ブロックチェーンエコシステムにおいて、最大利益抽出値（MEV）は、技術的実装だけでなく、市場行動と経済的影響も含む重要な研究分野となっています。EthereumがProof of Stake（PoS）に移行するに伴い、MEVの概念は大きな進化を遂げました。バリデータは今や、トランザクションの順序を制御し、さまざまな戦略を通じて利益を最適化することができる主要なプレーヤーとなっています。このシフトは、MEVの定義と、異なるコンセンサスメカニズムでのパフォーマンスを再検討することを促します。

Bing Venturesは、業界の最前線を探求することに専念しており、この記事では、MEVによって提供される課題と機会を読者が理解するのを助ける、詳細な技術分析を提供します。

MEVの変更

最大抽出可能価値（MEV）とは、標準ブロック報酬とガス料金を超えて、マイナーやバリデータがネットワークのブロック生成から抽出する合計価値を指します。 Proof of Workの文脈では、MEVは元々「マイナー抽出可能価値」として知られ、マイナーがトランザクションの順序やどのトランザクションをブロックに含めるかを選択することで利益を最大化することを意味していました。これには、金銭的な利益を得るためにトランザクションの順序を操作するさまざまな戦略が含まれる場合があります。

Ethereumが2022年にPoSへの移行することに伴い、MEVの概念は拡大し進化しています。この用語には、マイナー（PoSシステムではバリデーター）だけでなく、他のネットワーク参加者も価値を抽出できることを反映した「最大抽出可能価値」が含まれるようになりました。PoSシステムでは、PoWシステムのマイナーのように、バリデーターがトランザクションの順序を制御し、どのトランザクションがブロックに含まれるかに影響を与えることができます。

MEVの主要プレーヤー

1. バリデーター/マイナー:トランザクションを注文して含める独占的な権限を持ち、MEVを直接抽出することができます。
2. サーチャー：これらは独立した参加者であり、アルゴリズムやボットを使用して利益を上げるMEVの機会を特定する人々です。通常、彼らはトランザクションを優先的に含めるためにバリデータに高いガス手数料を支払い、これによりサーチャーは間接的にMEVから利益を得ることができます。

MEV抽出戦略

1. フロントランニング：これには、ボットがメンプールで利益を得る取引を検出し、自分自身の取引をより高いガス手数料で最初に処理されるように配置することが含まれます。たとえば、Flashbotsは、このプロセスをより透明で公正にすることを目的としたマーケットプレイスを提供し、ユーザーとマイナーが取引の順序に事前に合意することを可能にします。
2. サンドイッチ攻撃：ボットが分散型取引所（DEX）で大規模な取引の前後に注文を入れ、市場価格を操作し、生じるスリッページから利益を得るより悪意のある戦略。これは元のトレーダーの金融的な結果に直接影響を与えます。
3. DEXアービトラージ：検索者は、異なるDEX間のトークンの価格差を利用します。ある取引所でトークンを安い価格で購入し、別の取引所で高い価格で売却することで、市場価格を整え、市場の効率を向上させます。
4. 清算：DeFiレンディングでは、借り手は担保として暗号通貨を預けなければなりません。借り手がローンを返済しない場合、プロトコルはしばしば誰でも担保を清算し、清算手数料を得ることを許可します。MEVサーチャーは、どの借り手が清算される可能性があるかを特定し、自分自身のために清算手数料を集めるために競争します。

市場規模：カンクンアップグレード後の新しい変更

MEVスペースのリーダーであるFlashbotsは、ユーザーとマイナーが事前に取引順序に同意することを可能にすることで、MEVをよりバランスの取れた構造化された環境で促進することを目的としたマーケットプレイスを提供しています。過去6ヶ月間の「インフラ」セクターのプロジェクトを振り返ると、Flashbotsに代表されるMEVは、4月まで優れた収益性を示していました。特に、12月には1週間で142.8万ドルの収益を記録し、他のプロジェクトを凌駕し、MEVの強力な収益性を強調しました。しかし、3月のイーサリアムのカンクンアップグレード後、Flashbotsの収益は大幅に減少しました。その理由は次のとおりです:

1. EIP-4844（Proto-Danksharding）：
2. 透明性と予測可能性の向上：データ ブロブの導入により、このEIPはトランザクション データの取り扱い方を変更し、ネットワークのデータ処理をより効率的かつ予測可能にしました。これにより、トランザクションの遅延や並べ替えを悪用するMEVの機会が減少しました。
3. ネットワークの効率向上とガス手数料の削減: このEIPは大量のデータを効率的に保存する方法を提供し、大規模なデータ取引の処理のためのガス手数料を低減します。大規模なデータを含むMEV戦略のコストを削減する一方で、より速い取引処理による競争の増加ももたらしました。
4. EIP-1559（手数料市場改革）：
5. 透明性と予測可能性の向上：ベース料金とチップ料金の導入により、ネットワークトランザクション料金の予測可能性と安定性が向上し、トランザクション料金を操作することに関連するMEVの機会が減少しました。
6. EIP-2929 (特定の操作のガスコストの増加):
7. 実行コストの増加：特定のスマートコントラクト操作のガスコストを引き上げることで、このEIPは複雑なスマートコントラクトの相互作用に依存するMEV戦略に直接影響を与え、マルチステップの裁定取引や契約の相互作用などをより高価で魅力的でなくしました。

ソース：EigenPhi MEV

業界のパフォーマンスに関して、5月17日までの7日間で、DEXアービトラージの利益はサンドイッチ攻撃の約2倍でした。しかし、取引量の面では、サンドイッチ攻撃が大きくリードし、DEXアービトラージの約7倍でした。DEXアービトラージの利益/取引量の割合は約14%であり、サンドイッチ攻撃の0.01%よりもはるかに高いです。したがって、DEXアービトラージは業界で最も利益の出る操作であると結論付けられます。

出典：jhackworth

Uniswapは最も取引量の高い分散型取引所であり、その流動性プール内でのアービトラージのパフォーマンスを分析することで、DEXアービトラージの全体的な状況についてより深い洞察を得ることができます。

ソース：OP Crypto

オンチェーントランザクションの観点から見ると、Uniswap上のMEVの取引高は非常に重要です。

業界マップ:上流、中流、下流産業の主要プレーヤー

出典: OP Crypto

アップストリーム: トランザクションの署名とブロードキャスト

中間：取引シーケンスとMEV機会の発見

Downstream: ブロック提案と検証、MEV抽出の完了

アップストリーム

上流には、主にトランザクションに署名し、署名済みのトランザクションをローカルノードからネットワーク全体にブロードキャストする責任を負うRPCプロバイダが含まれています。これらの操作は通常、ユーザーまたは他の任意のイニシエータによって提出され、最初に公共のメンプールに含まれます。上流段階の主なタスクは、トランザクションを生成し、ブロードキャストすることです。

ミッドストリーム

ミッドストリームは、公共または民間の環境でのブロック建設を担当します。この段階では、ブロックプロデューサー(バリデーターやブロックビルダーなど)がmempoolからトランザクションを選択し、好みに応じてソートしてパッケージ化します。利益を最大化するために、ブロックプロデューサーは通常、取引手数料に基づいて取引の順序を決定します。さらに、裁定取引の機会などのMEVの機会を直接探して、MEVの利益をどのように配分するかを決定します。例えば、検索者の取引をコピーしたり、自分で操作を行ったり、操作手数料を調整して検索者がオンチェーンのポジションを競い合ったりすることができます。中流段階の主な活動は、トランザクションの順序付けと、MEVの機会の発見と利用です。

下流

ダウンストリームは、新しいブロックの提案と検証、ユーザーのトランザクションとMEV抽出トランザクションがネットワークの合意によって確認され、最終的にMEV収益を得ることを主な責任としています。バリデーターはこの段階で重要な役割を果たし、CEX、流動性ステーキング、機関ステーキング、個人ステーキングなど、さまざまなチャネルから参加することができます。ダウンストリーム段階の中心的な課題は、整理されたトランザクションをブロックにパッケージ化し、ネットワークの合意メカニズムを通じてこれらのトランザクションを確認し、完全なMEV抽出プロセスを完了することです。

出典: ChainLink

サーチャー

1. メンプール内のMEVの機会を特定するために複雑な独自のアルゴリズムを使用するプログラマー。
2. 彼らはMEVプロジェクトの公共トランザクションプールとプライベートプールの両方を監視しています。
3. 彼らは他の検索者と競争し、ブロックビルダーに「バンドル」を提出することで、支払いたい最大ガス手数料を含めます。

ブロックビルダー

1. 彼らはリアルタイムの市場で競争し、検証者を代表してブロックを構築します。
2. 彼らは検索者からの取引を受け入れ、最も利益の高いバンドルを選択し、これらのブロックをMEVプログラム（MEV Boost、Flashbotsなど）を介して中継に送信します。

リレー

1. 彼らはブロックビルダーと提案者（バリデータ）の間の仲介役として機能し、バリデータが自分のブロックスペースを提供できるようにします。

最新の業界動向

過去数ヶ月を振り返ると、MEVはさまざまなセクターで大きなパフォーマンスを示しています。例えば、Flashbotsは革新的なマーケット構造を通じて、MEVのポテンシャルを高度に透明で構造化された環境で示しました。イーサリアムのカンクンアップグレードによってFlashbotsの収益が減少したものの、分析によれば、これらの変更は主にネットワークの効率向上と新しいプロトコルの実装によるものです。これは、MEV戦略が適応し進化するダイナミックな性質を反映しています。

MEVの将来の発展には、多くの新しいプロジェクトや技術が登場しています。例えば、GnosisのAgnostic RelayやAutomata NetworkのConveyorは、異なる技術的・市場的条件下でMEVの課題に取り組む新しいアプローチを示しています。また、SUAVEは、チェーン間のmempoolを統合することで、クロスチェーンMEV問題に対する革新的な解決策を提供し、MEV研究に新しい視点を提供しています。

Gnosis

GnosisのAgnostic Relayは、Ethereumネットワーク上でMEV Boostリレーを提供するためのオープンソースツールであり、誰でもブロックの構築と生成に参加できるようにします。その設計と実装は、Gnosisコミュニティの知識と経験に依存しており、Flashbotsチームからの支援と貢献を受けています。

1. Neutral Block Building/Production: Agnostic Relayは、送信されたすべてのトランザクションをフィルタリングなしで検証できるようにします。この中立性は、ブロックチェーンの分散化と検閲耐性を維持するために重要です。
2. Flashbots MEV-Boostリレーフォーク：Agnostic Relayは、Flashbots MEV-Boostリレーのフォークであり、Flashbotsチームとコミュニティの幅広い知識と積極的なサポートを組み合わせ、技術的および実用的な応用において信頼性を確保しています。

オートメタ

Automata Networkは、TEE（Trusted Execution Environment）コプロセッサを介してEthereumに機械レベルの信頼を拡張するモジュラープルーフレイヤーです。 Ethereumは、ハードウェアおよびソフトウェアコンポーネント全体にわたる分散型プルーフネットワークをアンカーとして、このネットワーク上でグローバルなバリデータとして機能します。

1. MEV保護（コンベア）
   1. Conveyorは、送信されたトランザクションの順序を決定することにより、「サンドイッチ攻撃」を防止し、マイナーがそれらを再配置するのを防ぎます。それはコンベアベルトのようにトランザクションを適切に並べ替え、ユーザーを悪意のある操作から保護します。
2. ガバナンスプライバシー（ウィットネス）
   1. Witnessは、ユーザーが自分のアイデンティティを明かさずに提案や投票を行うことを可能にし、トークン保有者がゼロのガス手数料で参加することを奨励します。ユーザーはシンプルなインターフェースを介して提案を送信し、コミュニティメンバーを投票に招待することができます。投票はプライバシーリレーを介して送信され、提案が作成された際に選択されたプライバシーレベルに従って結果が表示されます。

エデン

Eden Networkは、MEVの負の影響を緩和し、バリデータ、ビルダー、サーチャーの収益を向上させるためのツールとデータを提供することで、Ethereumエコシステムへの保護とサポートを提供します。

1. Eden RPC: Ethereumユーザーを悪意のあるMEV攻撃から保護する一連のエンドポイントであり、フロントランニングやサンドイッチ攻撃などを防ぎます。これにより、ユーザーがMEVによって発生する追加コストを削減し、安全な取引環境を提供します。
2. Eden Relay（イーデン・リレー）：イーサリアムのバリデーターとビルダーが収益を最大化するために設計されたツールのセットです。最適化されたブロックの構築と提案プロセスを提供し、バリデーターとビルダーの収益を増やします。
3. Eden Bundles: 高度なMEVサーチャーがトランザクションバンドルをビルダーネットワークに提出できるエンドポイント。これによりMEVの効率的な抽出方法が提供され、サーチャーやビルダーの収益が向上します。

Edenには3つの製品アップデートがあります：0xProtect、Eden Public Data、Ethereum Mempool Streaming Service。

1. 0xProtect

機能：オンチェーンのOFAC制裁リストを維持し、ブロック生成参加者が制裁されたウォレットアドレスを含むトランザクションを自動的にフィルタリングできるようにします。

動作方法：スマートコントラクトレジストリを介してリアルタイムで制裁リストを更新および維持し、すべての取引がOFAC制裁に準拠していることを確認します。参加者はこのレジストリに直接アクセスして、非準拠の取引を自動的にフィルタリングできます。

ユースケース：MEVサーチャー、ブロックビルダー、リレー、およびバリデーターは、0xProtectを使用して、自分の操作が規制要件に準拠していることを確認し、法的およびコンプライアンスのリスクを回避できます。

1. Eden Public Data

機能：BigQueryに格納されたさまざまなデータ抽出およびローディング（ETL）プロセスをサポートするパブリックデータセットの範囲を提供します。

主要データセット：

1. MEV-Boost:

MEV-Boost Bids: MEV-Boostエコシステムリレーから収集されたビルダー入札データ。

MEV-Boost ペイロード: MEV-Boost エコシステム・リレーから収集されたペイロード・データ。

1. Flashbots:

Mempool Dumpster: Flashbots Mempool Dumpster から検出されたトランザクション。

MEV-Share：Flashbots MEV-Shareから検出されたトランザクション。

1. Gnosis:

MEVブロッカー：Gnosis MEVブロッカーから検出されたトランザクション。

1. Ethereumの補助:
2. Pubkeyによるタグ：Ethereumの公開鍵のタグ。
3. Ethereum Mempool ストリーミングサービス：ブロックビルダー、MEV サーチャー、および dApps にリアルタイムのトランザクションデータストリームを提供し、ブロックおよびトランザクションバンドルの構築を最適化します。
4. リアルタイムデータストリーム：リアルタイムのトランザクションデータストリームを提供し、ユーザーがイーサリアムの公開メンプール内の保留中のトランザクションに即座にアクセスできるようにします。
5. リッチデータポイント：トランザクションハッシュ、送信者、受信者、トランザクション金額、ガス価格などを含む数千件のトランザクションデータポイントを提供します。
6. ブロック構築の最適化：リアルタイムアクセスと豊富なデータポイントを通じて、ユーザーがより良いブロックとトランザクションバンドルを構築するのを支援します。

CoWプロトコル

CoW DAOが開発したMEV Blockerは、フロントランニングやサンドイッチ攻撃を防ぐことを目的としています。このプロジェクトは、RPCエンドポイントを使用して取引をサーチャーのメンプールに送信し、サーチャーが入札の機会を追跡し、利益をユーザーと共有します。

1. RPCエンドポイント：
   1. 機能：フロントランニングやサンドイッチ攻撃からEthereumのトランザクションを保護するためのRPCエンドポイントを提供します。
2. Searcher Mempool:
   1. 機能：トランザクションはRPCエンドポイントを介して検索者メンプールに送信され、検索者はトランザクションの機会を追跡し入札します。
3. 利益分配メカニズム：
   1. 機能：検索者がトランザクションを正常に追跡した後、利益はユーザーと検索者の間で90/10の割合で共有されます。

SUAVE(フラッシュボット)

Flashbotsが提案するSUAVEは、クロスチェーンMEVやビルダーの中央集権化など、現在のMEV抽出の主要な問題に対処するために設計された新しいモデルです。SUAVEは、複数のブロックチェーンネットワークの共有メンプールとして機能するレイヤー0ブロックチェーンを作成し、クロスチェーンの統一を実現します。

1. 優先順位の提出:

機能：ユーザーは特定のトランザクションを提出するのではなく、目的を反映した「設定」を提出します。これらの設定は、特定の条件に基づいて設定され、複雑さが異なることがあります。

2. クロスチェーン統合メモリプール：

Function: SUAVEは、レイヤー0のブロックチェーンとして、複数のブロックチェーンネットワークにまたがる統合メモリプールを作成します。このクロスチェーン統合メモリプールを通じて、SUAVEは効果的にクロスチェーンMEVの問題に対処し、クロスチェーン取引の公正さと透明性を向上させます。

MEVの未来：技術から倫理へ

MEVの抽出の透明性は、利点と潜在的なリスクの両方です。将来、ブロックチェーン技術は透明性と操作防止の新たなバランスを見つける必要があります。一つのアプローチは、より高度なゼロ知識証明（ZKP）技術を使用して、トランザクションが検証される前に匿名性を保ちつつ、その正当性を確保することです。これにより、ユーザーのプライバシーが保護され、悪意のある操作が防止され、ネットワークの公平性が維持されます。

スマートコントラクトと機械学習の統合

スマートコントラクトの自動化と機械学習の統合は、MEV抽出の将来の方向です。スマートコントラクトは市場データをリアルタイムで分析し、機械学習アルゴリズムを使用して最適な取引戦略を予測することができます。このダイナミックな調整機能により、MEV抽出の精度が大幅に向上します。たとえば、リアルタイムの市場データを組み合わせることで、スマートコントラクトは取引の順序を自動的に調整して利益を最大化することができます。

クロスチェーンMEVの可能性と課題

クロスチェーンMEV抽出は、大きなポテンシャルを持つ新興分野です。CosmosやSolanaで見られるような新しいクロスチェーンプロトコルを開発することで、異なるブロックチェーンネットワーク間でのMEV抽出が実現されます。このクロスチェーンソリューションは、MEVの柔軟性と適用性を高めるだけでなく、ブロックチェーンエコシステム内での相互運用性を促進します。ただし、クロスチェーントランザクションのセキュリティと効率など、新たな課題も生じるため、革新的な技術的アプローチによって対処する必要があります。

動的MEV市場の台頭

将来のMEV市場はよりダイナミックで複雑になります。AIとビッグデータ分析を活用することで、市場のトレンドや取引行動をリアルタイムで把握し、MEV抽出戦略をダイナミックに調整することが可能になります。例えば、過去の取引データを分析する機械学習アルゴリズムによって将来の市場変動を予測し、より効果的なMEV抽出戦略の開発が可能となります。このようなダイナミックな市場の台頭により、既存のMEVエコシステムは根本的に変革され、よりインテリジェントになります。

インセンティブメカニズムの最適化

より多くの参加者を引き付け、ネットワークの健全な発展を維持するためには、経済的インセンティブメカニズムを継続的に最適化する必要があります。新しい報酬モデルや分配メカニズムを導入することで、MEVからすべての参加者が公平に利益を得ることができます。さらに、MEV保護サービスの提供やMEV最適化ツールの開発など、新しいビジネスモデルを探索することで、エコシステム全体の価値を高めることができます。これにより、ネットワークの長期的な安定性を維持するのに役立ちます。

MEVは単なる技術的な問題だけでなく、倫理的な考慮事項を含む複雑な分野です。技術革新を追求する一方で、その倫理的な影響を深く考慮する必要があります。例えば、新しい技術を開発する際には、市場の不公平を引き起こさないようにし、ブロックチェーンネットワークの透明性と公平性を保護する必要があります。PoSシステムでは、バリデーターはトランザクションの順序を制御することでMEVを抽出することができますが、これはネットワークの中心集権化や不正行為を引き起こす可能性があります。この問題に対処するためには、ダイナミックなバリデーター選択や評判に基づいた報酬システムなどの新しいメカニズムを探求することができます。より多様なインセンティブ措置やランダム性を導入することで、ネットワークの分散化と公平性を確保することができます。

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