[科普] 什么是MEV：区块链的隐形税

• 原文链接： https://cointelegraph.com/learn/what-is-mev-ethereums-invisible-tax
• 译文出自：登链翻译计划
• 译者：翻译小组 校对：Tiny 熊
• 本文永久链接：learnblockchain.cn/article…

挖矿是基于区块链的工作证明（PoW）加密货币的基础，如比特币（BTC），它为发现新的交易区块而支付矿工。因此，加密货币挖矿已经成为矿工的生活来源。为了将一个新区块与区块链中的前一个区块进行加密连接，矿工必须解决一个复杂的数学难题，这在计算上成本很昂贵。

所有用户的总计算能力将决定这个难题的解决难度。根据难度，个人将需要强大的机器来增加挖出区块的可能性并获得奖励作为回报。由于矿工控制交易的纳入、排除和排序，他们可以提取超过标准区块奖励和 Gas 费用的价值。

矿工通过改变产生的区块内的交易顺序，因此获得的价值被称为矿工可提取价值（MEV：miner extractable value）。

因此，公平性对无许可的 PoW 加密货币来说是一个问题。当赌注足够大时，MEV甚至可能导致区块链分叉，这可能会影响未来的交易和共识层的安全。

本文将解释矿工可提取价值的概念，为什么会发生MEV，MEV策略，最常见的MEV攻击和MEV的利弊。

MEV 是如何发生的？

为了理解MEV是如何工作的，以及为什么会发生MEV，让我们以去中心化交易所(DEX)上的套利交易为例。跨 DEX 的套利其实是内置的机制，而在传统市场中，套利机会被认为是低效市场的一个标志。

自动做市商（AMM），是一类去中心化的交易所，让用户在没有第三方参与的情况下购买和出售代币。AMM 是运行在区块链上的一段智能合约代码，它不知道代币的当前市场价格，而是依靠套利者将代币的价格返回到市场价格。因此，套利者确保去中心化的所有交易的公平。

去中心化账本的结算机制一批交易打包在一个区块里，并在结算（打包）前曝光，允许任何交易者提出一系列相互依赖的交易。这种方式催生了闪电贷，它允许任何人执行套利交易。在交易被提前暴露而而呈现的套利空间， 矿工通过抢跑可以挫败创造套利机会者的努力。

这些套利者如果使用标准交易渠道进行交易，就有可能被其他机器人或矿工所利用。例如，以太坊的原始架构要求将所有待处理的交易保存在mempool中，对公众开放，并提交给对等网络进行处理。通过提交相同的交易，并将自己作为受益人和用更大的gas费用，厉害的用户可以评估待处理交易，并在套利者之前执行他们的交易。

然而，矿工是网络中领先于其他参与者的最佳人选，因为他们最终决定哪些交易在区块中完成，以何种顺序完成。此外，他们可以迅速复制来自 mempool 的所有获胜交易，并在套利者和任何试图超越他们的人（另外的抢跑者）前面执行交易 - 称之为 抢跑（front-running）。

人们通常把矿工以这种方式提取的价值称为矿工可提取的价值或MEV，或一种隐形税，矿工可以从用户那里收取。尽管如此，只有当另一笔交易被矿工的交易调换以并从中获益时，套利才被视为MEV。

和抢跑交易一样，矿工也可以选择尾随交易（back-running），这发生在矿工在注意到一个重要的买盘后，输入一个卖盘，卖掉购买压力。另外，在三明治交易中，矿工会在影响市场价格的交易后马上下卖单，在交易前下买单，也就是说，通过同时进行买单和卖单来控制风险。

MEV是否适用于比特币挖矿？

理论上，MEV适用于比特币，因为它是工作证明共识机制的一个重要特征。然而，在现实中，MEV偶尔会出现在比特币区块链上，因为几乎所有的交易都是两方之间的BTC转账。

一般来说，矿工有更多的机会通过利用交易复杂性抽取低效购买产生MEV。也就是说，由于基于智能合约的复杂交易，在以太坊区块链上有MEV机会（在它转为权益证明共识机制之前）。

在The Merge之后，验证者负责交易排序、纳入或排除；现在的价值提取方法被称为最大可提取价值。根据以太坊基金会的说法，MEV提取的成功在理论上只能由验证者验证。然而，在实践中，搜索者（searchers）提取了MEV的很大一部分。

什么是MEV搜索者？

搜索者是独立的网络参与者，他们通过在区块链数据上运行复杂的算法来识别有利可图的MEV可能性，并设置机器人将这些有利可图的交易自动提交给网络，从而提取MEV的很大一部分。那么，这是否意味着验证者不能从以太坊隐形税中获得MEV利益？

由于搜索者准备支付高额的交易成本，以使他们的交易在其他用户的交易之前被纳入，验证者仍然获得MEV的一个百分比（例如，以Gas费的形式）。也就是说，如果搜索者提交了Gas交易成本最高的交易，他们可以确定他们的套利交易将运行。

最常见的MEV攻击

除了DEX套利，非同质化代币（NFT）MEV、清算、Uncle-Bandit 和 Time-Bandit攻击是常见的MEV例子。

NFT MEV

搜索者可以在NFT市场上使用MEV提取策略。一个著名的NFT MEV的例子是，一个搜索者通过在地板价购买获利了 700 万美元。同样，如果一个NFT被无意中以一个很低的价格发布，使搜索者能够超过其他买家出价购买（机器人捡漏）。

清算

清算者是专门清算超额抵押贷款的搜索者，他们从 Aave 和 Maker 等借贷协议中提取MEV，这些协议使用存入的抵押品，如以太币（ETH），借给其他用户。用户可以从其他用户那里借到不同的资产和代币，但借到的抵押品以他们存入的抵押品的百分比为上限。此外，协议允许任何人在所借资产的价值因市场波动而（即将）超过抵押品的价值时出售抵押品（这个称为清算）。

为了迅速决定哪些借款人可以被清算，并成为第一个提交清算交易并为自己赚取清算费用的人，搜索者们争相尽快清算抵押品。MEV机会的出现是因为，如果一笔贷款被清算，借款人有时会被迫支付一笔可观的清算费用，其中一部分归清算人（搜索者）。

Uncle-Bandit 攻击

你可能会问自己这里的 "Uncle" 是什么意思；让我们来澄清一下。当两个区块被挖矿并同时广播，且区块编号相同时，就会产生叔块。在后续区块收到节点的更大验证后剩下的另一个区块，其交易不改变任何状态，被称为叔块或孤块。

叔块内的交易是公开的，为搜索者或攻击者提供MEV机会。例如，当flashbots用户（搜索者）提交一个三明治交易（一捆交易）时，他们可以在取走三明治的买入部分后应用套利。此外，运行MEV-Geth的矿工使用户能够绕过公共mempool，并通过直接向验证者提交捆绑交易来避免抢跑风险。

MEV-Geth 是一个进入以太坊网络的网关，它可以作为一个完整的节点、一个存档节点或一个轻型节点来运作。捆绑的交易经常包含搜索者的交易，此外还有从mempool中检索到的其他以太坊用户的待处理交易。验证者被鼓励在他们的区块中包括捆绑交易，因为他们获得了搜索者所获得的80-90%的奖励。

Time-Bandit 攻击

Time-Bandit 攻击的目的是逆转区块链上的交易。例如，如果搜索者在先前验证的区块中发现了极其有利可图的MEV机会，他们可以提议改变以太坊的历史进程，并重发/重新验证这些区块以利用他们刚刚发现的机会。为了逆转交易，他们通过提供有利可图的激励措施，鼓励验证者进行 Time-Bandit 攻击。

由于这种攻击允许任何人发布改变区块链历史的提案，它们的功能是将区块链当前状态的共识拍卖给出价最高的人，使以太坊网络的完整性面临风险。

MEV的好与坏

像其他策略一样，MEV也有积极和消极的后果。例如，理性的搜索者有助于修复经济上的低效率(如借贷协议上的快速清算)，确保 去中心化应用(DApps) 和 去中心化金融(DeFi) 协议的稳健性。

另一方面，抢跑运行经常导致网络拥堵，并给其他试图进行标准交易的人带来昂贵的加Gas费，这是MEV的缺点之一。此外，被夹在中间的用户面临更多的滑点，即用户在交易中愿意接受的目标价格的最大偏差。

此外，由于搜索者向验证者提供有利可图的奖励以重组区块，它可能导致共识不稳定，无视区块链的不变性特征，并影响诚实的验证者和区块链网络的整体安全性。

DeFi 用户如何保护自己免受MEV问题的影响？

如果 DApp 用户签名交易并提交带有顺序编号的交易组，则所有交易都可以在一个Batch中结算。 这种做法使得交易的重组变得不重要，因为所有交易无论顺序如何都具有相同的价格，从而增加了复制的难度。

译者注：这里没太理解， 不过使用智能合约钱包（如 4337 钱包），是可以打包多个交易一起执行的。

然而，即使验证者或矿工（搜索者）试图通过弄清签名交易来获利，也是毫无意义的，因为他们需要知道那些交易将在链下执行期间结算AMM池，使用户免受隐形税。

另外，Chainlink对MEV问题的解决方案被称为公平排序服务（FSS），这是一种去中心化的交易排序服务，可以确保所有用户的交易时间排序的公平性和可预测性，可以帮助降低MEV。此外，智能合约经济可以通过利用 layer-2 rollups 如 Arbitrrum 这样的扩容解决方案。如果FSS（使用去中心化的Oracle网络）被用来给 Layer2 做同样的交易排序，它可以将 MEV 的影响降到最低。

感谢 Chaintool 对本翻译的支持， Chaintool 是一个为区块链开发者准备的开源工具箱