Le concept de Bitcoin MEV (Miner Extractable Value) est apparu dès 2013. Bien que relativement naissant par rapport à MEV sur Ethereum, l'écosystème Bitcoin en plein essor avec l'introduction de méta-protocoles tels que BRC-20s, Ordinals, Runes promet d'apporter plus de programmabilité, d'expressivité et d'opportunités de MEV à l'avenir.
Ce rapport analysera la complexité croissante du MEV sur Bitcoin et évaluera ses implications pour l'écosystème plus large.
Avant l'introduction des Ordinals, le MEV sur Bitcoin n'était pas largement reconnu et significatif, se concentrant sur le réseau Lightning et les attaques minières sur les sidechains. Cependant, la mise à niveau de Taproot a introduit plus d'expressivité et de programmabilité sur Bitcoin, facilitant le lancement de métaprotocoles tels que les Ordinals et les Runes qui ont fait surgir les préoccupations liées au MEV. Le délai de bloc de 10 minutes de Bitcoin a également exacerbé le problème, rendant plus facile pour les utilisateurs inexpérimentés de devenir victimes de diverses formes d'attaques MEV telles que le sniping de frais lors de l'enchère sur le marché des inscriptions. À mesure que les récompenses en bloc diminuent, la rentabilité des mineurs en souffre, ce qui pousse les mineurs à se concentrer sur la maximisation des frais de transaction, ce qui pourrait expliquer la hausse de l'activité MEV.
Le graphique ci-dessous illustre la montée en flèche des frais par rapport aux récompenses en blocs entourant le lancement très attendu des Ordinals et Runes, constituant même à un moment plus de 60% de la part des revenus totaux de minage de bitcoins.
Source : Dune analytics (@data_always) , partage des frais de transaction % de la récompense minière, données au 22 juillet 2024
Jusqu'à aujourd'hui, nous avons vu un nombre croissant d'applications et de développements BTCFi, faisant passer le statut de Bitcoin d'un simple or numérique / réseau de paiement à un écosystème florissant avec des utilités en croissance rapide. Cela pourrait apporter plus d'opportunités MEV sur Bitcoin.
La discussion limitée sur MEV sur Bitcoin peut être attribuée aux conceptions architecturales très différentes entre Bitcoin et Ethereum.
Ethereum, qui fonctionne sur la Machine Virtuelle Ethereum (EVM) permettant l'exécution de contrats intelligents, réalise la programmabilité en maintenant une machine à états globale.
Ethereum adopte un modèle basé sur les comptes qui exécute les transactions séquentiellement via la gestion du nonce de transaction. Cela signifie que l'ordre des transactions peut affecter leurs résultats d'exécution, créant des problèmes où les chercheurs peuvent facilement identifier les opportunités de MEV et insérer leurs transactions directement avant ou après une transaction d'utilisateur. Par exemple, si Alice et Bob soumettent tous deux des transactions à Uniswap pour échanger 1 ETH contre USDT, la transaction exécutée en premier dans le bloc recevra plus d'USDT.
En revanche, Bitcoin, qui fonctionne sur le langage Script qui n'est pas étatique comme Ethereum, adopte un modèle UTXO. S'il s'agit simplement d'un transfert standard de bitcoins, seul le destinataire prévu peut dépenser la sortie via une signature valide, ce qui n'entraîne pas de concurrence d'autres utilisateurs pour dépenser les fonds. Cependant, sur Bitcoin, il est également possible de construire des UTXO qui peuvent être déverrouillés par plusieurs parties à l'aide de scripts ou de SIGHASH. La transaction qui confirme en premier est celle qui peut dépenser l'UTXO. Néanmoins, puisque les conditions de déverrouillage de chaque UTXO sont uniquement liées à l'UTXO lui-même et ne dépendent pas d'autres UTXO, la condition de course est uniquement limitée à cet UTXO.
Outre les différences fondamentales dans la conception mentionnées ci-dessus, l'introduction d'actifs précieux au-delà du BTC a également créé des incitations pour la Valeur Extractible par les Mineurs (MEV). Les MEV qui découlent de ces scénarios sont essentiellement l'ordre dans lequel les concepteurs de protocoles spécifient la propriété des actifs et la légitimité des actions sur chaîne lorsqu'ils essaient de construire de nouvelles classes d'actifs et des comportements sur chaîne sur BTC en utilisant le script + UTXO, une structure de données native à BTC. Avec des événements définis en fonction de l'ordre, il y a incitation à concourir pour l'ordre, et donc MEV.
Sans considérer d'autres actifs, les mineurs rationnels ne feraient que regrouper des transactions légitimes basées sur les frais de transaction et factureraient des frais en fonction de la taille de la transaction. Cependant, si une transaction Bitcoin représente plus qu'un simple transfert standard, comme la création d'un nouvel actif de valeur (comme Runes, etc.), les mineurs pourraient adopter diverses stratégies au-delà de la simple prise en compte des frais de transaction Bitcoin : 1) examiner la transaction et la remplacer par leur propre transaction de création; 2) exiger des frais plus élevés des utilisateurs (sur la chaîne, hors chaîne ou sur les paiements de sidechain); 3) permettre à plusieurs utilisateurs de s'enchérir les uns contre les autres, ce qui entraîne une guerre des frais.
Un exemple concret est le processus de création de jetons d'actifs tels que les Runes ou les BRC20, où une limite maximale de création d'actifs est généralement fixée. La première transaction de création confirmée est considérée comme réussie, tandis que les autres sont considérées comme invalides. Par conséquent, l'ordre des transactions dans ce contexte devient crucial et offre des opportunités pour le MEV grâce à l'ordonnancement des transactions.
De plus, le concept de satoshis rares introduit par Ordinals a même soulevé des inquiétudes selon lesquelles les mineurs pourraient causer des problèmes.réorganisations de blocs pendant les périodes de réduction de moitiépour concourir pour des satoshis rares de grande valeur.
En plus de la création de pièces, des protocoles de jalonnement comme Babylon fixent également un plafond sur la quantité d'actifs pouvant être mis en jeu à chaque phase. Même si les utilisateurs dépassent le plafond, ils peuvent toujours construire et envoyer des Bitcoins au script de verrouillage de jalonnement, mais cela ne sera plus considéré comme un jalonnement réussi et ne sera pas éligible pour les récompenses futures. En d'autres termes, l'ordre des transactions de jalonnement est également crucial.
Par exemple, peu de temps après le lancement du mainnet de Babylon, le plafond de staking de phase 1 de 1k BTC est atteint, ce qui se traduit par environ 300 BTC qui débordent et doivent être déliés.
Le taux de frais a augmenté de plus de 1k sats/vBytes lors du lancement du mainnet de Babylon, Source: Mempool.space
Au-delà de la création/gravure d'actifs sur chaîne et du jalonnement, certaines activités sur les chaînes secondaires ou les rollups sont également affectées par le MEV. Nous fournirons plus d'exemples dans la section «Événements du MEV sur Bitcoin».
Alors, qu'est-ce qui peut exactement être considéré comme MEV sur Bitcoin? Après tout, la définitionde MEVvariedans des circonstances différentes.
En général, MEV sur Bitcoin, fait référence aux diverses façons dont les mineurs peuvent manipuler le processus de création de blocs pour extraire un profit maximal. Nous pouvons les classer grossièrement comme suit :
Une méthode d'enchères de frais favorisant le marché public (comme RBF) joue un rôle relativement positif dans l'ensemble du système économique, favorisant une économie de marché libre. Cependant, lorsque les utilisateurs effectuent des paiements hors bande avec des pools de minage, cela pose sans aucun doute des menaces pour la décentralisation et la résistance à la censure du réseau, qui a été qualifié de «MEVil».
Selon les classifications mentionnées, nous pouvons observer plusieurs cas de MEV.
Le logiciel Bitcoin Core ne permet aux nœuds de traiter que des transactions standard jusqu'à 100 kvB. Cependant, les pools de minage incluent toujours des transactions non standard avec des frais élevés dans les blocs, souvent au détriment de l'exclusion d'autres transactions à frais réduits.
Quelques exemples typiques comprennent:
Par défaut, les nœuds Bitcoin Core ne sont autorisés à relayer que des transactions standard. Par conséquent, les transactions non standard doivent être directement soumises aux pools de minage via un mempool privé. Les mempools privés permettent aux pools de minage d'accepter des transactions non standard et de prioriser les transactions des utilisateurs. Bien que cela puisse accélérer le traitement des transactions, le transfert de plus de transactions vers des mempools privés peut entraîner une centralisation accrue des pools de minage et des risques de censure plus élevés. De toute évidence, certains pools de minage capitalisent déjà sur la rentabilité de l'exploitation de mempools privés.
Par exemple, Marathon Digital a introduit "Slipstream", qui est un service de soumission de transaction directe qui permet aux clients de soumettre des transactions complexes et non standard.
La sidechain Stacks utilise un mécanisme de consensus unique, la preuve de transfert (PoX), qui permet aux mineurs de Bitcoin de miner des blocs Stacks et de régler des transactions sur la blockchain Bitcoin tout en gagnant des récompenses STX.
Dans le passé, Stacks a utilisé une simple élection de mineur où les mineurs Bitcoin avec des hashrates élevés ont plus de chances de miner un bloc de stacks, censurant ainsi les transactions d'engagement des autres mineurs et gagnant toutes les récompenses pour lui-même. Si plus de mineurs adoptent cette stratégie, les futurs Stackers pourraient en souffrir.sous-optimal rendements.
Impact sur l'écosystème:
En excluant les engagements des autres mineurs honnêtes, les récompenses finissent par être réduites pour les stackers.
Si les gros mineurs continuent d'abuser de leur puissance de calcul et d'exclure les engagements des mineurs honnêtes, cela pourrait entraîner des problèmes de centralisation, permettant à quelques mineurs de récolter l'ensemble des récompenses.
Cependant, ce problème sera atténué par la mise à niveau de Stacks Nakamoto, ce qui rendra cette stratégie à nouveau non rentable. Cette mise à niveau passera d'une simple élection de mineur à l'utilisation de l'algorithme de tirage au sort et à l'utilisation de la technique de l'engagement total présumé avec report (ATC-C) pour réduire la rentabilité de l'extraction de MEV. On s'attend à ce que les mineurs participent de manière cohérente aux 10 derniers blocs pour être éligibles au tirage au sort. Les mineurs qui n'ont pas extrait au moins 5 des 10 derniers blocs seront disqualifiés de tout gain de récompenses Stacks. Avec l'ATC-C, la probabilité pour un mineur de remporter un bloc Stacks est maintenant égale à la dépense en BTC du mineur divisée par l'engagement total médian en BTC dans les 10 blocs les plus récents. Cela réduit l'incitation pour les mineurs à obtenir des avantages disproportionnés en excluant les engagements de bloc des autres mineurs.
Les MEV liés aux actifs alternatifs tels que les Ordinals et les Runes peuvent être classés dans les deux types mentionnés précédemment :
Pour les pools de minage, le succès initial de Runes a constitué une source de profit supplémentaire. Par exemple, lors de l'événement de division par deux, le lancement très attendu de Runes a entraîné un volume et des frais de transactions réseau record, car de nombreux utilisateurs ont rivalisé pour que leurs transactions soient incluses dans le bloc historique de division par deux de Bitcoin. Les frais de transaction post-division par deux ont bondi à plus de 1 500 sats/vByte (contre moins de 100 sats/vByte avant la division par deux). ViaBTC a tiré parti de cette augmentation en minant le bloc de division par deux qui coïncidait avec le lancement de Runes, réalisant un profit de 40,75 BTC dans le bloc 840 000, dont 37,6 BTC provenaient des frais de transaction liés à Runes. Comme les récompenses de bloc sont maintenant diminuées de moitié, les frais de transaction de Runes se sont révélés être une source rentable de revenus pour les mineurs.
Source: Mempool.space
Source : Mempool.space
Pour les traders, les transactions Bitcoin utilisant les Runes et les Ordinaux emploient SIGHASH_SINGLE|SIGHASH_ANYONECANPAY pour les PSBT (Transactions Bitcoin Partiellement Signées) qui permettent à une seule entrée signée de correspondre à une sortie. Associé à la transparence de la mempool, cela permet à de nombreux acheteurs de découvrir des transactions potentiellement rentables. Par conséquent, les traders utilisent fréquemment RBF et CPFP, ce qui entraîne des guerres de frais compétitives, permettant aux mineurs de capturer la MEV de cette demande. Par exemple, lorsque les vendeurs listent leurs actifs à vendre, les acheteurs peuvent placer des offres et utiliser RBF pour augmenter leurs frais de transaction lorsqu'il y a des concurrents, en espérant que leur transaction soit confirmée.
Un exemple typique de cette concurrence entre les traders est la transaction avec l'ID:2ffed299689951801a68b5791f261225b24c8249586ba65a738ec403ba811f0d. Après que le vendeur ait répertorié ses actifs, la transaction a été remplacée à plusieurs reprises en utilisant RBF avec des taux de frais de 238, 280, 298 et 355 sat/vB.
Source : Mempool.space
Un autre exemple concerne le processus de frappe d'OrdiBots sur la plateforme Magic Eden. Plusieurs utilisateurs sont devenus victimes d'attaques de front-running de la file d'attente de transactions. Les inscriptions de frappe d'OrdiBots sur Magic Eden utilisaient des PSBT. L'existence de PSBT et l'intervalle de bloc Bitcoin de 10 minutes permettent à tous les acheteurs potentiels de concourir pour la même transaction en introduisant différentes adresses, signatures, simplement en payant des frais plus élevés. Cela a conduit à ce que certains utilisateurs autorisés ne puissent pas frapper en raison d'interférences de bots de front-running. (L'équipe s'est ensuite excusée et a promis de compenser les utilisateurs affectés avec des OrdiBots personnalisés.)
Cependant, toutes les techniques ou tous les événements liés au MEV ne sont pas préjudiciables aux utilisateurs. Dans certains cas, les techniques MEV peuvent également protéger les actifs des utilisateurs contre la perte. Par exemple, sans RBF, les transactions erronées ne peuvent pas être sauvé, et les transactions bloquées peuvent rester en suspens pendant de longues périodes, entraînant un coût d'opportunité. De plus, l'exécution de RBF profite à la sécurité du réseau Bitcoin. Comme on s'attend à ce que les subventions en bloc diminuent par rapport aux frais de transaction à l'avenir, les frais de transaction joueront un rôle crucial pour inciter les mineurs à continuer de participer au réseau Bitcoin. Le développeur Bitcoin Peter Todd a également été très critique à ce sujet.avantages de RBF et recommandé aux mineurs d'exécuter le RBF complet.
Alors, quels sont les principaux composants techniques ou méthodes sur Bitcoin qui soutiennent ces opportunités MEV ? Les domaines techniques couramment impliqués comprennent les mempools, le RBF (Replace-by-Fee), le CPFP (Child Pays for Parent), les services d’accélération des pools de minage et les protocoles de pools de minage.
Similaire à Ethereum et à d'autres réseaux blockchain typiques, Bitcoin dispose également d'une structure de pool de transaction utilisée pour stocker les transactions qui ont été reçues par les nœuds P2P mais qui n'ont pas été incluses dans un bloc. La nature transparente et décentralisée du mempool permet à toutes les transactions d'être propagées aux mineurs, offrant un environnement propice aux opportunités de MEV.
Cependant, contrairement au mécanisme de gaz d'Ethereum, les frais de Bitcoin ne sont liés qu'à la taille de la transaction. Par conséquent, le pool de transactions de Bitcoin peut être considéré comme un marché aux enchères de l'espace de bloc plus direct, où l'on peut observer quels utilisateurs font des offres pour le prochain bloc et à quel prix.
Parce que différents nœuds reçoivent des transactions différentes de la propagation P2P, chaque nœud a une mempool différente. De plus, chaque nœud peut personnaliser activement sa propre stratégie de transfert (politique de la mempool), définissant les transactions qu'il souhaite recevoir et relayer. Les pools de minage peuvent également choisir les transactions à inclure dans les blocs en fonction de leurs préférences (bien qu'économiquement, ils privilégient les transactions à frais plus élevés). Par exemple, Bitcoin Noeuds Les nœuds filtrent toutes les transactions ordinales, tandis que Marathon Mining a créé un logo de style pixel dans l’explorateur.
Bloc 836361(la couleur des pixels montre les taux de frais), Source: mempool.space
Ainsi, les utilisateurs peuvent envisager d'envoyer des transactions directement à des mineurs spécifiques ou à des pools de minage pour accélérer l'inclusion des transactions, mais cette approche peut compromettre deux fonctionnalités clés que la communauté Bitcoin valorise grandement : la confidentialité et la résistance à la censure.
Les transactions propagées par les nœuds P2P plutôt que d'être envoyées directement (par exemple, via un point de terminaison RPC) aux mineurs ou aux pools de minage aident à obscurcir l'origine de la transaction, rendant plus difficile pour les mineurs et les pools de censurer les transactions en fonction des informations identifiées.
En plus d'utiliser des services d'accélération de transaction, les utilisateurs peuvent également choisir d'accélérer leurs transactions grâce à RBF et CPFP.
Remplacement payant (RBF) et Child Pays for Parent (CPFP) sont des méthodes couramment utilisées par les utilisateurs pour augmenter la priorité des transactions.
RBF (Replace-by-Fee) permet à une transaction non confirmée dans le pool de transaction d'être remplacée par une autre transaction qui entre en conflit avec elle (en référençant également au moins une des mêmes entrées) mais qui paie un taux de frais plus élevé et des frais globaux plus élevés. Tout comme les stratégies de pool de transactions discutées précédemment, RBF peut être mis en œuvre de diverses manières. La mise en œuvre la plus courante est RBF facultatif (RBF sur demande) conçu par Gate.io.BIP125, où seules les transactions spécialement marquées peuvent être remplacées. Une autre approche est le RBF complet, où les transactions peuvent être remplacées, qu’elles soient marquées ou non.
Le CPFP (Child Pays for Parent) utilise une approche différente pour accélérer la confirmation des transactions. Au lieu de remplacer une transaction bloquée dans le mempool comme on le voit dans RBF, les destinataires peuvent accélérer la transaction parent en attente en envoyant une transaction enfant qui utilise l’UTXO dans la transaction en attente avec un taux de frais plus élevé. Cela incite potentiellement les mineurs à regrouper ces transactions dans le bloc suivant. Par conséquent, vous pouvez parfois voir des transactions avec des frais très faibles être incluses dans un bloc malgré des taux de frais élevés à un moment donné ; ces transactions sont probablement effectuées à l’aide du CPFP (puisque la transaction subséquente paie les frais).
La transaction a utilisé CPFP pour permettre à la transaction parent avec un taux de frais bas (7,01 sat/VB) d'être confirmée. Source : mempool.space
La principale différence entre RBF et CPFP est que RBF permet à l'expéditeur de remplacer une transaction en attente par une autre avec un taux de frais plus élevé, tandis que CPFP permet au destinataire d'accélérer une transaction en attente en envoyant une transaction enfant avec un taux de frais plus élevé. CPFP est également utile pour les transactions qui doivent être sorties du réseau Lightning (par exemple, )sorties d'ancrage). En termes de frais, RBF est relativement plus avantageux en termes de coûts car il ne nécessite pas d'espace de bloc supplémentaire.
En plus des méthodes telles que RBF (Remplacement par Frais) et CPFP (Enfant Paye pour Parent), les utilisateurs peuvent également choisir d'utiliser paiement de frais hors bandepour accélérer leurs transactions. Par exemple, de nombreux pools de minage proposent à la fois des transactions gratuites et payantes services d'accélération des transactionsaccélérer l'emballage des transactions en soumettant leur txID. S'il s'agit d'un service payant, les utilisateurs doivent payer des frais de service pour subventionner le pool de minage. Étant donné que ce type de service implique de payer des frais via des systèmes en dehors du réseau Bitcoin (comme via des sites Web, des paiements par carte de crédit, etc.), il est appelé paiement de frais hors bande.
Bien que le paiement de frais hors bande offre une solution pour les transactions qui ne peuvent pas utiliser RBF ou CPFP, une utilisation intensive sur une longue période pourrait affecter la résistance à la censure de Bitcoin.
Lors de la discussion précédente, nous avons considéré les pools de minage et les mineurs comme un seul groupe, mais en réalité, il est nécessaire de diviser le travail et de coopérer entre eux. Les pools de minage aggreGate la puissance de calcul des mineurs pour le minage et allouent des récompenses en fonction de la contribution de la puissance de calcul. Ce processus coopératif nécessite certains protocoles de coordination.
Dans les protocoles de pool de minage courants, tels que Stratum v1, le pool de minage n’a qu’à fournir aux mineurs un modèle de bloc (y compris l’en-tête de bloc et les informations de transaction Coinbase), et les mineurs effectuent des calculs de hachage basés sur ce modèle. Il existe également des outils, comme stratum.workqui peut visualiser les informations Stratum de différents pools miniers.
Dans ce processus, les mineurs ne peuvent pas choisir quelles transactions empaqueter; à la place, le pool de minage sélectionne les transactions et construit un modèle pour assigner des tâches aux mineurs.
Ainsi, dans le protocole Stratum v1, nous pouvons grossièrement mapper les rôles à l’écosystème Ethereum comme suit :
Certaines solutions prometteuses ont été développées ou sont en cours pour atténuer les impacts négatifs de MEV (Miner Extractable Value) sur Bitcoin.
Dans certains nouveaux protocoles de pool minier, tels que Stratum v2etBraidPool, les mineurs peuvent choisir de manière autonome les transactions à regrouper. Stratum v2 est déjà adopté par certains pools de minage (par exemple, DEMAND) et des micrologiciels de minage (par exemple, Braiins), permettant aux mineurs individuels de créer leurs propres modèles de blocs. Cela améliore la sécurité, la décentralisation et l’efficacité de la transmission des données tout en réduisant les risques de censure des transactions et de MEV sur Bitcoin.
Ainsi, suivant cette tendance, les rôles futurs des pools de minage et des mineurs pourraient ne pas évoluer de la même manière que le modèle PBS (Proposer/Builder Separation) d’Ethereum.
De plus, les nouveaux designs dans Bitcoin Core liés au pool de transactions pourraient entraîner des changements, principalement comprenant l'amélioration tant discutée de la stratégie de relais de transaction v3 et le cluster mempool. Cependant, le impact de ces nouvelles conceptions, comme sur la mise en œuvre des sorties de canal du réseau Lightning, est toujours en cours discussion.
La réduction des récompenses de minage est un problème important. À mesure que les récompenses de bloc diminuent davantage à l'avenir, cela peut avoir différents impacts sur le réseau.
Certains problèmes ont été reconnus et discutés par les développeurs de Bitcoin dès le début, tels que le problème de sniping de frais, où les pools de minage peuvent intentionnellement reminer des blocs précédents pour capturer les frais de transaction. Bitcoin Core a mis en place certaines mesures pour contrer le sniping des frais, mais les méthodes actuelles ne sont pas encore parfaites.
En plus des frais de transaction natifs, les actifs alternatifs pourraient également devenir une source durable de revenus à l’avenir. Par conséquent, certains projets tentent de construire des infrastructures pour mieux identifier les transactions de valeur impliquant des actifs alternatifs. Par exemple Rebardéveloppe une alternative publique à la mempool pour mieux reconnaître les transactions avec des actifs alternatifs de valeur.
Cependant, comme discuté dans la section « Paiement des frais hors chaîne », l'impact de ces incitations économiques Bitcoin hors chaîne sur le système de compatibilité des incitations auto-régulé de Bitcoin reste à voir.
Quoi qu'il en soit, l'EMV sur Bitcoin présente des similitudes avec Ethereum mais diffère également en raison de différences d'architecture et de philosophie de conception. L'utilité croissante de Bitcoin, la diminution des récompenses de subvention de bloc et l'évolution de l'écosystème BTCFi attireront une plus grande attention sur les facteurs liés à l'EMV.
Merci Ajianpour examen et suggestions!
Le concept de Bitcoin MEV (Miner Extractable Value) est apparu dès 2013. Bien que relativement naissant par rapport à MEV sur Ethereum, l'écosystème Bitcoin en plein essor avec l'introduction de méta-protocoles tels que BRC-20s, Ordinals, Runes promet d'apporter plus de programmabilité, d'expressivité et d'opportunités de MEV à l'avenir.
Ce rapport analysera la complexité croissante du MEV sur Bitcoin et évaluera ses implications pour l'écosystème plus large.
Avant l'introduction des Ordinals, le MEV sur Bitcoin n'était pas largement reconnu et significatif, se concentrant sur le réseau Lightning et les attaques minières sur les sidechains. Cependant, la mise à niveau de Taproot a introduit plus d'expressivité et de programmabilité sur Bitcoin, facilitant le lancement de métaprotocoles tels que les Ordinals et les Runes qui ont fait surgir les préoccupations liées au MEV. Le délai de bloc de 10 minutes de Bitcoin a également exacerbé le problème, rendant plus facile pour les utilisateurs inexpérimentés de devenir victimes de diverses formes d'attaques MEV telles que le sniping de frais lors de l'enchère sur le marché des inscriptions. À mesure que les récompenses en bloc diminuent, la rentabilité des mineurs en souffre, ce qui pousse les mineurs à se concentrer sur la maximisation des frais de transaction, ce qui pourrait expliquer la hausse de l'activité MEV.
Le graphique ci-dessous illustre la montée en flèche des frais par rapport aux récompenses en blocs entourant le lancement très attendu des Ordinals et Runes, constituant même à un moment plus de 60% de la part des revenus totaux de minage de bitcoins.
Source : Dune analytics (@data_always) , partage des frais de transaction % de la récompense minière, données au 22 juillet 2024
Jusqu'à aujourd'hui, nous avons vu un nombre croissant d'applications et de développements BTCFi, faisant passer le statut de Bitcoin d'un simple or numérique / réseau de paiement à un écosystème florissant avec des utilités en croissance rapide. Cela pourrait apporter plus d'opportunités MEV sur Bitcoin.
La discussion limitée sur MEV sur Bitcoin peut être attribuée aux conceptions architecturales très différentes entre Bitcoin et Ethereum.
Ethereum, qui fonctionne sur la Machine Virtuelle Ethereum (EVM) permettant l'exécution de contrats intelligents, réalise la programmabilité en maintenant une machine à états globale.
Ethereum adopte un modèle basé sur les comptes qui exécute les transactions séquentiellement via la gestion du nonce de transaction. Cela signifie que l'ordre des transactions peut affecter leurs résultats d'exécution, créant des problèmes où les chercheurs peuvent facilement identifier les opportunités de MEV et insérer leurs transactions directement avant ou après une transaction d'utilisateur. Par exemple, si Alice et Bob soumettent tous deux des transactions à Uniswap pour échanger 1 ETH contre USDT, la transaction exécutée en premier dans le bloc recevra plus d'USDT.
En revanche, Bitcoin, qui fonctionne sur le langage Script qui n'est pas étatique comme Ethereum, adopte un modèle UTXO. S'il s'agit simplement d'un transfert standard de bitcoins, seul le destinataire prévu peut dépenser la sortie via une signature valide, ce qui n'entraîne pas de concurrence d'autres utilisateurs pour dépenser les fonds. Cependant, sur Bitcoin, il est également possible de construire des UTXO qui peuvent être déverrouillés par plusieurs parties à l'aide de scripts ou de SIGHASH. La transaction qui confirme en premier est celle qui peut dépenser l'UTXO. Néanmoins, puisque les conditions de déverrouillage de chaque UTXO sont uniquement liées à l'UTXO lui-même et ne dépendent pas d'autres UTXO, la condition de course est uniquement limitée à cet UTXO.
Outre les différences fondamentales dans la conception mentionnées ci-dessus, l'introduction d'actifs précieux au-delà du BTC a également créé des incitations pour la Valeur Extractible par les Mineurs (MEV). Les MEV qui découlent de ces scénarios sont essentiellement l'ordre dans lequel les concepteurs de protocoles spécifient la propriété des actifs et la légitimité des actions sur chaîne lorsqu'ils essaient de construire de nouvelles classes d'actifs et des comportements sur chaîne sur BTC en utilisant le script + UTXO, une structure de données native à BTC. Avec des événements définis en fonction de l'ordre, il y a incitation à concourir pour l'ordre, et donc MEV.
Sans considérer d'autres actifs, les mineurs rationnels ne feraient que regrouper des transactions légitimes basées sur les frais de transaction et factureraient des frais en fonction de la taille de la transaction. Cependant, si une transaction Bitcoin représente plus qu'un simple transfert standard, comme la création d'un nouvel actif de valeur (comme Runes, etc.), les mineurs pourraient adopter diverses stratégies au-delà de la simple prise en compte des frais de transaction Bitcoin : 1) examiner la transaction et la remplacer par leur propre transaction de création; 2) exiger des frais plus élevés des utilisateurs (sur la chaîne, hors chaîne ou sur les paiements de sidechain); 3) permettre à plusieurs utilisateurs de s'enchérir les uns contre les autres, ce qui entraîne une guerre des frais.
Un exemple concret est le processus de création de jetons d'actifs tels que les Runes ou les BRC20, où une limite maximale de création d'actifs est généralement fixée. La première transaction de création confirmée est considérée comme réussie, tandis que les autres sont considérées comme invalides. Par conséquent, l'ordre des transactions dans ce contexte devient crucial et offre des opportunités pour le MEV grâce à l'ordonnancement des transactions.
De plus, le concept de satoshis rares introduit par Ordinals a même soulevé des inquiétudes selon lesquelles les mineurs pourraient causer des problèmes.réorganisations de blocs pendant les périodes de réduction de moitiépour concourir pour des satoshis rares de grande valeur.
En plus de la création de pièces, des protocoles de jalonnement comme Babylon fixent également un plafond sur la quantité d'actifs pouvant être mis en jeu à chaque phase. Même si les utilisateurs dépassent le plafond, ils peuvent toujours construire et envoyer des Bitcoins au script de verrouillage de jalonnement, mais cela ne sera plus considéré comme un jalonnement réussi et ne sera pas éligible pour les récompenses futures. En d'autres termes, l'ordre des transactions de jalonnement est également crucial.
Par exemple, peu de temps après le lancement du mainnet de Babylon, le plafond de staking de phase 1 de 1k BTC est atteint, ce qui se traduit par environ 300 BTC qui débordent et doivent être déliés.
Le taux de frais a augmenté de plus de 1k sats/vBytes lors du lancement du mainnet de Babylon, Source: Mempool.space
Au-delà de la création/gravure d'actifs sur chaîne et du jalonnement, certaines activités sur les chaînes secondaires ou les rollups sont également affectées par le MEV. Nous fournirons plus d'exemples dans la section «Événements du MEV sur Bitcoin».
Alors, qu'est-ce qui peut exactement être considéré comme MEV sur Bitcoin? Après tout, la définitionde MEVvariedans des circonstances différentes.
En général, MEV sur Bitcoin, fait référence aux diverses façons dont les mineurs peuvent manipuler le processus de création de blocs pour extraire un profit maximal. Nous pouvons les classer grossièrement comme suit :
Une méthode d'enchères de frais favorisant le marché public (comme RBF) joue un rôle relativement positif dans l'ensemble du système économique, favorisant une économie de marché libre. Cependant, lorsque les utilisateurs effectuent des paiements hors bande avec des pools de minage, cela pose sans aucun doute des menaces pour la décentralisation et la résistance à la censure du réseau, qui a été qualifié de «MEVil».
Selon les classifications mentionnées, nous pouvons observer plusieurs cas de MEV.
Le logiciel Bitcoin Core ne permet aux nœuds de traiter que des transactions standard jusqu'à 100 kvB. Cependant, les pools de minage incluent toujours des transactions non standard avec des frais élevés dans les blocs, souvent au détriment de l'exclusion d'autres transactions à frais réduits.
Quelques exemples typiques comprennent:
Par défaut, les nœuds Bitcoin Core ne sont autorisés à relayer que des transactions standard. Par conséquent, les transactions non standard doivent être directement soumises aux pools de minage via un mempool privé. Les mempools privés permettent aux pools de minage d'accepter des transactions non standard et de prioriser les transactions des utilisateurs. Bien que cela puisse accélérer le traitement des transactions, le transfert de plus de transactions vers des mempools privés peut entraîner une centralisation accrue des pools de minage et des risques de censure plus élevés. De toute évidence, certains pools de minage capitalisent déjà sur la rentabilité de l'exploitation de mempools privés.
Par exemple, Marathon Digital a introduit "Slipstream", qui est un service de soumission de transaction directe qui permet aux clients de soumettre des transactions complexes et non standard.
La sidechain Stacks utilise un mécanisme de consensus unique, la preuve de transfert (PoX), qui permet aux mineurs de Bitcoin de miner des blocs Stacks et de régler des transactions sur la blockchain Bitcoin tout en gagnant des récompenses STX.
Dans le passé, Stacks a utilisé une simple élection de mineur où les mineurs Bitcoin avec des hashrates élevés ont plus de chances de miner un bloc de stacks, censurant ainsi les transactions d'engagement des autres mineurs et gagnant toutes les récompenses pour lui-même. Si plus de mineurs adoptent cette stratégie, les futurs Stackers pourraient en souffrir.sous-optimal rendements.
Impact sur l'écosystème:
En excluant les engagements des autres mineurs honnêtes, les récompenses finissent par être réduites pour les stackers.
Si les gros mineurs continuent d'abuser de leur puissance de calcul et d'exclure les engagements des mineurs honnêtes, cela pourrait entraîner des problèmes de centralisation, permettant à quelques mineurs de récolter l'ensemble des récompenses.
Cependant, ce problème sera atténué par la mise à niveau de Stacks Nakamoto, ce qui rendra cette stratégie à nouveau non rentable. Cette mise à niveau passera d'une simple élection de mineur à l'utilisation de l'algorithme de tirage au sort et à l'utilisation de la technique de l'engagement total présumé avec report (ATC-C) pour réduire la rentabilité de l'extraction de MEV. On s'attend à ce que les mineurs participent de manière cohérente aux 10 derniers blocs pour être éligibles au tirage au sort. Les mineurs qui n'ont pas extrait au moins 5 des 10 derniers blocs seront disqualifiés de tout gain de récompenses Stacks. Avec l'ATC-C, la probabilité pour un mineur de remporter un bloc Stacks est maintenant égale à la dépense en BTC du mineur divisée par l'engagement total médian en BTC dans les 10 blocs les plus récents. Cela réduit l'incitation pour les mineurs à obtenir des avantages disproportionnés en excluant les engagements de bloc des autres mineurs.
Les MEV liés aux actifs alternatifs tels que les Ordinals et les Runes peuvent être classés dans les deux types mentionnés précédemment :
Pour les pools de minage, le succès initial de Runes a constitué une source de profit supplémentaire. Par exemple, lors de l'événement de division par deux, le lancement très attendu de Runes a entraîné un volume et des frais de transactions réseau record, car de nombreux utilisateurs ont rivalisé pour que leurs transactions soient incluses dans le bloc historique de division par deux de Bitcoin. Les frais de transaction post-division par deux ont bondi à plus de 1 500 sats/vByte (contre moins de 100 sats/vByte avant la division par deux). ViaBTC a tiré parti de cette augmentation en minant le bloc de division par deux qui coïncidait avec le lancement de Runes, réalisant un profit de 40,75 BTC dans le bloc 840 000, dont 37,6 BTC provenaient des frais de transaction liés à Runes. Comme les récompenses de bloc sont maintenant diminuées de moitié, les frais de transaction de Runes se sont révélés être une source rentable de revenus pour les mineurs.
Source: Mempool.space
Source : Mempool.space
Pour les traders, les transactions Bitcoin utilisant les Runes et les Ordinaux emploient SIGHASH_SINGLE|SIGHASH_ANYONECANPAY pour les PSBT (Transactions Bitcoin Partiellement Signées) qui permettent à une seule entrée signée de correspondre à une sortie. Associé à la transparence de la mempool, cela permet à de nombreux acheteurs de découvrir des transactions potentiellement rentables. Par conséquent, les traders utilisent fréquemment RBF et CPFP, ce qui entraîne des guerres de frais compétitives, permettant aux mineurs de capturer la MEV de cette demande. Par exemple, lorsque les vendeurs listent leurs actifs à vendre, les acheteurs peuvent placer des offres et utiliser RBF pour augmenter leurs frais de transaction lorsqu'il y a des concurrents, en espérant que leur transaction soit confirmée.
Un exemple typique de cette concurrence entre les traders est la transaction avec l'ID:2ffed299689951801a68b5791f261225b24c8249586ba65a738ec403ba811f0d. Après que le vendeur ait répertorié ses actifs, la transaction a été remplacée à plusieurs reprises en utilisant RBF avec des taux de frais de 238, 280, 298 et 355 sat/vB.
Source : Mempool.space
Un autre exemple concerne le processus de frappe d'OrdiBots sur la plateforme Magic Eden. Plusieurs utilisateurs sont devenus victimes d'attaques de front-running de la file d'attente de transactions. Les inscriptions de frappe d'OrdiBots sur Magic Eden utilisaient des PSBT. L'existence de PSBT et l'intervalle de bloc Bitcoin de 10 minutes permettent à tous les acheteurs potentiels de concourir pour la même transaction en introduisant différentes adresses, signatures, simplement en payant des frais plus élevés. Cela a conduit à ce que certains utilisateurs autorisés ne puissent pas frapper en raison d'interférences de bots de front-running. (L'équipe s'est ensuite excusée et a promis de compenser les utilisateurs affectés avec des OrdiBots personnalisés.)
Cependant, toutes les techniques ou tous les événements liés au MEV ne sont pas préjudiciables aux utilisateurs. Dans certains cas, les techniques MEV peuvent également protéger les actifs des utilisateurs contre la perte. Par exemple, sans RBF, les transactions erronées ne peuvent pas être sauvé, et les transactions bloquées peuvent rester en suspens pendant de longues périodes, entraînant un coût d'opportunité. De plus, l'exécution de RBF profite à la sécurité du réseau Bitcoin. Comme on s'attend à ce que les subventions en bloc diminuent par rapport aux frais de transaction à l'avenir, les frais de transaction joueront un rôle crucial pour inciter les mineurs à continuer de participer au réseau Bitcoin. Le développeur Bitcoin Peter Todd a également été très critique à ce sujet.avantages de RBF et recommandé aux mineurs d'exécuter le RBF complet.
Alors, quels sont les principaux composants techniques ou méthodes sur Bitcoin qui soutiennent ces opportunités MEV ? Les domaines techniques couramment impliqués comprennent les mempools, le RBF (Replace-by-Fee), le CPFP (Child Pays for Parent), les services d’accélération des pools de minage et les protocoles de pools de minage.
Similaire à Ethereum et à d'autres réseaux blockchain typiques, Bitcoin dispose également d'une structure de pool de transaction utilisée pour stocker les transactions qui ont été reçues par les nœuds P2P mais qui n'ont pas été incluses dans un bloc. La nature transparente et décentralisée du mempool permet à toutes les transactions d'être propagées aux mineurs, offrant un environnement propice aux opportunités de MEV.
Cependant, contrairement au mécanisme de gaz d'Ethereum, les frais de Bitcoin ne sont liés qu'à la taille de la transaction. Par conséquent, le pool de transactions de Bitcoin peut être considéré comme un marché aux enchères de l'espace de bloc plus direct, où l'on peut observer quels utilisateurs font des offres pour le prochain bloc et à quel prix.
Parce que différents nœuds reçoivent des transactions différentes de la propagation P2P, chaque nœud a une mempool différente. De plus, chaque nœud peut personnaliser activement sa propre stratégie de transfert (politique de la mempool), définissant les transactions qu'il souhaite recevoir et relayer. Les pools de minage peuvent également choisir les transactions à inclure dans les blocs en fonction de leurs préférences (bien qu'économiquement, ils privilégient les transactions à frais plus élevés). Par exemple, Bitcoin Noeuds Les nœuds filtrent toutes les transactions ordinales, tandis que Marathon Mining a créé un logo de style pixel dans l’explorateur.
Bloc 836361(la couleur des pixels montre les taux de frais), Source: mempool.space
Ainsi, les utilisateurs peuvent envisager d'envoyer des transactions directement à des mineurs spécifiques ou à des pools de minage pour accélérer l'inclusion des transactions, mais cette approche peut compromettre deux fonctionnalités clés que la communauté Bitcoin valorise grandement : la confidentialité et la résistance à la censure.
Les transactions propagées par les nœuds P2P plutôt que d'être envoyées directement (par exemple, via un point de terminaison RPC) aux mineurs ou aux pools de minage aident à obscurcir l'origine de la transaction, rendant plus difficile pour les mineurs et les pools de censurer les transactions en fonction des informations identifiées.
En plus d'utiliser des services d'accélération de transaction, les utilisateurs peuvent également choisir d'accélérer leurs transactions grâce à RBF et CPFP.
Remplacement payant (RBF) et Child Pays for Parent (CPFP) sont des méthodes couramment utilisées par les utilisateurs pour augmenter la priorité des transactions.
RBF (Replace-by-Fee) permet à une transaction non confirmée dans le pool de transaction d'être remplacée par une autre transaction qui entre en conflit avec elle (en référençant également au moins une des mêmes entrées) mais qui paie un taux de frais plus élevé et des frais globaux plus élevés. Tout comme les stratégies de pool de transactions discutées précédemment, RBF peut être mis en œuvre de diverses manières. La mise en œuvre la plus courante est RBF facultatif (RBF sur demande) conçu par Gate.io.BIP125, où seules les transactions spécialement marquées peuvent être remplacées. Une autre approche est le RBF complet, où les transactions peuvent être remplacées, qu’elles soient marquées ou non.
Le CPFP (Child Pays for Parent) utilise une approche différente pour accélérer la confirmation des transactions. Au lieu de remplacer une transaction bloquée dans le mempool comme on le voit dans RBF, les destinataires peuvent accélérer la transaction parent en attente en envoyant une transaction enfant qui utilise l’UTXO dans la transaction en attente avec un taux de frais plus élevé. Cela incite potentiellement les mineurs à regrouper ces transactions dans le bloc suivant. Par conséquent, vous pouvez parfois voir des transactions avec des frais très faibles être incluses dans un bloc malgré des taux de frais élevés à un moment donné ; ces transactions sont probablement effectuées à l’aide du CPFP (puisque la transaction subséquente paie les frais).
La transaction a utilisé CPFP pour permettre à la transaction parent avec un taux de frais bas (7,01 sat/VB) d'être confirmée. Source : mempool.space
La principale différence entre RBF et CPFP est que RBF permet à l'expéditeur de remplacer une transaction en attente par une autre avec un taux de frais plus élevé, tandis que CPFP permet au destinataire d'accélérer une transaction en attente en envoyant une transaction enfant avec un taux de frais plus élevé. CPFP est également utile pour les transactions qui doivent être sorties du réseau Lightning (par exemple, )sorties d'ancrage). En termes de frais, RBF est relativement plus avantageux en termes de coûts car il ne nécessite pas d'espace de bloc supplémentaire.
En plus des méthodes telles que RBF (Remplacement par Frais) et CPFP (Enfant Paye pour Parent), les utilisateurs peuvent également choisir d'utiliser paiement de frais hors bandepour accélérer leurs transactions. Par exemple, de nombreux pools de minage proposent à la fois des transactions gratuites et payantes services d'accélération des transactionsaccélérer l'emballage des transactions en soumettant leur txID. S'il s'agit d'un service payant, les utilisateurs doivent payer des frais de service pour subventionner le pool de minage. Étant donné que ce type de service implique de payer des frais via des systèmes en dehors du réseau Bitcoin (comme via des sites Web, des paiements par carte de crédit, etc.), il est appelé paiement de frais hors bande.
Bien que le paiement de frais hors bande offre une solution pour les transactions qui ne peuvent pas utiliser RBF ou CPFP, une utilisation intensive sur une longue période pourrait affecter la résistance à la censure de Bitcoin.
Lors de la discussion précédente, nous avons considéré les pools de minage et les mineurs comme un seul groupe, mais en réalité, il est nécessaire de diviser le travail et de coopérer entre eux. Les pools de minage aggreGate la puissance de calcul des mineurs pour le minage et allouent des récompenses en fonction de la contribution de la puissance de calcul. Ce processus coopératif nécessite certains protocoles de coordination.
Dans les protocoles de pool de minage courants, tels que Stratum v1, le pool de minage n’a qu’à fournir aux mineurs un modèle de bloc (y compris l’en-tête de bloc et les informations de transaction Coinbase), et les mineurs effectuent des calculs de hachage basés sur ce modèle. Il existe également des outils, comme stratum.workqui peut visualiser les informations Stratum de différents pools miniers.
Dans ce processus, les mineurs ne peuvent pas choisir quelles transactions empaqueter; à la place, le pool de minage sélectionne les transactions et construit un modèle pour assigner des tâches aux mineurs.
Ainsi, dans le protocole Stratum v1, nous pouvons grossièrement mapper les rôles à l’écosystème Ethereum comme suit :
Certaines solutions prometteuses ont été développées ou sont en cours pour atténuer les impacts négatifs de MEV (Miner Extractable Value) sur Bitcoin.
Dans certains nouveaux protocoles de pool minier, tels que Stratum v2etBraidPool, les mineurs peuvent choisir de manière autonome les transactions à regrouper. Stratum v2 est déjà adopté par certains pools de minage (par exemple, DEMAND) et des micrologiciels de minage (par exemple, Braiins), permettant aux mineurs individuels de créer leurs propres modèles de blocs. Cela améliore la sécurité, la décentralisation et l’efficacité de la transmission des données tout en réduisant les risques de censure des transactions et de MEV sur Bitcoin.
Ainsi, suivant cette tendance, les rôles futurs des pools de minage et des mineurs pourraient ne pas évoluer de la même manière que le modèle PBS (Proposer/Builder Separation) d’Ethereum.
De plus, les nouveaux designs dans Bitcoin Core liés au pool de transactions pourraient entraîner des changements, principalement comprenant l'amélioration tant discutée de la stratégie de relais de transaction v3 et le cluster mempool. Cependant, le impact de ces nouvelles conceptions, comme sur la mise en œuvre des sorties de canal du réseau Lightning, est toujours en cours discussion.
La réduction des récompenses de minage est un problème important. À mesure que les récompenses de bloc diminuent davantage à l'avenir, cela peut avoir différents impacts sur le réseau.
Certains problèmes ont été reconnus et discutés par les développeurs de Bitcoin dès le début, tels que le problème de sniping de frais, où les pools de minage peuvent intentionnellement reminer des blocs précédents pour capturer les frais de transaction. Bitcoin Core a mis en place certaines mesures pour contrer le sniping des frais, mais les méthodes actuelles ne sont pas encore parfaites.
En plus des frais de transaction natifs, les actifs alternatifs pourraient également devenir une source durable de revenus à l’avenir. Par conséquent, certains projets tentent de construire des infrastructures pour mieux identifier les transactions de valeur impliquant des actifs alternatifs. Par exemple Rebardéveloppe une alternative publique à la mempool pour mieux reconnaître les transactions avec des actifs alternatifs de valeur.
Cependant, comme discuté dans la section « Paiement des frais hors chaîne », l'impact de ces incitations économiques Bitcoin hors chaîne sur le système de compatibilité des incitations auto-régulé de Bitcoin reste à voir.
Quoi qu'il en soit, l'EMV sur Bitcoin présente des similitudes avec Ethereum mais diffère également en raison de différences d'architecture et de philosophie de conception. L'utilité croissante de Bitcoin, la diminution des récompenses de subvention de bloc et l'évolution de l'écosystème BTCFi attireront une plus grande attention sur les facteurs liés à l'EMV.
Merci Ajianpour examen et suggestions!