。FlashbotsのMEVリレーの登場により、一般的なフロントランナーの効果が低下し、ガス料金のオークションがオフチェーンに移行され、一般ユーザーのガス料金が低下しました。
多くの検索者はまだMEVから良い収入を得ていますが、機会がより広く知られるようになり、ますます多くの検索者が同じ機会を競い合うようになるにつれて、バリデーターはより多くの合計MEV収益を獲得するようになります(元々説明されているようなガスオークションもFlashbotsで発生しますが、非公開であり、バリデーターは発生したガス収益を獲得するでしょう)。 MEVはイーサリアムに固有のものではなく、機会がイーサリアムで競争が激化するにつれて、検索者は競争が少ないバイナンス・スマート・チェーンのような他のブロックチェーンに移行しています。イーサリアム上のそれらと同様のMEVの機会が存在します。
一方、プルーフ・オブ・ワークからプルーフ・オブ・ステークへの移行や、ロールアップを使用してイーサリアムをスケーリングする継続的な取り組みはすべて、MEVの状況をまだ不明確な形で変化させています。保証されたブロック提案者が少し前もって知っていると、プルーフ・オブ・ワークの確率モデルと比較してMEV抽出のダイナミクスがどのように変化するのか、また、これがいつどのように破壊されるのかは、まだよくわかっていませんシングルシークレットリーダー選挙
そして分散型バリデータ技術実装されるようになりました。同様に、ユーザーの活動の大部分がイーサリアムからそのレイヤー2のロールアップやシャードに移動されると、どのようなMEVの機会が存在するかはまだ見られることになります。
説明したように、MEVは全体的なユーザーエクスペリエンスとコンセンサスレイヤーのセキュリティに悪影響を及ぼします。しかし、イーサリアムのプルーフ・オブ・ステーク・コンセンサスへの移行(「マージ」と呼ばれる)は、MEV関連の新たなリスクをもたらす可能性があります。
Merge後のEthereumでは、セキュリティデポジットを32ETH支払ったバリデーターが、ビーコンチェーンに追加されたブロックの妥当性について合意します。32ETHは多くの人にとって手の届かない金額かもしれませんが、ステーキングプールに参加するおそらくより実現可能な選択肢になるかもしれません。それでも、健康な分配はソロステーカーイーサリアムのセキュリティを向上させ、バリデータの中央集権化を軽減するために理想的です。
ただし、MEVの抽出は、バリデーターの中央集権化を促進する可能性があると信じられています。これは、バリデーターがブロックを提案するために少なく稼ぐ現在のマイナーよりもMEVの抽出が大幅に増加する可能性がありますバリデーターの収益に影響を与える
マージ後。
より大きなステーキングプールは、おそらく必要な最適化に投資するためのリソースが多いでしょう。 これらのプールが抽出するMEVが多ければ多いほど、MEV抽出能力を向上させるためのリソースが増え(そして総収益を増やす)、基本的には作成されます。規模の経済
.
リソースが少ないため、ソロステーカーはMEVの機会から利益を得ることができないかもしれません。これにより、独立したバリデーターには強力なステーキングプールに参加して収益を増やす必要が生じ、Ethereumの分散が減少する可能性があります。
サンドイッチ攻撃やフロントランニング攻撃への対応として、トレーダーは取引のプライバシーを保つために、オフチェーンでバリデータと取引を行う可能性があります。トレーダーは潜在的なMEV取引を公共のメンプールに送るのではなく、直接バリデータに送信し、バリデータがブロックに取り込み、利益をトレーダーと分け合います。
「ダークプール」は、この取り決めの大きなバージョンであり、特定の料金を支払う意思のあるユーザーに開かれた、許可されたアクセス専用のmempoolとして機能します。この傾向は、イーサリアムのパーミッションレスさとトラストレスを減少させ、ブロックチェーンを最高入札者に有利な「ペイ・トゥ・プレイ」メカニズムに変える可能性があります。
許可されたメンプールは、前のセクションで説明された中央集権化のリスクを加速させる可能性があります。複数のバリデータを実行する大規模なプールは、おそらくトレーダーやユーザーに取引プライバシーを提供することで、MEV収益を増やすでしょう。
Merge後のEthereumにおけるこれらのMEV関連の問題に取り組むことは、研究の中核領域です。現在までに、Merge後のEthereumの分散化とセキュリティへのMEVの負の影響を軽減するために提案された2つの解決策は、Proposer-Builder Separation (PBS) と Builder API です。
プルーフ・オブ・ワークとプルーフ・オブ・ステークの両方において、ブロックを構築するノードは、コンセンサスに参加している他のノードにチェーンへの追加を提案します。新しいブロックは、別のマイナーがそれにビルドする(PoWの場合)か、過半数のバリデータからの証明を受け取る(PoSの場合)と、正準チェーンの一部になります。
ブロックプロデューサーとブロック提案者の役割の組み合わせが、以前に説明したMEV関連の問題のほとんどを導入する要因です。たとえば、合意ノードは、タイムバンディット攻撃で鎖の再編を誘発するようにインセンティブを受けて、MEVの収益を最大化しようとします。
(PBS)は、特にコンセンサスレイヤーでのMEVの影響を緩和するように設計されています。 PBSの主要な特徴は、ブロックプロデューサーとブロック提案者のルールの分離です。バリデータは引き続きブロックの提案と投票に責任を持っていますが、ブロックビルダーと呼ばれる新しい特殊なエンティティのクラスが、トランザクションの順序付けとブロックの構築を担当しています。
PBSでは、ブロックビルダーは取引バンドルを作成し、ビーコンチェーンブロックに含めるための入札を行います(「実行ペイロード」として)。次のブロックの提案を選択されたバリデータは、異なる入札をチェックし、最も高い手数料のバンドルを選択します。PBSは基本的に、ビルダーがブロックスペースを売却するバリデータと交渉するオークション市場を作成します。
現在のPBSデザインには、commit-reveal scheme
ビルダーは、入札とともにブロックの内容(ブロックヘッダー)に対する暗号化されたコミットメントのみを公開するところから始まります。勝利した入札を受け入れた後、提案者はブロックヘッダーを含む署名付きブロック提案を作成します。ブロックビルダーは、署名付きブロック提案を見た後に完全なブロック本体を公開することが期待されます。また、十分な受け取る必要もあります。
ファイナライズされる前のバリデーターからのアテステーション。
プロトコル内の提案者ビルダー分離により、検証者の視野からMEVの抽出を取り除くことで、コンセンサスへのMEVの影響が軽減されます。代わりに、専用のハードウェアを実行するブロックビルダーが今後MEVの機会を捉えます。
これにより、ビルダーは自分たちのブロックがバリデータによって受け入れられるようにするために高く入札しなければならないため、バリデータは完全にMEVに関連する収入から除外されるわけではありません。それにもかかわらず、バリデータがMEV収入を最適化することに直接的に焦点を当てなくなったことで、時間泥棒攻撃の脅威が軽減されます。
提案者と構築者の分離は、MEVの集中化リスクも軽減します。例えば、commit-revealスキームを使用することで、ビルダーはバリデーターを信頼してMEVの機会を盗んだり、他のビルダーに公開したりする必要がなくなります。これにより、ソロステーカーがMEVの恩恵を受けるための障壁が低くなり、そうでなければ、ビルダーはオフチェーンの評判を持つ大規模なプールを好み、それらとオフチェーン取引を行う傾向があります。
同様に、バリデーターは、支払いが無条件であるため、ブロック本文を差し控えたり、無効なブロックを公開したりしないことをビルダーに信頼する必要はありません。バリデーターの手数料は、提案されたブロックが利用できない場合や、他のバリデーターによって無効と宣言された場合でも処理されます。後者の場合、ブロックは単に破棄され、ブロックビルダーはすべての取引手数料とMEV収益を失うことを余儀なくされます。
提案者-ビルダーの分離はMEV抽出の影響を減少させると約束しますが、実装にはコンセンサスプロトコルの変更が必要です。具体的には、フォークの選択ビーコンチェーン上のルールを更新する必要があります。ビルダーAPI
一時的な解決策であり、提案者ビルダーの分離の機能的な実装を提供することを目指していますが、信頼度が高いという前提があります。
Builder APIはの改変版ですエンジンAPI
実行レイヤーのクライアントによって実行ペイロードをリクエストするためにコンセンサスレイヤーのクライアントによって使用されます。正直な検証者の仕様
,ブロック提案の任務に選ばれた検証者は、接続された実行クライアントからトランザクションバンドルをリクエストし、提案されたBeacon Chainブロックに含めます。
ビルダーAPIは、バリデータと実行レイヤークライアントの間のミドルウェアとしても機能します。しかし、実行クライアントを使用してローカルでブロックを構築するのではなく、ビーコンチェーン上のバリデータが外部エンティティからブロックを取得できるようにします。
以下は、Builder APIの仕組みの概要です。
Builder API の実装例は、次のとおりですMEVブースト
, これは改善されたものですFlashbotsオークションメカニズム
イーサリアム上のMEVの負の外部性を抑制するために設計されています。Flashbotsオークションは、プルーフオブワークのマイナーが、利益を上げるブロックの構築作業を、サーチャーと呼ばれる専門家に外部委託することを可能にします。
サーチャーは利益の高いMEVの機会を探し、トランザクションの束をマイナーに送信します。密封価格入札
ブロックに含めるために。mev-gethを実行しているマイナーは、go-ethereum(Geth)クライアントのフォークバージョンのバンドルを選択し、最も利益の多いものを選択するだけで、新しいブロックの一部としてマイニングする必要があります。スパムや無効なトランザクションからマイナーを保護するために、トランザクションバンドルは、マイナーに到達する前にリレーアを通過して検証されます。
MEV Boostは、イーサリアムがプルーフオブステークに切り替わるにあたり設計された新機能を備えた、元のFlashbotsオークションと同じ仕組みを維持しています。サーチャーは引き続き収益性の高いMEV取引を見つけ、ブロックに含めるための新しい特化型の取引者であるビルダーが取引とバンドルをブロックに集約する責任を負っています。ビルダーはサーチャーから封印価格入札を受け入れ、最も収益性の高い順序を見つけるために最適化を実行します。
リレーサーは、トランザクションバンドルを検証してから提案者に渡す責任を負います。ただし、MEV Boostでは、エスクローが提供する責任があります。データの可用性ビルダーが送信したブロック本体とバリデータが送信したブロックヘッダーを保存することで。ここで、リレーに接続されたバリデータは利用可能な実行ペイロードを要求し、MEV Boostの順序付けアルゴリズムを使用して、最高入札額+ MEVチップを持つペイロードヘッダーを選択します。
Builder APIの主要な利点は、MEVの機会へのアクセスを民主化する可能性があることです。コミットリバルスキームを使用することで、信頼の前提を排除し、MEVから利益を得ようとするバリデーターの参入障壁を低減させます。これにより、単独ステーカーがMEV利益を増やすために大規模なステーキングプールと統合する必要性が軽減されるはずです。
ビルダーAPIの広範な実装は、ブロックビルダー間の競争を促進し、検閲耐性を高めます。検証者が複数のビルダーから入札を確認する際、1つまたは複数のユーザートランザクションを検閲しようとするビルダーは、非検閲の他のビルダー全員よりも高い入札を行わなければ成功しない必要があります。これにより、ユーザーの検閲コストが大幅に増加し、この実践を妨げます。
MEV Boostなどの一部のプロジェクトは、特定の当事者に取引のプライバシーを提供するために設計された全体的な構造の一部としてBuilder APIを使用しています。これにより、ユーザーとブロックビルダーの間にプライベートな通信チャネルを提供することが実現されます。以前に説明した許可済みmempoolsとは異なり、このアプローチは次の理由で有益です。