Escrito por: 0xFishylosopher Compilado por: Deep Tide TechFlow

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MEV, o valor máximo extraíble, es un subproducto del diseño de blockchain y un fenómeno DeFi único.

Esencialmente, MEV es solo una instancia de comportamiento de maximización de ganancias, donde los validadores que operan una cadena de bloques buscan maximizar sus ganancias en la tarea de validar transacciones. Si bien se podría argumentar que MEV puede ser beneficioso al mejorar la eficiencia del capital, puede afectar significativamente la experiencia del usuario al usar aplicaciones descentralizadas, incluidas tarifas de gas más altas, deslizamiento y riesgos como la centralización y la colusión del validador.

En este artículo, 0xFishylosopher primero explorará MEV como un concepto teórico y el riesgo sistémico que representa para el ecosistema. Luego sigue, utilizando Flashbots como estudio de caso, para explorar cómo la comunidad DeFi está tratando de abordar todas estas externalidades negativas de MEV.

Club de 「Flash Boys」

MEV es una característica de la tecnología blockchain, no un error de la tecnología blockchain. En una red blockchain dada, los validadores (o mineros en el modelo PoW tradicional) deciden qué datos colocar en la cadena. Específicamente, pueden controlar el orden en que los datos están en la cadena. Resulta que ciertas transacciones les dan a los validadores enormes ganancias. Por lo tanto, como agentes económicos racionales, los validadores organizarán las transacciones de una manera que maximice las tarifas de transacción.

El concepto de este MEV fue elaborado por primera vez por el investigador de contratos inteligentes Phil Dainan en un importante artículo llamado "Flash Boys 2.0", en el que los investigadores destacaron la existencia de una plétora de bots y agentes de arbitraje que intentan "predecir y explotar" los datos de los usuarios comunes. DEX Trading, similar a los comerciantes de alta frecuencia en las finanzas tradicionales, optimiza activamente los retrasos en las transacciones. Para tener una idea de la escala de este fenómeno, solo en las últimas 24 horas de este escrito, se han realizado 2578 ETH, o aproximadamente $ 4.9 millones en ganancias a precios actuales, a través de operaciones MEV.

Si bien MEV es un término amplio que abarca muchos métodos y escenarios de arbitraje diferentes, existen algunas características clave que sustentan las muchas oportunidades MEV de DeFi. Primero, muchos MEV se implementan a través de un proceso llamado Subasta prioritaria de gas (PGA), donde los usuarios pagan tarifas de transacción (gas) más altas para que sus transacciones se ejecuten primero. Dado que muchos bots de arbitraje confían en que sus transacciones se ejecuten primero con fines de lucro, estos bots se involucrarán en guerras de ofertas de gas, elevando constantemente los precios para que los validadores ejecuten sus transacciones, causando una congestión severa de la red y haciendo imposible que los usuarios regulares las ejecuten. transacciones a menos que también paguen tarifas de transacción exorbitantes.

Los validadores, por otro lado, son uno de los principales beneficiarios de este escenario. De hecho, cuanto mayor sea el poder, mayor será la ganancia: dado que los validadores (al menos en teoría) tienen el poder de decidir qué transacciones ejecutar, pueden ganar tarifas de "optimización de pedidos" al determinar qué transacciones les aportan más efectivo. En la práctica, sin embargo, es demasiado engorroso para los validadores pasar por todo el proceso de búsqueda, empaquetado y ejecución de MEV. Como resultado, la mayor parte de la "optimización de clasificación" se subcontrata a buscadores, constructores y retransmisores especializados, intermediarios que pueden imaginarse como "secretarios" de validadores que simplifican el proceso MEV para obtener una parte de las ganancias. Específicamente, los buscadores buscarán oportunidades de MEV, los constructores agruparán estas oportunidades en "bloques" completos y los repetidores enviarán estos "bloques" completos a los validadores o constructores de bloques reales. Por lo tanto, la imagen general del ecosistema MEV moderno es la siguiente:

Como mencionamos antes, si bien el arbitraje habilitado por MEV puede traer algunos beneficios, incluida una mayor eficiencia de capital y garantizar que los precios sean consistentes en todos los intercambios, puede haber enormes externalidades negativas para los usuarios finales. ejecución y mayor deslizamiento (como ataques de sándwich). Sin embargo, este no es el mayor riesgo que MEV representa para la cadena de bloques, especialmente si los validadores se confabulan entre sí, MEV en realidad podría socavar la seguridad de la capa de consenso de la cadena de bloques.

Este problema de seguridad se deriva del problema de la alineación de incentivos: en todas estas oportunidades rentables de MEV, los mineros pueden obtener más ganancias optimizando las tarifas de transacción en lugar de ceñirse a una asignación de recompensa de bloque constante. Como escribe Dainan:

Por lo tanto, un minero puede bifurcar un bloque de tarifas altas, reservando algunas de las tarifas para atraer a otros mineros a construir sobre esa bifurcación. En casos extremos, los incentivos para desviarse del protocolo pueden causar confusión en las estrategias de los mineros económicamente racionales, reduciendo la seguridad que brindan las confirmaciones de bloque.

Esto se conoce como un "ataque de socavamiento" y es una de las varias formas en que MEV puede socavar las garantías básicas de seguridad de la cadena de bloques. Otros ataques conocidos incluyen "ataques de bandidos de tiempo", donde en lugar de que los validadores se confabulen para robar transacciones rentables del bloque actual, se confabulan para reescribir oportunidades MEV en la historia pasada. Además, la extracción de MEV ni siquiera necesita ocurrir en la cadena, ya que se puede hacer completamente a través de transacciones de puerta trasera fuera de la cadena, como entre grandes transactores y validadores.

Por lo tanto, podemos ver que las prácticas de MEV enfrentan muchos riesgos en el ecosistema de la cadena de bloques.

Flashbots y la guerra contra MEV

Dadas las consecuencias potencialmente graves de los MEV sin restricciones, varios proyectos y grupos han trabajado para mitigar las externalidades negativas de esta práctica. Uno de los grupos más importantes en este espacio es Flashbots, un proyecto dedicado a realinear los incentivos de MEV de manera que recompense lo suficiente a los validadores por construir la cadena con honestidad, mientras mitiga los peores efectos para los usuarios comunes.

Con este fin, los Flashbots intentan dar tres pasos distintos: (1) descubrir el "bosque oscuro" de los MEV, (2) democratizar la extracción de MEV y (3) redistribuir los beneficios en el ecosistema. Para lograr el primer objetivo, Flashbots tiene un producto dedicado llamado MEV-inspect, cuyo objetivo es "iluminar" el "bosque oscuro" de los MEV, para cuantificar las externalidades negativas causadas por los MEV y resaltar la escala del problema.

Por otro lado, democratizar los objetivos gemelos de MEV de extraer y redistribuir beneficios es más complejo y abarca un conjunto completo de productos que evolucionan con el tiempo a medida que cambia el alcance y el enfoque del problema. En algunos aspectos, se podría argumentar que la historia de desarrollo de productos de Flashbots en los últimos dos años es en sí misma una línea de tiempo del crecimiento y desarrollo de Ethereum.

El primer conjunto importante de productos lanzado por Flashbots fue el cliente MEV-Geth, o una versión modificada de Golang para Ethereum, que es más capaz de evitar la manipulación de MEV al enrutarlo a un grupo de transacciones privadas. Se construye un mercado de subasta MEV sobre este nuevo cliente, utilizando el método de "oferta sellada del primer precio" (también conocido como "oferta ciega"), donde a cada participante solo se le permite presentar un precio, y ninguno de los participantes de la subasta lo sabe. El precio al que pujan otros participantes. Mediante este diseño, los Flashbots mitigan las guerras de "oferta de precios" discutidas anteriormente.

El principio rector detrás de la creación de MEV-Geth y el mercado de MEV es descentralizar el poder y la responsabilidad de los propios bloques de construcción del validador a través de un proceso de realineación incentivado llamado "separación de creador de propuestas". En lugar de tener que pasar por el complicado proceso de búsqueda de MEV y empaquetado de transacciones, los validadores que utilizan subastas de MEV pueden simplemente mirar el mercado de MEV, encontrar qué transacciones les darán el MEV más alto y realizar una oferta única que refleje sus preferencias reales. Además, para evitar que los validadores incluyan sus propias transacciones y se beneficien de las transacciones de los usuarios precedidas por transacciones, los detalles reales de las transacciones (órdenes de compra, órdenes de venta, liquidaciones, etc.) no se hacen públicos hasta que se completa la construcción del bloque.

Entonces, ¿por qué un validador usaría este algoritmo y renunciaría a la oportunidad MEV rentable mencionada anteriormente? Esto se debe a que el algoritmo de Flashbots solo necesita seleccionar transacciones MEV del mercado, lo cual es más fácil y económico para los validadores. A medida que más y más transacciones MEV de alta calidad pasan por este mercado en lugar de directamente en la cadena, los validadores pueden obtener mayores recompensas si se quedan con Flashbots. Los resultados son muy impresionantes: poco después del lanzamiento de MEV-Geth, más del 90 % de los validadores de Ethereum comenzaron a usar este esquema, lo que demuestra la importancia y la eficacia de la realineación incentivada para resolver problemas potenciales. Pero a medida que el ecosistema de Ethereum evoluciona de un modelo de Prueba de trabajo (PoW) a un modelo de Prueba de participación (PoS) a partir de septiembre de 2022, este cambio conceptual basado en la "separación entre proponente y constructor" también se vuelve inevitable.

La razón principal por la que PoS es más eficiente que PoW es que en PoW, cada nodo tiene que construir y proponer bloques desde cero, mientras que en PoS, solo unos pocos validadores actúan como los principales proponentes de bloques para agregar datos a la cadena de bloques. Si bien esto es excelente para el medio ambiente y la eficiencia computacional, debido al atractivo favorable de MEV, esto puede presentar riesgos de centralización adicionales, especialmente si los validadores ("proponentes") están vinculados a los "constructores" clave de los vendedores del mercado. Incluso los grupos de intercambio privados administrados por Flashbots pueden verse tentados por la colusión y, por supuesto, confiar en una sola entidad como Flashbots va en contra de la idea de la descentralización.

El lanzamiento de MEV-boost descentraliza el "lado de la oferta" de este mercado de MEV. MEV-boost no solo incluye transacciones del grupo privado de transacciones de Flashbots (esencialmente un monopolio), sino que también permite que cualquier constructor que ejecute este software envíe transacciones a todos los validadores participantes. Para los validadores, a medida que más constructores participen en la construcción de todos estos bloques diferentes, esto les permite obtener más ingresos y saldos, a qué validadores tienen acceso y a qué transacciones, creando un ecosistema más fuerte y seguro. Al igual que MEV-Geth, este diseño novedoso realinea los incentivos de múltiples partes para evitar el riesgo de centralización y ha sido un gran éxito, con más del 85 % de la red adoptando este diseño, de los cuales Flashbots solo superó el 34 % del comercio.

Flashbots SUAVE

Como tal, la tarea de mitigar todos los riesgos de centralización y proteger las finanzas descentralizadas de los efectos más perniciosos de MEV sigue sin terminar hasta el momento. Al hacer cumplir una separación entre el proponente y el constructor, la solución de Flashbots ha descentralizado o redirigido el poder y la responsabilidad clave de los validadores a los "constructores", tratando a estos "constructores" como distintos de los constructores que eligen las transacciones del validador que importa la entidad. En la práctica, sin embargo, existen importantes economías de escala del constructor, lo que a su vez genera un riesgo de centralización del rol del constructor.

Entonces, ¿cómo son las economías de escala para el rol de constructor? Recuerde que los buscadores, constructores y repetidores mencionados anteriormente juegan roles diferentes, con buscadores que buscan oportunidades de MEV y luego las envían a los constructores, quienes a su vez envían bloques completos a los repetidores. Esto significa que los buscadores tienen que elegir a quién enviar sus resultados. Para maximizar sus recompensas, seleccionan los constructores de la más alta calidad cuyas transacciones son seleccionadas con mayor frecuencia por los validadores. Esto crea un efecto de centralización a medida que más y más ofertas de alta calidad fluyen hacia los mejores constructores, quienes siempre obtendrán las ofertas MEV de la más alta calidad de los buscadores, fortaleciendo su posición.

La práctica ha demostrado que existe este efecto de centralización del constructor. En las últimas 24 horas de redacción, los 5 principales constructores propusieron alrededor del 90 % del total de bloques MEV-Boost. A medida que aumenta este nivel de centralización, estos oligarcas pueden comenzar a usar su dominio para manipular transacciones, incluida la colusión y la censura de ciertas transacciones, lo que nuevamente podría comprometer la seguridad de la cadena de bloques subyacente. Esa es la motivación detrás del último proyecto de Flashbots: una única subasta unificada de expresiones de valor, cuyo objetivo es desentrañar el proceso de creación de bloques de cualquier cadena de bloques única y subcontratarlo a una red separada, descentralizando así el rol.

SUAVE es en realidad una cadena de pedido de bloques dedicada e independiente que será responsable de las funciones de mempool y constructor de transacciones, mientras que los validadores de la cadena original (como Ethereum) serán responsables de las funciones de propuesta y prueba. Como podemos ver, SUAVE es una extensión natural del principio de "separación de proponentes y constructores", donde ponemos a los proponentes y constructores en dos cadenas completamente separadas para que ambos estén lo suficientemente descentralizados y separados entre sí. Además, la visión de SUAVE es que servirá como una capa de pedido común para muchas cadenas diferentes, de modo que si eres un validador de Ethereum, Arbitrum, Polygon o cualquier otra cadena EVM, puedes usar SUAVE para encontrar las mejores oportunidades de MEV. , no solo para It es aplicable a la cadena original en la que se encuentra, y también es aplicable al MEV de dominio cruzado de transacciones de cadena cruzada, que no se puede obtener simplemente mirando el grupo de memoria de transacciones de la cadena.

Aunque SUAVE tiene una gran visión para beneficiar en última instancia a todas las partes involucradas y hacer que el ecosistema Ethereum sea más descentralizado, todavía hay algunos problemas de diseño clave que deben resolverse en los 6 meses desde su creación en noviembre de 2022. Por ejemplo, una de las preguntas centrales es si construir SUAVE como una cadena L1 separada (similar a Chainlink), o usar una solución de resumen, o "tomar prestado" un servicio de replanteo de los validadores de Ethereum, como Eigenlayer. Cada solución tiene sus propias ventajas y desventajas únicas en términos de facilidad de implementación, retención del validador, seguridad y flexibilidad, que no analizaremos en detalle aquí.

Otra pregunta central es si SUAVE emitirá su propio token. Si bien el foro SUAVE actualmente niega que no lanzará su propio token "por ahora" y continuará usando ETH como su token nativo en su cadena nativa, hay varias preguntas sobre si Flashbots seguirá con esto, especialmente porque en el Largo plazo Visto así, lanzar el token SUAVE parece ser la opción más económica para Flashbots como empresa privada. Además, es justo argumentar que la razón por la que Flashbots cree que puede aumentar una valoración de unicornio de $ 1 mil millones en un mercado bajista es la promesa implícita de un futuro lanzamiento de token SUAVE.

Entonces, ¿qué impide que Flashbots anuncie que lanzará tokens SUAVE? Resulta que el lanzamiento de un token conlleva varias decisiones de diseño desconcertantes. Por ejemplo, ¿este token es útil para ciertas transacciones o es simplemente "otro token solo de gobierno"? Si este token va a tener utilidad, ¿cómo será esa utilidad? ¿Cómo incentivar a las diferentes partes interesadas de Flashbots (por ejemplo, diferentes cadenas, usuarios finales, desarrolladores de Flashbots, etc.) para que usen y confíen en este nuevo token sobre tokens más establecidos como ETH o incluso tokens L2 como ARB? En cualquier caso, sería necesario resolver el complejo proceso de alineación de incentivos, por lo que el equipo de Flashbots tiene todas las razones para evitar este problema por ahora.

Más allá de los Flashbots: el panorama general del futuro de DeFi

Si bien es demasiado pronto para decir qué forma tomará SUAVE en última instancia, y si esta nueva cadena de pedidos podrá lograr sus objetivos originales y alinear los incentivos de una manera que realmente mitigue las externalidades negativas de MEV, creo que MEV y Flashbots representan una imagen canónica de las diversas compensaciones, problemas y principios que intervienen en el diseño de un sistema financiero verdaderamente descentralizado.

Primero, como se mencionó anteriormente, MEV es una característica de la tecnología blockchain, no un error. Estas oportunidades de arbitraje e incentivos de ganancias para los validadores se derivan de la accesibilidad instantánea de la cadena de bloques y garantizan la eficiencia del capital de DeFi. Los efectos negativos de MEV, incluida la congestión de la red, las guerras de gas y el deslizamiento del usuario final, son solo subproductos y externalidades negativas de este proceso.

Por definición, las externalidades negativas no afectan a los agentes que se comportan negativamente. En este caso, provocar la congestión y el deslizamiento de la red a los usuarios finales no perjudica a los validadores ni a los bots de arbitraje que participan en esta actividad rentable. En la economía tradicional, un sistema puramente basado en el mercado no puede manejar bien todas estas externalidades. Tradicionalmente, los gobiernos u otros reguladores han intervenido para corregir la dinámica del mercado y minimizar el impacto de las externalidades negativas (como los impuestos sobre el tabaco y el alcohol).

DeFi, por otro lado, es intrínsecamente desconfiado y se opone a cualquier forma de aplicación del gobierno humano. Lo más parecido a una "agencia de aplicación de la ley" es lograr certeza y transparencia mediante la codificación de reglas y regulaciones en código (por ejemplo, a través de contratos inteligentes). Por lo tanto, como demuestra la historia de Flashbots, la reducción de las externalidades negativas del fenómeno MEV siempre se ha basado en un proceso complejo de rediseño y alineación de incentivos. Después de todo, al igual que los comerciantes cuantitativos de Wall Street, los bots de arbitraje de DeFi no son conocidos por sus altos estándares éticos y su buena voluntad.

Usar el rediseño de incentivos para reducir las externalidades negativas de MEV no es solo una característica intrínseca del equipo de Flashbots. Además de Flashbots, hay muchos otros equipos que intentan realinear incentivos y desarrollar protocolos para reducir el impacto de MEV. Por ejemplo, el Servicio de secuenciación justa (FSS) de Chainlink aprovecha su red Oracle descentralizada para subcontratar el proceso de "pedido de transacciones" a los validadores, logrando un objetivo similar al que persigue la red SUAVE. Otro ejemplo es el mecanismo de "Coincidencia de demanda" (CoW) en el protocolo CoW (anteriormente conocido como Gnosis Chain), que se basa en si la transacción es complementaria (por ejemplo, quiero 1500 USDC por 1 ETH y tú quieres 1 ETH por 1500 USDC) Pegue automáticamente las transacciones y use algoritmos de resolución para garantizar que todos operen al mejor precio.

Sin embargo, hacer un rediseño de incentivos en un entorno descentralizado donde no se confía en ninguna de las partes puede ser una tarea muy difícil porque, fundamentalmente, se intenta anular las economías de escala. Por ejemplo, cuando los constructores de Flashbots están centralizados, es más probable que los buscadores "confíen" en los constructores que han "demostrado su valía", quienes les ofrecerán ofertas de mayor calidad y los consolidarán como líderes del mercado en la posición del destinatario. Identificar, abordar e implementar alternativas descentralizadas a través de la realineación de incentivos es esencialmente jugar al whack-a-mole: nunca se sabe qué vulnerabilidades de centralización y vulnerabilidades ocultas puede contener un sistema de incentivos recién introducido. Economías de escala, todo lo cual solo importa en retrospectiva.

Además, en un sistema complejo (como una cadena de bloques) con muchas partes interesadas y agentes diferentes, es casi imposible evitar las externalidades, ya que es casi seguro que habrá rincones donde las acciones de una parte interesada se extenderán y afectarán la acción de otra parte interesada. Como demuestra Dainan en "Flash Boys v2.0", muchas de estas externalidades pueden representar amenazas reales, desestabilizando todo el sistema. Por lo tanto, cualquier sistema descentralizado, incluso aquellos con una teoría de juegos bien diseñada, siempre tendrá esta complejidad, sutileza y vulnerabilidad inherentes, donde una laguna inesperada podría amenazar su existencia.

En comparación con los sistemas centralizados, los sistemas descentralizados no contienen ningún "punto único de falla" obvio, pero es esto lo que hace que los sistemas descentralizados a veces sean más letales que sus contrapartes centralizados. Cada nodo tiene el potencial de convertirse en un "punto único de falla" si hay lagunas en el diseño del sistema.

Al final, la historia de MEV y Flashbots nos dice que mantener la salud de un sistema descentralizado siempre requerirá un trabajo arduo y continuo: una participación continua en el juego de whack-a-mole. La difusión de la confianza en los sistemas descentralizados requiere la difusión de la responsabilidad y la vigilancia, especialmente porque hay tantos incentivos económicos en la participación: para bien o para mal, MEV siempre está ahí.