O dilema do MEV no Ethereum: uma visão da floresta sombria na cadeia através da arquitetura PBS

Iluminando a Floresta Escura: Revelando o Véu do MEV

Com o aumento das atividades on-chain e a evolução e enriquecimento da infraestrutura on-chain, o MEV on-chain tem sido visto como a parte mais perigosa da floresta sombria do Ethereum, causando diretamente perdas de lucros e degradação da experiência do usuário nas atividades financeiras on-chain. Este artigo tem como objetivo analisar, com base no mecanismo de geração de blocos do Ethereum 2.0 e na separação proponente-construtor (PBS), os problemas inerentes de centralização e confiança que este conjunto de mecanismos traz, em contraste com a realidade que é diametralmente oposta aos valores do Ethereum.

A intensificação do MEV on-chain é de fato uma espada de dois gumes, apresentando externalidades positivas e negativas. As positivas incluem a redução das discrepâncias de preços em DEX, ajudando na liquidação de transações; as negativas incluem os danos das transações de sandwich para os usuários. Portanto, as soluções para o MEV são mais voltadas para mitigar as externalidades negativas, não podendo eliminá-las completamente. No processo de exploração de mecanismos para aliviar as externalidades negativas do MEV e resolver os problemas atuais relacionados ao middleware de confiança de terceiros, os Relayers, as medidas principais se dividem em três categorias: melhorias no mecanismo de leilão, melhorias na camada de consenso e melhorias na camada de aplicação. Essas três melhorias terão diferentes graus de impacto na moderna configuração do MEV, mas algumas soluções não resolvem de fato o problema dos ataques de sandwich que os usuários enfrentam, pois as transações dos usuários ainda estão em um pool público. Portanto, é necessário introduzir mais tecnologias de pool de privacidade para proteger a privacidade opcional das transações dos usuários, e essas soluções de MEV merecem ser combinadas e testadas.

Além disso, o MEV, como um subproduto do design de mecanismos que não pode ser evitado, ainda se tornará mais complexo no futuro. Também exploramos no texto os possíveis novos desafios e oportunidades técnicas do MEV que podem surgir com a implementação de novos tipos de transações, como a arquitetura Layer 2 e a abstração de contas EIP-4337.

Por fim, esperamos explorar, através deste artigo, potenciais soluções para mitigar o problema das externalidades negativas do MEV e ter uma compreensão abrangente das vantagens e desvantagens das soluções atuais de MEV, não apenas para iluminar a floresta escura em que os usuários se encontram no futuro, mas também para iluminar a floresta escura de pesquisa adicional sobre o MEV para os pesquisadores da indústria.

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Ethereum 2.0

Desde The Merge, o Ethereum adotou o mecanismo POS para garantir a segurança da rede, ao mesmo tempo em que abandonou a competição intensiva em cálculos na produção de blocos, optando pela prova de participação. Após a fusão, o Ethereum foi dividido em uma camada de execução e uma camada de consenso. Toda a produção de blocos também mudou, cada Epoch representa um ciclo de POS, e cada Epoch é dividido em 32 Slots, sendo que cada Slot equivale a uma unidade de tempo para a produção de blocos, que é de 12 segundos.

Toda a rede irá, a cada Epoch, selecionar aleatoriamente um comitê entre os validadores. A pessoa que propõe o bloco é escolhida aleatoriamente entre os membros do comitê, e o proponente do bloco precisa agrupar e ordenar as transações para finalmente produzir um bloco. Os outros validadores do comitê supervisionarão esse processo e, em seguida, votarão no bloco. Além disso, o comitê será reeleito após cada Epoch. Um certo limite de tempo operacional também é imposto para garantir a eficiência na geração de blocos e na votação. Aqui, padronizamos a terminologia para os leitores: Payload é a carga de execução, que significa a alteração de estado das transações, podendo ser vista como parte da execução do bloco. O proponente do bloco implementará a carga de execução (, ou seja, a alteração de estado do resultado da transação ) e a proposta do bloco.

Iluminar a Floresta Sombria: Desvendando o Véu do MEV

Arquitetura PBS

Na verdade, quando os validadores são escolhidos para serem proponentes de blocos, muitas vezes o proponente não tem motivação para executar o Payload, ou seja, classificar e executar as transações, porque isso requer uma grande capacidade computacional para realizar as alterações de estado. A ideia original era que, se através da eleição de um comitê descentralizado, se incluísse a execução da carga, então a classificação das transações se tornaria uma questão descentralizada. No entanto, os validadores parecem querer naturalmente deixar essa parte para um terceiro completar, enquanto o proponente se concentra na proposta de blocos. Assim, surgiu a concepção do PBS, que separa a proposta de blocos e a construção, onde o proponente é responsável apenas por validar blocos e não participa da construção de blocos. A separação entre proponentes e construtores promove um mercado aberto, onde os proponentes de blocos podem obter blocos dos construtores. Esses construtores competem entre si para construir blocos e oferecem as maiores taxas aos proponentes, o que chamamos de "leilão de blocos".

Vamos apresentar brevemente todo o modelo de leilão selado da primeira rodada do PBS(Proposer Builder Seperate). Quando os usuários submetem transações através de um proxy RPC, o RPC funciona como um nó, enviando a transação para o Mempool público, onde vários Builders encontram as transações mais adequadas para classificar e gerar um bloco de maximização de lucros(. A maximização de lucros refere-se às taxas de transação Base+Priority+MEV), depois vários Builders interagem com o Proposer através do MEV-Boost Relayer. O Relayer é a ponte entre vários Builders e o Proposer, onde os Builders enviam lances ao Relayer, e o Relayer envia múltiplos cabeçalhos de bloco e seus respectivos lances ao Proposer, que geralmente aceita o bloco com a maior oferta. Nesse processo, todas as informações são mantidas em segredo, e o Relayer apenas enviará o cabeçalho do bloco ao Proposer, garantindo, assim, a resistência à censura do Proposer.

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Tipos de participantes e jogos em PBS

Seus principais participantes incluem Builder, Relayer, Proposer, MEVbot(Searcher).

Builder

O Builder é responsável por construir o conteúdo do bloco e, após a utilização da tecnologia MEV-Boost, encontra-se em uma posição mais favorável nas licitações, pois não só suporta as taxas de Gas, mas também os rendimentos de MEV. O Builder pode revisar diretamente as transações dos usuários e dos Searchers, o que sempre foi uma crítica, especialmente após o governo dos Estados Unidos divulgar o OFAC, quando muitos Builders participaram da conformidade com o OFAC. Comparado ao início, embora a proporção de revisão de blocos tenha diminuído recentemente, podemos observar que, no processo de construção do bloco, o Builder tem um papel direto na revisão das transações.

De acordo com a quota de mercado atual dos Builders, o beaverbuild.org, um Build puramente sem necessidade de revisão, está gradualmente a expandir a sua quota de mercado, tudo orientado para o lucro.

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Pesquisador

Essencialmente, o trabalho de maximização de lucros requer que Searchers e Builders colaborem. Os Searchers costumam trabalhar com Builders específicos, formando assim uma Dark Pool ou Private Pool, onde as transações dos Searchers são exibidas apenas para determinados Builders. Alguns Builders conseguem obter transações MEV que maximizam os lucros, competindo assim pelo espaço em bloco. Em teoria, se um Builder agir de forma maliciosa ou censurar, os Searchers podem optar por outros Builders, o que levará à diminuição gradual da participação de mercado dos Builders. Portanto, sob a influência dos Searchers, os Builders costumam considerar os custos ocultos de agir maliciosamente. A imagem acima mostra a situação dos rendimentos de MEV e Gas diários, podendo-se ver que os rendimentos de MEV contribuídos pelos Searchers, em situações de alta volatilidade do mercado, podem mesmo ser o dobro dos rendimentos diários de Gas.

Para o Searcher, divide-se em CEX-DEX( arbitragem off-chain) e duas grandes categorias de DEX, camada de liquidez e liquidação( on-chain).

Atualmente, a Wintermute ocupa a primeira posição em termos de quota de mercado em arbitragem entre CEX e DEX.

Para oportunidades puras de MEV na cadeia, há uma tendência crescente de formação de estúdios, onde a participação de mercado de jaredfromsubway.eth ocupa impressionantes 37,2%, sendo especializado em ataques de sanduíche a usuários da cadeia Ethereum, tornando-se um dos maiores consumidores de gas na cadeia, consumindo cerca de 1,5% do gas de um dia inteiro. De fevereiro de 2023 a junho de 2024, esse robô gastou um total de 76.916 ETH, o que equivale a aproximadamente 175 milhões de dólares, com base no valor ao executar essas transações. Devido à estreita conexão entre Seacher e Builder, na prática, muitos Searchers enviam seu fluxo de pedidos para os três principais Builders; na verdade, poderia ser enviado para todos os Builders, mas alguns Builders menores podem dividir o fluxo de pedidos dos Searchers, resultando na ineficácia das estratégias de MEV dos Searchers e aumentando o risco de perda. Além disso, vincular-se a um Builder também pode ajudar a manter sua influência dentro do ecossistema.

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Relayer

O Relayer é responsável por reunir lances, e então, como um ponto de transição, submete ao Proposer o cabeçalho do bloco e o preço do bloco em leilão. Neste momento, o Proposer não conhece os detalhes das transações no bloco. Uma vez que o Proposer escolhe e assina o cabeçalho do bloco, o Relayer libera todo o conteúdo das transações para o Proposer. Podemos observar que o Relayer atua como um terceiro sem incentivo econômico, ganhando uma enorme confiança; o Builder depende do Proposer para fazer lances, enquanto o Proposer depende das cotações e do conteúdo do bloco fornecidos pelo Relayer. Historicamente, problemas semelhantes ocorreram; o Ultrasound Relayer tinha uma vulnerabilidade potencial que resultou na retirada de mais de 20 milhões de dólares em MEV pelo Proposer. Embora essas vulnerabilidades possam ser corrigidas, o Relayer em si ainda pode optar por agir de forma maliciosa e roubar MEV.

A imagem acima mostra a situação da quota de mercado dos Relayers. Podemos observar que a quota de mercado dos Builders que operam com o MAX Profit puro tem aumentado gradualmente desde o Merge. Portanto, no mercado livre, é impossível controlar artificialmente o MEV através dos Builders.

Ao mesmo tempo, o Relayer também enfrenta um problema, que é a falta de incentivos econômicos. Portanto, a Blocknative também se retirou do desenvolvimento na direção do Relayer. Atualmente, os Relayers dependem das especificações MEVBoost propostas pela Flashbots para serem construídos, e o Ethereum depende de terceiros para fornecer PBS, que não é uma solução duradoura. Por isso, a comunidade Ethereum está explorando a possibilidade de incorporar o PBS ao nível do protocolo.

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Proposer

Para o Proposer, é escolhido aleatoriamente um grupo de comitês entre todos os validadores por meio de um algoritmo, e em cada slot é selecionado um proponente de bloco. O proponente de bloco possui a capacidade de executar a carga, mas como o proponente naturalmente deseja terceirizar essa parte, isso pode causar uma colaboração vertical entre o Builder e o Proposer. O Relayer do MEV-boost espera ser um ponto intermediário nesse tipo de colaboração, para reduzir a conluio decorrente da comunicação direta entre os dois. Atualmente, todos estão em pools de mineração como pools de validadores, mas esses pools de mineração e pools de validadores LSD possuem um forte efeito de escala, especialmente com o surgimento dos LSD, que liberam o potencial dos tokens originalmente apostados, melhorando a eficiência de capital e, devido à influência dos blocos DEFI por trás, o pool de validadores tende a estar em uma tendência mais centralizada.

A Lido atualmente detém cerca de 28,7% da quota de mercado, com a Coinbase e Ether.fi em segundo e terceiro lugar. No passado, quando a solução MEV-BOOST PBS não era implementada ativamente, o Proposer precisava assumir a tarefa do Builder, que era executar a carga (Payload), mas a maioria dos Proposers abandonou sua capacidade de ordenar e executar transações, pois isso sobrecarregaria seriamente o desempenho da validação, sendo mais vantajoso terceirizar a execução da carga e permitir que terceiros leiloem os blocos.

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Utilizador

Por fim, vamos falar sobre o usuário. Os usuários costumam estar na posição mais fraca em todo o design da arquitetura, pois suas transações são colocadas no Mempool, onde vários MEVbots podem lucrar com os lucros de MEV, mas esses lucros não fluem para os usuários. No entanto, isso não é totalmente negativo; por exemplo, em DEX, quando a volatilidade do mercado na cadeia é alta ou quando o volume de transações do usuário é maior do que a liquidez do DEX, os MEVbots podem usar arbitragem para reduzir o deslizamento e as diferenças de preço entre as plataformas. Portanto, a existência de MEV tem externalidades positivas e negativas, que precisam ser discutidas separadamente, e essa é a sua complexidade.

Para evitar que os usuários sejam monitorizados pelos MEVbots, causando assim danos aos usuários, existem muitos fornecedores de nós RPC que podem ajudar os usuários a colocar transações em Mempool não público, por exemplo, interagindo diretamente com o Builder através do RPC do Builder. Uma maneira relativamente nova é compensar os lucros MEV para os usuários através do OFA(Order Flow Auction) leilão de fluxo de ordens, onde os operadores de RPC OFA colaboram com os Searchers.

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WenMoonvip
· 9h atrás
MEV é um tópico eterno
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RugpullAlertOfficervip
· 08-03 09:10
MEV nasceu para derrotar o investidor de retalho
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SeeYouInFourYearsvip
· 08-03 09:10
O problema do MEV não é simples
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MissedAirdropBrovip
· 08-03 09:06
MEV realmente prejudica as pessoas.
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AirdropHustlervip
· 08-03 09:06
MEV está aumentando cada vez mais
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screenshot_gainsvip
· 08-03 08:57
No fim das contas, tudo se resume a dinheiro.
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  • Pino
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