模块化 MEV；第一部分——介绍

MEV简介

最大可提取价值，或称MEV，在加密领域引起了很多关注。MEV指的是通过重新排序、插入和审查区块内的交易，提取用户价值的过程，以及来自温和的MEV（如套利、清算等）的利润。该概念在2014年首次在以太坊Subreddit上出现，由/u/pmcgoohan提到。

最早的可量化MEV示例之一发生在CryptoKitties热潮期间。具体来说，就是完成CryptoKitties的怀孕概念（生出一只新猫），任何人在猫的分娩区块后都可以通过调用giveBirth()这个智能合约来完成怀孕。这样做就可以获得以太坊（Eth）作为奖励。这种行为是可以被抢跑的，从而获得利润（MEV）。正如Markus Koch在2018年回忆道（顺便说一句，读起来很精彩）——在游戏早期，只有与几个人相关的账户能够生出猫。随着时间的推移，其他账户开始调用giveBirth()方法，以获取自由可用的利润。还可以看到只有少数几个“助产士”（分娩调用者）负责大部分的生育事务。

通过Markus Koch展示的前给Birth调用者（助产士）的收入

还可以看到，助产士们通过Gas费用进行竞争（尽管在代码效率上相对均衡，但某些助产士在进行giveBirth调用时显然更为成功和有利可图）。当时得出的结论是，分娩费用使得游玩CryptoKitties的成本变得比没有该机制时更为昂贵。这是一个MEV意味着最终用户交易执行不佳的示例，因为在生育期间Gas费用飙升。

另一个例子是2017年中后期Bancor的抢跑行为。Phil Daian（Flashbot联合创始人）和Emin（Avax创始人）在2017年6月指出了这一点。他们展示了矿工能够在Bancor上抢跑任何交易的可能性，因为矿工可以自由地重新排序他们所挖掘的区块内的交易。Ivan Bogatyy在同年8月更进一步，构建了一个程序，可以监控和执行作为非矿工（仅仅是搜寻者！）的抢跑机会，因为区块链及其内存池是公开的。如果你想了解最早期MEV的世界，这是一个很好的阅读（链接）。

自那时以来，MEV迅速发展，随着2019年以后DeFi的到来，链上经济活动增加，它已经成为协议设计的重要组成部分。随着L2、桥接、应用链等的兴起，探索“模块化”设计可能对MEV产生的潜在影响也变得非常有趣。但首先，我们必须概览MEV当前的参与者。

在MEV生态系统中，有各种参与者。搜寻者通常是最有利可图的MEV参与者（从基本原则的角度来看，尽管更多“通用”价值最终属于构建者和验证者，因为他们从许多搜寻者那里聚合价值），但也有其他参与者。我们先来解释他们。值得注意的是，由于协议设计，部分参与者之间的共谋程度比其他人要高。参与者（除用户和钱包外）包括搜寻者（S）、构建者（B）和验证者（V）。在MEV供应链中，他们发挥着以下角色：

来源：Stephane关于MEV供应链的优秀文章

搜寻者: 试图通过不同的方法在链上找到所有可提取的价值。搜寻者与构建者合作，搜寻者愿意支付高昂的Gas费用，以使他们的交易被包含。这一点很重要，因为我们认为理所当然的许多事情，比如套利和清算，都是由搜寻者来执行的。搜寻者将交易打包在一起并交给构建者。

构建者: 接受跨组的交易，构建区块供提名者使用。除了搜寻者的交易外，多个交易包也可以组合在一起形成一个区块，还可能包含其他用户在内存池中待处理的交易，并且交易包可以针对特定的区块进行提交。

验证者: 验证者执行共识角色以验证区块。他们将块空间出售给寻求利润的搜寻者和构建者，反过来则从中获得部分收益。请记住，验证者同时获得发行（提名者、证明者、同步）的奖励和执行奖励（MEV+小费）。

那么为什么有些人会说MEV是不好的，而看起来表面上它为生态系统和安全预算提供价值？MEV通过优先Gas拍卖（PGA）进行竞争。PGA是一种拍卖，在该拍卖中，费用被竞争性地抬高以获得交易的优先排序。费用估算器将PGA膨胀的Gas价格用作参考，导致用户过度支付他们的交易。需要注意的是，这种情况在MEV-Geth/Boost和Flashbots发布之前是主要的工作方式。自MEV-Geth推出后，许多与MEV相关的计算都转移到了链下的一个无权限侧中继，使得MEV搜寻者能够与节点和其他参与者直接沟通。这导致司副费用拥塞定价的下降。这一点在观察普通构建（vanilla builders）与MEV-Boost的份额时也容易看出来。

来源: Mevboost.pics

根本的问题源于用户和机器人在同一池中，独立于他们是否争取MEV。

MEV（以及一般利润）的性质，以及其相对无权限的特性，意味着参与者有巨大的动力去榨取区块链用户的利润。正如大多数追求利润的企业一样，这也导致参与者过于集中（例如在地理上），以获得更高的利润。榨取行为的中心化多发生在协调者层面，尤其是在共享层的当前实现机制，其中最终将需要转移任务的汇集层/顺序器（如排序、争端解决、流动性等）。因此，榨取行为可能会发生，且必然会发生（通过中心化）。

参与MEV的门槛也越来越高，导致进一步中心化。部分原因在于搜寻者必须不断维护MEV机器人。竞争激烈，代码需要不断更新。如果找到一个优势，往往会选择不分享。然而，由于区块链是开放的账本，这些优势最终会被发现。“MEV市场”，如Flashbots，也相当集中过，因为绝大多数的区块通过Flashbots流动（70%！），但MEV-Boost中继是无权限的，并且拥有多个终端（根据Mevboost.pics的11个终端，创建者Toni Wahrstätter）。

来源: Mevboost.pics

值得注意的是，有计划去去中心化整个MEV供应链，我们相信Flashbots团队十分清楚当前实现的细微差别。中心化的Flashbots中继并不直接拥有任何验证者权力。Flashbots同样不能审查与MEV无关的交易。验证者仍然可以包括未经过Flashbots中继的交易。Flashbots显然是一个中心化的力量，但非Flashbots世界的替代方案无疑看起来会更加糟糕。由于参与MEV-Boost的参与者的平均收入高于非参与者，这导致了其中的参与者进一步中心化。

然而，请不要担心，“我们将去中心化！”这往往是一个老生常谈的回答。然而，如果Flashbots在MEV的伦理问题上无法达成共识（正如在最近的一次播客上提到的与Phil Daian的对话），更广泛的社区将如何对此达成一致？

如果Flashbots作为一种系统最终变成一个DAO，它可能会实现自己的去中心化。它类似于在这里Lido等以外的例子。为了减轻中心化的指控，许多协议表示它将变为去中心化的DAO（最终），就像Flashbots一样。可以认为，这只是将中心化转化为更多层次的结构，从而使中心化更难以察觉。然而，增加更多层次也有一些有限的优点。归根结底，在大多数情况下，一定程度的去中心化总比没有要好。不过，这取决于该去中心化抗攻击的程度。

那么参与者参与的意义何在？

验证者希望收取最多的费用/MEV，以便在用户的以太坊上提供最高的质押率。这是验证者选择构建者创建的最高价值区块的一个激励。

来源: Mevboost.pics

构建者将从用户、MEV搜寻者和他们自己的私人订单流汇总交易，以制作尽可能高价值的区块：

1. 具有独占私人订单流的构建者应该主要能够创建最有价值的区块。

2. 包含构建者区块的励应当激励更多私人订单流到达这个构建者，因为用户和搜寻者希望他们的交易迅速被纳入。

3. 提前出售未来的区块空间，以便市场制造商或协议能够安全其用户的交易或业务的区块空间。

MEV区块生成和交易纳入动态本质上创造了对最终用户的不公平市场。市场结构无法改善（实际上也没有改善），除非进行直接干预。协议必须控制市场，或者有机制构建以支持它（正如我们所看到的）。 proposer之间的合作（他们在市场上具有所有权力）在半权限的半去中心化顺序器设置中，似乎更加令人担忧。然而，如果在任何提取MEV的情况下发生削减，那么除了交易费用之外，选择成为顺序器的原因又在哪里？

特别是当你没有发放代币以获取安全性时，因为你的安全性来自基础层。这导致相信必须建立一个SBV（搜寻者-构建者-验证者/顺序器）供应链的信念。 这也可以导致参与者之间的信任契约。而且，MEV实际上可以被视为某种“问题”，在应用层面上更受影响（例如一些协议此前所做的时间锁难题等），不直接干涉协议。但在某些情况下，我们将在这里提出，该系统的基础协议的安全预算也可能会增加。

在竞争激烈的块市场中，应用的竞争最终将回归到“MEV”（优先gas费用）。构建者不会在无利可图的回退上浪费块空间，他们总是会制作出最有利可图的区块。

通过使得搜寻者和猎手能够轻松寻找出良好的可预测状态变化而导致的MEV（形成一个市场），你可以激励良好的MEV，增强协议的安全性和效率。将这些盈利行为与顺序器本身结合起来，通过束缚代币成为某个顺序器（也许还有用户代表其他用户产生一部分利润的额外可能性）可以共享这部分利润。这将允许价值链既落入用户的手中，也落入顺序器的手中，同时增加协议本身的安全预算。因此，用户也参与他们自己创造的价值。一个区块链的去中心化只有随其成功和采用（成熟度）而扩展。

MEV; 好的、坏的还是仅仅存在的？

我们可以通过查看链的经济安全来思考MEV的角色。一般来说，这被视为“保护”该链所需的价值，质押的资产数量或在比特币的情况下，进行51%攻击所需的资金量。MEV是其关键组成部分，因为它增强了验证者/矿工的收益，从而允许更多的经济价值被质押。

因此基本上这里有两种推理方式。要么将MEV视为不好的；这种推理认为，从用户那里提取（不知情地）价值，降低了用户体验，复杂用户从不复杂的用户中提取价值。因而，许多解决方案已出现，以防止MEV，像门限加密用于加密TX的预排序和统一执行价格的批量拍卖正在被用于防止或降低MEV的提取。

另一种看法是，MEV实际上是一种积极的力量。其推理在于，MEV提取增强了由验证者/矿工出售的块空间的（潜在）价值，因此允许更多的收益流向他们。由于收益较高，验证者/矿工愿意投入更多的资产以获得这些收益。这样将导致链的经济安全性增强。实现这种经济安全的另一种方法是通过以人为地提高收益，发行更多的原生代币/奖励。然而，这会给代币持有者带来成本，因为他们的资产会遭遇通货膨胀。如果从这个角度看待MEV，它实际上对代币持有者而言是积极的，因为它使他们能在保持其经济安全性的同时，面临更少的通货膨胀。

来源: Mevboost.pics

这归结于你希望痛苦落到哪里。通过允许MEV被提取，你限制了达到某一水平经济安全所需的通货膨胀，而牺牲了用户体验。因此，发行（通货膨胀）变成了达到某种采用指标所需的公用事业，而最终将允许你将其降低到微不足道的程度，同时MEV可助力于安全预算（并因此增强协议本身的去中心化）。

然而，通过防止或降低MEV（如果可能的话），你提高了整体用户体验，代价则是代币持有者，因为你将需要更多的通货膨胀来维持经济安全性。有一种或许更为遥远的推理是，针对完全理性的参与者，提取出最大额的MEV未必是最优的。因为这会对用户造成巨大的负担，使得他们不再积极地在链上经济活动，减少了从他们身上提取出来的整体量。

在我们从基础层的角度看待MEV的上述观点时，关于应用层的同样论点也可以展开（尽管我们相信这将在应用链中变得愈加交织）。来自Mekatek的研究显示，在DEX层面，你要么允许套利并使LP受益，要么不允许并通过通货膨胀来补偿LP，这样代价则是代币持有者。这里有着类似于我们在基础协议层所展示的动态。

那么，MEV到底是好还是坏？我们能给出的最公正的答案是，它既是，也不是。从某一点上看，一些形式的MEV可能被视为不好的，而从另外一点看被视为有益的。总的来说，我们认为MEV既不算好，也不算坏，它仅仅存在。

去中心化顺序器

当你观察MEV在L2上的表现时，优化提取多少的价值显得尤为重要。这是因为，目前大多数顺序器都是中心化的。他们完全负责区块内的排序，因此可以决定提取多少价值。然而，与加密行业的任何中心化节点一样，目标是转向去中心化的顺序器，而此时你会发现与PoS L1相同的激励博弈理论。顺序器的经济学可以表示为：

收益 = 发行（通货膨胀）+ 收集的费用之和 - 数据可用性（DA）& 争议解决的成本

（请记住，还有计算硬件运行费用的开支）

通过防止或限制从L2提取MEV，你降低收集的费用总和，从而使得运行顺序器或者参与去中心化顺序器网络的收益降低。此外，在去中心化顺序器集时，你需要考虑各种因素。

去中心化顺序器的必要性是显而易见的——它去中心化并消除构建汇总的集中团队的信任假设。目前，Rollup的顺序器运作方式是存在一个由团队运行的单一顺序器，执行、批处理和最终确定所有交易。在顺序器失败的情况下，这显然不是理想选择（尽管退出提取可以帮助解决这个问题）。此外，它也对控制顺序器和允许可升级性、并在欺诈情况下使用的多签智能合约的团队施加了巨大的信任假设。它们也能够重新排序交易并提取MEV。然而，目前确定交易的方式完全假设顺序器不会干预、提取或敲诈任何MEV或交易，这也给我们带来了允许顺序器在收到交易后迅速确定交易的软最终性。这被称为软最终性，在某些情况下，真正的最终性可能需要长达10个小时才会到达，以ZK Rollups为例。一个很好的例子是Starkware在以太坊上的SHARP强验证合约——其中ZK证明确认了来自大量交易的数据。通常每隔3-10小时触发一次，这是从处理批次中第一笔交易的争议时间。

来源: SHARP强验证合约

来源: SHARP强验证合约

这样做的目的是降低交易成本，并将尽可能多的交易置于一个单一的证明中，否则交易成本将飙升。这就是Rollups上交易的最终确定方式 - 它们会收到软最终性的保证，而最终它们将在基础层（在这种情况下为以太坊）上被最终确定。对于Optimistic Rollups，交易则批量处理，状态根（与ZK相同）和调用数据（交易状态，这与ZK相同的状态差异）一起发送到以太坊的L2合约上。由于争议时间的要求（逐步回滚欺诈交易的能力），Optimistic Rollups上的交易的真正最终确定要等到约7天后（同意的数字）。这意味着他们的实际软最终性保证需要长时间以便能让观察者证明已发生的任何欺诈。这些都是在去中心化顺序器集时需要解决的问题；同时需要保证软最终性，以及最终完成零同时确保证明（有效性或欺诈）按意图运作。

以下是当前Rollups运作方式的图解：

(r&c)

请注意，当你依赖L1进行共识时，L2的最终性并不算真正的最终性。这部分是由于从Rollup向基础“结算”层移动共识而做出的权衡。除非你也在 Rollup 上进行共识（这会失去衍生的安全性，但可能会实现主权，并利用数据可用性层获取数据） 但是这显然的权衡会分散流动性并增加互操作的难度。

接下来，让我们探索去中心化Rollup的顺序器的一些可能性，以及这对MEV可能产生的影响。

首先，去中心化顺序器集意味着去除我们对一个由一个团队运行的单一顺序器的信任假设，该团队有动力不处理MEV或重新排序交易。这赋予了某种对MEV的“保护”。然而，如果你转向去中心化顺序器集，可能通过绑注代币的方式。由于期望有权限或半有权限的验证者/顺序器被允许提取价值，因此存在必要的确保区块排序正确和削减属性机制。这是为了确保顺序器集保持活跃，保持公平且不干扰交易。比如在排序时将他们自己的交易置于池的顶部——即使他们支付的Gas费用更少，这通常会带来一个公共内存池，或者包含保证。

以下是一些潜在观念的示例：

1. 以股权证明（PoS）进行换取领导。 这可能使用Tendermint的领导选举或类似体制（因为我们从基础层获得共识），同时附带一个削减模块（像Cosmos SDK那样），或其他类似内容。这是我与大多数Rollups口头交流中他们似乎正在走的选项。然而，这还有其他选择。利用PoS，如果你允许最大持有者从中获得最多的区块，则其不可避免地会导致中心化。否则它还会转交到MEV拍卖，因为你会以机会成本而非直接的支付来竞标。

2. 公平排序序列（Arbitrum特别对此进行了研究）。为了使其有效工作，你也需要一个可削减的保证金（这可以对所有人保持相同，以保持公平的本质）。在这种设置中，你“支付” [每个区块的机会成本 * 质押的块数]以选择在该时间段内提取MEV。为使公平排序发挥作用，你需要一个公平排序协议，选择一序列的事件进行发布。这通常会通过诚实多数假设实现，例如则是合并了各种顺序者的交易列表下形成竞争的首选排序。系统因此是按时间顺序执行的，前提是51%-of-N诚实的假设。如果出现失信，则系统可以承诺社会分叉（若它们具备主权）。

第二种选择的问题在于这变成了获取时延第一的竞赛，这将是很可能导致构建者和搜寻者尽可能接近这些特定顺序器（与我们在传统金融和加密世界中看到的一样，通过优化网络延迟）。这显然在地理上导致了中心化。

关于MEV拍卖（竞标获取提取MEV提议区块的权利）用于顺序定位的讨论已经出现（特别是在Optimism阵营）。但是我们认为这倾向于中心化，尽管其无许可特性维持了较高的进入门槛。尽管上述一些方法也会导致“中心化”，但在协议上，这显然方式较无害和容易识破。

一般来说，公平排序机制未能通过有效的办法“防止”或减少MEV，而不会加入相当负面的交易成本。然而，像门限加密、时间锁解谜、批量拍卖和元内存池（解构了合并的内存池和区块生成的角色，经由共享聚合/顺序结构——这些在跨域MEV领域可能变得非常有用，这部分后面也会说明）也许能够更为成功地提供这样的属性的功能。

现在我们已经看到当前顺序器的工作方式和一些可能去中心化的方法——让我们尝试描绘如何去中心化的顺序器集是如何运作的，以及需要什么来保持最终性保证并确保协议按预期运行。

去中心化顺序器的公平排序示例 (r&c)

上面展示的是智能合约Rollup中的一个顺序器设置，下面展示的是通过PoS领导选举在数据可用性层之上的主权Rollup会如何看。 在公平排序设置中，几乎没有激励去购买和质押所需的代币数成为顺序器，总体的针对顺序器集的加密安全性却保持较低。

PoS领导选举的去中心化顺序器示例 (r&c)

在这个设置下，运作方式非常简单——选择特定轮次的顺序时，委员会只需利用基于权益权重的加权轮转方法。通过这种方法，任何验证者都可以轻松计算出特定轮次的合格提议者。如果你想了解有关Celestia上的NMT的信息，请查看我们的数据结构文章。（请记住，争议窗口在此设置下可能会降低，因为你不会进入以太坊那种竞争激烈的块空间）。

关于随机化领导选举的问题也有一些研究和讨论（2017年在Tendermint回购中也有展开），这也可能是获得类似于公平排序设置的一种方法， 而通常是带有随机提议者（领导）的代替首到先得。尽管如此，这将削弱顺序器去购买和质押更多代币（这一加权轮换提高了激励），可能会降低协议的经济安全领导。

MEV提取在这两种不同的设置中分别可变动且反应不同。此外，还有其他关注点需要考量，例如最终性保证、MEV的去激励化方法，我们将在第二部分中涵盖，其中包括模块化MEV空间中各种参与者的构成，并探讨共谋将会如何发生。 我们还将浏览共享顺序器和超内存池设置，因此请期待接下来的另一部分的内容！

非常感谢Mathijs van Esch参与撰写此文章，以及Josh Bowen为我们讨论提供的背景，最初促成了这一系列文章。

感谢Mekatek的审阅。

关于MEV相关于每个中继、构建者支付和MEV-boost份额的四个图表可在https://mevboost.pics/ 找到，这是一个非常优秀的MEV数据网站，特别感谢Toni Wahrstätter的贡献。

• 原文链接： maven11.substack.com/p/m...
• 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～