優先順位はすべてです
紹介
この投稿では、任意のアプリケーションが独自のMEVをキャプチャするために使用できるMEV税金を紹介します。
このメカニズムは、OP Mainnet、Base、およびBlastのようなOP Stack L2で、そのチェーン上のブロック提案者が、私たちが競争優先順位と呼ぶ一連のルールに従っているため、今日使用できます。
これらのチェーンの1つにMEV税を実装するには、スマートコントラクトが取引の優先手数料の関数である料金を請求します。私たちは、アプリケーションが検索者に対して取引ごとに(たとえば)$1の優先手数料に対して$99のMEV税を請求すると、その取引の競争力のあるMEVの99%を捕捉できることを示します。
MEV税は、広大な設計空間を開くシンプルなテクニックです。これは、チェーン上の任意のアプリケーションが独自のカスタムMEVオークションを実行できるようにするものと考えることができます。そのアプリケーションは、独自のオフチェーンインフラストラクチャを必要とせず、ブロック提案者によって実行される単一の共有オークションにフックするだけで良いです。
私たちは、MEV課税がMEV研究における3つの主要な問題を解決するためにどのように使用されるかを示します。
- 最適な価格を受け取るスワッパーのための分散型取引（DEX）ルーター
- 流動性提供者が経験する損失対リバランス（LVR）を最小限に抑える自動市場メーカー（AMM）
- ユーザーが彼らの取引によって作成された任意の「バックランニング」MEVをキャプチャできるウォレット
しかし、落とし穴があります。MEV税は、ブロック提案者が厳密に競争優先順位のルールに従う場合にのみ機能します。これには、優先手数料でトランザクションを並べ替えることが含まれますが、検閲、のぞき見、または遅延を行わないことも含まれます。ブロック提案者がこれらのルールから逸脱すると、彼らはMEV税を逃れてその価値を自分たちのために捉えることができます。したがって、今日のMEV税はL2シーケンサーを信頼することに依存しており、Ethereum L1ではおそらくまったく機能しないでしょう。ここでは、ブロックの構築が支配されています。競争力のあるビルダーオークション提案者の収益を最大化する
それでも、MEV税のパワーと柔軟性は、優先順位付けが今日提供できるプラットフォームにとって正しい選択肢である可能性を示唆しています。競争的な優先順位付けの相対的な単純さは、個々のシーケンサーを信頼することなく、分散型の方法でそれを施行できる可能性があることを示唆しています。この投稿がその問題にさらなる取り組みを促進することを願っています。
優先注文
イーサリアムのL1またはL2でトランザクションを送信する際、送信者はブロック提案者に支払う優先手数料を指定します。1この値は、トランザクションで使用されるガスに乗算される数値であるpriorityFeePerGasとして指定されます。これにより、ETHで支払われる合計金額であるbuilderPriorityFeeが得られます。2
Ethereumプロトコルには、ブロック内のトランザクションを優先度の高い順に貪欲に並べる必要があるというルールはありません。しかし、これはブロックを構築する人気のある方法です。たとえば、それはのシーケンサーが使用するデフォルトアルゴリズムです。OP スタックチェーン、ゲス、およびレスを取得します。優先順位付けによって、取引者が取引の緊急性を効率的に表現するだけでなく、特定の種類のMEVをブロック提案者に自然に誘導します。
それは、優先順位付けによって、MEVへの競争が起こるからです。優先ガスオークションチェーンとのやり取りから利益を得る機会がある場合、例えば中央集権取引所に対してAMMを仲介することで、サーチャーはその機会を最初に主張するために競合します。もしチェーンが取引の取り込みと順序付けを決定するために優先順位付けを使用している場合、サーチャーは自分の取引に高い優先手数料を設定することで競合します。
競争の激しい状況では、無リスクの利益がゼロに競り下げられるため、勝利する探索者は優先手数料の全額を支払うことになるはずです。3したがって、契約とのやり取りから100ETHの利益を得ることができる場合、それを請求する最初の取引は100ETHの優先手数料を設定します。(この制限事項のセクションでいくつかの注意点について説明します)。
MEV税
あるスマート契約が、それとやり取りする取引からMEVを抽出したいと考えた場合を想定してみましょう。スマート契約が独自のMEVを抽出しようとするさまざまなアプリケーション固有の方法に関する幅広い研究があります。
しかし、実際には、アプリケーションについて何も知らなくてもかまいません。ブロックが競争的な優先順位付けを通じて構築されていることを知っていれば、取引の中のMEVの量についての普遍的なシグナルが1つある：優先手数料。
スマートコントラクトは、取引の優先手数料を参照し、それを増加関数として独自の手数料を請求できることを提案します。たとえば、契約では、呼び出す人が契約に99 *提案者の優先手数料ETHをapplicationPriorityFee = 99 * proposerPriorityFeeとして転送する必要があるかもしれません。4
This new fee is paid by the searcher sending the transaction, so it affects the behavior of that searcher. If there is 100 MEV in an opportunity, the winning transaction will now only set a priority fee of 1 ETH, since that will result in a total payment of 100 ETH (1 ETH to the block proposer, and 99 ETH to the smart contract). Any higher priority fee would make the transaction unprofitable; any lower priority fee would result in losing the opportunity to a competitor who set a higher fee. This means the smart contract has captured 99% of the MEV in the transaction.
スマートコントラクトによって課せられるこの追加料金をMEV税と呼びます。 MEV税により、アプリケーションは独自の利益のために優先順位の乗っ取りを行い、MEVをブロック提案者に漏らさずにユーザーに取り戻すことができます。
優先度料金PerGasの機能としてこの料金が十分に速く増加する場合、提案者には無視できるほどのMEVが発生するだけです。優先度料金PerGasはweiで表されているため（1ETHの10億分の1）、私たちはたくさんの精度を扱うことができます。たとえば、MEV税が優先度料金PerGasが50,000の場合に過度に高い税金になるように十分に感度がある場合、提案者への総支払額は0.01ドル未満となります。5
しかしながら、重要な注釈があります。制限部分で議論されているように、MEV税は、ブロック提案者があるルールに従うのみで機能します。これを「競争優先順位付け」と呼び、自身の収益を最大化するためにこれらのルールから逸脱するのではなく、これらのルールを遵守する必要があります。これらのルールを信頼できる方法で強制することは未解決の問題です。
シングルアプリケーションMEVキャプチャ
ここでは、ブロック構築に競争優先順位付けを使用することが保証されているチェーン上で、MEV税がDEXインターフェイスがスワッパーの取引実行を改善すること、AMMがLPの裁定取引への損失を減らすこと、そしてウォレットがユーザーのMEV漏洩を減らすことを可能にする3つの重要な問題を緩和する方法を概説します。
DEX ルーター
意図ベースのDEXルーティングプロトコルのようなユニスワップXそして1inch Fusion、ユーザー（アリス）はスワップの意向をサインし、検索者がその意向を最も良い価格でルーティングまたは埋めるために競争します。
UniswapXの現行バージョンでは、その競争を実施するために2つのメカニズムを使用しています：オランダ式オークションでは、アリスの限界価格が時間とともに変化し、検索者がそれを埋めるまで、および最初のオフチェーンのリクエストフォーコート（RFQ）オークションによって、そのオランダ式オークションの開始価格を設定します。
競争力のある優先順位付けを保証するプラットフォーム上で、UniswapXはこれらを単一のメカニズムで置き換えることができます: MEV税金。ユーザーが注文に署名することで、誰でもすぐに埋められる注文を実装できますが、実行価格は取引の優先度の関数として設定されます。
例えば、Alice が1 ETH を売却する UniswapX 注文を持っている場合、注文の実行価格を minimumPrice + ($0.01 * priorityFeePerGas) と定義することができます。minimumPrice は、現在の価格よりもかなり低いと予想される固定値である可能性があります。
検索者は、取引を送信してアリスの注文を埋めるために競争することになります。最優先手数料が最も高く、逆転しない取引が注文を埋める権利を得ることになります。これにより、スワッパーが検索者が見つけられる最高の価格を得ることが保証されます。（これについては、「制限」セクションでいくつかの例外が議論されています。）
もし、アリスの最低価格が$3,000で、ETHの現在価格が$3,500である場合、勝利した取引のpriorityFeePerGasはおおよそ50,000になります。（200,000 gasかかる取引では、これはブロック提案者への支払いが約10億wei（約$0.000035）にしかならないことに注意してください。）
これはUniswapXで使用されている既存のメカニズムに比べていくつかの潜在的な利点があります。
MEV税を使用する注文は、オランダ式オークションを使用する注文よりも、より速く、より良い価格で完了する可能性があります。この論文, オンチェーンのオランダ式オークションは、ブロック間の価格変動により、一部の価値をMEVに漏洩させる可能性があり、完了するまでに多くのブロックを要する場合があります。これに対して、MEV税を使用する注文は通常、次のブロックで完了し、その大部分のMEVを捉えることができます。
オフチェーンRFQとは異なり、MEV税を使用する注文を埋めるためのオークションはトランザクションの実行と同時にオンチェーンで原子的に発生します。これは、落札者がオンチェーンのトランザクションが成功した場合のみ注文を埋めることにコミットすることが保証される可能性があることを意味します。これにより、UniswapXがUniswap v4のようなマルチプールシステムのためのさらに効果的なルーターとして機能する可能性があり、オフチェーンの流動性と競合するAMMのようなオンチェーンの流動性が容易になるかもしれません。
AMMs
通常、AMMはブロックのトップで古い価格に対して取引する裁定取引業者に価値を漏らします。損失対リバランス 書類MEV税を使用して、AMMがそのMEVをキャプチャするようにすることができます。簡単にするために、集中流動性を持たないAMMでどのように機能するかについて説明します。（この種の問題が集中流動性でどのように解決されるかに興味がある場合は、Sorellawill soon be publishing one solution.)
AMMは、取引の優先手数料の関数として追加手数料を請求することでMEVを捉えることができ、ブロック内で最初に取引する権利を競売にかけることができます。その手数料を計算し表示する方法はさまざまです。中立的な方法の1つを議論しますーpoolの流動性の単位であるsqrt(xy)で表示します。勝利する取引は、poolの流動性を最も増やすものとなります。
ブロック内のプールで最初のトランザクションを実行する際、条件x_endを強制する代わりにy_end > x_starty_start、プールは条件を強制できます（aをある定数として）：
x_endy_end > (sqrt(x_starty_start) + a*priorityFeePerGas)^2
この公式は、アービトラージトレーダーに真の価格で取引するようにインセンティブを与え、その取引の後、プールの中間価格は真の価格になるはずです。6
その最初の取引の後、取引はUniswap v2のように固定のスワップ手数料で機能するようになりました。追加のMEV税金を支払わずにプールで取引したい無知な取引は、優先度の低い手数料を設定します。
AMMにMEV税を実装するための他の方法はたくさんあり、異なる効果をもたらす可能性があります。例えば、MEV税はスワップの入力トークンまたは出力トークンで支払われるようになるかもしれません。また、プールに適用されるスワップ手数料の割合に影響を与えるかもしれませんし、ユーザーの取引の最低価格を決定するかもしれません。私たちは、この領域を探求することが興味深いデザインの空間だと考えています。
バックランニングオークション
上記の説明は、特定のアプリケーションがどのように設計されるかを示しており、MEVの漏洩を避けるために設計される可能性があります。ただし、ウォレットが、MEV税を組み込まないアプリケーションとも相互作用する任意の取引から作成されたMEVをキャプチャしようとする場合はどうなるでしょうか？
例えば、アリスがAMMで大きな取引を行うと、時々「バックランナー」に価格を戻す裁定機会を作ることがあります。これは通常、アリスに行くのではなく、MEVに漏れます。
MEV-シェアそしてMEVBlockerユーザーが取引からMEVをキャプチャできる2つのプロトコルですが、それらは複雑なオフチェーンオークションシステムに依存しています。オーダーフローオークションデザインスペース他の解決策を説明します。
MEV税は、意図に基づくスマートコントラクトウォレットと組み合わせることで、AliceのバックランニングMEVを捕捉する代替システムを構築することが可能になります。AMMで取引を行うトランザクションを作成する代わりに、Aliceは、誰でもAliceのスマートコントラクトウォレットに提出できる意図に署名します。Aliceのスマートコントラクトウォレットは、そのトランザクションを提出した者にMEV税を課します。このMEV税はAliceに支払われます。
Aliceの意図を提出する検索者は、同じ取引で原子的にそうすることができるため、彼女をバックランする排他的権利を持つことになります。その結果、検索が競争的である場合、Aliceをバックランすることから得られる利益はすべて、Aliceを通じて彼女に蓄積されるはずのMEV税を通じて得られるべきです。
このシステムは、ユーザートランザクションをフロントランニングする攻撃からユーザーを必ずしも保護しない可能性があることに注意してください。というのも、ユーザーをフロントランニングするトランザクションは、そのユーザーにMEV税を支払うのを回避することができるかもしれません。この問題（およびそれに対するいくつかの可能な緩和策）については、以下の制限セクションで詳しく議論されています。それでも、これは少なくとも何らかの緩和策を取らない公開メンプールを使用するシステムよりも改善される可能性があります。
その他のユースケース
これらの例に加えて、MEV税の他の潜在的な用途には、現在オフチェーンやオランダ式オークションを使用しているほとんどのものが含まれる可能性があります。
- オラクルが作成するオラクルエクストラクト価値を捉えるためのプロトコル、オーバル
- NFT担保ローンプロトコルのRefinancingオークションは、Gate.ioのようなブレンド
- Lending protocol liquidations that リークしない価値オークションより
クロスアプリケーションMEVキャプチャ
上記のソリューションは、単一のアプリケーションとのやり取りからMEVをキャプチャするように設計されています。しかし、時には、同じ取引で複数のアプリケーションとやり取りすることで、さらに多くの価値をキャプチャすることが可能になる場合があります。
もしそれらのアプリケーションのうちの1つだけがMEV税を持っている場合、その取引からのすべてのMEVは、MEV税がどれだけ高いか低いかに関係なく、MEV税のあるアプリケーションに行くべきです。
しかし、検索者の取引がMEV税を利用する2つのアプリケーションとやり取りする場合はどうなりますか？ たとえば、上記で説明したMEV課税されたUniswapX注文のうちの1つをMEV課税されたAMMに対して埋めることでのみキャプチャできるMEVがある場合はどうなりますか？
その場合、各アプリケーションがMEV税をどのように設定するかによって、各アプリケーションがキャプチャする余剰MEVの相対量が決まります。アプリケーションapp_iがMEV税として請求する値が関数tax_i(priority)によって与えられる場合、勝利取引の優先度はこの方程式で優先度を解決することで決定できます。
tax_1(priorityPerGas) + tax_2(priorityPerGas) = total MEV
（技術的には、priorityPerGas * gasUsed のための3つ目の用語を追加することができますが、通常の条件下では取り上げられているように、ブロック提案者に支払われる優先手数料はほとんど無視します。）
優先度PerGasに線形のMEV税がある場合（つまり、tax_1(priorityPerGas) = a_1 * priorityPerGasとすると）、各アプリケーションが受け取るMEVのシェアを解くことができます。
a_1 priorityPerGas + a_2priorityPerGas = MEV
priorityPerGas = MEV/(a_1 + a_2)
tax_1(priorityPerGas) = (a_1/(a_1+a_2))*MEV
tax_2(priorityPerGas) = (a_2/(a_1+a_2))*MEV
自分自身のMEV税を設定する際、アプリケーションはトレードオフに直面します。税率を高く設定すると、クロスアプリケーションのMEVが発生した際により多くの取引をキャプチャできますが、それによってそれを抽出するための競合する方法がある場合には、クロスアプリケーションのMEVの一部を逃す可能性があります。たとえば、すべての取引にMEV税を課すAMMがある場合、MEV税を課すUniswapXオーダーは、異なるAMMやオフチェーンのフィラーによって埋められる可能性が高くなります。
多くの場合、2つのアプリケーションがMEV税を設計し、それぞれの福祉を最大化する方法でMEVを共有する均衡が存在する可能性があります。たとえば、MEV税を課すAMMは、おそらくブロックのトップ近くの単一の情報を持つトレーダーから価値を捉えたいと思うでしょうが、その後は他のトレーダーやアプリケーション（MEV税を使用するアプリケーションも含む）に流動性を提供したいと思うでしょう。その場合、AMMは比較的低いMEV税（たとえば、$0.00001）を設定する可能性が高いですpriorityFeePerGas)、そのため、アービトラージトランザクション（あれば）がブロックの早い段階で発生し、その後のトランザクションにはMEV税を請求しません。AMMとインタラクトしたいUniswapXなどのアプリケーションは、はるかに高いMEV税（たとえば$0.01）を設定できますpriorityFeePerGas)、プールがすでにアービトラージされた後にトランザクションが含まれるようにするための相対的な税金を支払っています。これらの相対的な税金があれば、AMMは、それに$1しかなく、UniswapX注文に$50,000ある場合でも、まずアービトラージされます。
私たちは、これが将来の研究に値する広範な設計空間だと考えています。
制限
MEV税にはいくつかの複雑さと欠点があります。これらのそれぞれが将来の研究の興味深い分野だと考えています。
インセンティブ非適合性
MEV税は独占的なブロック提案者にとってインセンティブに適合していません。トランザクションの取り込みに公正な競争がある場合にのみ機能します。これは、ブロック提案者が自身の収益を最大化するのではなく、「競争的優先順位付け」と呼ぶルールに従う場合にのみ発生します。簡易的かつ非排他的に、これらのルールには次のようなものが含まれるべきです。
- 優先順位の付与。ブロック内の取引は、priorityFeePerGasの降順で並べる必要があります。
- Censorship-resistance. もしブロック提案者がブロック中にトランザクションt1を受信した場合、かつそのブロックが満杯でないか、t2.priorityFeePerGas < t1.priorityFeePerGas となるt2と一緒に含まれている場合、そのブロックにはトランザクションt1を含める必要があります。
- トランザクション前のプライバシー。ブロックの提案者は、プライベートエンドポイントを介してトランザクションを受け入れ、ブロックにコミットする前に他の誰ともそれらのトランザクションを共有してはならず、そのトランザクションの内容を自分自身のトランザクションを構築する際の入力として使用してはいけません。
- 最後の見ることはありません。ブロック提案者は、誰からでもトランザクションを受け入れる前に、確定した時間のブロック時間を設定する必要があり、その後は誰からもトランザクションを受け入れません。
これらの特性の1つ以上が違反されると、MEV税の効果が弱まる可能性があります。検閲耐性を侵害するブロック提案者は、競合する取引を除外し、自身に機会を与えるゼロ優先度の取引を提出することで、ほとんどのMEV税を回避できます。事前取引のプライバシーを侵害するブロック提案者は、他の取引からMEVを盗むか、それらの優先手数料を覗き見して自身の手数料を正確に設定する必要があるため、自由に「最後のチェック」を行うことができます。他の誰よりも遅く取引を提出できるブロック提案者は、機会を他の者より上回るかどうかの最後のチェックを無料で行うことができます。いずれの場合も、逆選択の問題を引き起こし、結果として競争を妨げる可能性があります。
残念ながら、最初のプロパティはプロトコルレイヤーで簡単に強制できるが、他のプロパティを信頼できるように強制することは未解決の問題です。
プロトコルレイヤーでの執行がない場合、これらのルールにコミットする単一のシーケンサーはそれらから逸脱しないように信頼される必要があり、提案者が競争力のある収益最大化オークション（例えばEthereum L1の）にブロック構築を外部委託する場合MEV-Boost)、ブロックはおそらくそれに従わないでしょう。
これらの問題は、ブロック構築のための競争優先順位を使用することを約束する単一の信頼できるシーケンサーによって「解決」される可能性があります。また、SorellaのAngstrom、FlashbotsのSUAVEなどの信頼された実行環境、合意、暗号、および/または分散型メカニズムの組み合わせを使用することで解決可能かもしれません。リーダーレスオークション, または多様性.
フルブロック
MEV税の通常の運用の1つの例外は、ブロックが完全に満杯になったときに発生します。その場合、ブロック提案者は、優先度の低いトランザクションを単にブロックの後半に含めるのではなく、除外する必要があるかもしれません。MEV課税アプリケーションとやり取りするトランザクションは、優先度が極端に低い可能性が高いため、これらのアプリケーションは、MEV税を使用しないアプリケーションや、MEV税が極端に低いアプリケーションによって混雑する可能性があります。しかし、EIP-1559のようなメカニズムを使用して別のベースフィーを設定するチェーンでは、ブロックが完全に満杯になることは比較的まれです。さらに、ブロックがいっぱいになったときに一部のトランザクションを遅らせる必要があることを考えると、MEV税を高く設定して緊急性の低いトランザクションを遅らせることは妥当な結果になる可能性があります。
元に戻された取引
MEV税は、事実上、すべての「入札」が取引である単一ブロックオークションに依存しています。 これらのオークションのデメリットの1つは、負けた入札が一般的にオンチェーンに含まれ、一定のベース料金を支払い、チェーンを混雑させることである。
もしシーケンサーが失敗した取引を完全に除外できるなら、この問題は緩和される可能性がありますが、これは中央集権的なシーケンサーでも実装が難しいことがあります。（上記の検閲耐性の特性を厳密には守らないかもしれませんが、その定義を調整することができます。）より洗練されたシーケンサーは、取引がどのような議論の余地のあるオークションに参加しているかを指定することで、このプロセスを最適化することができるかもしれません。このようにすることで、シーケンサーは後続の取引をスキップする十分な情報を持つことができます。
ユーザーの意図の漏洩
MEV税は、検索者の間で競争がある場合のみ機能します。つまり、機会はある程度広く知られている必要があります。AMMなどのアプリケーションでは、機会がオンチェーンで見えるため、それは自然に起こるはずです。しかし、意図ベースのルーティングやバックランニングオークションのようなアプリケーションの場合、それはアプリケーションがユーザーの意図を検索者と共有する必要があることを意味します。
場合によっては、ユーザーの意図を達成する前にそれを公開することによって一時的なプライバシーが失われることがあり、MEV税金では回収できない方法で価値が漏れる可能性があります。
例えば、上記で説明したバックランニングオークションプロトコルを使用して流動性の低いトークンを購入したいとします。アリスがそのトークンをAMMで購入するための署名済みの意向を公開し、スリッページ許容量を設定します。サーチャーは、そのトークンの価格を彼女のスリッページ許容量まで高優先度の取引で押し上げることができますが、ユーザーの注文を埋めることなく競争して勝利者であるボブは、非競争的にアリスの意向を埋めることができます。低優先度の取引でそれをバックランニングし、アリスの取引を挟み、彼女により悪い価格を与えながら彼女のMEV税を回避することができます。NFTの購入でも同様の問題が発生する可能性があります。
このような攻撃はBobにとってリスクが伴うことに注意してください。購入したトークンとアリスに売却する間の原子性を保証することができないためです。素朴なBobは、「サンドイッチリッピング」の罠に遭う可能性があります。この罠では、アリスが自分自身から価値のないトークンを購入する意図を公表し、それによってBobは彼女の取引を挟むことを期待してそれを購入しますが、Bobがサンドイッチを完成させる前にアリスがその意図を取り消します。
アプリケーションは、共有する検索者のセットを制限し、その挙動を監視することで、この問題を緩和することもできるかもしれません。多くの既存のオーダーフローオークションが行っているように。
MEV税をFlashbotsの設計に想定されているように、プライバシーに配慮したビルダー機能と組み合わせることも可能かもしれません。SUAVE.
最終的に、アリスが自分の意図を共有するコストが競争的な検索からの利益を上回ると判断した場合、彼女は自分でトランザクションを構築し、直接ブロックに提出することができます。前述のように、競争優先順位の理想的な実装では、ブロック提案者からの事前トランザクションプライバシーが提供されます。
議論と以前の作業
プライオリティガスオークション。分散型ブロックチェーンの優先順位付けのダイナミクスの一部が研究されました。Flash Boys 2.0その論文では、イーサリアムのマイナー（そのネットワークがプルーフ・オブ・ワークを使用していたとき）がすでに優先順位で取引を注文しており、アービトラージャーがその動作に依存して、「優先ガスオークション」に参加していたことが観察され、彼らはブロックに最初に含まれる権利を入札し、これが分散型取引アービトラージのMEVの大部分がマイナーに付着することにつながった。
ファーストカム、ファーストサーブド。トランザクションの順序付けルールを通じたMEV緩和の試み。テミスまたはArbitrum Oneの現在のシーケンサー,7異なる順序付けルールであるファーストカム、ファーストサーブド（時には「フェアオーダリング」とも呼ばれる）の実施に焦点を当ててきました。ここで、ブロック提案者は取引を見た順番に並べる必要があります。
プライオリティ注文は異なるアプローチを取ります-特定の期間内に到着する取引を平等に扱い、代わりに宣言された優先度によって並べ替えます。
ファーストカム，ファーストサーブドは，1つ以上の検証ノードを持つ実際のネットワーク環境で施行することさえ定義することが難しい。また，信頼できるシーケンサーが1つしかない場合でも，無駄なレイテンシーレースやスパムの発生があり得る。最後に，MEV税は，ファーストカム，ファーストサーブドの順序ではできない「ジャンプ」のような資産価格の不連続なアービトラージ利益など，特定の種類のMEVを排除することができる可能性がある。ファーストカム，ファーストサーブドの順序に対する優先順位付けの潜在的な利点は，連続時間取引に関する利点とも関連している。Budish, Cramton, Shim (2015).
一方、優先順位付けはデフォルトでMEVに価値を漏洩するように見える一方、この投稿では、アプリケーションがそれを取り戻すように設計されている方法を示しています。
手数料共有。Blast、Ethereum L2、株式トランザクションでアクセスされるスマートコントラクトの優先および基本手数料の一部。
MEV税は、少なくとも優先手数料については同様のことを可能にしますが、手数料共有の特別なサポートなしに競争力のある優先順位付けを使用する任意のチェーンのアプリケーションレイヤーで実装することができます。また、優先手数料のカスタム関数として自分自身の税金を定義することができ、MEVを認識したアプリケーションの柔軟性を高め、より大きな構成可能性をもたらすことができます。
信頼できないソリューション。この投稿では、プラットフォームが競争力のある優先順位付けを使用する動機と、それを信頼せずに強制する方法についてではなく、それを活用する方法に焦点を当てています。
競争上の優先順位付けに必要な他の各特性について、以前から重要な議論がありました。たとえば、Fox、Pai、Resnick（2023）、著者たちは、検閲耐性がないオンチェーンオークションの脆弱性について議論し、複数の同時提案者を使用した検閲耐性オークションの設計を述べています。しかし、彼らは取引の特定の順序を提案していません。
信頼を最小限に抑えたブロック構築のメカニズムを構築するための他の研究が行われてきましたが、Flashbotsの取り組みもその一環です。SUAVE, Sorellaアングストローム、リーダーレスオークション, エスプレッソとOffchain Labs’ @espressosys/espresso-systems-and-offchain-labs-release-r-d-roadmap-for-decentralized-timeboost-5d0007dff66d">decentralized Timeboost, and公共取引の強制的な含有by Péter Szilági.
結論
この投稿がL2が優先順位付けを考慮することを促進し、アプリケーションがサポートされている場合にMEV税を試すことを促進することを願っています。
我々はさらなる研究への動機付けと、L1およびL2の両方での信頼最小化競争優先順位のためのプロトコルについての研究を期待しています。もしあなたがその問題に共同で取り組みたいと思っていて、6月6日木曜日の前にこの文章を読んでいる場合、TLDRフェローシップに応募することができます。MEV-resistant L2シーケンサー with Dan. Or feel free to just reach out to dan@paradigm.xyzそしてdave@paradigm.xyz with ideas!
脚注
- この投稿では、「提案者」という用語を使用して、特定のブロックに含まれる取引を決定するアクターまたはプロセスを指します。Ethereum L2sでは、この役割は通常、「シーケンサー」によって果たされます。Ethereum L1では、提案者と呼ばれる特定のEthereumバリデータによって果たされますが、提案者はしばしばブロックの構築のタスクを、「リレーヤー」と「ビルダー」が参加する競争オークションに外部委託します。これらの責任がどのように分かれるかの詳細は、この投稿の対象外です。↩
- ガスごとの優先手数料は、取引で明示的に指定されていませんが、取引内で計算することができます。取引はガス価格を指定していますが、Ethereumはベース手数料も請求し、ガス価格から差し引かれます。ベース手数料はMEV税の目的には無視されるべきです。なぜなら、それは取引者のコントロール外であるからです。ガスごとの優先手数料、つまり取引手数料の一部がブロック提案者に支払われる価格は、Solidity内でpriorityGasPrice = tx.gasprice - block.basefeeとして計算することができます。↩
- または、単純に「MEV」を定義して、検索者の利益を除外し、検証者にのみ行く価値を指すとすることもできます。↩
- 提案者の優先手数料（priorityFeePerGasに総ガス使用量を乗じたもの）は実際に契約中に計算できないことに注意してください。なぜなら、トランザクションが最終的にどれだけのガスを使用するかはわからないからです。ただし、これは一般的に問題にはならないでしょう。なぜなら、私たちが必要とするのはそれの上限だけだからです。安全を期すために、priorityFeePerGasに3000万（Ethereumブロック内の現在の最大ガス）を乗じることができます。この値を過大評価することは、単にMEV税がMEVのさらに大きな割合を捕捉することを意味します。↩
- トランザクションが30百万ガスを超えることはできないと仮定すると、50,000のpriorityFeePerGasは1,500ガスの支払いになります。ETH価格が$4000の場合、約$0.006のガス料金になります。↩
- priorityFeePerGasが設定されていて、アービトラージャーの利益がゼロになる場合、利益を最大化するアービトラージトレードは、同じトレードに対応するはずです。Gate機能最大化AMM. これを証明することは、読者にとっての演習として残されています。↩
- Arbitrum has 議論されましたこの代わりに、Timeboostと呼ばれる優先順位付けの形式に置き換えることが検討されていますが、この執筆時点では実装されていません。
免責事項：
- この記事は[から転載されていますパラダイム], すべての著作権は元の著者に帰属します[Dan Robinson, Dave White]. If there are objections to this reprint, please contact the Gate Learnチームが promptly に対処します。
- 責任の免責事項：この記事で表現されている意見や考えは、著者個人のものであり、投資アドバイスを構成するものではありません。
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優先注文
イーサリアムのL1またはL2でトランザクションを送信する際、送信者はブロック提案者に支払う優先手数料を指定します。1この値は、トランザクションで使用されるガスに乗算される数値であるpriorityFeePerGasとして指定されます。これにより、ETHで支払われる合計金額であるbuilderPriorityFeeが得られます。2
Ethereumプロトコルには、ブロック内のトランザクションを優先度の高い順に貪欲に並べる必要があるというルールはありません。しかし、これはブロックを構築する人気のある方法です。たとえば、それはのシーケンサーが使用するデフォルトアルゴリズムです。OP スタックチェーン、ゲス、およびレスを取得します。優先順位付けによって、取引者が取引の緊急性を効率的に表現するだけでなく、特定の種類のMEVをブロック提案者に自然に誘導します。
それは、優先順位付けによって、MEVへの競争が起こるからです。優先ガスオークションチェーンとのやり取りから利益を得る機会がある場合、例えば中央集権取引所に対してAMMを仲介することで、サーチャーはその機会を最初に主張するために競合します。もしチェーンが取引の取り込みと順序付けを決定するために優先順位付けを使用している場合、サーチャーは自分の取引に高い優先手数料を設定することで競合します。
競争の激しい状況では、無リスクの利益がゼロに競り下げられるため、勝利する探索者は優先手数料の全額を支払うことになるはずです。3したがって、契約とのやり取りから100ETHの利益を得ることができる場合、それを請求する最初の取引は100ETHの優先手数料を設定します。(この制限事項のセクションでいくつかの注意点について説明します)。
MEV税
あるスマート契約が、それとやり取りする取引からMEVを抽出したいと考えた場合を想定してみましょう。スマート契約が独自のMEVを抽出しようとするさまざまなアプリケーション固有の方法に関する幅広い研究があります。
しかし、実際には、アプリケーションについて何も知らなくてもかまいません。ブロックが競争的な優先順位付けを通じて構築されていることを知っていれば、取引の中のMEVの量についての普遍的なシグナルが1つある：優先手数料。
スマートコントラクトは、取引の優先手数料を参照し、それを増加関数として独自の手数料を請求できることを提案します。たとえば、契約では、呼び出す人が契約に99 *提案者の優先手数料ETHをapplicationPriorityFee = 99 * proposerPriorityFeeとして転送する必要があるかもしれません。4
This new fee is paid by the searcher sending the transaction, so it affects the behavior of that searcher. If there is 100 MEV in an opportunity, the winning transaction will now only set a priority fee of 1 ETH, since that will result in a total payment of 100 ETH (1 ETH to the block proposer, and 99 ETH to the smart contract). Any higher priority fee would make the transaction unprofitable; any lower priority fee would result in losing the opportunity to a competitor who set a higher fee. This means the smart contract has captured 99% of the MEV in the transaction.
スマートコントラクトによって課せられるこの追加料金をMEV税と呼びます。 MEV税により、アプリケーションは独自の利益のために優先順位の乗っ取りを行い、MEVをブロック提案者に漏らさずにユーザーに取り戻すことができます。
優先度料金PerGasの機能としてこの料金が十分に速く増加する場合、提案者には無視できるほどのMEVが発生するだけです。優先度料金PerGasはweiで表されているため（1ETHの10億分の1）、私たちはたくさんの精度を扱うことができます。たとえば、MEV税が優先度料金PerGasが50,000の場合に過度に高い税金になるように十分に感度がある場合、提案者への総支払額は0.01ドル未満となります。5
しかしながら、重要な注釈があります。制限部分で議論されているように、MEV税は、ブロック提案者があるルールに従うのみで機能します。これを「競争優先順位付け」と呼び、自身の収益を最大化するためにこれらのルールから逸脱するのではなく、これらのルールを遵守する必要があります。これらのルールを信頼できる方法で強制することは未解決の問題です。
シングルアプリケーションMEVキャプチャ
ここでは、ブロック構築に競争優先順位付けを使用することが保証されているチェーン上で、MEV税がDEXインターフェイスがスワッパーの取引実行を改善すること、AMMがLPの裁定取引への損失を減らすこと、そしてウォレットがユーザーのMEV漏洩を減らすことを可能にする3つの重要な問題を緩和する方法を概説します。
DEX ルーター
意図ベースのDEXルーティングプロトコルのようなユニスワップXそして1inch Fusion、ユーザー（アリス）はスワップの意向をサインし、検索者がその意向を最も良い価格でルーティングまたは埋めるために競争します。
UniswapXの現行バージョンでは、その競争を実施するために2つのメカニズムを使用しています：オランダ式オークションでは、アリスの限界価格が時間とともに変化し、検索者がそれを埋めるまで、および最初のオフチェーンのリクエストフォーコート（RFQ）オークションによって、そのオランダ式オークションの開始価格を設定します。
競争力のある優先順位付けを保証するプラットフォーム上で、UniswapXはこれらを単一のメカニズムで置き換えることができます: MEV税金。ユーザーが注文に署名することで、誰でもすぐに埋められる注文を実装できますが、実行価格は取引の優先度の関数として設定されます。
例えば、Alice が1 ETH を売却する UniswapX 注文を持っている場合、注文の実行価格を minimumPrice + ($0.01 * priorityFeePerGas) と定義することができます。minimumPrice は、現在の価格よりもかなり低いと予想される固定値である可能性があります。
検索者は、取引を送信してアリスの注文を埋めるために競争することになります。最優先手数料が最も高く、逆転しない取引が注文を埋める権利を得ることになります。これにより、スワッパーが検索者が見つけられる最高の価格を得ることが保証されます。（これについては、「制限」セクションでいくつかの例外が議論されています。）
もし、アリスの最低価格が$3,000で、ETHの現在価格が$3,500である場合、勝利した取引のpriorityFeePerGasはおおよそ50,000になります。（200,000 gasかかる取引では、これはブロック提案者への支払いが約10億wei（約$0.000035）にしかならないことに注意してください。）
これはUniswapXで使用されている既存のメカニズムに比べていくつかの潜在的な利点があります。
MEV税を使用する注文は、オランダ式オークションを使用する注文よりも、より速く、より良い価格で完了する可能性があります。この論文, オンチェーンのオランダ式オークションは、ブロック間の価格変動により、一部の価値をMEVに漏洩させる可能性があり、完了するまでに多くのブロックを要する場合があります。これに対して、MEV税を使用する注文は通常、次のブロックで完了し、その大部分のMEVを捉えることができます。
オフチェーンRFQとは異なり、MEV税を使用する注文を埋めるためのオークションはトランザクションの実行と同時にオンチェーンで原子的に発生します。これは、落札者がオンチェーンのトランザクションが成功した場合のみ注文を埋めることにコミットすることが保証される可能性があることを意味します。これにより、UniswapXがUniswap v4のようなマルチプールシステムのためのさらに効果的なルーターとして機能する可能性があり、オフチェーンの流動性と競合するAMMのようなオンチェーンの流動性が容易になるかもしれません。
AMMs
通常、AMMはブロックのトップで古い価格に対して取引する裁定取引業者に価値を漏らします。損失対リバランス 書類MEV税を使用して、AMMがそのMEVをキャプチャするようにすることができます。簡単にするために、集中流動性を持たないAMMでどのように機能するかについて説明します。（この種の問題が集中流動性でどのように解決されるかに興味がある場合は、Sorellawill soon be publishing one solution.)
AMMは、取引の優先手数料の関数として追加手数料を請求することでMEVを捉えることができ、ブロック内で最初に取引する権利を競売にかけることができます。その手数料を計算し表示する方法はさまざまです。中立的な方法の1つを議論しますーpoolの流動性の単位であるsqrt(xy)で表示します。勝利する取引は、poolの流動性を最も増やすものとなります。
ブロック内のプールで最初のトランザクションを実行する際、条件x_endを強制する代わりにy_end > x_starty_start、プールは条件を強制できます（aをある定数として）：
x_endy_end > (sqrt(x_starty_start) + a*priorityFeePerGas)^2
この公式は、アービトラージトレーダーに真の価格で取引するようにインセンティブを与え、その取引の後、プールの中間価格は真の価格になるはずです。6
その最初の取引の後、取引はUniswap v2のように固定のスワップ手数料で機能するようになりました。追加のMEV税金を支払わずにプールで取引したい無知な取引は、優先度の低い手数料を設定します。
AMMにMEV税を実装するための他の方法はたくさんあり、異なる効果をもたらす可能性があります。例えば、MEV税はスワップの入力トークンまたは出力トークンで支払われるようになるかもしれません。また、プールに適用されるスワップ手数料の割合に影響を与えるかもしれませんし、ユーザーの取引の最低価格を決定するかもしれません。私たちは、この領域を探求することが興味深いデザインの空間だと考えています。
バックランニングオークション
上記の説明は、特定のアプリケーションがどのように設計されるかを示しており、MEVの漏洩を避けるために設計される可能性があります。ただし、ウォレットが、MEV税を組み込まないアプリケーションとも相互作用する任意の取引から作成されたMEVをキャプチャしようとする場合はどうなるでしょうか？
例えば、アリスがAMMで大きな取引を行うと、時々「バックランナー」に価格を戻す裁定機会を作ることがあります。これは通常、アリスに行くのではなく、MEVに漏れます。
MEV-シェアそしてMEVBlockerユーザーが取引からMEVをキャプチャできる2つのプロトコルですが、それらは複雑なオフチェーンオークションシステムに依存しています。オーダーフローオークションデザインスペース他の解決策を説明します。
MEV税は、意図に基づくスマートコントラクトウォレットと組み合わせることで、AliceのバックランニングMEVを捕捉する代替システムを構築することが可能になります。AMMで取引を行うトランザクションを作成する代わりに、Aliceは、誰でもAliceのスマートコントラクトウォレットに提出できる意図に署名します。Aliceのスマートコントラクトウォレットは、そのトランザクションを提出した者にMEV税を課します。このMEV税はAliceに支払われます。
Aliceの意図を提出する検索者は、同じ取引で原子的にそうすることができるため、彼女をバックランする排他的権利を持つことになります。その結果、検索が競争的である場合、Aliceをバックランすることから得られる利益はすべて、Aliceを通じて彼女に蓄積されるはずのMEV税を通じて得られるべきです。
このシステムは、ユーザートランザクションをフロントランニングする攻撃からユーザーを必ずしも保護しない可能性があることに注意してください。というのも、ユーザーをフロントランニングするトランザクションは、そのユーザーにMEV税を支払うのを回避することができるかもしれません。この問題（およびそれに対するいくつかの可能な緩和策）については、以下の制限セクションで詳しく議論されています。それでも、これは少なくとも何らかの緩和策を取らない公開メンプールを使用するシステムよりも改善される可能性があります。
その他のユースケース
これらの例に加えて、MEV税の他の潜在的な用途には、現在オフチェーンやオランダ式オークションを使用しているほとんどのものが含まれる可能性があります。
- オラクルが作成するオラクルエクストラクト価値を捉えるためのプロトコル、オーバル
- NFT担保ローンプロトコルのRefinancingオークションは、Gate.ioのようなブレンド
- Lending protocol liquidations that リークしない価値オークションより
クロスアプリケーションMEVキャプチャ
上記のソリューションは、単一のアプリケーションとのやり取りからMEVをキャプチャするように設計されています。しかし、時には、同じ取引で複数のアプリケーションとやり取りすることで、さらに多くの価値をキャプチャすることが可能になる場合があります。
もしそれらのアプリケーションのうちの1つだけがMEV税を持っている場合、その取引からのすべてのMEVは、MEV税がどれだけ高いか低いかに関係なく、MEV税のあるアプリケーションに行くべきです。
しかし、検索者の取引がMEV税を利用する2つのアプリケーションとやり取りする場合はどうなりますか？ たとえば、上記で説明したMEV課税されたUniswapX注文のうちの1つをMEV課税されたAMMに対して埋めることでのみキャプチャできるMEVがある場合はどうなりますか？
その場合、各アプリケーションがMEV税をどのように設定するかによって、各アプリケーションがキャプチャする余剰MEVの相対量が決まります。アプリケーションapp_iがMEV税として請求する値が関数tax_i(priority)によって与えられる場合、勝利取引の優先度はこの方程式で優先度を解決することで決定できます。
tax_1(priorityPerGas) + tax_2(priorityPerGas) = total MEV
（技術的には、priorityPerGas * gasUsed のための3つ目の用語を追加することができますが、通常の条件下では取り上げられているように、ブロック提案者に支払われる優先手数料はほとんど無視します。）
優先度PerGasに線形のMEV税がある場合（つまり、tax_1(priorityPerGas) = a_1 * priorityPerGasとすると）、各アプリケーションが受け取るMEVのシェアを解くことができます。
a_1 priorityPerGas + a_2priorityPerGas = MEV
priorityPerGas = MEV/(a_1 + a_2)
tax_1(priorityPerGas) = (a_1/(a_1+a_2))*MEV
tax_2(priorityPerGas) = (a_2/(a_1+a_2))*MEV
自分自身のMEV税を設定する際、アプリケーションはトレードオフに直面します。税率を高く設定すると、クロスアプリケーションのMEVが発生した際により多くの取引をキャプチャできますが、それによってそれを抽出するための競合する方法がある場合には、クロスアプリケーションのMEVの一部を逃す可能性があります。たとえば、すべての取引にMEV税を課すAMMがある場合、MEV税を課すUniswapXオーダーは、異なるAMMやオフチェーンのフィラーによって埋められる可能性が高くなります。
多くの場合、2つのアプリケーションがMEV税を設計し、それぞれの福祉を最大化する方法でMEVを共有する均衡が存在する可能性があります。たとえば、MEV税を課すAMMは、おそらくブロックのトップ近くの単一の情報を持つトレーダーから価値を捉えたいと思うでしょうが、その後は他のトレーダーやアプリケーション（MEV税を使用するアプリケーションも含む）に流動性を提供したいと思うでしょう。その場合、AMMは比較的低いMEV税（たとえば、$0.00001）を設定する可能性が高いですpriorityFeePerGas)、そのため、アービトラージトランザクション（あれば）がブロックの早い段階で発生し、その後のトランザクションにはMEV税を請求しません。AMMとインタラクトしたいUniswapXなどのアプリケーションは、はるかに高いMEV税（たとえば$0.01）を設定できますpriorityFeePerGas)、プールがすでにアービトラージされた後にトランザクションが含まれるようにするための相対的な税金を支払っています。これらの相対的な税金があれば、AMMは、それに$1しかなく、UniswapX注文に$50,000ある場合でも、まずアービトラージされます。
私たちは、これが将来の研究に値する広範な設計空間だと考えています。
制限
MEV税にはいくつかの複雑さと欠点があります。これらのそれぞれが将来の研究の興味深い分野だと考えています。
インセンティブ非適合性
MEV税は独占的なブロック提案者にとってインセンティブに適合していません。トランザクションの取り込みに公正な競争がある場合にのみ機能します。これは、ブロック提案者が自身の収益を最大化するのではなく、「競争的優先順位付け」と呼ぶルールに従う場合にのみ発生します。簡易的かつ非排他的に、これらのルールには次のようなものが含まれるべきです。
- 優先順位の付与。ブロック内の取引は、priorityFeePerGasの降順で並べる必要があります。
- Censorship-resistance. もしブロック提案者がブロック中にトランザクションt1を受信した場合、かつそのブロックが満杯でないか、t2.priorityFeePerGas < t1.priorityFeePerGas となるt2と一緒に含まれている場合、そのブロックにはトランザクションt1を含める必要があります。
- トランザクション前のプライバシー。ブロックの提案者は、プライベートエンドポイントを介してトランザクションを受け入れ、ブロックにコミットする前に他の誰ともそれらのトランザクションを共有してはならず、そのトランザクションの内容を自分自身のトランザクションを構築する際の入力として使用してはいけません。
- 最後の見ることはありません。ブロック提案者は、誰からでもトランザクションを受け入れる前に、確定した時間のブロック時間を設定する必要があり、その後は誰からもトランザクションを受け入れません。
これらの特性の1つ以上が違反されると、MEV税の効果が弱まる可能性があります。検閲耐性を侵害するブロック提案者は、競合する取引を除外し、自身に機会を与えるゼロ優先度の取引を提出することで、ほとんどのMEV税を回避できます。事前取引のプライバシーを侵害するブロック提案者は、他の取引からMEVを盗むか、それらの優先手数料を覗き見して自身の手数料を正確に設定する必要があるため、自由に「最後のチェック」を行うことができます。他の誰よりも遅く取引を提出できるブロック提案者は、機会を他の者より上回るかどうかの最後のチェックを無料で行うことができます。いずれの場合も、逆選択の問題を引き起こし、結果として競争を妨げる可能性があります。
残念ながら、最初のプロパティはプロトコルレイヤーで簡単に強制できるが、他のプロパティを信頼できるように強制することは未解決の問題です。
プロトコルレイヤーでの執行がない場合、これらのルールにコミットする単一のシーケンサーはそれらから逸脱しないように信頼される必要があり、提案者が競争力のある収益最大化オークション（例えばEthereum L1の）にブロック構築を外部委託する場合MEV-Boost)、ブロックはおそらくそれに従わないでしょう。
これらの問題は、ブロック構築のための競争優先順位を使用することを約束する単一の信頼できるシーケンサーによって「解決」される可能性があります。また、SorellaのAngstrom、FlashbotsのSUAVEなどの信頼された実行環境、合意、暗号、および/または分散型メカニズムの組み合わせを使用することで解決可能かもしれません。リーダーレスオークション, または多様性.
フルブロック
MEV税の通常の運用の1つの例外は、ブロックが完全に満杯になったときに発生します。その場合、ブロック提案者は、優先度の低いトランザクションを単にブロックの後半に含めるのではなく、除外する必要があるかもしれません。MEV課税アプリケーションとやり取りするトランザクションは、優先度が極端に低い可能性が高いため、これらのアプリケーションは、MEV税を使用しないアプリケーションや、MEV税が極端に低いアプリケーションによって混雑する可能性があります。しかし、EIP-1559のようなメカニズムを使用して別のベースフィーを設定するチェーンでは、ブロックが完全に満杯になることは比較的まれです。さらに、ブロックがいっぱいになったときに一部のトランザクションを遅らせる必要があることを考えると、MEV税を高く設定して緊急性の低いトランザクションを遅らせることは妥当な結果になる可能性があります。
元に戻された取引
MEV税は、事実上、すべての「入札」が取引である単一ブロックオークションに依存しています。 これらのオークションのデメリットの1つは、負けた入札が一般的にオンチェーンに含まれ、一定のベース料金を支払い、チェーンを混雑させることである。
もしシーケンサーが失敗した取引を完全に除外できるなら、この問題は緩和される可能性がありますが、これは中央集権的なシーケンサーでも実装が難しいことがあります。（上記の検閲耐性の特性を厳密には守らないかもしれませんが、その定義を調整することができます。）より洗練されたシーケンサーは、取引がどのような議論の余地のあるオークションに参加しているかを指定することで、このプロセスを最適化することができるかもしれません。このようにすることで、シーケンサーは後続の取引をスキップする十分な情報を持つことができます。
ユーザーの意図の漏洩
MEV税は、検索者の間で競争がある場合のみ機能します。つまり、機会はある程度広く知られている必要があります。AMMなどのアプリケーションでは、機会がオンチェーンで見えるため、それは自然に起こるはずです。しかし、意図ベースのルーティングやバックランニングオークションのようなアプリケーションの場合、それはアプリケーションがユーザーの意図を検索者と共有する必要があることを意味します。
場合によっては、ユーザーの意図を達成する前にそれを公開することによって一時的なプライバシーが失われることがあり、MEV税金では回収できない方法で価値が漏れる可能性があります。
例えば、上記で説明したバックランニングオークションプロトコルを使用して流動性の低いトークンを購入したいとします。アリスがそのトークンをAMMで購入するための署名済みの意向を公開し、スリッページ許容量を設定します。サーチャーは、そのトークンの価格を彼女のスリッページ許容量まで高優先度の取引で押し上げることができますが、ユーザーの注文を埋めることなく競争して勝利者であるボブは、非競争的にアリスの意向を埋めることができます。低優先度の取引でそれをバックランニングし、アリスの取引を挟み、彼女により悪い価格を与えながら彼女のMEV税を回避することができます。NFTの購入でも同様の問題が発生する可能性があります。
このような攻撃はBobにとってリスクが伴うことに注意してください。購入したトークンとアリスに売却する間の原子性を保証することができないためです。素朴なBobは、「サンドイッチリッピング」の罠に遭う可能性があります。この罠では、アリスが自分自身から価値のないトークンを購入する意図を公表し、それによってBobは彼女の取引を挟むことを期待してそれを購入しますが、Bobがサンドイッチを完成させる前にアリスがその意図を取り消します。
アプリケーションは、共有する検索者のセットを制限し、その挙動を監視することで、この問題を緩和することもできるかもしれません。多くの既存のオーダーフローオークションが行っているように。
MEV税をFlashbotsの設計に想定されているように、プライバシーに配慮したビルダー機能と組み合わせることも可能かもしれません。SUAVE.
最終的に、アリスが自分の意図を共有するコストが競争的な検索からの利益を上回ると判断した場合、彼女は自分でトランザクションを構築し、直接ブロックに提出することができます。前述のように、競争優先順位の理想的な実装では、ブロック提案者からの事前トランザクションプライバシーが提供されます。
議論と以前の作業
プライオリティガスオークション。分散型ブロックチェーンの優先順位付けのダイナミクスの一部が研究されました。Flash Boys 2.0その論文では、イーサリアムのマイナー（そのネットワークがプルーフ・オブ・ワークを使用していたとき）がすでに優先順位で取引を注文しており、アービトラージャーがその動作に依存して、「優先ガスオークション」に参加していたことが観察され、彼らはブロックに最初に含まれる権利を入札し、これが分散型取引アービトラージのMEVの大部分がマイナーに付着することにつながった。
ファーストカム、ファーストサーブド。トランザクションの順序付けルールを通じたMEV緩和の試み。テミスまたはArbitrum Oneの現在のシーケンサー,7異なる順序付けルールであるファーストカム、ファーストサーブド（時には「フェアオーダリング」とも呼ばれる）の実施に焦点を当ててきました。ここで、ブロック提案者は取引を見た順番に並べる必要があります。
プライオリティ注文は異なるアプローチを取ります-特定の期間内に到着する取引を平等に扱い、代わりに宣言された優先度によって並べ替えます。
ファーストカム，ファーストサーブドは，1つ以上の検証ノードを持つ実際のネットワーク環境で施行することさえ定義することが難しい。また，信頼できるシーケンサーが1つしかない場合でも，無駄なレイテンシーレースやスパムの発生があり得る。最後に，MEV税は，ファーストカム，ファーストサーブドの順序ではできない「ジャンプ」のような資産価格の不連続なアービトラージ利益など，特定の種類のMEVを排除することができる可能性がある。ファーストカム，ファーストサーブドの順序に対する優先順位付けの潜在的な利点は，連続時間取引に関する利点とも関連している。Budish, Cramton, Shim (2015).
一方、優先順位付けはデフォルトでMEVに価値を漏洩するように見える一方、この投稿では、アプリケーションがそれを取り戻すように設計されている方法を示しています。
手数料共有。Blast、Ethereum L2、株式トランザクションでアクセスされるスマートコントラクトの優先および基本手数料の一部。
MEV税は、少なくとも優先手数料については同様のことを可能にしますが、手数料共有の特別なサポートなしに競争力のある優先順位付けを使用する任意のチェーンのアプリケーションレイヤーで実装することができます。また、優先手数料のカスタム関数として自分自身の税金を定義することができ、MEVを認識したアプリケーションの柔軟性を高め、より大きな構成可能性をもたらすことができます。
信頼できないソリューション。この投稿では、プラットフォームが競争力のある優先順位付けを使用する動機と、それを信頼せずに強制する方法についてではなく、それを活用する方法に焦点を当てています。
競争上の優先順位付けに必要な他の各特性について、以前から重要な議論がありました。たとえば、Fox、Pai、Resnick（2023）、著者たちは、検閲耐性がないオンチェーンオークションの脆弱性について議論し、複数の同時提案者を使用した検閲耐性オークションの設計を述べています。しかし、彼らは取引の特定の順序を提案していません。
信頼を最小限に抑えたブロック構築のメカニズムを構築するための他の研究が行われてきましたが、Flashbotsの取り組みもその一環です。SUAVE, Sorellaアングストローム、リーダーレスオークション, エスプレッソとOffchain Labs’ @espressosys/espresso-systems-and-offchain-labs-release-r-d-roadmap-for-decentralized-timeboost-5d0007dff66d">decentralized Timeboost, and公共取引の強制的な含有by Péter Szilági.
結論
この投稿がL2が優先順位付けを考慮することを促進し、アプリケーションがサポートされている場合にMEV税を試すことを促進することを願っています。
我々はさらなる研究への動機付けと、L1およびL2の両方での信頼最小化競争優先順位のためのプロトコルについての研究を期待しています。もしあなたがその問題に共同で取り組みたいと思っていて、6月6日木曜日の前にこの文章を読んでいる場合、TLDRフェローシップに応募することができます。MEV-resistant L2シーケンサー with Dan. Or feel free to just reach out to dan@paradigm.xyzそしてdave@paradigm.xyz with ideas!
脚注
- この投稿では、「提案者」という用語を使用して、特定のブロックに含まれる取引を決定するアクターまたはプロセスを指します。Ethereum L2sでは、この役割は通常、「シーケンサー」によって果たされます。Ethereum L1では、提案者と呼ばれる特定のEthereumバリデータによって果たされますが、提案者はしばしばブロックの構築のタスクを、「リレーヤー」と「ビルダー」が参加する競争オークションに外部委託します。これらの責任がどのように分かれるかの詳細は、この投稿の対象外です。↩
- ガスごとの優先手数料は、取引で明示的に指定されていませんが、取引内で計算することができます。取引はガス価格を指定していますが、Ethereumはベース手数料も請求し、ガス価格から差し引かれます。ベース手数料はMEV税の目的には無視されるべきです。なぜなら、それは取引者のコントロール外であるからです。ガスごとの優先手数料、つまり取引手数料の一部がブロック提案者に支払われる価格は、Solidity内でpriorityGasPrice = tx.gasprice - block.basefeeとして計算することができます。↩
- または、単純に「MEV」を定義して、検索者の利益を除外し、検証者にのみ行く価値を指すとすることもできます。↩
- 提案者の優先手数料（priorityFeePerGasに総ガス使用量を乗じたもの）は実際に契約中に計算できないことに注意してください。なぜなら、トランザクションが最終的にどれだけのガスを使用するかはわからないからです。ただし、これは一般的に問題にはならないでしょう。なぜなら、私たちが必要とするのはそれの上限だけだからです。安全を期すために、priorityFeePerGasに3000万（Ethereumブロック内の現在の最大ガス）を乗じることができます。この値を過大評価することは、単にMEV税がMEVのさらに大きな割合を捕捉することを意味します。↩
- トランザクションが30百万ガスを超えることはできないと仮定すると、50,000のpriorityFeePerGasは1,500ガスの支払いになります。ETH価格が$4000の場合、約$0.006のガス料金になります。↩
- priorityFeePerGasが設定されていて、アービトラージャーの利益がゼロになる場合、利益を最大化するアービトラージトレードは、同じトレードに対応するはずです。Gate機能最大化AMM. これを証明することは、読者にとっての演習として残されています。↩
- Arbitrum has 議論されましたこの代わりに、Timeboostと呼ばれる優先順位付けの形式に置き換えることが検討されていますが、この執筆時点では実装されていません。
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