一文了解以太坊MEV危机

注：Flashbots是一个关于矿工可提取价值（MEV）问题的研发组织，其旨在减轻MEV对智能合约区块链带来的负面影响，据悉，该组织提议建立一个无需许可、透明和公平的MEV提取生态系统，以强化以太坊的核心特性。

在这篇文章中，我们将介绍该项目的背景与动机，而关于该解决方案的技术细节，读者可以在 ethrearch论坛 上找到。

什么是矿工可提取价值（MEV）

矿工可提取价值（MEV）的字面意思，是指矿工（或验证者、定序器或其他特权协议参与者）可通过纳入、排除或重新排序交易的能力而获得的利润价值。

MEV包括交易费用和区块奖励的常规利润，以及矿工通过交易重组、交易插入以及交易审查的非常规利润。

然而，MEV这个词可能会引起一些误解，因为人们可能会认为只有矿工群体在提取这些价值。事实上，如今以太坊上的MEV，主要是由DeFi交易员通过结构性套利交易策略获得的，而矿工则间接从这些交易员的交易费用中获利。这种结构性套利机会的一个例子是Uniswap价格套利交易：当Uniswap资金池的资产定价错误时，就会创造一个利润机会，然后交易者通过套利，将Uniswap资金池的价格与其他交易场所的价格抹平。当然，与其让交易者支付一笔费用来进行套利，矿工也可以自己来执行这一套利策略，从而实现利润最大化。

MEV危机

以太坊平台上的交易者需要向矿工支付gas费用，以在区块中纳入他们的交易。而矿工作为经济上理性的参与者，会选择gas价格最高的交易，并根据所产生区块的gas支出进行排序。建立在以太坊之上的金融体系创造了很多“纯”利润机会，比如清算以及各种套利。

然而，这些机会是有限和偶然的，因此，交易者会相互竞争这些机会。现在，这种竞争主要通过抢先交易（frontrunning）和紧跟式交易（backrunning）进行：

“ 抢先交易（也称为优先gas拍卖（PGA） ：比如一笔交易A广播的gas价格，要比另一笔在等待确认的交易B的gas价格更高，那么交易A要比交易B先确认。）

这样的例子有：抢夺一笔Uniswap价格套利交易，以重新平衡一个资产池。

紧跟式交易（backrunning） ：交易A的广播价格，要比另一笔在等待确认的交易B的gas价略低，这样交易A就可以紧跟着交易B在同一区块中被纳入。

这样的应用例子有，在价格预言机更新后触发一笔低于所需抵押率的DyDx贷款后，执行一笔DyDx清算交易。

”

不幸的是，无论是抢先交易还是紧跟式交易，都是低效的，它们会导致诸如网络拥堵（即p2p网络负载）以及区块链拥堵（即区块空间使用）等负面外部效应。此外，这种对MEV机会的竞争，会导致以太坊共识安全的不稳定，这是因为它会创造 时间扭曲攻击 的激励，以及交易者和矿工之间许可的通信基础设施。这样的基础设施削弱了以太坊今天的中立性、透明度、去中心化以及无需许可特性。

虽然这些风险及负面负面外部效应都不是什么新鲜事，但我们发现，它们可能会导致以太坊走上一条不同的道路。过去6个月内发生的一系列事件，使得网络的使用达到了一个临界点：

1. 不断增加的合约交互（即，以太坊上的交易变得比以前更复杂，这增加了可供套利MEV的绝对数量）；
2. 以太坊平台上的代币市值超过了ETH市值（即，ERC-20代币的MEV收入，开始与ETH支付的交易费用竞争）；
3. 交易费用超过了区块奖励（即交易费用已达到前所未有的水平，部分原因是交易者在争夺交易机会时推高了gas价格。这是MEV相关收入可能会超过矿工区块奖励的一个迹象）；
4. 通用抢先交易机器人的采用（即MEV提取复杂性增加的指标）；
5. 许可式mempool的采用（即MEV提取复杂性的另一个指标）；

这些事件表明，预期存在的风险及负面外部效应正在加速发展。

减轻MEV危机

Flashbots是一个研发组织，它旨在减轻MEV对智能合约区块链带来的负面外部效应及风险影响。该组织提出了一个无需许可、透明和公平的MEV提取生态系统，以维护以太坊的核心特性。

这种缓解MEV危机的方法可以分为三个部分：

1. 照亮黑暗森林；
2. 民主化提取；
3. 分配利益；

我们认为，这三个部分都是flashbot成功的必要条件。

1、照亮黑暗森林

MEV目前对以太坊的用户是不透明的，它需要大量的数据分析以及对智能合约的深入了解，因为它涉及到在多个元层（用户、交易者、抢先交易者、矿工）上复杂，有时是模糊的对抗性交易游戏。

随着越来越多的安全关键基础设施脱离到链外，并且随着链状态和规模的增长，这个问题只会变得更糟，而且越来越难以利用加密货币最初的承诺之一：透明度。通过照亮黑暗森林，我们的目标是维护这个最初的承诺。更实际地说，我们的目标是客观评估MEV危机的负面外部效应以及Flashbots技术的影响，并量化MEV提取对用户造成的危害，以便为建设者提供工具，减少其dApp因MEV提取而遭受的影响。

照亮黑暗森林的第一步是量化其影响，为此，我们建立了 MEV-Inspect ，它会扫描以太坊区块，并随着时间的推移实现MEV指标的可视化。我们用它来更好地了解MEV生态系统，并将其提供给社区，以消除信息的不对称。

2、民主化提取

MEV提取可能会朝着集中在少数参与者的方向发展，例如，仅限于可访问大量算力的许可暗交易池，或者通过大型交易者与矿工之间的单边链外交易。

这种权力与资本的集中，是安全弱点的一个关键点，并且它会侵蚀以太坊的核心特性：即无需许可和去中心化。我们认为，如果不采用中立、公开的开源代码基础设施来进行无需许可的MEV提取，则MEV就有可能成为少数人的游戏。通过使MEV提取民主化，我们的目标是确保任何参与者都可以平等地使用低level金融原语，并确保以太坊核心属性得以保留。

MEV-Geth就是民主化MEV提取的最初努力，这种客户端对go-ethereum进行了一些改进，以启用密封式区块空间拍卖机制，用于传递交易排序偏好。

从根本上说，MEV-Geth为矿工及竞标交易的交易者创造了一个更有效的沟通渠道。不过仍然要注意的是，该MEV-Geth概念证明客户端目前仍有待于进一步的测试验证，如果其得到广泛采用，它可能会有效缓解抢先交易和紧跟式交易机器人造成的网络和区块链拥堵情况。

3、分配利益

MEV涉及整个以太坊生态系统，包括矿工、交易者、DeFi开发者，以及最重要的以太坊用户。根据研究者的初步研究表明，目前MEV提取对套利交易者和矿工都有一定的好处，随着MEV提取规模的不断扩大，我们预计将需要向用户和系统稳定性重新分配一些价值。

我们认为，对于Flashbots以及和我们一起工作的社区而言，我们必须对价值再分配进行深思熟虑，以最大限度地实现社区利益。鉴于上述MEV固有的危险经济诱因，这一点尤其正确。

关于公开承诺

Flashbots起源于MEV-Pi-Rate-Ship，这是一个中立、跨学科的研究集体，其支持与MEV相关的理论和实证研究。作为一个开放的研究机构，Flashbots会致力于：

1. 维护以太坊的核心价值观，即开放、无需许可以及去中心化，以应对即将到来的MEV危机；
2. 开放我们的研究和Flashbots代码基础设施，任何社区成员都可以贡献和受益；
3. 通过考虑用户、矿工、开发商、节点运营商、公共基础设施运营商、合约/dapp开发者和生态系统研究人员的需求，在生态系统的关键参与者之间建立可持续的联盟；
4. 为MEV领域的研究做出贡献，并100%公布；

作为一个组织以及参与其中的个人，我们坚信，去中心化金融（defi）正处在一个关键的十字路口。操纵用户交易产生的大量价值，可能会引发一种中心化力量，损害共识的稳定性，并对系统用户产生危害。MEV可能会以牺牲许多人的利益，以及加密货币本身的价值为代价，使少数人受益。

或者，这种价值可以惠及所有用户，从而提高新一代金融基础设施的安全性，通过将MEV提取及工具公开化，通过资助公共研究来回答围绕MEV的公开问题，通过使用我们的组织资本来协调所有生态系统参与者的激励机制，我们的目标是为新一代公平基础设施打下基础。

截至目前，Flashbots是由Scott Bigelow、Phil Daian、Stephane Gosselin、Alex Obadia以及Tina Zhen负责管理。该研究组织还得到了MEV Pi-Rate Ship以及Paradigm投资机构的支持。