量化MEV——推出MEV-Explore v0
- flashbots
- 发布于 2021-02-24 11:42
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本文深入探讨了最大可提取价值（MEV）在以太坊中的现状，介绍了MEV-Explore平台的发布情况，分析了自2020年1月1日以来提取的MEV数量及其对以太坊网络的影响，包括gas费用的浪费。文章详细说明了成功和失败的MEV交易类型，提供了多个实例，并探讨了MEV对以太坊未来的潜在影响和应对措施。
我们首次深入研究了 MEV，并通过 MEV-Explore 发布了我们的发现，这是一个公共仪表板和实时 MEV 交易探测器。
在从 2020 年第一个区块开始抓取以太坊区块链之后，我们对超过 130 万个 MEV 交易进行了分类，自 2020 年 1 月 1 日以来，我们发现至少有价值 3.14 亿美元的 MEV 被提取，以及 450 万美元的失败 MEV 交易所浪费的Gas费用，相当于 4500 个以太坊区块的浪费区块空间。
介绍：
MEV 是一个指标，代表可以从区块链上生成的区块内对交易重新排序、包含或审查而无权限提取的总价值。到目前为止，以太坊上的 MEV 提取主要是由 DeFi 交易者和机器人操作员通过执行交易策略（交易顺序很重要）进行的，少量的收入来自于与这些参与者的 MEV 交易相关的矿工所收取的Gas费用。例如，MEV 对矿工独有价值的理论值是通过他们生成的区块的交易重排序可获得的，但 MEV-Explore v0 关注于目前以太坊上 MEV 活动的实证证据。
在以太坊上提取了多少 MEV？DeFi 交易者和机器人操作员捕获了多少 MEV？在包含 MEV 交易的矿工挖矿的工作量证明解决方案中，消耗了多少Gas费用？哪些是最常见的 MEV 提取策略？哪些 DeFi 协议包含最多的 MEV？成功和失败的 MEV 交易占用了多少网络资源？
带着这些问题，我们抓取了以太坊，覆盖了 8 个主要的 DeFi 协议及其克隆，并收集了自 2020 年 1 月 1 日以来上链的超过 130 万个 MEV 交易，为提取的 MEV 提供了初步的下限。我们现在通过 MEV-Explore v0 发布我们的发现：explore.flashbots.net，这是一个公共仪表板，实时跟踪以太坊上的 MEV 和最新 MEV 交易的综合指标。
自 2020 年 1 月 1 日以来至少 3.14 亿美元的提取 MEV
在从 2020 年第一个区块（9193266）开始抓取以太坊区块链后，我们发现自 2020 年 1 月 1 日以来至少有价值 3.14 亿美元（约 54 万以太币）的 MEV 被提取。这包括成功的、回滚的和检查过的 MEV 交易及其相关的Gas费用。
图 1：自 2020 年 1 月 1 日以来的累计提取 MEV（以美元计）
总提取的 MEV 增长显著：在 2021 年 1 月，我们记录的总提取 MEV 为 5700 万美元（47.6k ETH），较 2020 年 1 月的 18 万美元（1.1k ETH）绝对美元金额增长超过 300 倍，或以太币增长 43 倍。这个数字为自 2020 年 1 月 1 日以来的 MEV 提供了下限，并给出了由交易顺序所至少涉及的价值的指示性数字。我们认为由于数据收集过程在协议和交易类型上的覆盖不完整，实际提取的 MEV 可能会更高。我们还预计，该指标将继续增长，不仅会随着 DeFi 的增长和以太坊复杂性增加，打开从交易排序中捕获价值的新方法，同时更多复杂的 MEV 提取方法也会出现。
MEV-Explore v0 标志着我们通过 MEV-Inspect 量化和分类 MEV 活动的共同努力的第一个里程碑。目前，支持这些指标的数据收集检查了下表中列出的 8 个协议（见图 2）。在 MEV-Explore v1 中，我们计划覆盖许多新兴的 DeFi 协议，这些协议具有显著的 MEV 暴露（例如 ESD/DSD）以及大部分 MEV 在 DeFi 近期增长之前就存在的 OG DeFi 协议（例如 Bancor、Kyber、Etherdelta、Airswap）。此外，我们目前还未涵盖一批 MEV 活动，例如多交易机会（例如夹心交易）和 CEX-DEX 价格套利。我们邀请社区加入我们，改进仪表板指标，完善我们的数据收集和清理过程，并撰写更多 MEV 检查器，以增加 MEV-Explore 的数据覆盖。
图 2：协议覆盖情况
提取的 MEV 中计算了什么？
如上所述，MEV 现在主要是通过抓住依赖于交易排序的交易机会来获取的。这包括诸如直接在 Uniswap 上进行代币的价格套利、在 dYdX 上的预言机更新后进行的贷款清算，以及从 Empty Set Dollar 等协议中兑换优惠券等机会。
我们将提取的 MEV 中的 MEV 交易分为两大类：成功和失败。在失败中，又分为两种子类：回滚和检查。
成功的 MEV 交易 是指追逐 MEV 机会并成功捕获它的交易。
回滚的 MEV 交易 是一种失败的 MEV 交易，追逐 MEV 机会但未能成功捕获，原因可能是其他人已在其之前抢先获取，跑到行程阻力或市场条件发生变化不利于他们。
检查的 MEV 交易 是另一种失败的 MEV 交易，其中失败的原因更为微妙，发送者首先检查机会是否仍然存在，然后再发出他们的 MEV 交易，以节省气体。虽然发送者最终仍需为检查支付Gas费用，但其成本远低于直接发出交易。
让我们来看几个示例：
示例 1：来自优先气体拍售的成功 MEV 交易
三个流动性池 Balancer ETH/USDC、Sushiswap USDC/SIL 和 Sushiswap SIL/ETH 之间的 3 跳套利，支付了 12 ETH（当时价值 14.1k 美元）作为交易费用，并提取了 16.7 ETH（当时价值 19.6k 美元）作为 MEV。 https://etherscan.io/tx/0x2bde6e654eb93c990ae5b50a75ce66ef89ea77fb05836d7f347a8409f141599f
高昂的交易费用暗示发送者通过在被挖掘之前逐步提高套利交易的气体价格，为其现有交易替换掉一个使用相同 nonce 但设置更高气体价格的交易，以便与其他交易员竞争相同的机会。拍售中的一位失败者承担了一次 1.18 ETH 的损失，并属于“已检查”的 MEV（参见示例 3）。上述成功交易的气体价格为 51.6k gwei，较当时的平均气体价格（94 gwei）高出 547 倍，但仅比失败者 27.6k gwei 高出 2 倍。
交易 #1 的提取 MEV 分解： 发送者获得 4.7 ETH（当时价值 5.5k 美元），F2Pool（该区块的矿工）获得 12 ETH（当时价值 14.1k 美元）。
交易 #2 的提取 MEV 分解： F2Pool（该区块的矿工）获得 1.18 ETH（当时价值 1.4k 美元）。
示例 2：失败（回滚）的 MEV 交易
一笔交易尝试从 Cream Finance 清算中捕获 MEV，但因气体不足而失败，造成发送者损失 5.75 ETH（当时约 1 万美元）的交易费用。
https://etherscan.io/tx/0x8cfb46876ce1d40250e9690482bdaaffc1f6b60e18c3405ff5e98b636840875f
使用了 1.5M 气体，几乎花费了 6 ETH 作为费用，该交易申请了一笔 88,000 美元的 USDC 闪电贷，目的是清算 Cream Finance 的头寸。它在成功进行前半部分时因气体不足而失败。表面上看，0x8cfb4 看似无辜，其内部交易却透露了超过 237 笔交易。这是一笔极为复杂的交易，其中的 EVM 计算逻辑的复杂性导致使用了 1.5M 气体，占该区块的近 13%！然而，无论耗费了多少气体，该交易因气体不足而失败，最终导致发送者损失约 5.75 ETH（当时约 1 万美元）的交易费用。
在这个“回滚”交易之后，机会仍然存在，第二名气体拍卖参与者 抓住了机遇，总共提取了 4.125 ETH 的 MEV，其中 3.75 ETH 用于Gas费用。
交易 #1 的提取 MEV 分解： 发送者获益 0 美元，Sparkpool（该区块的矿工）约获得 5.75 ETH（当时约 9.3K 美元）。
交易 #2 的提取 MEV 分解： 发送者 #2 获得 0.375 ETH（当时价值 600 美元），Sparkpool（该区块的矿工）获得 3.75 ETH（当时约 6K 美元）。
示例 3：失败（检查）的 MEV 交易
一笔交易检查了 Uniswap WETH/PRT、Uniswap SFI/PRT 和 Sushiswap SFI/WETH 的流动性池，寻找 3 跳套利的机会，发现目前不存在，并优雅地返回，仅消耗了 43000 气体，总费用约为 0.01 ETH（当时约 19 美元）。
https://etherscan.io/tx/0xf629036e2740a98e1ca5ce32fff85f27337d224e94cbeee6c3d7aabb7507b050
一些交易者比示例 2 中我们的首次发送者更具成本效益，他们在发出一笔复杂逻辑的交易并耗费很多气体之前，执行了一个“检查”，以验证机会是否仍然存在。我们也认为这些是失败的 MEV 交易，因为最终没有发出 MEV 交易，因为检查的结果显示机会已消失。
提取 MEV 分解： 发送者获益 0 美元，Ethermine（该区块的矿工）大约获得 0.01 ETH（当时约 19 美元）。
MEV 交易非常吸引人，有时因其复杂性而吸引，有时因其失败的方式多或少优雅，或者有时因其讲述的伪匿名用户的故事而吸引（如 这个套利，因一个似乎失误的 0x 开放订单簿订单而使发送者获得了 190 万美元的收入，交易费用为 73 美元）。深入探索更多 MEV 交易，请在 MEV-Explore 的 实时 MEV 交易探测器 中进行，并帮助我们识别 “正在审查的异常 MEV 交易” 标签中被错误分类的交易！
MEV 提取的网络开销
DeFi 交易机器人操作员通过参与如示例 1 中的抢先交易/优先气体拍卖以及参与 背靠背交易（即企图在同一区块中尽可能跟随特定交易，如预言机更新，通过发送不少于目标的多笔气体稍低的交易并希望其中一笔被纳入）来竞争 MEV 机会。
这两种做法对以太坊都是有害的，因为这使得链的膨胀，并施加了气体价格上升的压力，正如我们在上述示例 2 中看到的那样。考虑到我们当前看到的高 gas 价格，这个问题尤其重要。这种价格推挤小用户出局，侵蚀以太坊的无权限性，因为对他们来说，成本变得过高。
此外，由于单笔交易将赢得 MEV 机会，我们发现以太坊区块链上充斥着回滚和检查交易，我们将其归类为失败的 MEV 交易。我们认为这些失败的 MEV 交易并不需要记录在链上，并占用了宝贵的区块空间。
自 2020 年 1 月 1 日以来，提取的 MEV 活动占据了以太坊网络整体气体消耗的至少 ~3%（见图 4）。放大看回滚和检查的 MEV 交易，我们发现它们的气体消耗至少可以填充 4500 个以太坊区块，浪费了大量的有价值的区块空间！
图 3：自 2020 年 1 月 1 日以来提取的 MEV 用于整体网络气体使用情况的比较，按成功（绿色）和失败（红色）的 MEV 交易分类
MEV 的演变：最大可提取价值
在今天的以太坊上，在它转向权益证明共识之前，矿工在交易的包含和排序方面有最大权力，因为他们是区块的生产者。因此，MEV 这个术语最初由 Phil Daian 等人在 2019 年的研究论文 Flash Boys 2.0: Front Running, Transaction Reordering, and Consensus Instability in Decentralized Exchanges中引入，意为矿工可提取价值。然而，MEV 存在于所有智能合约区块链上，只要有一方负责交易排序，包括非矿工参与者，如 ETH2.0 的验证者和乐观滚动的滚动提供者。因此，我们建议将 MEV 重新命名为最大可提取价值，以拓宽覆盖其他区块链架构的范围，同时保留与其初始名称的“向后兼容性”（即，暗示由最强大的参与者在交易排序方面所设定的上限）。
将矿工一词移出 MEV 的名称也解决了另一个常见的误解：矿工是唯一能够捕获这个价值的人。如上所述，实际上迄今为止，以太坊上的 MEV 提取主要是由非挖矿的 DeFi 交易者和机器人操作员进行的。
图 4：自 2020 年 1 月 1 日以来，在 MEV 交易发送者和 MEV 交易矿工（Gas费用）之间的提取 MEV 分split。
然而，在最近几个月，我们开始看到矿工在 MEV 游戏中更积极的参与，通过直接运行机器人进行直接提取，与 DeFi 交易者达成利润分成协议，或采用 Flashbots 的 MEV-Geth 等 MEV 提取市场基础设施。
避免 MEV 危机
正如我们在之前的帖子中所描述的 Introducing Flashbots: Frontrunning the MEV crisis，MEV 危机可能在多个维度上发生：矿工激励失衡导致共识不稳定、单方面的矿工-交易者协议导致不公平的信息不对称以及网络开销导致以太坊无法使用等，这是我们描述的几个方面。解决这个危机难度较大，因为任何试图阻止矿工或交易者获取 MEV 收入流的尝试都可能会刺激潜在不透明的 off-protocol 市场的创建，然而，以太坊的复杂性日益增加（即，新的智能合约部署、新用户加入、新的组合层）预示着 MEV 只会持续增长。
我们认为 MEV 提取是不可避免的。为了避免 MEV 危机，这种提取必须以无信任、公平和高效的方式进行。我们朝着避免此危机迈出的第一步是创建了一个 概念证明，以便高效和公平地提取，我们正在努力改善其信任保障。
迈出我们的第二步
尽管许多人共享对 MEV 的关注，但这个话题直到最近几个月几乎未曾脱离理论领域，正如 Zhou 等人在 Quantifying Blockchain Extractable Value: How dark is the forest 的研究论文中讨论的，这在我们 1 月 21 日的 MEV 研讨会 中也被提出。这可能是因为量化 MEV 是麻烦的，因为它需要显著的基础设施、数据分析和对智能合约交互的深入了解。更糟糕的是，随着越来越多的关键安全基础设施移出链（例如，清算机器人交易逻辑移至链外），并且随着链的状态和大小增长，理解 MEV 变得愈加复杂。
当我们发布 MEV-Explore v0 时，我们迈出了第二步，照亮 MEV 活动并为社区提供急需的数据。这是我们首次版本的仪表板，我们向社区发布，并不是作为最终产品，而是我们认为足够好，以便有用，更重要的是，能够被贡献。在线量化 MEV 活动是一个无界的问题。总是有更多的 DeFi 协议等待检查，更多的指标等待测量，还有更多的数据清理工作，你可以通过在 MEV-Explore 获取 GitHub 议题 或在仓库的 讨论板 开展讨论开始做贡献。
我们相信 MEV 对以太坊未来的重要讨论将不断增长。人无法将以太坊的社会维度与其技术维度分开。最终，MEV 争论和以太坊的未来，同样将涉及社区将在这些标准上达成共识的社会规范。我们希望 MEV-Explore 能够帮助围绕这些规范的讨论。
特别感谢 Danning Sui、Tom Schmidt 和 Ryan Noble 对 MEV-Explore v0 的贡献，感谢 Flashbots 核心开发人员和 MEV-Explore 和 MEV-Inspect 的社区贡献者 Georgios Konstantopoulos， Jason Paryani， Scott Bigelow， Austin Williams， Alejo Salles， Tina Zhen， Andrei Anisimov 和 Alex Manuskin。
我们是谁：Flashbots 是一个研究和开发组织，成立的目的是缓解矿工可提取价值 (MEV) 对智能合约区块链，起初是以太坊，造成的负外部性和生存风险。
我们并非典型初创公司，我们的原则基于海盗黑客集体。如果你是一个自给自足、自我导向的人，把集体成功放在自己之上，并且致力于解决具有不对称影响和机会的难题，那么你将会非常适合我们。
资源：
- 原文链接： writings.flashbots.net/q...
- 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～
