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詳解子產品化 MEV:如何實作公平的交易排序?

在本系列論文的前兩部分中,我們主要關注拆分堆棧時出現的技術問題,以及子產品化世界的需要進行的改進。我們已經介紹了許多工作進展,以解決跨域設定中自然出現的問題。然而,在該系列的最後部分,我們希望更多地關注使用者體驗。我們想研究子產品化、定制和專業化如何幫助建立更好的應用程式。本系列的最後一章将着眼于子產品化中令人興奮且獨特的創造性和可能性,供開發人員建立具備 Web3 可驗證性的 Web2 使用者體驗。

構模組化塊化背後的原因不應該隻是為了迎合叙述,也不隻是為了子產品化,而是因為它使我們能夠建構更好、更高效和更可定制的應用程式。在構模組化塊化和專用系統時,會出現許多獨特功能。其中一些是顯而易見的,而另一些則不那麼明顯。是以,我們的目标是提供你所不知道的子產品化系統能力的概述,例如可擴充性。

我們認為,子產品化為開發人員提供的能力之一是能夠建構高度可定制的專業應用程式,為終端使用者帶來更好的體驗。我們之前已經讨論過設定規則或重新排序交易執行順序的能力。

可驗證的排序規則(以下簡稱 VSR)是控制排序提供的有趣機會之一,特别是對于有興趣在執行方面建構「更公平」交易系統的開發人員。顯然,流動性提供者的損失與再平衡(LVR)的關系超出了本文的範圍,是以我們将避免觸及太多這方面的知識。請記住,我們将要解釋的設定主要針對 AMM 而不是訂單簿模型 。此外,CLOB(甚至 CEX)也将從利用适合其特定設定的可驗證排序規則中受益匪淺。在鍊下設定中,顯然需要一些由加密經濟安全性支援的零知識或樂觀執行的概念。

當我們考慮到大多數散戶尚未(或不太可能)采用保護方法這一事實時,VSR 特别有趣。大多數錢包 /DEX 也沒有實作私有記憶體池、RPC 或類似方法。大多數交易都是直接通過前端送出的(無論是聚合器還是 DEX 的前端)。是以,除非應用程式直接幹擾其流程和訂單的處理方式,否則終端使用者獲得的執行效果可能都不太理想。

當我們考慮交易供應鍊排序所在時,VSR 的作用就顯而易見了。它位于專業參與者排序(或包含)交易的地方,通常基于一些拍賣或基本費用。這個排序非常重要,它決定了執行哪些交易以及何時執行。本質上,擁有排序權的人擁有提取 MEV 的能力,通常以優先費用(或小費)的形式擷取。

是以,編寫有關如何處理排序的規則以便為終端使用者提供更公平的交易執行(在 DEX 設定中)可能會很有趣。但是,如果你正在建構通用網絡,則應該盡量避免遵守此類規則。

此外,有一些 MEV 很重要,如套利、清算等。一個想法是在區塊頂部建立一條「高速公路」通道,專門針對白名單上的套利者和清算人,他們支付更高的費用并與協定分享部分收入。

詳解子產品化 MEV:如何實作公平的交易排序?

在論文《通過可驗證排序規則進行可信去中心化交易所設計》中,Matheus V.、X. Ferreira 和 David C. Parkes 提出了一個模型,其中區塊的排序器受到一系列執行排序規則的限制(并且這些限制是可驗證的)。在不遵守設定規則的情況下,觀察者可以生成故障證明(或者由于限制在數學上是可驗證的,你也可以想象一個具有這些限制的 ZK 電路,它使用 ZKP 作為有效性證明)。主要思想本質上是為終端使用者(交易者)提供執行價格保證。這種保證確定交易的執行價格與區塊中唯一的交易一樣好(顯然,如果我們假設基于先到先得的買入 / 賣出 / 買入 / 賣出排序,則此處涉及一定程度的延遲)。論文中提案的基本思想是,如果它們以比區塊頂部可用的價格更好的價格執行,這些排序規則将限制建構者(在 PBS 場景中)或排序器僅将交易包含在相同的方向(比如賣 / 賣)。此外,如果存在這樣的情況,即你在一系列購買結束時進行了賣出,那麼賣出将不會被執行(例如,買,買,買,賣),這可能表明搜尋者(或建構者 / 排序器)利用這些購買來推動價格向有利于他們的方向發展。這本質上意味着協定規則保證使用者不會被用來為其他人提供更好的價格(即 MEV),或者由于優先費用而導緻價格下滑。顯然,這裡規則的缺陷(在賣出數量多于買入數量的情況下,反之亦然)是,你可能會得到相對較差的長尾價格。

對于一般的智能合約平台而言,将這些規則作為純粹的鍊上構造規則幾乎是不可能的,因為你無法控制執行和排序。與此同時,你還與許多其他人競争,是以試圖強制那些處于區塊頂層的人支付優先費将是不必要的昂貴。子產品化設定的功能之一是,它允許應用程式開發人員自定義其執行環境應如何運作。無論是排序規則、使用不同的虛拟機還是對現有虛拟機進行自定義更改(例如添加新的操作碼或更改 Gas 限制),實際上都取決于開發人員,取決于他們的産品。

在一個 Rollup 使用資料可用性、共識層以及流動性結算層的情況下,可能的設定如下所示:

詳解子產品化 MEV:如何實作公平的交易排序?

另一個可能的想法是交易分割。設想有一個交易池,如何執行大訂單交易(這會導緻大量滑點)?如果此交易跨連續區塊執行(或者如果符合 VSR,則在區塊最後執行),這對終端使用者公平嗎?

詳解子產品化 MEV:如何實作公平的交易排序?

如果終端使用者關心延遲,那麼該使用者可能不希望将他的訂單被拆分。然而,這種情況不太常見,并且針對較大訂單的交易拆分進行優化可能會為絕大多數使用者帶來更高效的執行。不管怎樣,一個擔心是 MEV 搜尋者可能會意識到這些連續交易,并試圖将自己的交易定位在上述交易者之前或之後。然而,由于一系列區塊上的小規模分割交易,提取的 MEV 總價值可能會小很多。

我們之前在文章中提到的另一個有趣的想法是使用由傳奇人士 Eric Budish 與其同僚倡導的頻繁批量拍賣 (FBA) ,以批量拍賣方式而不是串行方式處理交易。這是為了幫助發現需求重合(CoW)并将套利機會融入市場機制設計中。這也有助于「對抗」連續區塊建構中的延遲遊戲(或串行區塊中的優先費用戰)。感謝 Michael Jordan (DBA) 讓我們注意到這篇論文,并感謝他為緩和 Latency Roast(所做的工作。将其作為 Rollup 的分叉選擇和排序規則的一部分來實作也是開發人員可以使用的一個有趣的設定,我們已經看到它在過去的一年中的顯着吸引力,尤其是對 Penumbra 和 CoWSwap。一種可能的設定如下所示:

詳解子產品化 MEV:如何實作公平的交易排序?

在這種設定中,不存在先到先得或優先 Gas 費戰争,而是在每個區塊之間的時間内根據累積訂單進行區塊結束批量拍賣。

一般來說,在大部分交易已轉移到非托管的「鍊上」世界,FBA 可能是「真實」價格發現的更有效方式之一,具體取決于區塊時間。利用 FBA 還意味着,由于所有大宗訂單都是批量的,并且在拍賣結束之前不會透露(假設有一些加密設定),是以搶先交易會大大減少。統一的結算價格是此處的關鍵,因為重新排序交易是沒有意義的。

還需要指出的是,早在 2018 年,Ethresear.ch 論壇上就讨論了類似于我們剛剛介紹的設計(請參閱此處)。在文章中,他們提到了兩篇論文,在 Plasma 上提供了一種批量拍賣機制(有點像現代 Rollup 的前傳),其中每個批次接受以某個最高限制價格購買其他 ERC20 代币的訂單。這些訂單是在一定時間間隔内收集的,并為所有代币交易對提供統一的結算價格。該模型背後的總體思想是,它将有助于消除流行的 AMM 中常見的搶先交易現象。

另一個需要注意的重要事項是,在這些設定中,排序器可能需要一些激勵來執行(和強制執行)上述規則。這一點經常被忽視,但區塊鍊網絡的大部分基礎設施都是由專業公司營運的,其成本與普通的家庭參與者完全不同。一般來說,激勵是安全基礎設施實施的重要組成部分。在激勵措施與所執行的規則一緻的情況下,排序器和建構者也更有可能做出更大的努力。這意味着這些設定也應該有一個活躍的市場。顯然,這類市場正在趨于中心化,因為專業化的資金成本可能很高。是以,最聰明(也最富有)的人可能會整合并專業化,以擷取盡可能多的價值。在這裡,排他性訂單流對于某些參與者可能是膝蓋上的箭頭,則導緻中心化增加。一般的基準費用可能就足夠了,但它并不能真正推排序參與者走向專業化。是以,你可能希望通過适合你的特定情況的激勵機制引入一些讓交易者對結果滿意的概念。

這對大多數人來說都很清楚,但在讨論 Rollup 級别的排序時仍然需要提及。如果你能夠控制排序,則可以更輕松地「提取」協定的價值。 這是因為你控制着重新排序交易的權力,這通常基于大多數 L1 上的優先費用(MEV-boost-esque 設定)。它為你提供了鍊上提取價值的複雜參與者支付的優先費用。這些參與者通常願意支付相當大的金額(直到它不再能夠提供價值)。然而,目前大多數 Rollup 主要采用先到先得的機制。大多數 MEV 提取都是通過延遲戰争進行的,這給 Rollup 基礎設施帶來了嚴重壓力。由于上述原因,我們可能會看到越來越多的 Rollup 開始實施具有優先費用概念的排序結構(例如 Arbitrum 的時間增強機制)。

我們喜歡的另一個例子是 Uniswap。目前,Uniswap 作為一種協定「建立」了大量低效率。這些低效率的行為被尋求提取 MEV(套利,以流動性提供者的利益為代價)的參與者所利用。與此同時,這些參與者為提取價值而支付了大量費用,但這些價值都沒有落入 Uniswap 協定的手中,也沒有落入其代币持有者的手中。相反,這種提取的價值的很大一部分是通過 MEV-Boost 向以太坊提議者(驗證者)支付優先費,以獲得在某個時刻包含在允許捕獲價值的區塊中的權利。是以,雖然 Uniswap 訂單流存在大量 MEV 機會,但沒有一個被 Uniswap 捕獲。

如果 Uniswap 能夠控制協定内的排序(以及從搜尋者那裡提取優先費用的能力),它可以實作商業化, 甚至可能将其中一些利潤支付給代币持有者、流動性提供者或其他人。随着 Uniswap 的變化(例如 UniswapX 等)轉向鍊下執行(以及以太坊作為結算層),這種機制看起來越來越有可能。

如果我們假設一個擁有部分 PBS 機制的 Rollup,訂單流和商業化流程可能如下:

詳解子產品化 MEV:如何實作公平的交易排序?

由此,Rollup 排序者、提議者的商業化可能遵循以下公式:

發行量 (PoS)+ 費用收入 (+priority)-DA、state pub、storage 的成本

檢視目前在以太坊上提取了多少價值(尤其是套利)的好方法可以在 Mevboost.pics 上找到,它很好地概述了從低效率中實際可以提取多少價值。

此外,将優先費 Gas 戰争與鍊外結構分離,可以将 MEV 提取隔離到執行環境中,進而有助于遏制供應鍊中斷。然而,考慮到如果上司者選舉發生在 Rollup 上,則大多數 MEV 将在 Rollup 上提取,這給底層結構留下很少的空間,除非 DA 層包含、結算層的優先費用來自流動性整合或其他的規模經濟。

需要澄清的是,其中許多結構可以作為純粹的鍊下結構發揮作用,無需任何驗證橋或強大的安全保證。然而,必須在那裡做一些權衡。我們開始看到更多這樣的東西突然出現,無論是現有的還是隐形的。我想要指出的一點是,子產品化設定并不一定意味着是 Rollup。

上述排序規則代表了一個示例,其中微調基礎設施可以大幅改善建構在之上的應用程式。