O valor extraível máximo (MEV) refere-se ao valor máximo que pode ser extraído da produção de blocos além da recompensa padrão do bloco e das taxas de gás ao incluir, excluir e alterar a ordem das transações em um bloco.
O valor extraível máximo foi aplicado pela primeira vez no contexto de prova de trabalho, e inicialmente referido como “miner extractable value”. Isso ocorre porque, no proof-of-work, os mineradores controlam a inclusão, exclusão e ordenação de transações. No entanto, desde a transição para proof-of-stake via A Fusãoos validadores têm sido responsáveis por esses papéis, e a mineração já não faz parte do protocolo Ethereum. Os métodos de extração de valor ainda existem, no entanto, então o termo "Valor Excretável Máximo" agora é usado.
Certifique-se de que você esteja familiarizado comtransações, blocos, prova de participaçãoegás. Familiarity with dappseDeFié útil também.
Na teoria, MEV acumula-se inteiramente aos validadores porque são a única parte que pode garantir a execução de uma oportunidade de MEV lucrativa. Na prática, no entanto, uma grande parte de MEV é extraída por participantes independentes da rede referidos como 'buscadores'. Os buscadores executam algoritmos complexos em dados de blockchain para detectar oportunidades de MEV lucrativas e têm bots para enviar automaticamente essas transações lucrativas para a rede.
Validadores recebem uma parte do valor total de MEV de qualquer maneira, porque os pesquisadores estão dispostos a pagar taxas de gás altas (que vão para o validador) em troca de uma maior probabilidade de inclusão de suas transações lucrativas em um bloco. Supondo que os pesquisadores sejam economicamente racionais, a taxa de gás que um pesquisador está disposto a pagar será um valor de até 100% do MEV do pesquisador (porque se a taxa de gás fosse maior, o pesquisador perderia dinheiro).
Com isso, para algumas oportunidades de MEV altamente competitivas, como arbitragem DEX, os pesquisadores podem ter que pagar 90% ou até mais de sua receita total de MEV em taxas de gás ao validador porque muitas pessoas querem realizar o mesmo comércio lucrativo de arbitragem. Isso ocorre porque a única maneira de garantir que sua transação de arbitragem seja executada é se eles enviarem a transação com o preço de gás mais alto.
Essa dinâmica fez com que ser bom em "gas golfing" - programar transações para que usem a menor quantidade de gás - uma vantagem competitiva, pois permite aos pesquisadores definir um preço de gás mais alto mantendo suas taxas de gás totais constantes (já que as taxas de gás = preço do gás * gás utilizado).
Algumas técnicas de golpe de gás bem conhecidas incluem: usar endereços que começam com uma longa sequência de zeros (por exemplo, 0x0000000000C521824EaFf97Eac7B73B084ef9306
) uma vez que ocupam menos espaço (e, portanto, gás) para armazenar; e deixando pequeno ERC-20saldos de tokens em contratos, uma vez que custa mais gás para inicializar um slot de armazenamento (no caso de o saldo ser 0) do que para atualizar um slot de armazenamento. Encontrar mais técnicas para reduzir o uso de gás é uma área ativa de pesquisa entre pesquisadores.
Em vez de programar algoritmos complexos para detectar oportunidades de MEV lucrativas, alguns buscadores executam favoritos generalizados. Os frontrunners generalizados são bots que observam o mempool para detectar transações lucrativas. O frontrunner copiará o código da transação potencialmente lucrativa, substituirá endereços pelo endereço do frontrunner e executará a transação localmente para verificar se a transação modificada resulta em lucro para o endereço do frontrunner. Se a transação for realmente lucrativa, o favorito enviará a transação modificada com o endereço substituído e um preço de gás mais alto, "antecipando" a transação original e obtendo o MEV do buscador original.
Flashbots é um projeto independente que estende clientes de execução com um serviço que permite aos buscadores enviar transações MEV aos validadores sem revelá-las ao mempool público. Isso impede que as transações sejam antecipadas por antecipadores generalizados.
MEV surge na blockchain de algumas maneiras.
A arbitragem de câmbio descentralizada (DEX) é a oportunidade de MEV mais simples e conhecida. Como resultado, é também a mais competitiva.
Funciona assim: se dois DEXes estiverem oferecendo um token a dois preços diferentes, alguém pode comprar o token no DEX com preço mais baixo e vendê-lo no DEX com preço mais alto em uma única transação atômica, sem riscos, graças à mecânica do blockchain.
de uma transação de arbitragem lucrativa em que um pesquisador transformou 1.000 ETH em 1.045 ETH aproveitando os diferentes preços do par ETH/DAI na Uniswap vs. Sushiswap.
As liquidações de protocolo de empréstimo apresentam outra oportunidade de MEV bem conhecida.
Protocolos de empréstimo como Maker e Aave exigem que os usuários depositem algum colateral (por exemplo, ETH). Esse colateral depositado é então usado para emprestar a outros usuários.
Os usuários podem então pegar emprestado ativos e tokens de outros, dependendo do que precisam (por exemplo, você pode pegar emprestado MKR se quiser votar em uma proposta de governança da MakerDAO) até um certo percentual de seu colateral depositado. Por exemplo, se o valor emprestado for no máximo de 30%, um usuário que deposita 100 DAI no protocolo pode pegar emprestado até 30 DAI em valor de outro ativo. O protocolo determina o percentual exato do poder de empréstimo.
À medida que o valor do colateral de um mutuário flutua, também o faz o seu poder de empréstimo. Se, devido a flutuações de mercado, o valor dos ativos emprestados exceder, digamos, 30% do valor do seu colateral (novamente, o percentual exato é determinado pelo protocolo), o protocolo normalmente permite que qualquer pessoa liquide o colateral, pagando instantaneamente os credores (isso é semelhante a como chamadas de margem
trabalhar no financeiro tradicional). Se liquidado, o mutuário geralmente precisa pagar uma alta taxa de liquidação, parte da qual vai para o liquidante — é aí que surge a oportunidade MEV.
Os pesquisadores competem para analisar os dados da blockchain o mais rápido possível para determinar quais mutuários podem ser liquidados e serem os primeiros a enviar uma transação de liquidação e coletar a taxa de liquidação para si mesmos.
A negociação de sanduíche é outro método comum de extração de MEV.
Para fazer uma operação de sandwich, um investidor observará o mempool em busca de grandes negociações na DEX. Por exemplo, suponha que alguém queira comprar 10.000 UNI com DAI na Uniswap. Uma negociação dessa magnitude terá um efeito significativo no par UNI/DAI, potencialmente elevando significativamente o preço do UNI em relação ao DAI.
Um negociador pode calcular o efeito de preço aproximado desta grande negociação no par UNI/DAI e executar uma ordem de compra ótima imediatamente antes da grande negociação, comprando UNI barato, e então executar uma ordem de venda imediatamente após a grande negociação, vendendo por um preço mais alto causado pela grande ordem.
Sanduíche, no entanto, é mais arriscado, pois não é atômico (ao contrário da arbitragem DEX, conforme descrito acima) e é propenso a ataque de salmonella
.
MEV no espaço NFT é um fenômeno emergente e não necessariamente lucrativo.
No entanto, uma vez que as transações de NFT ocorrem na mesma blockchain compartilhada por todas as outras transações Ethereum, os pesquisadores podem usar técnicas semelhantes às usadas nas oportunidades tradicionais de MEV também no mercado de NFT.
Por exemplo, se houver um lançamento popular de NFT e um comprador deseja um determinado NFT ou conjunto de NFTs, ele pode programar uma transação de forma que seja o primeiro na fila para comprar o NFT, ou pode comprar todo o conjunto de NFTs em uma única transação. Ou se um NFT estiver listado erroneamente a um preço baixo
, um pesquisador pode antecipar outros compradores e comprá-lo por um preço mais barato.
Um exemplo proeminente de MEV NFT ocorreu quando um pesquisador gastou $7 milhões paracomprar
cada Cryptopunk no preço mínimo. Um pesquisador de blockchainexplicado no Twitter
como o comprador trabalhou com um provedor de MEV para manter sua compra em segredo.
A arbitragem DEX, as liquidações e a negociação de sanduíches são todas oportunidades de MEV muito conhecidas e provavelmente não serão lucrativas para novos pesquisadores. No entanto, existe uma longa cauda de oportunidades de MEV menos conhecidas (o MEV de NFT é, sem dúvida, uma dessas oportunidades).
Os pesquisadores que estão apenas começando podem ter mais sucesso ao procurar MEV nesta cauda mais longa. Flashbot’sQuadro de empregos da MEV
lista algumas oportunidades emergentes.
MEV não é totalmente ruim — existem consequências positivas e negativas para o MEV no Ethereum.
Muitos projetos DeFi dependem de atores economicamente racionais para garantir a utilidade e estabilidade de seus protocolos. Por exemplo, a arbitragem DEX garante que os usuários obtenham os melhores e mais corretos preços para seus tokens, e os protocolos de empréstimos dependem de liquidações rápidas quando os mutuários ficam abaixo das taxas de garantia para garantir que os credores sejam pagos.
Sem pesquisadores racionais em busca e correção de ineficiências econômicas e aproveitando os incentivos econômicos dos protocolos, os protocolos e dapps DeFi em geral podem não ser tão robustos quanto são hoje.
Na camada de aplicação, algumas formas de MEV, como a negociação de sanduíche, resultam em uma experiência inequivocamente pior para os usuários. Usuários que são encurralados enfrentam deslizamento aumentado e execução pior em suas negociações.
Na camada de rede, os líderes gerais e as leilões de preço do gás em que muitas vezes se envolvem (quando dois ou mais líderes competem para que sua transação seja incluída no próximo bloco, aumentando progressivamente o preço do gás de suas próprias transações) resultam em congestionamento de rede e preços altos de gás para todos os outros que tentam realizar transações regulares.
Além do que está acontecendo dentro dos blocos, MEV pode ter efeitos deletérios entre os blocos. Se o MEV disponível em um bloco exceder significativamente a recompensa padrão do bloco, os validadores podem ser incentivados a reorganizar os blocos e capturar o MEV para si mesmos, causando reorganização da blockchain e instabilidade de consenso.
Essa possibilidade de reorganização da blockchain foi anteriormente explorado na blockchain do Bitcoin
. À medida que a recompensa em bloco do Bitcoin diminui e as taxas de transação compõem uma parte cada vez maior da recompensa em bloco, surgem situações em que se torna economicamente racional para os mineradores desistirem da recompensa do próximo bloco e, em vez disso, remine blocos passados com taxas mais altas. Com o crescimento do MEV, o mesmo tipo de situação poderia ocorrer no Ethereum, ameaçando a integridade da blockchain.
A extração de MEV inflou no início de 2021, resultando em preços extremamente altos de gás nos primeiros meses do ano. O surgimento do relé MEV da Flashbots reduziu a eficácia dos front-runners generalizados e retirou os leilões de preço do gás da cadeia, diminuindo os preços do gás para os usuários comuns.
Embora muitos pesquisadores ainda estejam ganhando bom dinheiro com MEV, à medida que as oportunidades se tornam mais conhecidas e mais pesquisadores competem pela mesma oportunidade, os validadores capturarão cada vez mais receita total de MEV (porque o mesmo tipo de leilões de gás conforme originalmente descrito acima também ocorrem em Flashbots, embora de forma privada, e os validadores capturarão a receita de gás resultante). MEV também não é exclusivo do Ethereum, e à medida que as oportunidades se tornam mais competitivas no Ethereum, os pesquisadores estão se movendo para blockchains alternativas como Binance Smart Chain, onde oportunidades de MEV semelhantes às do Ethereum existem com menos concorrência.
Por outro lado, a transição de prova de trabalho para prova de participação e o esforço contínuo para escalar o Ethereum usando rollups alteram toda a paisagem do MEV de maneiras que ainda são um pouco incertas. Ainda não se sabe bem como ter proponentes de bloco garantidos conhecidos ligeiramente com antecedência muda a dinâmica da extração de MEV em comparação com o modelo probabilístico em prova de trabalho ou como isso será interrompido quando eleição de líder secreto único
e tecnologia de validador distribuídoser implementado. Da mesma forma, resta saber quais oportunidades de MEV existem quando a maioria das atividades do usuário é transferida do Ethereum para suas rollups e shards de camada 2.
Como explicado, o MEV tem implicações negativas para a experiência geral do usuário e a segurança da camada de consenso. Mas a transição do Ethereum para um consenso de prova de participação (apelidado de "The Merge") potencialmente introduz novos riscos relacionados ao MEV:
No pós-Merge Ethereum, validadores (que fizeram depósitos de segurança de 32 ETH) chegam a um consenso sobre a validade dos blocos adicionados à Beacon Chain. Como 32 ETH podem estar fora do alcance de muitos, participando de um pool de stakingpode ser uma opção mais viável. No entanto, uma distribuição saudável deapostadores individuaisé ideal, pois mitiga a centralização dos validadores e melhora a segurança do Ethereum.
No entanto, a extração de MEV é considerada capaz de acelerar a centralização de validadores. Isso se deve em parte, pois os validadores ganhe menos ao propor blocosdo que os mineiros fazem atualmente, a extração de MEV pode ser muito influenciar ganhos de validadores
após A Fusão.
Pools de stake maiores provavelmente terão mais recursos para investir em otimizações necessárias para capturar oportunidades de MEV. Quanto mais MEV esses pools extraírem, mais recursos terão para melhorar suas capacidades de extração de MEV (e aumentar a receita geral), criando essencialmenteeconomias de escala
.
Com menos recursos à sua disposição, os validadores individuais podem não ser capazes de lucrar com oportunidades de MEV. Isso pode aumentar a pressão sobre os validadores independentes para se juntarem a pools de staking poderosas para aumentar seus ganhos, reduzindo a descentralização no Ethereum.
Em resposta a ataques de sanduíche e frontrunning, os comerciantes podem começar a realizar negócios off-chain com validadores para privacidade de transações. Em vez de enviar uma potencial transação MEV para o mempool público, o comerciante a envia diretamente para o validador, que a inclui em um bloco e divide os lucros com o comerciante.
"Dark pools" são uma versão maior desse arranjo e funcionam como mempools permitidos e somente de acesso abertos a usuários dispostos a pagar certas taxas. Essa tendência diminuiria a falta de permissão e a falta de confiança do Ethereum e potencialmente transformaria o blockchain em um mecanismo de "pay-to-play" que favorece o maior lance.
Pools de memória com permissão também acelerariam os riscos de centralização descritos na seção anterior. Grandes pools que executam vários validadores provavelmente se beneficiarão ao oferecer privacidade de transações aos negociadores e usuários, aumentando suas receitas de MEV.
Combater esses problemas relacionados ao MEV no Ethereum pós-fusão é uma área central de pesquisa. Até o momento, duas soluções propostas para reduzir o impacto negativo do MEV na descentralização e segurança do Ethereum após a fusão são a Separação Proposer-Builder (PBS) e a API do Construtor.
Tanto no sistema de prova de trabalho quanto no sistema de prova de participação, um nó que constrói um bloco o propõe para adição à cadeia a outros nós que participam do consenso. Um novo bloco torna-se parte da cadeia canônica depois que outro minerador constrói em cima dele (no PoW) ou recebe atestações da maioria dos validadores (no PoS).
A combinação dos papéis de produtor de bloco e proponente de bloco é o que introduz a maioria dos problemas relacionados ao MEV descritos anteriormente. Por exemplo, os nós de consenso são incentivados a desencadear reorganizações de cadeia em ataques de ladrão do tempo para maximizar os ganhos de MEV.
Separação de proponente-construtor
(PBS) é projetado para mitigar o impacto do MEV, especialmente na camada de consenso. A principal característica do PBS é a separação das regras do produtor de bloco e do proponente de bloco. Os validadores ainda são responsáveis por propor e votar em blocos, mas uma nova classe de entidades especializadas, chamadas construtores de bloco, são encarregados de ordenar transações e construir blocos.
No PBS, um construtor de blocos cria um pacote de transações e faz um lance para sua inclusão em um bloco Beacon Chain (como a "carga útil de execução"). O validador selecionado para propor o próximo bloco, em seguida, verifica os diferentes lances e escolhe o pacote com a taxa mais alta. A PBS essencialmente cria um mercado de leilões, onde os construtores negociam com validadores vendendo blockspace.
Os designs atuais do PBS usam um esquema de compromisso-revelação
em que os construtores apenas publicam um compromisso criptográfico com o conteúdo de um bloco (cabeçalho do bloco) juntamente com suas ofertas. Após aceitar a oferta vencedora, o proponente cria uma proposta de bloco assinada que inclui o cabeçalho do bloco. Espera-se que o construtor do bloco publique o corpo completo do bloco após ver a proposta de bloco assinada, e também deve receber o suficiente
atestações dos validadores antes que seja finalizado.
A separação do construtor de proposições no protocolo reduz o efeito do MEV no consenso, removendo a extração do MEV da visão dos validadores. Em vez disso, os construtores de blocos que executam hardware especializado capturarão oportunidades de MEV no futuro.
Isso não exclui totalmente os validadores da renda relacionada ao MEV, já que os construtores devem fazer lances altos para que seus blocos sejam aceitos pelos validadores. No entanto, com os validadores não mais focados diretamente na otimização da renda do MEV, a ameaça de ataques de ladrões de tempo diminui.
A separação entre proponentes e construtores também reduz os riscos de centralização do MEV. Por exemplo, o uso de um esquema de compromisso-revelação elimina a necessidade de os construtores confiarem nos validadores para não roubar a oportunidade do MEV ou expô-la a outros construtores. Isso reduz a barreira para os apostadores solitários se beneficiarem do MEV, caso contrário, os construtores tenderiam a favorecer grandes grupos com reputação off-chain e realizar acordos off-chain com eles.
Da mesma forma, os validadores não precisam confiar nos construtores para não reterem os corpos dos blocos ou publicarem blocos inválidos, porque o pagamento é incondicional. A taxa do validador ainda é processada mesmo se o bloco proposto não estiver disponível ou for declarado inválido por outros validadores. Neste último caso, o bloco é simplesmente descartado, forçando o construtor do bloco a perder todas as taxas de transação e receitas MEV.
Embora a separação entre proponente e construtor prometa reduzir os efeitos da extração de MEV, implementá-la requer mudanças no protocolo de consenso. Especificamente, o escolha de bifurcação regra sobre o Beacon Chain precisaria ser atualizada. O API do Construtor
é uma solução temporária destinada a fornecer uma implementação funcional da separação de proponente-construtor, embora com pressuposições de confiança mais elevadas.
A API do Construtor é uma versão modificada do Motor API
usado por clientes de camada de consenso para solicitar cargas úteis de execução de clientes de camada de execução. Conforme descrito no Especificação honesta do validador
, validadores selecionados para as funções de proposição de bloco solicitam um pacote de transações de um cliente de execução conectado, que eles incluem no bloco proposto da Beacon Chain.
A API do Construtor também atua como um middleware entre validadores e clientes de camada de execução; mas é diferente porque permite que os validadores na Cadeia de Beacons obtenham blocos de entidades externas (em vez de construir um bloco localmente usando um cliente de execução).
A seguir está uma visão geral de como funciona a API do Builder:
Um exemplo de implementação da API do Builder é Elevação de MEV
, uma melhoria no Mecanismo de leilão do Flashbots
projetado para conter as externalidades negativas do MEV no Ethereum. O leilão da Flashbots permite que os mineradores em proof-of-work terceirizem o trabalho de construir blocos lucrativos para partes especializadas chamadas de searchers.
Os pesquisadores procuram oportunidades lucrativas de MEV e enviam pacotes de transações para os mineradores junto com um oferta de preço lacrado
para inclusão no bloco. O minerador que executa mev-geth, uma versão forked do cliente go-ethereum (Geth), só precisa escolher o pacote com mais lucro e minerá-lo como parte do novo bloco. Para proteger os mineradores de spam e transações inválidas, os pacotes de transações passam por relayers para validação antes de chegarem aos mineradores.
O MEV Boost mantém o mesmo funcionamento do leilão original de Flashbots, embora com novos recursos projetados para a mudança do Ethereum para prova de participação. Os buscadores ainda encontram transações MEV lucrativas para inclusão em blocos, mas uma nova classe de partes especializadas, chamadas construtoras, são responsáveis por agregar transações e pacotes em blocos. Um construtor aceita lances de preço selado de buscadores e executa otimizações para encontrar o pedido mais lucrativo.
O relayer ainda é responsável por validar os pacotes de transações antes de passá-los para o proponente. No entanto, MEV Boost introduz escrows responsáveis por fornecer disponibilidade de dados armazenando corpos de bloco enviados por construtores e cabeçalhos de bloco enviados por validadores. Aqui, um validador conectado a um relé solicita cargas úteis de execução disponíveis e usa o algoritmo de ordenação do MEV Boost para selecionar o cabeçalho de carga útil com o lance mais alto + dicas MEV.
O benefício central da API do Builder é o seu potencial de democratizar o acesso às oportunidades de MEV. O uso de esquemas de commit-reveal elimina pressupostos de confiança e reduz as barreiras de entrada para validadores que buscam se beneficiar do MEV. Isso deve reduzir a pressão sobre os stakers individuais de integrar-se a grandes pools de staking para aumentar os lucros de MEV.
A ampla implementação da API do Construtor incentivará uma maior concorrência entre os construtores de blocos, o que aumenta a resistência à censura. À medida que os validadores revisam lances de vários construtores, um construtor com a intenção de censurar uma ou mais transações de usuário deve superar todos os outros construtores não censuradores para ser bem-sucedido. Isso aumenta drasticamente o custo de censurar usuários e desencoraja a prática.
Alguns projetos, como MEV Boost, utilizam a API Builder como parte de uma estrutura geral projetada para fornecer privacidade de transação a certas partes, como traders que tentam evitar ataques de frontrunning/sandwiching. Isso é alcançado fornecendo um canal de comunicação privado entre usuários e construtores de bloco. Ao contrário dos mempools com permissão descritos anteriormente, esta abordagem é benéfica pelas seguintes razões:
O valor extraível máximo (MEV) refere-se ao valor máximo que pode ser extraído da produção de blocos além da recompensa padrão do bloco e das taxas de gás ao incluir, excluir e alterar a ordem das transações em um bloco.
O valor extraível máximo foi aplicado pela primeira vez no contexto de prova de trabalho, e inicialmente referido como “miner extractable value”. Isso ocorre porque, no proof-of-work, os mineradores controlam a inclusão, exclusão e ordenação de transações. No entanto, desde a transição para proof-of-stake via A Fusãoos validadores têm sido responsáveis por esses papéis, e a mineração já não faz parte do protocolo Ethereum. Os métodos de extração de valor ainda existem, no entanto, então o termo "Valor Excretável Máximo" agora é usado.
Certifique-se de que você esteja familiarizado comtransações, blocos, prova de participaçãoegás. Familiarity with dappseDeFié útil também.
Na teoria, MEV acumula-se inteiramente aos validadores porque são a única parte que pode garantir a execução de uma oportunidade de MEV lucrativa. Na prática, no entanto, uma grande parte de MEV é extraída por participantes independentes da rede referidos como 'buscadores'. Os buscadores executam algoritmos complexos em dados de blockchain para detectar oportunidades de MEV lucrativas e têm bots para enviar automaticamente essas transações lucrativas para a rede.
Validadores recebem uma parte do valor total de MEV de qualquer maneira, porque os pesquisadores estão dispostos a pagar taxas de gás altas (que vão para o validador) em troca de uma maior probabilidade de inclusão de suas transações lucrativas em um bloco. Supondo que os pesquisadores sejam economicamente racionais, a taxa de gás que um pesquisador está disposto a pagar será um valor de até 100% do MEV do pesquisador (porque se a taxa de gás fosse maior, o pesquisador perderia dinheiro).
Com isso, para algumas oportunidades de MEV altamente competitivas, como arbitragem DEX, os pesquisadores podem ter que pagar 90% ou até mais de sua receita total de MEV em taxas de gás ao validador porque muitas pessoas querem realizar o mesmo comércio lucrativo de arbitragem. Isso ocorre porque a única maneira de garantir que sua transação de arbitragem seja executada é se eles enviarem a transação com o preço de gás mais alto.
Essa dinâmica fez com que ser bom em "gas golfing" - programar transações para que usem a menor quantidade de gás - uma vantagem competitiva, pois permite aos pesquisadores definir um preço de gás mais alto mantendo suas taxas de gás totais constantes (já que as taxas de gás = preço do gás * gás utilizado).
Algumas técnicas de golpe de gás bem conhecidas incluem: usar endereços que começam com uma longa sequência de zeros (por exemplo, 0x0000000000C521824EaFf97Eac7B73B084ef9306
) uma vez que ocupam menos espaço (e, portanto, gás) para armazenar; e deixando pequeno ERC-20saldos de tokens em contratos, uma vez que custa mais gás para inicializar um slot de armazenamento (no caso de o saldo ser 0) do que para atualizar um slot de armazenamento. Encontrar mais técnicas para reduzir o uso de gás é uma área ativa de pesquisa entre pesquisadores.
Em vez de programar algoritmos complexos para detectar oportunidades de MEV lucrativas, alguns buscadores executam favoritos generalizados. Os frontrunners generalizados são bots que observam o mempool para detectar transações lucrativas. O frontrunner copiará o código da transação potencialmente lucrativa, substituirá endereços pelo endereço do frontrunner e executará a transação localmente para verificar se a transação modificada resulta em lucro para o endereço do frontrunner. Se a transação for realmente lucrativa, o favorito enviará a transação modificada com o endereço substituído e um preço de gás mais alto, "antecipando" a transação original e obtendo o MEV do buscador original.
Flashbots é um projeto independente que estende clientes de execução com um serviço que permite aos buscadores enviar transações MEV aos validadores sem revelá-las ao mempool público. Isso impede que as transações sejam antecipadas por antecipadores generalizados.
MEV surge na blockchain de algumas maneiras.
A arbitragem de câmbio descentralizada (DEX) é a oportunidade de MEV mais simples e conhecida. Como resultado, é também a mais competitiva.
Funciona assim: se dois DEXes estiverem oferecendo um token a dois preços diferentes, alguém pode comprar o token no DEX com preço mais baixo e vendê-lo no DEX com preço mais alto em uma única transação atômica, sem riscos, graças à mecânica do blockchain.
de uma transação de arbitragem lucrativa em que um pesquisador transformou 1.000 ETH em 1.045 ETH aproveitando os diferentes preços do par ETH/DAI na Uniswap vs. Sushiswap.
As liquidações de protocolo de empréstimo apresentam outra oportunidade de MEV bem conhecida.
Protocolos de empréstimo como Maker e Aave exigem que os usuários depositem algum colateral (por exemplo, ETH). Esse colateral depositado é então usado para emprestar a outros usuários.
Os usuários podem então pegar emprestado ativos e tokens de outros, dependendo do que precisam (por exemplo, você pode pegar emprestado MKR se quiser votar em uma proposta de governança da MakerDAO) até um certo percentual de seu colateral depositado. Por exemplo, se o valor emprestado for no máximo de 30%, um usuário que deposita 100 DAI no protocolo pode pegar emprestado até 30 DAI em valor de outro ativo. O protocolo determina o percentual exato do poder de empréstimo.
À medida que o valor do colateral de um mutuário flutua, também o faz o seu poder de empréstimo. Se, devido a flutuações de mercado, o valor dos ativos emprestados exceder, digamos, 30% do valor do seu colateral (novamente, o percentual exato é determinado pelo protocolo), o protocolo normalmente permite que qualquer pessoa liquide o colateral, pagando instantaneamente os credores (isso é semelhante a como chamadas de margem
trabalhar no financeiro tradicional). Se liquidado, o mutuário geralmente precisa pagar uma alta taxa de liquidação, parte da qual vai para o liquidante — é aí que surge a oportunidade MEV.
Os pesquisadores competem para analisar os dados da blockchain o mais rápido possível para determinar quais mutuários podem ser liquidados e serem os primeiros a enviar uma transação de liquidação e coletar a taxa de liquidação para si mesmos.
A negociação de sanduíche é outro método comum de extração de MEV.
Para fazer uma operação de sandwich, um investidor observará o mempool em busca de grandes negociações na DEX. Por exemplo, suponha que alguém queira comprar 10.000 UNI com DAI na Uniswap. Uma negociação dessa magnitude terá um efeito significativo no par UNI/DAI, potencialmente elevando significativamente o preço do UNI em relação ao DAI.
Um negociador pode calcular o efeito de preço aproximado desta grande negociação no par UNI/DAI e executar uma ordem de compra ótima imediatamente antes da grande negociação, comprando UNI barato, e então executar uma ordem de venda imediatamente após a grande negociação, vendendo por um preço mais alto causado pela grande ordem.
Sanduíche, no entanto, é mais arriscado, pois não é atômico (ao contrário da arbitragem DEX, conforme descrito acima) e é propenso a ataque de salmonella
.
MEV no espaço NFT é um fenômeno emergente e não necessariamente lucrativo.
No entanto, uma vez que as transações de NFT ocorrem na mesma blockchain compartilhada por todas as outras transações Ethereum, os pesquisadores podem usar técnicas semelhantes às usadas nas oportunidades tradicionais de MEV também no mercado de NFT.
Por exemplo, se houver um lançamento popular de NFT e um comprador deseja um determinado NFT ou conjunto de NFTs, ele pode programar uma transação de forma que seja o primeiro na fila para comprar o NFT, ou pode comprar todo o conjunto de NFTs em uma única transação. Ou se um NFT estiver listado erroneamente a um preço baixo
, um pesquisador pode antecipar outros compradores e comprá-lo por um preço mais barato.
Um exemplo proeminente de MEV NFT ocorreu quando um pesquisador gastou $7 milhões paracomprar
cada Cryptopunk no preço mínimo. Um pesquisador de blockchainexplicado no Twitter
como o comprador trabalhou com um provedor de MEV para manter sua compra em segredo.
A arbitragem DEX, as liquidações e a negociação de sanduíches são todas oportunidades de MEV muito conhecidas e provavelmente não serão lucrativas para novos pesquisadores. No entanto, existe uma longa cauda de oportunidades de MEV menos conhecidas (o MEV de NFT é, sem dúvida, uma dessas oportunidades).
Os pesquisadores que estão apenas começando podem ter mais sucesso ao procurar MEV nesta cauda mais longa. Flashbot’sQuadro de empregos da MEV
lista algumas oportunidades emergentes.
MEV não é totalmente ruim — existem consequências positivas e negativas para o MEV no Ethereum.
Muitos projetos DeFi dependem de atores economicamente racionais para garantir a utilidade e estabilidade de seus protocolos. Por exemplo, a arbitragem DEX garante que os usuários obtenham os melhores e mais corretos preços para seus tokens, e os protocolos de empréstimos dependem de liquidações rápidas quando os mutuários ficam abaixo das taxas de garantia para garantir que os credores sejam pagos.
Sem pesquisadores racionais em busca e correção de ineficiências econômicas e aproveitando os incentivos econômicos dos protocolos, os protocolos e dapps DeFi em geral podem não ser tão robustos quanto são hoje.
Na camada de aplicação, algumas formas de MEV, como a negociação de sanduíche, resultam em uma experiência inequivocamente pior para os usuários. Usuários que são encurralados enfrentam deslizamento aumentado e execução pior em suas negociações.
Na camada de rede, os líderes gerais e as leilões de preço do gás em que muitas vezes se envolvem (quando dois ou mais líderes competem para que sua transação seja incluída no próximo bloco, aumentando progressivamente o preço do gás de suas próprias transações) resultam em congestionamento de rede e preços altos de gás para todos os outros que tentam realizar transações regulares.
Além do que está acontecendo dentro dos blocos, MEV pode ter efeitos deletérios entre os blocos. Se o MEV disponível em um bloco exceder significativamente a recompensa padrão do bloco, os validadores podem ser incentivados a reorganizar os blocos e capturar o MEV para si mesmos, causando reorganização da blockchain e instabilidade de consenso.
Essa possibilidade de reorganização da blockchain foi anteriormente explorado na blockchain do Bitcoin
. À medida que a recompensa em bloco do Bitcoin diminui e as taxas de transação compõem uma parte cada vez maior da recompensa em bloco, surgem situações em que se torna economicamente racional para os mineradores desistirem da recompensa do próximo bloco e, em vez disso, remine blocos passados com taxas mais altas. Com o crescimento do MEV, o mesmo tipo de situação poderia ocorrer no Ethereum, ameaçando a integridade da blockchain.
A extração de MEV inflou no início de 2021, resultando em preços extremamente altos de gás nos primeiros meses do ano. O surgimento do relé MEV da Flashbots reduziu a eficácia dos front-runners generalizados e retirou os leilões de preço do gás da cadeia, diminuindo os preços do gás para os usuários comuns.
Embora muitos pesquisadores ainda estejam ganhando bom dinheiro com MEV, à medida que as oportunidades se tornam mais conhecidas e mais pesquisadores competem pela mesma oportunidade, os validadores capturarão cada vez mais receita total de MEV (porque o mesmo tipo de leilões de gás conforme originalmente descrito acima também ocorrem em Flashbots, embora de forma privada, e os validadores capturarão a receita de gás resultante). MEV também não é exclusivo do Ethereum, e à medida que as oportunidades se tornam mais competitivas no Ethereum, os pesquisadores estão se movendo para blockchains alternativas como Binance Smart Chain, onde oportunidades de MEV semelhantes às do Ethereum existem com menos concorrência.
Por outro lado, a transição de prova de trabalho para prova de participação e o esforço contínuo para escalar o Ethereum usando rollups alteram toda a paisagem do MEV de maneiras que ainda são um pouco incertas. Ainda não se sabe bem como ter proponentes de bloco garantidos conhecidos ligeiramente com antecedência muda a dinâmica da extração de MEV em comparação com o modelo probabilístico em prova de trabalho ou como isso será interrompido quando eleição de líder secreto único
e tecnologia de validador distribuídoser implementado. Da mesma forma, resta saber quais oportunidades de MEV existem quando a maioria das atividades do usuário é transferida do Ethereum para suas rollups e shards de camada 2.
Como explicado, o MEV tem implicações negativas para a experiência geral do usuário e a segurança da camada de consenso. Mas a transição do Ethereum para um consenso de prova de participação (apelidado de "The Merge") potencialmente introduz novos riscos relacionados ao MEV:
No pós-Merge Ethereum, validadores (que fizeram depósitos de segurança de 32 ETH) chegam a um consenso sobre a validade dos blocos adicionados à Beacon Chain. Como 32 ETH podem estar fora do alcance de muitos, participando de um pool de stakingpode ser uma opção mais viável. No entanto, uma distribuição saudável deapostadores individuaisé ideal, pois mitiga a centralização dos validadores e melhora a segurança do Ethereum.
No entanto, a extração de MEV é considerada capaz de acelerar a centralização de validadores. Isso se deve em parte, pois os validadores ganhe menos ao propor blocosdo que os mineiros fazem atualmente, a extração de MEV pode ser muito influenciar ganhos de validadores
após A Fusão.
Pools de stake maiores provavelmente terão mais recursos para investir em otimizações necessárias para capturar oportunidades de MEV. Quanto mais MEV esses pools extraírem, mais recursos terão para melhorar suas capacidades de extração de MEV (e aumentar a receita geral), criando essencialmenteeconomias de escala
.
Com menos recursos à sua disposição, os validadores individuais podem não ser capazes de lucrar com oportunidades de MEV. Isso pode aumentar a pressão sobre os validadores independentes para se juntarem a pools de staking poderosas para aumentar seus ganhos, reduzindo a descentralização no Ethereum.
Em resposta a ataques de sanduíche e frontrunning, os comerciantes podem começar a realizar negócios off-chain com validadores para privacidade de transações. Em vez de enviar uma potencial transação MEV para o mempool público, o comerciante a envia diretamente para o validador, que a inclui em um bloco e divide os lucros com o comerciante.
"Dark pools" são uma versão maior desse arranjo e funcionam como mempools permitidos e somente de acesso abertos a usuários dispostos a pagar certas taxas. Essa tendência diminuiria a falta de permissão e a falta de confiança do Ethereum e potencialmente transformaria o blockchain em um mecanismo de "pay-to-play" que favorece o maior lance.
Pools de memória com permissão também acelerariam os riscos de centralização descritos na seção anterior. Grandes pools que executam vários validadores provavelmente se beneficiarão ao oferecer privacidade de transações aos negociadores e usuários, aumentando suas receitas de MEV.
Combater esses problemas relacionados ao MEV no Ethereum pós-fusão é uma área central de pesquisa. Até o momento, duas soluções propostas para reduzir o impacto negativo do MEV na descentralização e segurança do Ethereum após a fusão são a Separação Proposer-Builder (PBS) e a API do Construtor.
Tanto no sistema de prova de trabalho quanto no sistema de prova de participação, um nó que constrói um bloco o propõe para adição à cadeia a outros nós que participam do consenso. Um novo bloco torna-se parte da cadeia canônica depois que outro minerador constrói em cima dele (no PoW) ou recebe atestações da maioria dos validadores (no PoS).
A combinação dos papéis de produtor de bloco e proponente de bloco é o que introduz a maioria dos problemas relacionados ao MEV descritos anteriormente. Por exemplo, os nós de consenso são incentivados a desencadear reorganizações de cadeia em ataques de ladrão do tempo para maximizar os ganhos de MEV.
Separação de proponente-construtor
(PBS) é projetado para mitigar o impacto do MEV, especialmente na camada de consenso. A principal característica do PBS é a separação das regras do produtor de bloco e do proponente de bloco. Os validadores ainda são responsáveis por propor e votar em blocos, mas uma nova classe de entidades especializadas, chamadas construtores de bloco, são encarregados de ordenar transações e construir blocos.
No PBS, um construtor de blocos cria um pacote de transações e faz um lance para sua inclusão em um bloco Beacon Chain (como a "carga útil de execução"). O validador selecionado para propor o próximo bloco, em seguida, verifica os diferentes lances e escolhe o pacote com a taxa mais alta. A PBS essencialmente cria um mercado de leilões, onde os construtores negociam com validadores vendendo blockspace.
Os designs atuais do PBS usam um esquema de compromisso-revelação
em que os construtores apenas publicam um compromisso criptográfico com o conteúdo de um bloco (cabeçalho do bloco) juntamente com suas ofertas. Após aceitar a oferta vencedora, o proponente cria uma proposta de bloco assinada que inclui o cabeçalho do bloco. Espera-se que o construtor do bloco publique o corpo completo do bloco após ver a proposta de bloco assinada, e também deve receber o suficiente
atestações dos validadores antes que seja finalizado.
A separação do construtor de proposições no protocolo reduz o efeito do MEV no consenso, removendo a extração do MEV da visão dos validadores. Em vez disso, os construtores de blocos que executam hardware especializado capturarão oportunidades de MEV no futuro.
Isso não exclui totalmente os validadores da renda relacionada ao MEV, já que os construtores devem fazer lances altos para que seus blocos sejam aceitos pelos validadores. No entanto, com os validadores não mais focados diretamente na otimização da renda do MEV, a ameaça de ataques de ladrões de tempo diminui.
A separação entre proponentes e construtores também reduz os riscos de centralização do MEV. Por exemplo, o uso de um esquema de compromisso-revelação elimina a necessidade de os construtores confiarem nos validadores para não roubar a oportunidade do MEV ou expô-la a outros construtores. Isso reduz a barreira para os apostadores solitários se beneficiarem do MEV, caso contrário, os construtores tenderiam a favorecer grandes grupos com reputação off-chain e realizar acordos off-chain com eles.
Da mesma forma, os validadores não precisam confiar nos construtores para não reterem os corpos dos blocos ou publicarem blocos inválidos, porque o pagamento é incondicional. A taxa do validador ainda é processada mesmo se o bloco proposto não estiver disponível ou for declarado inválido por outros validadores. Neste último caso, o bloco é simplesmente descartado, forçando o construtor do bloco a perder todas as taxas de transação e receitas MEV.
Embora a separação entre proponente e construtor prometa reduzir os efeitos da extração de MEV, implementá-la requer mudanças no protocolo de consenso. Especificamente, o escolha de bifurcação regra sobre o Beacon Chain precisaria ser atualizada. O API do Construtor
é uma solução temporária destinada a fornecer uma implementação funcional da separação de proponente-construtor, embora com pressuposições de confiança mais elevadas.
A API do Construtor é uma versão modificada do Motor API
usado por clientes de camada de consenso para solicitar cargas úteis de execução de clientes de camada de execução. Conforme descrito no Especificação honesta do validador
, validadores selecionados para as funções de proposição de bloco solicitam um pacote de transações de um cliente de execução conectado, que eles incluem no bloco proposto da Beacon Chain.
A API do Construtor também atua como um middleware entre validadores e clientes de camada de execução; mas é diferente porque permite que os validadores na Cadeia de Beacons obtenham blocos de entidades externas (em vez de construir um bloco localmente usando um cliente de execução).
A seguir está uma visão geral de como funciona a API do Builder:
Um exemplo de implementação da API do Builder é Elevação de MEV
, uma melhoria no Mecanismo de leilão do Flashbots
projetado para conter as externalidades negativas do MEV no Ethereum. O leilão da Flashbots permite que os mineradores em proof-of-work terceirizem o trabalho de construir blocos lucrativos para partes especializadas chamadas de searchers.
Os pesquisadores procuram oportunidades lucrativas de MEV e enviam pacotes de transações para os mineradores junto com um oferta de preço lacrado
para inclusão no bloco. O minerador que executa mev-geth, uma versão forked do cliente go-ethereum (Geth), só precisa escolher o pacote com mais lucro e minerá-lo como parte do novo bloco. Para proteger os mineradores de spam e transações inválidas, os pacotes de transações passam por relayers para validação antes de chegarem aos mineradores.
O MEV Boost mantém o mesmo funcionamento do leilão original de Flashbots, embora com novos recursos projetados para a mudança do Ethereum para prova de participação. Os buscadores ainda encontram transações MEV lucrativas para inclusão em blocos, mas uma nova classe de partes especializadas, chamadas construtoras, são responsáveis por agregar transações e pacotes em blocos. Um construtor aceita lances de preço selado de buscadores e executa otimizações para encontrar o pedido mais lucrativo.
O relayer ainda é responsável por validar os pacotes de transações antes de passá-los para o proponente. No entanto, MEV Boost introduz escrows responsáveis por fornecer disponibilidade de dados armazenando corpos de bloco enviados por construtores e cabeçalhos de bloco enviados por validadores. Aqui, um validador conectado a um relé solicita cargas úteis de execução disponíveis e usa o algoritmo de ordenação do MEV Boost para selecionar o cabeçalho de carga útil com o lance mais alto + dicas MEV.
O benefício central da API do Builder é o seu potencial de democratizar o acesso às oportunidades de MEV. O uso de esquemas de commit-reveal elimina pressupostos de confiança e reduz as barreiras de entrada para validadores que buscam se beneficiar do MEV. Isso deve reduzir a pressão sobre os stakers individuais de integrar-se a grandes pools de staking para aumentar os lucros de MEV.
A ampla implementação da API do Construtor incentivará uma maior concorrência entre os construtores de blocos, o que aumenta a resistência à censura. À medida que os validadores revisam lances de vários construtores, um construtor com a intenção de censurar uma ou mais transações de usuário deve superar todos os outros construtores não censuradores para ser bem-sucedido. Isso aumenta drasticamente o custo de censurar usuários e desencoraja a prática.
Alguns projetos, como MEV Boost, utilizam a API Builder como parte de uma estrutura geral projetada para fornecer privacidade de transação a certas partes, como traders que tentam evitar ataques de frontrunning/sandwiching. Isso é alcançado fornecendo um canal de comunicação privado entre usuários e construtores de bloco. Ao contrário dos mempools com permissão descritos anteriormente, esta abordagem é benéfica pelas seguintes razões: