Écrit par : 0xFishylosopher Compilé par : Deep Tide TechFlow

introduire

MEV, ou valeur extractible maximale, est un sous-produit de la conception de la blockchain et un phénomène DeFi unique.

Essentiellement, MEV n'est qu'un exemple de comportement de maximisation des profits, où les validateurs exploitant une blockchain cherchent à maximiser leurs profits en validant les transactions. Bien que l'on puisse affirmer que le MEV peut être bénéfique en améliorant l'efficacité du capital, il peut avoir un impact significatif sur l'expérience utilisateur de l'utilisation d'applications décentralisées, y compris des frais de gaz plus élevés, des dérapages et des risques tels que la collusion des validateurs et la centralisation.

Dans cet article, 0xFishylosopher explorera d'abord le MEV en tant que concept théorique et le risque systémique qu'il représente pour l'écosystème. Il s'ensuit ensuite, en utilisant Flashbots comme étude de cas, pour explorer comment la communauté DeFi tente de remédier à toutes ces externalités négatives du MEV.

「Flash Boys」Club

MEV est une fonctionnalité de la technologie blockchain, pas un bogue de la technologie blockchain. Dans un réseau blockchain donné, les validateurs (ou les mineurs dans le modèle PoW traditionnel) décident quelles données mettre en chaîne. Plus précisément, ils peuvent contrôler l'ordre dans lequel les données sont en chaîne. Il s'avère que certaines transactions rapportent aux validateurs d'énormes profits. Par conséquent, en tant qu'agents économiques rationnels, les validateurs organiseront les transactions de manière à maximiser les frais de transaction.

Le concept de ce MEV a été élaboré pour la première fois par le chercheur en contrats intelligents Phil Dainan dans un article important intitulé "Flash Boys 2.0", dans lequel les chercheurs ont souligné l'existence d'un grand nombre de bots et d'agents d'arbitrage essayant de "prédire et exploiter" les utilisateurs ordinaires. ' DEX Trading, similaire aux traders à haute fréquence de la finance traditionnelle, optimise activement les délais de transaction. Pour avoir une idée de l'ampleur de ce phénomène, rien qu'au cours des dernières 24 heures de la rédaction de cet article, 2578 ETH, soit environ 4,9 millions de dollars de bénéfices aux prix actuels, ont été réalisés grâce aux opérations MEV.

Bien que MEV soit un terme large qui englobe de nombreuses méthodes et scénarios d'arbitrage différents, il existe quelques caractéristiques clés qui sous-tendent les nombreuses opportunités MEV de DeFi. Premièrement, de nombreux MEV sont mis en œuvre via un processus appelé Priority Gas Auction (PGA), où les utilisateurs paient des frais de transaction (gaz) plus élevés afin que leurs transactions soient exécutées en premier. Étant donné que de nombreux robots d'arbitrage comptent sur le fait que leurs transactions sont d'abord exécutées à des fins lucratives, ces robots s'engageront dans des guerres d'enchères de gaz, augmentant constamment les prix afin que leurs transactions soient gérées par des validateurs, provoquant une grave congestion du réseau et rendant impossible pour les utilisateurs réguliers de les exécuter. transactions à moins qu'ils ne paient également des frais de transaction exorbitants.

Les validateurs, en revanche, sont l'un des principaux bénéficiaires de ce scénario. En fait, plus le pouvoir est grand, plus le profit est grand : puisque les validateurs (du moins en théorie) ont le pouvoir de décider quelles transactions exécuter, ils peuvent gagner des frais "d'optimisation des commandes" en déterminant quelles transactions leur rapportent le plus d'argent. En pratique, cependant, il est trop fastidieux pour les validateurs de parcourir l'intégralité du processus de recherche, de conditionnement et d'exécution du MEV. En conséquence, l'essentiel de "l'optimisation du classement" est sous-traité à des chercheurs, constructeurs et relayeurs spécialisés, des intermédiaires que l'on peut imaginer comme des "secrétaires" de validateurs qui simplifient le processus MEV pour une partie des bénéfices. Plus précisément, les demandeurs rechercheront des opportunités MEV, les constructeurs regrouperont ces opportunités dans des "blocs" complets et les relayeurs enverront ces "blocs" complets aux validateurs ou aux constructeurs de blocs réels. Ainsi, l'image générale de l'écosystème MEV moderne est la suivante :

Comme nous l'avons mentionné précédemment, bien que l'arbitrage permis par le MEV puisse apporter certains avantages, notamment une plus grande efficacité du capital et la garantie que les prix sont cohérents sur toutes les bourses, il peut y avoir d'énormes externalités négatives pour les utilisateurs finaux. l'exécution et un glissement plus élevé (comme les attaques en sandwich). Cependant, ce n'est pas le plus grand risque que MEV pose à la blockchain - surtout si les validateurs s'entendent, MEV pourrait en fait saper la sécurité de la couche de consensus de la blockchain.

Ce problème de sécurité découle du problème d'alignement des incitations - dans toutes ces opportunités MEV rentables, les mineurs peuvent réaliser plus de bénéfices en optimisant les frais de transaction plutôt que de s'en tenir à une subvention de récompense globale constante. Comme l'écrit Dainan :

Ainsi, un mineur peut bifurquer un bloc à frais élevés, réservant une partie des frais pour inciter d'autres mineurs à s'appuyer sur cette bifurcation. Dans les cas extrêmes, les incitations à s'écarter du protocole peuvent semer la confusion dans les stratégies des mineurs économiquement rationnels, réduisant la sécurité fournie par les confirmations de bloc.

C'est ce qu'on appelle une "attaque de sous-cotation" et c'est l'une des nombreuses façons dont MEV peut saper les garanties de sécurité de base de la blockchain. D'autres attaques connues incluent les "attaques de bandits temporels", où au lieu de s'entendre pour voler des transactions rentables du bloc actuel, les validateurs s'entendent pour réécrire les opportunités MEV dans l'histoire passée. De plus, les retraits MEV n'ont même pas besoin de se produire en chaîne, car ils peuvent être effectués entièrement par le biais de transactions de porte dérobée hors chaîne, comme entre les grands transacteurs et les validateurs.

Par conséquent, nous pouvons voir que les pratiques MEV sont confrontées à de nombreux risques dans l'écosystème de la blockchain.

Flashbots et la guerre contre le MEV

Compte tenu des conséquences potentiellement graves des VEM sans restriction, plusieurs projets et groupes ont travaillé à atténuer les externalités négatives de cette pratique. L'un des groupes les plus importants dans cet espace est Flashbots, un projet dédié au réalignement des incitations MEV d'une manière qui récompense suffisamment les validateurs pour avoir construit la chaîne honnêtement, tout en atténuant les pires effets pour les utilisateurs ordinaires.

À cette fin, les Flashbots tentent de suivre trois étapes distinctes : (1) découvrir la "forêt sombre" des MEV, (2) démocratiser l'extraction des MEV et (3) redistribuer les bénéfices dans l'écosystème. Pour atteindre le premier objectif, Flashbots dispose d'un produit dédié appelé MEV-inspect, qui vise à "éclairer" la "forêt sombre" des MEV, à quantifier les externalités négatives causées par les MEV et à mettre en évidence l'ampleur du problème.

D'autre part, la démocratisation du double objectif du MEV d'extraire et de redistribuer les avantages est plus complexe, englobant une gamme complète de produits qui évoluent au fil du temps à mesure que la portée et l'orientation du problème changent. À certains égards, on pourrait affirmer que l'histoire du développement de produits de Flashbots au cours des deux dernières années est elle-même une chronologie de la croissance et du développement d'Ethereum.

Le premier ensemble important de produits lancés par Flashbots était le client MEV-Geth, ou une version modifiée de Golang pour Ethereum, qui est mieux à même d'empêcher la manipulation de MEV en l'acheminant vers un pool de transactions privé. Un marché d'enchères MEV est construit au-dessus de ce nouveau client, en utilisant la méthode de "l'offre scellée au premier prix" (également connue sous le nom d'"enchère à l'aveugle"), où chaque participant n'est autorisé à soumettre qu'un seul prix, et aucun des participants à l'enchère ne sait Le prix auquel les autres participants enchérissent. Grâce à cette conception, les Flashbots atténuent les guerres d'"offres de prix" évoquées précédemment.

Le principe directeur derrière la création de MEV-Geth et du marché MEV est de décentraliser le pouvoir et la responsabilité des blocs de construction du validateur eux-mêmes grâce à un processus de réalignement incitatif appelé "séparation proposant-constructeur". Au lieu d'avoir à passer par le processus compliqué de recherche MEV et de conditionnement des transactions, les validateurs utilisant les enchères MEV peuvent simplement regarder le marché MEV, trouver quelles transactions leur donneront le MEV le plus élevé et placer une offre unique qui reflète leurs préférences réelles. De plus, pour empêcher les validateurs d'inclure leurs propres transactions et de profiter des transactions des utilisateurs précédées de transactions, les détails réels des transactions (ordres d'achat, ordres de vente, liquidations, etc.) ne sont rendus publics qu'après la fin de la construction du bloc.

Alors pourquoi un validateur utiliserait-il cet algorithme et renoncerait-il à l'opportunité MEV rentable mentionnée précédemment ? En effet, l'algorithme Flashbots n'a besoin que de sélectionner les transactions MEV sur le marché, ce qui est plus facile et moins cher pour les validateurs. Alors que de plus en plus de transactions MEV de haute qualité passent par ce marché plutôt que directement sur la chaîne, les validateurs peuvent gagner des récompenses plus élevées en restant fidèles aux Flashbots. Les résultats sont très impressionnants : peu de temps après la sortie de MEV-Geth, plus de 90 % des validateurs Ethereum ont commencé à utiliser ce schéma, montrant ainsi l'importance et l'efficacité du réalignement incitatif pour résoudre les problèmes potentiels. Mais à mesure que l'écosystème Ethereum évolue d'un modèle Proof of Work (PoW) vers un modèle Proof of Stake (PoS) à partir de septembre 2022, ce changement conceptuel basé sur la "séparation proposant-constructeur" devient également inévitable.

La principale raison pour laquelle PoS est plus efficace que PoW est que dans PoW, chaque nœud doit créer et proposer des blocs à partir de zéro, tandis que dans PoS, seuls quelques validateurs agissent en tant que principaux proposants de blocs pour ajouter des données à la blockchain. Bien que cela soit excellent pour l'environnement et l'efficacité de calcul, en raison de l'attractivité favorable du MEV, cela peut introduire des risques de centralisation supplémentaires, en particulier si les validateurs («proposants») sont liés aux principaux «constructeurs» de vendeurs de «collusion». Même les pools d'échange privés gérés par les Flashbots eux-mêmes peuvent être tentés par la collusion, et bien sûr faire confiance à une seule entité comme les Flashbots va à l'encontre de l'idée de décentralisation.

La sortie de MEV-boost décentralise le "côté offre" de ce marché MEV. MEV-boost inclut non seulement les transactions du pool de transactions privées de Flashbots (essentiellement un monopole), mais permet également à tout constructeur exécutant ce logiciel de soumettre des transactions à tous les validateurs participants. Pour les validateurs, à mesure que de plus en plus de constructeurs participent à la construction de tous ces différents blocs, cela leur permet de gagner plus de revenus et de soldes auxquels les validateurs ont accès à quelles transactions, créant ainsi un écosystème plus fort et plus sécurisé. Comme MEV-Geth, cette nouvelle conception réaligne les incitations de plusieurs parties pour éviter le risque de centralisation, et a été un énorme succès, avec plus de 85 % du réseau adoptant cette conception, dont les Flashbots n'ont dépassé que 34 % du commerce.

Flashbots SUAVE

Ainsi, la tâche d'atténuer tous les risques de centralisation et de protéger la finance décentralisée des effets les plus pernicieux du MEV reste à ce jour inachevée. En imposant une séparation proposant-constructeur, la solution de Flashbots a décentralisé ou redirigé le pouvoir clé et la responsabilité des validateurs vers les « constructeurs », traitant ces « constructeurs » comme distincts des constructeurs qui choisissent les transactions de validateur L'importation d'entité. Dans la pratique, cependant, les constructeurs réalisent d'importantes économies d'échelle, qui à leur tour entraînent un risque de centralisation du rôle du constructeur.

Alors, à quoi ressemblent les économies d'échelle pour le rôle de constructeur ? Rappelez-vous que les chercheurs, les constructeurs et les relais mentionnés précédemment jouent tous des rôles différents, les chercheurs recherchant des opportunités MEV puis les envoyant aux constructeurs, qui à leur tour envoient des blocs complets aux relais. Cela signifie que les chercheurs doivent choisir à qui envoyer leurs résultats. Pour maximiser leurs récompenses, ils sélectionnent les constructeurs de la plus haute qualité dont les transactions sont le plus souvent sélectionnées par les validateurs. Cela crée un effet centralisateur alors que de plus en plus d'offres de haute qualité sont acheminées vers les meilleurs constructeurs, qui obtiendront toujours les offres MEV de la plus haute qualité de la part des Seekers, renforçant ainsi leur position.

La pratique a prouvé que cet effet de centralisation des constructeurs existe. Au cours des dernières 24 heures de rédaction, les 5 meilleurs constructeurs ont proposé environ 90 % du total des blocs MEV-Boost. À mesure que ce niveau de centralisation augmente, ces oligarques peuvent commencer à utiliser leur domination pour manipuler les transactions, y compris la collusion et la censure de certaines transactions, ce qui pourrait à nouveau compromettre la sécurité de la blockchain sous-jacente. C'est la motivation derrière le dernier projet de Flashbots : une vente aux enchères unifiée unique d'expressions de valeur, qui vise à démêler le processus de construction de blocs de n'importe quelle blockchain et à l'externaliser vers un réseau séparé, décentralisant ainsi le rôle.

SUAVE est en fait une chaîne de commande de blocs indépendante et dédiée qui sera responsable des rôles de mempool et de constructeur de transaction, tandis que les validateurs de la chaîne d'origine (comme Ethereum) seront responsables des rôles de proposition et de preuve. Comme nous pouvons le voir, SUAVE est une extension naturelle du principe de "séparation proposant-constructeur", où nous plaçons les proposants et les constructeurs sur deux chaînes complètement séparées afin qu'ils soient tous les deux suffisamment décentralisés et séparés les uns des autres. De plus, la vision de SUAVE est qu'il servira de couche de commande commune pour de nombreuses chaînes différentes, de sorte que, que vous soyez un validateur d'Ethereum, d'Arbitrum, de Polygon ou de toute autre chaîne EVM, vous puissiez utiliser SUAVE pour trouver les meilleures opportunités MEV , non seulement pour Il s'applique à la chaîne d'origine dans laquelle vous vous trouvez, mais il s'applique également au MEV inter-domaines des transactions inter-chaînes, qui ne peut pas être obtenu en regardant simplement le pool de mémoire de transaction de la chaîne.

Bien que SUAVE ait une grande vision pour finalement profiter à toutes les parties impliquées et rendre l'écosystème Ethereum plus décentralisé, il reste encore quelques problèmes de conception clés qui doivent être résolus dans les 6 mois depuis sa création en novembre 2022. Par exemple, l'une des questions fondamentales est de savoir s'il faut construire SUAVE en tant que chaîne L1 distincte (similaire à Chainlink), ou utiliser une solution Rollup, ou "emprunter" un service de réimplantation aux validateurs Ethereum, tels que Eigenlayer. Chaque solution a ses propres compromis uniques en termes de facilité de mise en œuvre, de rétention du validateur, de sécurité et de flexibilité, que nous n'aborderons pas en détail ici.

Une autre question centrale est de savoir si SUAVE émettra son propre jeton. Alors que le forum SUAVE nie actuellement qu'il ne lancera pas son propre jeton "pour l'instant" et continuera à utiliser ETH comme son jeton natif sur sa chaîne native, il y a plusieurs questions quant à savoir si Flashbots s'en tiendra à cela, d'autant plus que le long- terme À première vue, le lancement du jeton SUAVE semble être l'option la plus économique pour Flashbots en tant qu'entreprise privée. En outre, il est juste d'affirmer que la raison pour laquelle Flashbots pense pouvoir augmenter la valeur d'une licorne de 1 milliard de dollars dans un marché baissier est la promesse implicite d'un futur lancement de jetons SUAVE.

Alors qu'est-ce qui empêche Flashbots d'annoncer qu'il lance des tokens SUAVE ? Il s'avère que le lancement d'un jeton s'accompagne de plusieurs décisions de conception époustouflantes. Par exemple, ce jeton est-il utile pour certaines transactions, ou s'agit-il simplement d'un "autre jeton de gouvernance uniquement" ? Si ce jeton va avoir une utilité, à quoi ressemblera cette utilité ? Comment inciter les différentes parties prenantes de Flashbots (par exemple, différentes chaînes, utilisateurs finaux, constructeurs sur Flashbots, etc.) à utiliser et à faire confiance à ce nouveau jeton par rapport à des jetons plus établis comme ETH ou même des jetons L2 comme ARB ? Dans tous les cas, le processus complexe d'alignement des incitations devrait être résolu, de sorte que l'équipe Flashbots a toutes les raisons d'éviter ce problème pour le moment.

Au-delà des Flashbots : la vue d'ensemble de l'avenir de la DeFi

Bien qu'il soit trop tôt pour dire quelle forme prendra finalement SUAVE et si cette nouvelle chaîne de commande sera en mesure d'atteindre ses objectifs initiaux et d'aligner les incitations d'une manière qui atténue réellement les externalités négatives de MEV, je pense que MEV et Flashbots représentent une image canonique de les différents compromis, problèmes et principes qui entrent dans la conception d'un système financier véritablement décentralisé.

Tout d'abord, comme mentionné précédemment, MEV est une fonctionnalité de la technologie blockchain, pas un bogue. Ces opportunités d'arbitrage et incitations au profit pour les validateurs découlent de l'accessibilité instantanée de la blockchain et garantissent l'efficacité du capital de DeFi. Les effets négatifs du MEV, y compris la congestion du réseau, les guerres du gaz et le glissement des utilisateurs finaux, ne sont que des sous-produits et des externalités négatives de ce processus.

Par définition, les externalités négatives n'affectent pas les agents adoptant un comportement négatif. Dans ce cas, la congestion du réseau et le glissement des utilisateurs finaux ne nuisent pas aux validateurs ou aux bots d'arbitrage s'engageant dans cette activité rentable. Dans l'économie traditionnelle, un système purement basé sur le marché ne peut pas bien gérer toutes ces externalités. Traditionnellement, les gouvernements ou d'autres régulateurs sont intervenus pour corriger la dynamique du marché et minimiser l'impact des externalités négatives (telles que les taxes sur le tabac et l'alcool).

DeFi, d'autre part, est intrinsèquement sans confiance et opposé à toute forme d'application gouvernementale humaine. Ce qui se rapproche le plus d'un "organisme d'application de la loi", c'est d'atteindre la certitude et la transparence en codant les règles et les réglementations dans le code (par exemple, par le biais de contrats intelligents). Ainsi, comme le montre l'histoire des Flashbots, la réduction des externalités négatives du phénomène MEV a toujours reposé sur un processus complexe de refonte et d'alignement des incitations. Après tout, comme les traders quantitatifs de Wall Street, les robots d'arbitrage DeFi ne sont pas connus pour leurs normes éthiques élevées et leur bonne volonté.

Utiliser la refonte des incitations pour réduire les externalités négatives du MEV n'est pas seulement une caractéristique intrinsèque de l'équipe Flashbots. En plus des Flashbots, de nombreuses autres équipes tentent de réaligner les incitations et de développer des protocoles pour réduire l'impact du MEV. Par exemple, le service de séquençage équitable (FSS) de Chainlink tire parti de son réseau oracle décentralisé pour externaliser le processus de « commande des transactions » aux validateurs, atteignant un objectif similaire à celui que poursuit le réseau SUAVE. Un autre exemple est le mécanisme "Coincidence of Demand" (CoW) sur le protocole CoW (anciennement connu sous le nom de Gnosis Chain), qui est basé sur la complémentarité de la transaction (par exemple, je veux 1500 USDC pour 1 ETH, et vous voulez 1 ETH pour 1500 USDC) Collez automatiquement les transactions ensemble et utilisez des algorithmes de solveur pour vous assurer que tout le monde négocie au meilleur prix.

Cependant, faire une refonte des incitations dans un cadre décentralisé où vous ne faites confiance à aucune partie peut être une tâche très difficile car, fondamentalement, vous essayez de nier les économies d'échelle. Par exemple, là où les constructeurs de Flashbots sont centralisés, les constructeurs qui ont "prouvé leur valeur" sont plus susceptibles d'être "confiés" par les chercheurs, qui leur proposeront plus d'offres de haute qualité et les consolideront en tant que leader du marché du destinataire. Identifier, aborder et mettre en œuvre des alternatives décentralisées par le biais d'un réalignement des incitations revient essentiellement à jouer au taupe - vous ne savez jamais quelles vulnérabilités de centralisation et vulnérabilités cachées un système d'incitations nouvellement introduit peut contenir.

De plus, dans un système complexe (tel qu'une blockchain) avec de nombreuses parties prenantes et agents différents, il est presque impossible d'éviter les externalités, car il y aura presque certainement des coins où les actions d'une partie prenante déborderont et affecteront l'action d'une autre partie prenante. Comme Dainan le démontre dans "Flash Boys v2.0", nombre de ces externalités peuvent constituer de réelles menaces, déstabilisant l'ensemble du système. Par conséquent, tout système décentralisé - même ceux dotés d'une théorie des jeux bien conçue - aura toujours cette complexité, cette subtilité et cette vulnérabilité inhérentes, où une faille inattendue pourrait menacer son existence.

Comparés aux systèmes centralisés, les systèmes décentralisés ne contiennent aucun "point de défaillance unique" évident, mais c'est ce qui rend les systèmes décentralisés parfois plus meurtriers que leurs homologues centralisés. Chaque nœud a le potentiel de devenir un "point de défaillance unique" s'il existe des failles dans la conception du système.

En fin de compte, l'histoire de MEV et de Flashbots nous dit que le maintien de la santé d'un système décentralisé nécessitera toujours un travail continu et acharné - une participation continue au jeu de Whack-a-mole. La diffusion de la confiance dans les systèmes décentralisés nécessite une diffusion de la responsabilité et de la vigilance, d'autant plus qu'il y a tant d'incitations économiques à jalonner : pour le meilleur ou pour le pire, le MEV est toujours là.