撰寫：0xFishylosopher
編譯：深潮 TechFlow
介紹
MEV，即最大可提取價值，是區塊鍊設計的副産品，是一種獨特的 DeFi 現象。
本質上，MEV 隻是一種利潤最大化的行為執行個體，即操作區塊鍊的驗證者尋求在驗證交易任務上最大化其利潤。雖然有人可能會争辯說 MEV 可以通過提高資本效率而有益，但它會顯著影響使用去中心化應用程式的使用者體驗，包括更高的 Gas 費用、滑點，以及驗證者勾結和中心化等風險。
在本文中，0xFishylosopher将首先探讨 MEV 作為理論概念以及它對生态系統造成的系統性風險。緊接着，以 Flashbots 為案例研究，探讨 DeFi 社群如何試圖解決 MEV 的所有這些負面外部性。
“Flash Boys”俱樂部
MEV 是區塊鍊技術的一個特性，而不是區塊鍊技術的 Bug。在給定的區塊鍊網絡中，驗證者（或傳統 PoW 模型中的礦工）決定将哪些資料放傳入連結上。具體而言，他們可以控制哪些資料在鍊上的順序。事實證明，某些交易給予了驗證者巨大的利潤。是以，作為理性的經濟主體，驗證者将以最大化交易費用的方式安排交易。
這個 MEV 的概念首先由智能合約研究員 Phil Dainan 在一篇名為“Flash Boys 2.0”的重要論文中詳細闡述，研究人員在其中強調存在大量的機器人和套利代理試圖“預測和利用”普通使用者的 DEX 交易，類似于傳統金融中高頻交易員積極優化交易延遲。為了了解這種現象的規模，僅在撰寫本文的最近 24 小時内，通過 MEV 操作實作了 2578 ETH，約合時價 490 萬美元的利潤。
盡管 MEV 是一個泛稱，包括許多不同的套利方法和情景，但有幾個關鍵特征支撐了 DeFi 的許多 MEV 機會。首先，許多 MEV 是通過“優先 Gas 拍賣”（PGA）的過程實作的，使用者可以支付更高的交易（Gas）費用，以便讓他們的交易先運作。由于許多套利機器人依賴于讓他們的交易先運作以獲得利潤，這些機器人将參與 Gas 競價戰，不斷提高價格，以便讓他們的交易被驗證者運作，進而導緻網絡擁堵嚴重，使普通使用者無法運作他們的交易，除非他們也支付高昂的交易費用。
另一方面，驗證者是這種情形的主要受益者之一。事實上，權力越大，利潤越大：因為驗證者（至少在理論上）擁有決定運作哪些交易的權力，他們可以通過确定哪些交易給他們帶來最多的現金來獲得“排序優化”費用。然而，在實踐中，讓驗證者完成整個 MEV 搜尋、打包和執行流程太過繁瑣。是以，大部分的“排序優化”被外包給了專門的搜尋者、建構者和中繼器，這些中介可以想象成是驗證者的“秘書”，他們為了獲得一部分利潤而簡化了 MEV 的過程。具體而言，搜尋者将尋找 MEV 機會，建構者将這些機會捆綁成完整的“塊”，中繼器将這些完整的“塊”發送給驗證者或實際的塊建構者。是以，現代 MEV 生态系統的總體情況如下：
正如我們之前所提到的，雖然 MEV 啟用的套利可以帶來一些好處，包括更高的資本效率和確定價格在不同交易所之間保持一緻，但對于最終使用者來說，可能存在巨大的負面外部性，例如導緻更高的交易費用、執行速度變慢和更高的滑點（如三明治攻擊）。然而，這并不是 MEV 對區塊鍊構成的最大風險——特别是如果驗證者互相勾結，MEV 實際上可能會破壞區塊鍊共識層的安全保障。
這個安全問題源于激勵調整的問題——在所有這些有利可圖的 MEV 機會中，礦工可以通過優化交易費用而非堅持恒定的區塊獎勵津貼來賺取更多的利潤。正如 Dainan 所寫的那樣：
是以，礦工可以分叉一個高費用的塊，保留一些費用來吸引其他礦工在該分叉上建構。在極端情況下，偏離協定的激勵可能會導緻經濟理性的礦工的政策混亂，進而降低區塊确認提供的安全性。
這被稱為“削價（undercutting）攻擊”，是 MEV 可能破壞區塊鍊基本安全保障的幾種方式之一。其他已知的攻擊包括“時間強盜攻擊”，其中驗證者不是勾結來從目前塊中竊取有利可圖的交易，而是通過勾結來重寫過去曆史中的 MEV 機會。此外，MEV 提取甚至不需要在鍊上進行，因為完全可以通過鍊下的後門交易來完成，例如大型交易者和驗證者之間的交易。
是以，我們可以看到，MEV 實踐在區塊鍊生态系統中面臨着很大的風險。
Flashbots 和對抗 MEV 的戰争
考慮到未受限制的 MEV 可能帶來的潛在嚴重後果，已經有幾個項目和團隊緻力于減輕這種實踐的負面外部性。在這個領域中最重要的團隊之一是 Flashbots，這是一個緻力于重新調整 MEV 激勵的項目，以一種既足夠獎勵驗證者誠實地建構鍊條的行為，同時又減輕普通使用者的最壞影響的方式。
為此，Flashbots 試圖采取三個不同的步驟：（1）揭示 MEV 的“黑暗森林”，（2）民主化 MEV 的提取，以及（3）将利益重新配置設定回生态系統。為了實作第一個目标，Flashbots 有一個專門的産品稱為 MEV-inspect，旨在“照亮”MEV 的“黑暗森林”，以量化 MEV 造成的負面外部性并突出問題的規模。
另一方面，民主化 MEV 的提取和重新配置設定利益的兩個目标則更為複雜，包括整套産品，随着問題範圍和重點的變化而逐漸發展。在某些方面，可以說 Flashbots 在過去兩年的産品開發曆史本身就是以太坊增長和發展的時間軸。
Flashbots 釋出的第一組重要産品是 MEV-Geth 用戶端，或者是以太坊 Golang 的修改版本，它能夠更好地通過将其路由到私有交易池來防止 MEV 操縱。在這個新用戶端之上建立了一個 MEV 拍賣市場，使用“第一價格密封競标”方法（也稱為“盲競标”），每個參與者隻允許送出一個價格，而且拍賣參與者都不知道其他參與者出價的價格。通過這種設計，Flashbots 減輕了先前讨論的“價格競标”戰争。
建立 MEV-Geth 和 MEV 市場的指導原則是通過一種名為“提議者-建構者分離”的激勵重新對齊過程來分散驗證者建構塊本身的權力和責任。使用 MEV 拍賣的驗證者不必進行複雜的 MEV 搜尋和交易打包過程，而是可以簡單地檢視 MEV 市場，找到哪些交易将為他們提供最高的 MEV，并放置反映其實際偏好的單個出價。此外，為了防止驗證者包括自己的交易并從使用者交易的前置交易中獲利，實際交易細節（買單、賣單、清算等）直到塊建構完成後才會公開。
那麼，為什麼驗證者會使用這個算法并放棄前面提到的有利可圖的 MEV 機會呢？這是因為 Flashbots 算法隻需從市場中選擇 MEV 交易，對于驗證者來說更容易和更便宜。随着越來越多的高品質 MEV 交易通過這個市場而不是直接在鍊上進行，驗證者通過堅持使用 Flashbots 可以獲得更高的回報。結果非常令人印象深刻：在 MEV-Geth 釋出後不久，超過 90%的以太坊驗證者開始使用這個方案，進而顯示了激勵重新對齊在解決潛在問題方面的重要性和有效性。但随着以太坊生态系統的發展，從 2022 年 9 月開始從工作量證明（PoW）模型轉向權益證明（PoS）模型，這種以“提議者-建構者分離”為基礎的概念的變化也成為必然。
PoS 比 PoW 更高效的主要原因是，在 PoW 中，每個節點都必須從頭開始建構和提出塊，而在 PoS 中，隻有少數幾個驗證者作為主要塊提議者将資料附加到區塊鍊上。雖然這對環境和計算效率來說很好，但由于 MEV 的有利吸引力，這可能會帶來額外的中心化風險，特别是如果驗證者（“提議者”）與市場賣方的關鍵“建構者”勾結。即使是 Flashbots 自己運作的私有交易池也可能會受到勾結的誘惑，當然，将信任放在單一實體（例如 Flashbots）身上違背了去中心化的理念。
MEV-boost 的釋出使得這個 MEV 市場的“供應方”去中心化。MEV-boost 不僅包含 Flashbots 私有交易池中的交易（實質上是壟斷），還允許運作此軟體的任何建構者向所有參與的驗證者送出交易。對于驗證者來說，随着更多的建構者參與建構所有這些不同的塊，這使得他們獲得更多的收入，并平衡了哪些驗證者可以通路哪些交易，進而建立了一個更強大和安全的生态系統。與 MEV-Geth 一樣，這種新穎的設計重新對齊了多方的激勵，以避免中心化風險，并取得了巨大的成功，超過 85%的網絡采用了這種設計，其中 Flashbots 隻傳遞了 34%的交易。
Flashbots SUAVE
這樣，到目前為止，減輕所有中心化風險，使去中心化金融免受 MEV 最有害影響的任務仍未完成。通過實施提議者-建構者分離，Flashbots 的解決方案已經将驗證者的關鍵權力和責任去中心化或重新定向到“建構者”，将這些“建構者”作為與選擇驗證者交易的建構者不同的實體引入。然而，實際上存在着重要的建構者規模經濟，這反過來又會導緻建構者角色的中心化風險。
那麼，建構者角色的規模經濟是什麼樣子的呢？回想一下之前提到的搜尋者、建構者和中繼者都扮演着不同的角色，搜尋者搜尋 MEV 機會，然後将其發送給建構者，建構者再将完整的塊發送給中繼者。這意味着搜尋者必須選擇将結果發送給誰。為了最大化自己的回報，他們會選擇最高品質的建構者，這些建構者的交易最常被驗證者選擇。随着越來越多的高品質交易流向頂級建構者，這就産生了一種中心化效應，頂級建構者将始終從搜尋者那裡獲得最高品質的 MEV 交易，進而鞏固了他們的地位。
實踐證明，這種建構者中心化效應是存在的。在撰寫本文的最近 24 小時内，排名前 5 位的建構者提出了約 90%的總 MEV-Boost 塊。随着這種中心化程度的增加，這些寡頭可能會開始利用他們的主導地位來操縱交易，包括勾結和審查某些交易，這些都可能再次危及底層區塊鍊的安全性。這就是 Flashbots 最新項目的動機：價值表達的單一統一拍賣，這個項目旨在将塊建構過程從任何單個區塊鍊中解散，并将其外包給一個單獨的網絡，進而去中心化塊建構者的角色。
SUAVE 實際上是一個獨立的、專用的塊排序鍊，将負責交易記憶體池和建構者角色，而原生鍊的驗證者（如以太坊）将負責提議和證明角色。正如我們所看到的，SUAVE 是“提議者-建構者分離”原則的自然延伸，其中我們将提議者和建構者放在兩個完全獨立的鍊上，以便它們都足夠去中心化并互相分離。此外，SUAVE 的願景是，它将作為許多不同鍊的通用排序層，這樣無論您是以太坊、Arbitrum、Polygon 還是任何其他 EVM 鍊的驗證者，都可以使用 SUAVE 找到最佳的 MEV 機會，不僅适用于您所在的原生鍊，還适用于跨鍊交易的跨域 MEV，這些交易僅僅通過檢視該鍊的交易記憶體池是無法擷取的。
盡管 SUAVE 有一個宏偉的願景，最終使所有涉及方受益，并使以太坊生态系統更加去中心化，但自 2022 年 11 月成立以來的 6 個月中，仍然存在一些關鍵的設計問題需要解決。例如，其中一個核心問題是是否将 SUAVE 建構為單獨的 L1 鍊（類似于 Chainlink），或使用 Rollup 解決方案，或“借用”以太坊驗證者的重新質押服務，如 Eigenlayer 。每種解決方案在實施便利性、驗證者保留、安全性和靈活性方面都有其獨特的權衡，我們在這裡不做詳細讨論。
另一個核心問題是，SUAVE 是否會釋出自己的代币。盡管 SUAVE 論壇目前否認它将“暫時”不會推出自己的代币，并繼續使用 ETH 作為其本地鍊上的原生代币，但有幾個疑問，即 Flashbots 是否會堅持這一點，特别是因為從長遠來看，推出 SUAVE 代币似乎對 Flashbots 作為一家私人公司來說是最經濟的選擇。此外，可以公正地認為，Flashbots 相信它可以在低迷的市場中籌集 10 億美元的獨角獸估值的原因是對未來會推出 SUAVE 代币的隐含承諾。
那麼，是什麼阻止 Flashbots 宣布它正在推出 SUAVE 代币呢？事實證明，推出代币會帶來幾個令人頭疼的設計決策。例如，這個代币是否對某些交易有用，還是僅僅是“另一個僅用于治理的代币”？如果這個代币将具有實用性，那麼這種實用性會是什麼樣子？如何激勵 Flashbots 的不同利益相關者（例如不同的鍊、最終使用者、Flashbots 上的建構者等）使用和信任這個新代币，而不是更成熟的代币，如 ETH 甚至 L2 代币，如 ARB ？在任何情況下，都需要解決複雜的激勵對齊過程，是以 Flashbots 團隊完全有理由暫時避免這個問題。
超越 Flashbots：DeFi 未來的大局
雖然現在還為時過早，無法确定 SUAVE 最終會采取什麼形式，以及這個全新的排序鍊是否能夠實作其最初的目标并以真正減輕 MEV 的負面外部性的方式來調整激勵，但我認為 MEV 和 Flashbots 代表了設計真正去中心化金融系統的各種權衡、問題和原則的典型形象。
首先，正如之前提到的，MEV 是區塊鍊技術的一個特征，而不是一個 Bug。這些套利機會和驗證者的利潤激勵源于區塊鍊的即時可通路性，并保證了 DeFi 的資本效率。MEV 的負面影響，包括網絡擁堵、Gas 戰争和終端使用者的滑點，隻是這個過程的副産品和負面外部性。
根據定義，負面外部性不會影響從事負面行為的代理人。在這種情況下，對終端使用者造成網絡擁堵和滑點不會損害從事這種盈利行為的驗證者或套利機器人。在傳統經濟學中，純市場化的系統無法很好地解決所有這些外部性。傳統上，政府或其他監管機構會介入，糾正市場動态，最小化負面外部性的影響（例如對煙草和酒精征稅）。
另一方面，DeFi 本質上是去信任的，并反對任何形式的人類政府執法。它最接近的“執法機構”是通過在代碼中編碼規則和法規（例如通過智能合約）來實作确定性和透明性。是以，正如 Flashbots 的故事所展示的那樣，減少 MEV 這種現象的負面外部性總是依賴于一個複雜的激勵重新設計和對齊的過程。畢竟，就像華爾街量化交易員一樣，DeFi 套利機器人并不以高道德标準和善意著稱。
使用激勵重新設計來減少 MEV 的負面外部性不僅僅是 Flashbots 團隊的内在特征。除了 Flashbots 之外，還有許多其他團隊試圖重新調整激勵，開發協定以減少 MEV 的影響。例如，Chainlink 的公平排序服務（FSS）利用其去中心化的預言機網絡将“交易排序”過程外包給驗證者，實作了類似于 SUAVE 網絡所追求的目标。另一個例子是 CoW 協定（前身為 Gnosis 鍊）上的“需求巧合”（CoW）機制，它根據交易是否互補（例如，我想要 1500 USDC 換 1 ETH，而你想要 1 ETH 換 1500 USDC）自動将交易粘合在一起，并使用求解器算法確定每個人以最優價格交易。
但是，在不信任任何單方的去中心化設定中進行激勵重新設計可能是一項非常困難的任務，因為從根本上講，您正在試圖抵消規模經濟。例如，在 Flashbots 的建構者中心化的情況下，已經“證明其價值”的建構者更有可能被搜尋者“信任”，後者将給他們更多的高品質交易，并鞏固他們作為市場上司者的地位。通過激勵重新對齊來識别、解決和實施去中心化的替代方案，本質上是在玩“打地鼠”的遊戲——您永遠不會知道新引入的激勵系統可能包含的中心化漏洞和隐藏的規模經濟，所有這些隻有在事後才會有意義。
此外，在一個具有許多不同利益相關者和代理人的複雜系統（例如區塊鍊）中，幾乎不可能避免外部性，因為幾乎肯定會有一個角落，其中一個利益相關者的行動将溢出并影響另一個利益相關者的行動。正如 Dainan 在“Flash Boys v2.0”中所展示的那樣，其中許多外部性可能構成真正的威脅，破壞整個系統的穩定性。是以，任何去中心化的系統——即使是那些具有良好設計的博弈理論——都将始終具有這種内在的複雜性、微妙性和脆弱性，其中一個意外的漏洞可能會威脅其存在。
與中心化系統相比，去中心化系統不包含任何明顯的“單點故障”——但正是這一點使得去中心化系統有時比其中心化對手更具殺傷力。如果系統設計中存在漏洞，每個節點都有可能成為“單點故障”。
最後，MEV 和 Flashbots 的故事告訴我們，維護去中心化系統的健康始終需要持續、艱巨的努力——持續參與“打地鼠”的遊戲。去中心化系統中的信任擴散需要責任和警惕的擴散，特别是因為有如此多的經濟激勵在質押中：無論是好是壞，MEV 始終存在。