O conceito de Bitcoin MEV (Valor Minerável Extraível) surgiu tão cedo como 2013. Embora relativamente incipiente em relação ao MEV no Ethereum, o crescente ecossistema Bitcoin com a introdução de metaprotocolos como BRC-20s, Ordinais, Runas promete trazer mais programabilidade, expressividade e oportunidades de MEV no futuro.
Este relatório irá analisar a crescente complexidade do MEV no Bitcoin e avaliar suas implicações para o ecossistema em geral.
Antes da introdução de Ordinals, o MEV no Bitcoin não era amplamente reconhecido e significativo, com foco em ataques de mineração de Lightning Network e sidechain. No entanto, a atualização do Taproot trouxe mais expressividade e programabilidade ao Bitcoin, facilitando o lançamento de metaprotocolos como Ordinals e Runes que trouxeram as preocupações do MEV para a vanguarda. O tempo de bloco de 10 minutos do Bitcoin também exacerbou o problema, tornando mais fácil para usuários inexperientes se tornarem vítimas de várias formas de ataques de MEV, como sniping de taxas ao licitar no mercado de inscrições. À medida que as recompensas em bloco diminuem, a rentabilidade dos mineradores sofre, levando-os a se concentrar na maximização das taxas de transação, o que pode explicar o aumento da atividade de MEV.
O gráfico abaixo ilustra o aumento das taxas em relação às recompensas de bloco em torno do lançamento altamente antecipado de Ordinais e Runas, chegando a constituir mais de 60% da participação total na receita de mineração de Bitcoin.
Fonte: Dune analytics (@data_always), taxa de transação % da recompensa de mineração, dados de 22 de julho de 2024
Até à data, temos visto um número crescente de aplicações e desenvolvimentos BTCFi, transicionando o status do Bitcoin de apenas uma rede de pagamento / ouro digital para um ecossistema florescente com utilidades em rápido crescimento. Isso poderia trazer mais oportunidades de MEV para o Bitcoin.
A discussão limitada sobre MEV no Bitcoin pode ser atribuída às arquiteturas vastamente diferentes entre o Bitcoin e o Ethereum.
Ethereum, que opera na Máquina Virtual Ethereum (EVM) permitindo a execução de contratos inteligentes, alcança a programabilidade através da manutenção de uma máquina de estado global.
Ethereum adota um modelo baseado em contas que executa transações sequencialmente através do gerenciamento de nonce de transação. Isso significa que a ordem das transações pode afetar seus resultados de execução, criando problemas onde os pesquisadores podem facilmente identificar oportunidades de MEV e inserir suas transações diretamente antes ou depois de uma transação de usuário. Por exemplo, se a Alice e o Bob enviarem transações para a Uniswap para trocar 1 ETH por USDT, a transação executada primeiro no bloco receberá mais USDT.
Em contraste, o Bitcoin, que funciona na linguagem Script que não é stateful como o Ethereum, adota um modelo UTXO. Se for apenas uma transferência de bitcoin padrão, apenas o destinatário pretendido pode gastar a saída através de uma assinatura válida, o que não resulta em competição de outros usuários para gastar o fundo. No entanto, no Bitcoin, também é possível construir UTXOs que podem ser desbloqueados por várias partes usando scripts ou SIGHASH. A transação que confirma primeiro é aquela que pode gastar o UTXO. No entanto, uma vez que as condições de desbloqueio de cada UTXO estão relacionadas exclusivamente ao próprio UTXO e não dependem de outros UTXOs, a condição de corrida está limitada apenas a este UTXO.
Para além das diferenças fundamentais no design mencionadas acima, a introdução de ativos valiosos para além do BTC também criou incentivos para o Valor Extrativo do Minerador (MEV). Os MEVs que surgem destes cenários são essencialmente a ordem pela qual os designers de protocolos especificam a propriedade de ativos e a legitimidade de ações on-chain quando tentam construir novas classes de ativos e comportamentos on-chain no BTC utilizando script + UTXO, uma estrutura de dados nativa do BTC. Com eventos definidos com base na ordem, há um incentivo para competir pela ordem e, portanto, pelo MEV.
Sem considerar outros ativos, os mineradores racionais apenas empacotariam transações legítimas com base em taxas de transação e cobrariam taxas de acordo com o tamanho da transação. No entanto, se uma transação Bitcoin representa mais do que apenas uma transferência padrão, como cunhar um novo ativo valioso (como runas, etc.), os mineradores podem adotar várias estratégias além de apenas considerar as taxas de transação Bitcoin: 1) revisar a transação e substituí-la por sua própria transação de hortelã; 2) exigir taxas mais elevadas aos utilizadores (pagamentos on-chain, off-chain ou sidechain); 3) Permita que vários usuários lancem uns contra os outros, resultando em uma guerra de taxas.
Um exemplo direto é o processo de cunhagem de ativos como Runes ou BRC20, onde um limite máximo para a cunhagem de ativos é geralmente estabelecido. A primeira transação de cunhagem confirmada é considerada bem-sucedida, enquanto as outras são consideradas inválidas. Portanto, a ordem das transações neste contexto torna-se crucial e proporciona oportunidades para MEV através da ordenação das transações.
Além disso, o conceito de satoshis raros introduzido pela Ordinals até levantou preocupações de que os mineradores possam causar reorganizações de blocos durante períodos de redução para metadecompetir por satoshis raros de alto valor.
Além de cunhar, protocolos de staking como Babylon também estabelecem um limite para a quantidade de ativos que podem ser apostados durante cada fase. Mesmo que os usuários excedam o limite, eles ainda podem construir e enviar Bitcoin para o script de bloqueio de staking, mas não será considerado um staking bem-sucedido e não será elegível para recompensas futuras. Em outras palavras, a ordem das transações de staking também é crucial.
Por exemplo, logo após o lançamento da mainnet de Babilônia, o limite de staking da fase 1 de 1k BTC é alcançado, resultando em cerca de 300 BTC sendo excedidos e precisando ser desvinculados.
A taxa de feerate aumentou para mais de 1k sats/vBytes quando o Babylon mainnet foi lançado, Fonte: Mempool.space
Além da criação/gravura de ativos na cadeia e do staking, algumas atividades em sidechains ou rollups também são afetadas pelo MEV. Forneceremos mais exemplos na seção "Eventos de MEV no Bitcoin".
Então, o que exatamente pode ser considerado MEV no Bitcoin? Afinal, o definiçãode MEVvariaem circunstâncias diferentes.
Em termos gerais, MEV no Bitcoin refere-se às várias formas pelas quais os mineiros podem manipular o processo de criação de blocos para extrair o máximo de lucro. Podemos categorizá-los aproximadamente da seguinte forma:
Um método de licitação de taxas inclinado para o mercado público (como RBF) desempenha um papel relativamente positivo no sistema econômico geral, promovendo uma economia de mercado livre. No entanto, quando os usuários realizam pagamentos fora da banda com pools de mineração, isso sem dúvida representa ameaças à descentralização e resistência à censura da rede, o que tem sido rotulado como 'MEVil'.
Com base nas classificações mencionadas, podemos observar vários casos de MEV.
O software Bitcoin Core apenas permite que os nós processem transações padrão de até 100 kvBNo entanto, as pools de mineração ainda incluem transações não-padrão com taxas elevadas em blocos, muitas vezes em detrimento da exclusão de outras transações com taxas mais baixas.
Alguns exemplos típicos incluem:
Por padrão, os nós do Bitcoin Core só podem retransmitir transações padrão. Portanto, transações não padrão devem ser enviadas diretamente para as pools de mineração através de mempool privado. As mempools privadas permitem que as pools de mineração aceitem transações não padrão e priorizem as transações dos usuários. Embora isso possa acelerar o processamento de transações, a transferência de mais transações para mempools privados pode levar a um aumento da centralização das pools de mineração e a um aumento dos riscos de censura. Claramente, algumas pools de mineração já estão capitalizando a rentabilidade de operar mempools privados.
Por exemplo, a Marathon Digital introduziu o “Slipstream”, que é um serviço de submissão de transação direta que permite aos clientes a capacidade de submeter transações complexas e não padrão.
A sidechain Stacks usa um mecanismo de consenso único, Proof of Transfer (PoX), que permite que os mineradores de Bitcoin minerem blocos Stacks e liquidem transações na blockchain do Bitcoin enquanto ganham recompensas STX.
No passado, Stacks empregava uma simples eleição de mineradores onde os mineradores de Bitcoin com altas taxas de hash têm uma maior chance de minerar blocos de stacks, censurando transações de compromisso de outros mineradores e ganhando todas as recompensas para si próprio. Se mais mineradores adotassem esta estratégia, futuros Stackers poderiam sofrer de subótimo rendimentos.
Impacto no ecossistema:
Ao excluir compromissos de outros mineiros honestos, as recompensas eventualmente passadas aos empilhadores são reduzidas.
Se os grandes mineiros continuarem a abusar do seu poder de computação e excluírem os compromissos dos mineiros honestos, isso poderá levar a problemas de centralização, permitindo que alguns mineiros aproveitem todas as recompensas.
No entanto, este problema será mitigado pela atualização Stacks Nakamoto, o que tornará essa estratégia novamente não rentável. Esta atualização passará de uma simples eleição de minerador para o uso do algoritmo de sorteio e emprego da técnica de Compromisso Total Assumido com Carregamento (ATC-C) para reduzir a rentabilidade da mineração MEV. Espera-se que os mineradores mostrem participação consistente nos últimos 10 blocos para se qualificarem para o sorteio. Mineradores que não mineraram em pelo menos 5 dos últimos 10 blocos serão desqualificados para ganhar quaisquer recompensas Stacks. Com o ATC-C, a probabilidade de um minerador ganhar um bloco Stacks agora é igual ao gasto de BTC do minerador dividido pelo compromisso total de BTC mediano nos 10 blocos mais recentes. Isso reduz o incentivo para os mineradores obterem benefícios desproporcionais excluindo os compromissos de bloco de outros mineradores.
A MEV relacionada a ativos alternativos como Ordinais e Runas pode ser categorizada nos dois tipos mencionados anteriormente:
Para as piscinas de mineração, o sucesso inicial das Runas proporcionou uma fonte de lucro adicional. Por exemplo, durante o evento de redução para metade, o lançamento altamente antecipado das Runas levou a um volume recorde de transações na rede e a taxas elevadas, à medida que muitos usuários competiam para que as suas transações fossem incluídas no bloco histórico da redução para metade do Bitcoin. As taxas de transação pós-redução para metade aumentaram para mais de 1.500 sats/vByte (em comparação com menos de 100 sats/vByte antes da redução para metade). A ViaBTC tirou partido deste aumento ao minerar o bloco da redução para metade que coincidiu com o lançamento das Runas, obtendo um lucro de 40,75 BTC no bloco 840.000, dos quais 37,6 BTC provieram das taxas de transação relacionadas com as Runas. Como as recompensas em bloco estão agora reduzidas para metade, as taxas de transação das Runas têm-se mostrado uma fonte rentável de receita para os mineiros.
Origem: Mempool.space
Fonte: Mempool.space
Para os traders, as transações de Bitcoin usando Runes e Ordinais empregam SIGHASH_SINGLE|SIGHASH_ANYONECANPAY para PSBTs (Transações de Bitcoin Parcialmente Assinadas), o que permite que apenas uma entrada assinada corresponda a uma saída. Juntamente com a transparência da mempool, isso permite que muitos compradores descubram negociações potencialmente lucrativas. Portanto, os traders frequentemente usam RBF e CPFP, levando a guerras competitivas de taxas, permitindo que os mineradores capturem MEV dessa demanda. Por exemplo, quando os vendedores listam seus ativos para venda, os compradores podem fazer ofertas e usar RBF para aumentar suas taxas de transação quando há concorrentes, esperando que sua transação seja confirmada.
Um exemplo típico desta competição entre traders é a transação com o ID:2ffed299689951801a68b5791f261225b24c8249586ba65a738ec403ba811f0d. Depois do vendedor ter listado os seus ativos, a transação foi repetidamente substituída usando RBF com taxas de 238, 280, 298 e 355 sat/vB.
Origem: Mempool.space
Outro exemplo envolve o processo de cunhagem de OrdiBots na plataforma Magic Eden. Vários usuários se tornaram vítimas de ataques de front-running de pool de transações. As inscrições de cunhagem do OrdiBots no Magic Eden usaram PSBTs. A existência de PSBT e um intervalo de bloco de Bitcoin de 10 minutos permitem que potenciais compradores concorram pela mesma transação introduzindo endereços diferentes, assinaturas, apenas pagando taxas mais altas. Isso resultou em alguns usuários da lista branca incapazes de cunhar devido a interferência de bots de front-running. (A equipe se desculpou posteriormente e prometeu compensar os usuários afetados com OrdiBots personalizados.)
No entanto, nem todas as técnicas ou eventos relacionados ao MEV são prejudiciais para os usuários. As técnicas MEV também podem proteger os ativos do usuário contra perda em alguns casos. Por exemplo, sem RBF, transações erradas não podem ser salvado, e as transações bloqueadas podem permanecer no limbo por longos períodos, levando ao custo de oportunidade. Além disso, a execução do RBF beneficia a segurança da rede do Bitcoin. Como se espera que os subsídios de bloco diminuam em relação às taxas de transação no futuro, as taxas de transação desempenharão um papel crucial em incentivar os mineradores a continuar participando da rede Bitcoin. O desenvolvedor do Bitcoin, Peter Todd, também se manifestou sobre o benefícios do RBFe recomendou aos mineiros que executem RBF completo.
Então, quais são os principais componentes técnicos ou métodos no Bitcoin que suportam essas oportunidades de MEV? As áreas técnicas comumente envolvidas incluem mempools, RBF (Replace-by-Fee), CPFP (Child Pays for Parent), serviços de aceleração de pool de mineração e protocolos de pool de mineração.
Similar ao Ethereum e a outras redes blockchain típicas, o Bitcoin também tem uma estrutura de pool de transações usada para armazenar transações que foram recebidas por nós P2P, mas que ainda não foram incluídas em um bloco. A natureza transparente e descentralizada do mempool permite que todas as transações sejam propagadas para os mineradores, proporcionando um ambiente propício para oportunidades de MEV.
No entanto, ao contrário do mecanismo de gás do Ethereum, as taxas do Bitcoin estão apenas relacionadas com o tamanho da transação. Portanto, o pool de transações do Bitcoin pode ser visto como um mercado de leilão de espaço de bloco mais direto, onde se pode observar quais utilizadores estão a licitar para o próximo bloco e a que preços.
Porque diferentes nós recebem transações diferentes da propagação P2P, cada nó tem uma mempool diferente. Além disso, cada nó pode personalizar ativamente sua própria estratégia de encaminhamento (política de mempool), definindo quais transações deseja receber e retransmitir. As pools de mineração também podem escolher quais transações incluir em blocos com base em suas preferências (embora, economicamente, priorizem transações com taxas mais altas). Por exemplo, Bitcoin Nósos nós filtram todas as transações Ordinais, enquanto a Marathon Mining criou um logótipo no estilo pixel no explorador.
Bloco 836361 (a cor dos pixels mostra as taxas de taxa), Fonte: mempool.space
Assim, os utilizadores podem considerar enviar transações diretamente para mineiros específicos ou pools de mineração para acelerar a inclusão das transações, mas esta abordagem pode comprometer duas características-chave que a comunidade Bitcoin valoriza muito: privacidade e resistência à censura.
As transações propagadas por nós P2P, em vez de serem enviadas diretamente (por exemplo, através de um ponto de extremidade RPC) para mineradores ou grupos de mineração, ajudam a obscurecer a origem da transação, tornando mais difícil para os mineradores e grupos de mineração censurar transações com base em informações identificadas.
Além de utilizar serviços de aceleração de transações, os usuários também podem optar por acelerar suas transações por meio de RBF e CPFP.
Substituir-por-taxa ( RBF) e Child Pays for Parent (CPFP) são métodos que os utilizadores normalmente utilizam para aumentar a prioridade da transação.
RBF (Substituir por taxa) permite que uma transação não confirmada na pool de transações seja substituída por outra transação que entra em conflito com ela (referenciando também pelo menos uma das mesmas entradas), mas paga uma taxa de juros mais alta e taxas gerais mais altas. Semelhante às estratégias da pool de transações discutidas anteriormente, o RBF pode ser implementado de várias maneiras. A implementação mais comum é RBF opcional (RBF opcional) projetado porBIP125, onde apenas transações marcadas especificamente podem ser substituídas. Outra abordagem é o RBF completo, onde as transações podem ser substituídas independentemente de estarem marcadas.
CPFP (Pago da Criança pelo Pai) usa uma abordagem diferente para acelerar a confirmação da transação. Em vez de substituir uma transação presa no mempool como visto em RBF, os destinatários podem acelerar a transação pai pendente enviando uma transação filha que usa o UTXO na transação pendente com uma taxa de taxa mais alta. Isso potencialmente incentiva os mineradores a agrupar essas transações juntas no próximo bloco. Portanto, às vezes você pode ver transações com taxas muito baixas sendo incluídas em um bloco apesar das altas taxas de taxa em um determinado momento; essas transações provavelmente estão usando CPFP (já que a transação subsequente paga a taxa).
A transação usou CPFP para permitir que a transação pai com baixa taxa de comissão (7,01 sat/VB) fosse confirmada, Fonte: mempool.space
A principal diferença entre RBF e CPFP é que o RBF permite que o remetente substitua uma transação pendente por uma que tenha uma taxa de taxa mais alta, enquanto o CPFP permite que o destinatário acelere uma transação pendente enviando uma transação filho com uma taxa de taxa mais alta. O CPFP também é útil para transações que precisam ser saídas da Lightning Network (por exemplo, saídas de âncora). Em termos de taxas, RBF é relativamente mais vantajoso em termos de custo, pois não requer espaço adicional no bloco.
Além dos métodos como RBF (Substituir por Taxa) e CPFP (Criança Paga pelos Pais), os usuários também podem optar por usarPagamento de taxa fora do canalpara acelerar suas transações. Por exemplo, muitas piscinas de mineração oferecem tanto gratuitas quanto pagas Serviços de aceleração de transaçõespara acelerar o empacotamento de transações através do envio do seu txID. Se for um serviço pago, os utilizadores precisam de pagar uma taxa de serviço para subsidiar o mining pool. Uma vez que este tipo de serviço envolve o pagamento de taxas através de sistemas externos à rede Bitcoin (como por exemplo, através de websites, pagamentos com cartão de crédito, etc.), é designado como pagamento de taxa fora de banda.
Embora o pagamento de taxa fora da banda proporcione um remédio para transações que não podem usar RBF ou CPFP, o uso extensivo por um longo período poderia afetar a resistência à censura do Bitcoin.
Na discussão anterior, consideramos os pools de mineração e os mineradores como um único grupo, mas, na realidade, há uma necessidade de divisão de trabalho e cooperação entre eles. Os pools de mineração aggreGate o poder computacional dos mineiros para mineração e alocam recompensas com base na contribuição do poder computacional. Este processo de cooperação exige determinados protocolos de coordenação.
Nos protocolos de pool de mineração comuns, como o Stratum v1, o pool de mineração só precisa fornecer aos mineradores um modelo de bloco (incluindo o cabeçalho do bloco e as informações da transação coinbase), e os mineradores realizam cálculos de hash com base neste modelo. Existem também ferramentas, como stratum.work, que pode visualizar as informações do Stratum de várias piscinas de mineração.
Nesse processo, os mineradores não podem escolher quais transações empacotar; Em vez disso, o pool de mineração seleciona transações e constrói um modelo para atribuir tarefas aos mineradores.
Assim, no protocolo Stratum v1, podemos mapear aproximadamente os papéis para o ecossistema Ethereum da seguinte forma:
Algumas soluções promissoras foram desenvolvidas ou estão em andamento para mitigar os impactos negativos do MEV (Valor Extraível pelos Mineiros) no Bitcoin.
Em alguns novos protocolos de piscinas de mineração, como Stratum v2 e ainda BraidPool, os mineradores podem escolher autonomamente quais transações incluir no pacote. O Stratum v2 já está sendo adotado por algumas piscinas de mineração (por exemplo, DEMAND) e firmware de mineração (por exemplo, Braiins), permitindo que os mineradores individuais construam seus próprios modelos de bloco. Isso melhora a segurança, descentralização e eficiência da transmissão de dados, reduzindo os riscos de censura de transações e MEV no Bitcoin.
Assim, seguindo essa tendência, os futuros papéis das pools de mineração e dos mineiros podem não evoluir da mesma forma que o modelo de separação de Propositor/Construtor do Ethereum PBS (Proposer/Builder Separation).
Além disso, os novos designs no Bitcoin Core relacionados à pool de transações podem trazer mudanças, incluindo principalmente o muito discutido aprimoramento da estratégia de retransmissão de transações v3 e cluster mempool. No entanto, o impactodestes novos designs, como a implementação de saídas de canal da Lightning Network, ainda está em andamentodiscussão.
A redução das recompensas da mineração é um problema significativo. À medida que as recompensas de bloco diminuem ainda mais no futuro, isso pode ter vários impactos na rede.
Alguns problemas foram reconhecidos e discutidos pelos desenvolvedores do Bitcoin desde cedo, como o problema de sniping de taxa, onde pools de mineração podem intencionalmente reminerar blocos anteriores para capturar taxas de transação. O Bitcoin Core implementou algumas medidas para combater o corte de taxas, mas os métodos atuais ainda não são perfeitos.
Além das taxas de transação nativas, ativos alternativos também podem se tornar uma fonte sustentável de receita no futuro. Consequentemente, alguns projetos estão tentando construir infraestrutura para identificar melhor transações valiosas envolvendo ativos alternativos. Por exemplo, Barra de aço nervurada está a desenvolver um mecanismo público alternativo para melhor reconhecer as transações com ativos alternativos valiosos.
No entanto, como discutido na seção "Pagamento de Taxa Fora da Banda", o impacto desses incentivos econômicos do Bitcoin offchain no sistema de compatibilidade de incentivos auto-regulados do Bitcoin ainda está por ser visto.
Independentemente disso, o MEV no Bitcoin traça paralelos com o Ethereum, mas também difere devido a diferenças na arquitetura e filosofia de design. A crescente utilidade do Bitcoin, a diminuição das recompensas de subsídio de bloco e a evolução do ecossistema BTCFi trarão maior atenção aos fatores relacionados ao MEV.
Obrigado Ajianpara revisão e sugestões!
O conceito de Bitcoin MEV (Valor Minerável Extraível) surgiu tão cedo como 2013. Embora relativamente incipiente em relação ao MEV no Ethereum, o crescente ecossistema Bitcoin com a introdução de metaprotocolos como BRC-20s, Ordinais, Runas promete trazer mais programabilidade, expressividade e oportunidades de MEV no futuro.
Este relatório irá analisar a crescente complexidade do MEV no Bitcoin e avaliar suas implicações para o ecossistema em geral.
Antes da introdução de Ordinals, o MEV no Bitcoin não era amplamente reconhecido e significativo, com foco em ataques de mineração de Lightning Network e sidechain. No entanto, a atualização do Taproot trouxe mais expressividade e programabilidade ao Bitcoin, facilitando o lançamento de metaprotocolos como Ordinals e Runes que trouxeram as preocupações do MEV para a vanguarda. O tempo de bloco de 10 minutos do Bitcoin também exacerbou o problema, tornando mais fácil para usuários inexperientes se tornarem vítimas de várias formas de ataques de MEV, como sniping de taxas ao licitar no mercado de inscrições. À medida que as recompensas em bloco diminuem, a rentabilidade dos mineradores sofre, levando-os a se concentrar na maximização das taxas de transação, o que pode explicar o aumento da atividade de MEV.
O gráfico abaixo ilustra o aumento das taxas em relação às recompensas de bloco em torno do lançamento altamente antecipado de Ordinais e Runas, chegando a constituir mais de 60% da participação total na receita de mineração de Bitcoin.
Fonte: Dune analytics (@data_always), taxa de transação % da recompensa de mineração, dados de 22 de julho de 2024
Até à data, temos visto um número crescente de aplicações e desenvolvimentos BTCFi, transicionando o status do Bitcoin de apenas uma rede de pagamento / ouro digital para um ecossistema florescente com utilidades em rápido crescimento. Isso poderia trazer mais oportunidades de MEV para o Bitcoin.
A discussão limitada sobre MEV no Bitcoin pode ser atribuída às arquiteturas vastamente diferentes entre o Bitcoin e o Ethereum.
Ethereum, que opera na Máquina Virtual Ethereum (EVM) permitindo a execução de contratos inteligentes, alcança a programabilidade através da manutenção de uma máquina de estado global.
Ethereum adota um modelo baseado em contas que executa transações sequencialmente através do gerenciamento de nonce de transação. Isso significa que a ordem das transações pode afetar seus resultados de execução, criando problemas onde os pesquisadores podem facilmente identificar oportunidades de MEV e inserir suas transações diretamente antes ou depois de uma transação de usuário. Por exemplo, se a Alice e o Bob enviarem transações para a Uniswap para trocar 1 ETH por USDT, a transação executada primeiro no bloco receberá mais USDT.
Em contraste, o Bitcoin, que funciona na linguagem Script que não é stateful como o Ethereum, adota um modelo UTXO. Se for apenas uma transferência de bitcoin padrão, apenas o destinatário pretendido pode gastar a saída através de uma assinatura válida, o que não resulta em competição de outros usuários para gastar o fundo. No entanto, no Bitcoin, também é possível construir UTXOs que podem ser desbloqueados por várias partes usando scripts ou SIGHASH. A transação que confirma primeiro é aquela que pode gastar o UTXO. No entanto, uma vez que as condições de desbloqueio de cada UTXO estão relacionadas exclusivamente ao próprio UTXO e não dependem de outros UTXOs, a condição de corrida está limitada apenas a este UTXO.
Para além das diferenças fundamentais no design mencionadas acima, a introdução de ativos valiosos para além do BTC também criou incentivos para o Valor Extrativo do Minerador (MEV). Os MEVs que surgem destes cenários são essencialmente a ordem pela qual os designers de protocolos especificam a propriedade de ativos e a legitimidade de ações on-chain quando tentam construir novas classes de ativos e comportamentos on-chain no BTC utilizando script + UTXO, uma estrutura de dados nativa do BTC. Com eventos definidos com base na ordem, há um incentivo para competir pela ordem e, portanto, pelo MEV.
Sem considerar outros ativos, os mineradores racionais apenas empacotariam transações legítimas com base em taxas de transação e cobrariam taxas de acordo com o tamanho da transação. No entanto, se uma transação Bitcoin representa mais do que apenas uma transferência padrão, como cunhar um novo ativo valioso (como runas, etc.), os mineradores podem adotar várias estratégias além de apenas considerar as taxas de transação Bitcoin: 1) revisar a transação e substituí-la por sua própria transação de hortelã; 2) exigir taxas mais elevadas aos utilizadores (pagamentos on-chain, off-chain ou sidechain); 3) Permita que vários usuários lancem uns contra os outros, resultando em uma guerra de taxas.
Um exemplo direto é o processo de cunhagem de ativos como Runes ou BRC20, onde um limite máximo para a cunhagem de ativos é geralmente estabelecido. A primeira transação de cunhagem confirmada é considerada bem-sucedida, enquanto as outras são consideradas inválidas. Portanto, a ordem das transações neste contexto torna-se crucial e proporciona oportunidades para MEV através da ordenação das transações.
Além disso, o conceito de satoshis raros introduzido pela Ordinals até levantou preocupações de que os mineradores possam causar reorganizações de blocos durante períodos de redução para metadecompetir por satoshis raros de alto valor.
Além de cunhar, protocolos de staking como Babylon também estabelecem um limite para a quantidade de ativos que podem ser apostados durante cada fase. Mesmo que os usuários excedam o limite, eles ainda podem construir e enviar Bitcoin para o script de bloqueio de staking, mas não será considerado um staking bem-sucedido e não será elegível para recompensas futuras. Em outras palavras, a ordem das transações de staking também é crucial.
Por exemplo, logo após o lançamento da mainnet de Babilônia, o limite de staking da fase 1 de 1k BTC é alcançado, resultando em cerca de 300 BTC sendo excedidos e precisando ser desvinculados.
A taxa de feerate aumentou para mais de 1k sats/vBytes quando o Babylon mainnet foi lançado, Fonte: Mempool.space
Além da criação/gravura de ativos na cadeia e do staking, algumas atividades em sidechains ou rollups também são afetadas pelo MEV. Forneceremos mais exemplos na seção "Eventos de MEV no Bitcoin".
Então, o que exatamente pode ser considerado MEV no Bitcoin? Afinal, o definiçãode MEVvariaem circunstâncias diferentes.
Em termos gerais, MEV no Bitcoin refere-se às várias formas pelas quais os mineiros podem manipular o processo de criação de blocos para extrair o máximo de lucro. Podemos categorizá-los aproximadamente da seguinte forma:
Um método de licitação de taxas inclinado para o mercado público (como RBF) desempenha um papel relativamente positivo no sistema econômico geral, promovendo uma economia de mercado livre. No entanto, quando os usuários realizam pagamentos fora da banda com pools de mineração, isso sem dúvida representa ameaças à descentralização e resistência à censura da rede, o que tem sido rotulado como 'MEVil'.
Com base nas classificações mencionadas, podemos observar vários casos de MEV.
O software Bitcoin Core apenas permite que os nós processem transações padrão de até 100 kvBNo entanto, as pools de mineração ainda incluem transações não-padrão com taxas elevadas em blocos, muitas vezes em detrimento da exclusão de outras transações com taxas mais baixas.
Alguns exemplos típicos incluem:
Por padrão, os nós do Bitcoin Core só podem retransmitir transações padrão. Portanto, transações não padrão devem ser enviadas diretamente para as pools de mineração através de mempool privado. As mempools privadas permitem que as pools de mineração aceitem transações não padrão e priorizem as transações dos usuários. Embora isso possa acelerar o processamento de transações, a transferência de mais transações para mempools privados pode levar a um aumento da centralização das pools de mineração e a um aumento dos riscos de censura. Claramente, algumas pools de mineração já estão capitalizando a rentabilidade de operar mempools privados.
Por exemplo, a Marathon Digital introduziu o “Slipstream”, que é um serviço de submissão de transação direta que permite aos clientes a capacidade de submeter transações complexas e não padrão.
A sidechain Stacks usa um mecanismo de consenso único, Proof of Transfer (PoX), que permite que os mineradores de Bitcoin minerem blocos Stacks e liquidem transações na blockchain do Bitcoin enquanto ganham recompensas STX.
No passado, Stacks empregava uma simples eleição de mineradores onde os mineradores de Bitcoin com altas taxas de hash têm uma maior chance de minerar blocos de stacks, censurando transações de compromisso de outros mineradores e ganhando todas as recompensas para si próprio. Se mais mineradores adotassem esta estratégia, futuros Stackers poderiam sofrer de subótimo rendimentos.
Impacto no ecossistema:
Ao excluir compromissos de outros mineiros honestos, as recompensas eventualmente passadas aos empilhadores são reduzidas.
Se os grandes mineiros continuarem a abusar do seu poder de computação e excluírem os compromissos dos mineiros honestos, isso poderá levar a problemas de centralização, permitindo que alguns mineiros aproveitem todas as recompensas.
No entanto, este problema será mitigado pela atualização Stacks Nakamoto, o que tornará essa estratégia novamente não rentável. Esta atualização passará de uma simples eleição de minerador para o uso do algoritmo de sorteio e emprego da técnica de Compromisso Total Assumido com Carregamento (ATC-C) para reduzir a rentabilidade da mineração MEV. Espera-se que os mineradores mostrem participação consistente nos últimos 10 blocos para se qualificarem para o sorteio. Mineradores que não mineraram em pelo menos 5 dos últimos 10 blocos serão desqualificados para ganhar quaisquer recompensas Stacks. Com o ATC-C, a probabilidade de um minerador ganhar um bloco Stacks agora é igual ao gasto de BTC do minerador dividido pelo compromisso total de BTC mediano nos 10 blocos mais recentes. Isso reduz o incentivo para os mineradores obterem benefícios desproporcionais excluindo os compromissos de bloco de outros mineradores.
A MEV relacionada a ativos alternativos como Ordinais e Runas pode ser categorizada nos dois tipos mencionados anteriormente:
Para as piscinas de mineração, o sucesso inicial das Runas proporcionou uma fonte de lucro adicional. Por exemplo, durante o evento de redução para metade, o lançamento altamente antecipado das Runas levou a um volume recorde de transações na rede e a taxas elevadas, à medida que muitos usuários competiam para que as suas transações fossem incluídas no bloco histórico da redução para metade do Bitcoin. As taxas de transação pós-redução para metade aumentaram para mais de 1.500 sats/vByte (em comparação com menos de 100 sats/vByte antes da redução para metade). A ViaBTC tirou partido deste aumento ao minerar o bloco da redução para metade que coincidiu com o lançamento das Runas, obtendo um lucro de 40,75 BTC no bloco 840.000, dos quais 37,6 BTC provieram das taxas de transação relacionadas com as Runas. Como as recompensas em bloco estão agora reduzidas para metade, as taxas de transação das Runas têm-se mostrado uma fonte rentável de receita para os mineiros.
Origem: Mempool.space
Fonte: Mempool.space
Para os traders, as transações de Bitcoin usando Runes e Ordinais empregam SIGHASH_SINGLE|SIGHASH_ANYONECANPAY para PSBTs (Transações de Bitcoin Parcialmente Assinadas), o que permite que apenas uma entrada assinada corresponda a uma saída. Juntamente com a transparência da mempool, isso permite que muitos compradores descubram negociações potencialmente lucrativas. Portanto, os traders frequentemente usam RBF e CPFP, levando a guerras competitivas de taxas, permitindo que os mineradores capturem MEV dessa demanda. Por exemplo, quando os vendedores listam seus ativos para venda, os compradores podem fazer ofertas e usar RBF para aumentar suas taxas de transação quando há concorrentes, esperando que sua transação seja confirmada.
Um exemplo típico desta competição entre traders é a transação com o ID:2ffed299689951801a68b5791f261225b24c8249586ba65a738ec403ba811f0d. Depois do vendedor ter listado os seus ativos, a transação foi repetidamente substituída usando RBF com taxas de 238, 280, 298 e 355 sat/vB.
Origem: Mempool.space
Outro exemplo envolve o processo de cunhagem de OrdiBots na plataforma Magic Eden. Vários usuários se tornaram vítimas de ataques de front-running de pool de transações. As inscrições de cunhagem do OrdiBots no Magic Eden usaram PSBTs. A existência de PSBT e um intervalo de bloco de Bitcoin de 10 minutos permitem que potenciais compradores concorram pela mesma transação introduzindo endereços diferentes, assinaturas, apenas pagando taxas mais altas. Isso resultou em alguns usuários da lista branca incapazes de cunhar devido a interferência de bots de front-running. (A equipe se desculpou posteriormente e prometeu compensar os usuários afetados com OrdiBots personalizados.)
No entanto, nem todas as técnicas ou eventos relacionados ao MEV são prejudiciais para os usuários. As técnicas MEV também podem proteger os ativos do usuário contra perda em alguns casos. Por exemplo, sem RBF, transações erradas não podem ser salvado, e as transações bloqueadas podem permanecer no limbo por longos períodos, levando ao custo de oportunidade. Além disso, a execução do RBF beneficia a segurança da rede do Bitcoin. Como se espera que os subsídios de bloco diminuam em relação às taxas de transação no futuro, as taxas de transação desempenharão um papel crucial em incentivar os mineradores a continuar participando da rede Bitcoin. O desenvolvedor do Bitcoin, Peter Todd, também se manifestou sobre o benefícios do RBFe recomendou aos mineiros que executem RBF completo.
Então, quais são os principais componentes técnicos ou métodos no Bitcoin que suportam essas oportunidades de MEV? As áreas técnicas comumente envolvidas incluem mempools, RBF (Replace-by-Fee), CPFP (Child Pays for Parent), serviços de aceleração de pool de mineração e protocolos de pool de mineração.
Similar ao Ethereum e a outras redes blockchain típicas, o Bitcoin também tem uma estrutura de pool de transações usada para armazenar transações que foram recebidas por nós P2P, mas que ainda não foram incluídas em um bloco. A natureza transparente e descentralizada do mempool permite que todas as transações sejam propagadas para os mineradores, proporcionando um ambiente propício para oportunidades de MEV.
No entanto, ao contrário do mecanismo de gás do Ethereum, as taxas do Bitcoin estão apenas relacionadas com o tamanho da transação. Portanto, o pool de transações do Bitcoin pode ser visto como um mercado de leilão de espaço de bloco mais direto, onde se pode observar quais utilizadores estão a licitar para o próximo bloco e a que preços.
Porque diferentes nós recebem transações diferentes da propagação P2P, cada nó tem uma mempool diferente. Além disso, cada nó pode personalizar ativamente sua própria estratégia de encaminhamento (política de mempool), definindo quais transações deseja receber e retransmitir. As pools de mineração também podem escolher quais transações incluir em blocos com base em suas preferências (embora, economicamente, priorizem transações com taxas mais altas). Por exemplo, Bitcoin Nósos nós filtram todas as transações Ordinais, enquanto a Marathon Mining criou um logótipo no estilo pixel no explorador.
Bloco 836361 (a cor dos pixels mostra as taxas de taxa), Fonte: mempool.space
Assim, os utilizadores podem considerar enviar transações diretamente para mineiros específicos ou pools de mineração para acelerar a inclusão das transações, mas esta abordagem pode comprometer duas características-chave que a comunidade Bitcoin valoriza muito: privacidade e resistência à censura.
As transações propagadas por nós P2P, em vez de serem enviadas diretamente (por exemplo, através de um ponto de extremidade RPC) para mineradores ou grupos de mineração, ajudam a obscurecer a origem da transação, tornando mais difícil para os mineradores e grupos de mineração censurar transações com base em informações identificadas.
Além de utilizar serviços de aceleração de transações, os usuários também podem optar por acelerar suas transações por meio de RBF e CPFP.
Substituir-por-taxa ( RBF) e Child Pays for Parent (CPFP) são métodos que os utilizadores normalmente utilizam para aumentar a prioridade da transação.
RBF (Substituir por taxa) permite que uma transação não confirmada na pool de transações seja substituída por outra transação que entra em conflito com ela (referenciando também pelo menos uma das mesmas entradas), mas paga uma taxa de juros mais alta e taxas gerais mais altas. Semelhante às estratégias da pool de transações discutidas anteriormente, o RBF pode ser implementado de várias maneiras. A implementação mais comum é RBF opcional (RBF opcional) projetado porBIP125, onde apenas transações marcadas especificamente podem ser substituídas. Outra abordagem é o RBF completo, onde as transações podem ser substituídas independentemente de estarem marcadas.
CPFP (Pago da Criança pelo Pai) usa uma abordagem diferente para acelerar a confirmação da transação. Em vez de substituir uma transação presa no mempool como visto em RBF, os destinatários podem acelerar a transação pai pendente enviando uma transação filha que usa o UTXO na transação pendente com uma taxa de taxa mais alta. Isso potencialmente incentiva os mineradores a agrupar essas transações juntas no próximo bloco. Portanto, às vezes você pode ver transações com taxas muito baixas sendo incluídas em um bloco apesar das altas taxas de taxa em um determinado momento; essas transações provavelmente estão usando CPFP (já que a transação subsequente paga a taxa).
A transação usou CPFP para permitir que a transação pai com baixa taxa de comissão (7,01 sat/VB) fosse confirmada, Fonte: mempool.space
A principal diferença entre RBF e CPFP é que o RBF permite que o remetente substitua uma transação pendente por uma que tenha uma taxa de taxa mais alta, enquanto o CPFP permite que o destinatário acelere uma transação pendente enviando uma transação filho com uma taxa de taxa mais alta. O CPFP também é útil para transações que precisam ser saídas da Lightning Network (por exemplo, saídas de âncora). Em termos de taxas, RBF é relativamente mais vantajoso em termos de custo, pois não requer espaço adicional no bloco.
Além dos métodos como RBF (Substituir por Taxa) e CPFP (Criança Paga pelos Pais), os usuários também podem optar por usarPagamento de taxa fora do canalpara acelerar suas transações. Por exemplo, muitas piscinas de mineração oferecem tanto gratuitas quanto pagas Serviços de aceleração de transaçõespara acelerar o empacotamento de transações através do envio do seu txID. Se for um serviço pago, os utilizadores precisam de pagar uma taxa de serviço para subsidiar o mining pool. Uma vez que este tipo de serviço envolve o pagamento de taxas através de sistemas externos à rede Bitcoin (como por exemplo, através de websites, pagamentos com cartão de crédito, etc.), é designado como pagamento de taxa fora de banda.
Embora o pagamento de taxa fora da banda proporcione um remédio para transações que não podem usar RBF ou CPFP, o uso extensivo por um longo período poderia afetar a resistência à censura do Bitcoin.
Na discussão anterior, consideramos os pools de mineração e os mineradores como um único grupo, mas, na realidade, há uma necessidade de divisão de trabalho e cooperação entre eles. Os pools de mineração aggreGate o poder computacional dos mineiros para mineração e alocam recompensas com base na contribuição do poder computacional. Este processo de cooperação exige determinados protocolos de coordenação.
Nos protocolos de pool de mineração comuns, como o Stratum v1, o pool de mineração só precisa fornecer aos mineradores um modelo de bloco (incluindo o cabeçalho do bloco e as informações da transação coinbase), e os mineradores realizam cálculos de hash com base neste modelo. Existem também ferramentas, como stratum.work, que pode visualizar as informações do Stratum de várias piscinas de mineração.
Nesse processo, os mineradores não podem escolher quais transações empacotar; Em vez disso, o pool de mineração seleciona transações e constrói um modelo para atribuir tarefas aos mineradores.
Assim, no protocolo Stratum v1, podemos mapear aproximadamente os papéis para o ecossistema Ethereum da seguinte forma:
Algumas soluções promissoras foram desenvolvidas ou estão em andamento para mitigar os impactos negativos do MEV (Valor Extraível pelos Mineiros) no Bitcoin.
Em alguns novos protocolos de piscinas de mineração, como Stratum v2 e ainda BraidPool, os mineradores podem escolher autonomamente quais transações incluir no pacote. O Stratum v2 já está sendo adotado por algumas piscinas de mineração (por exemplo, DEMAND) e firmware de mineração (por exemplo, Braiins), permitindo que os mineradores individuais construam seus próprios modelos de bloco. Isso melhora a segurança, descentralização e eficiência da transmissão de dados, reduzindo os riscos de censura de transações e MEV no Bitcoin.
Assim, seguindo essa tendência, os futuros papéis das pools de mineração e dos mineiros podem não evoluir da mesma forma que o modelo de separação de Propositor/Construtor do Ethereum PBS (Proposer/Builder Separation).
Além disso, os novos designs no Bitcoin Core relacionados à pool de transações podem trazer mudanças, incluindo principalmente o muito discutido aprimoramento da estratégia de retransmissão de transações v3 e cluster mempool. No entanto, o impactodestes novos designs, como a implementação de saídas de canal da Lightning Network, ainda está em andamentodiscussão.
A redução das recompensas da mineração é um problema significativo. À medida que as recompensas de bloco diminuem ainda mais no futuro, isso pode ter vários impactos na rede.
Alguns problemas foram reconhecidos e discutidos pelos desenvolvedores do Bitcoin desde cedo, como o problema de sniping de taxa, onde pools de mineração podem intencionalmente reminerar blocos anteriores para capturar taxas de transação. O Bitcoin Core implementou algumas medidas para combater o corte de taxas, mas os métodos atuais ainda não são perfeitos.
Além das taxas de transação nativas, ativos alternativos também podem se tornar uma fonte sustentável de receita no futuro. Consequentemente, alguns projetos estão tentando construir infraestrutura para identificar melhor transações valiosas envolvendo ativos alternativos. Por exemplo, Barra de aço nervurada está a desenvolver um mecanismo público alternativo para melhor reconhecer as transações com ativos alternativos valiosos.
No entanto, como discutido na seção "Pagamento de Taxa Fora da Banda", o impacto desses incentivos econômicos do Bitcoin offchain no sistema de compatibilidade de incentivos auto-regulados do Bitcoin ainda está por ser visto.
Independentemente disso, o MEV no Bitcoin traça paralelos com o Ethereum, mas também difere devido a diferenças na arquitetura e filosofia de design. A crescente utilidade do Bitcoin, a diminuição das recompensas de subsídio de bloco e a evolução do ecossistema BTCFi trarão maior atenção aos fatores relacionados ao MEV.
Obrigado Ajianpara revisão e sugestões!