執筆者: 0xFishylosopher 編集者: Deep Tide TechFlow

導入

MEV (最大抽出可能価値) は、ブロックチェーン設計の副産物であり、ユニークな DeFi 現象です。

本質的に、MEV は利益最大化行動の一例にすぎず、ブロックチェーンを運用するバリデーターはトランザクションを検証するタスクで利益を最大化しようとします。 MEV は資本効率の向上によって有益であると主張する人もいるかもしれませんが、ガス料金の高騰、スリッページ、バリデーターの共謀や集中化などのリスクなど、分散型アプリケーションを使用するユーザー エクスペリエンスに大きな影響を与える可能性があります。

この記事では、0xFishylosopher がまず、理論的概念としての MEV と、それがエコシステムにもたらすシステム的リスクについて調査します。次に、ケーススタディとして Flashbot を使用して、DeFi コミュニティが MEV のこれらすべての負の外部性にどのように対処しようとしているかを探ります。

「フラッシュボーイズ」クラブ

MEV はブロックチェーン テクノロジーの機能であり、ブロックチェーン テクノロジーのバグではありません。特定のブロックチェーン ネットワークでは、バリデーター (従来の PoW モデルではマイナー) が、どのデータをオンチェーンに置くかを決定します。具体的には、オンチェーンにあるデータの順序を制御できます。特定の取引がバリデーターに巨額の利益をもたらすことが判明しました。したがって、合理的な経済主体として、バリデーターは取引手数料を最大化する方法で取引を手配します。

この MEV の概念は、スマート コントラクトの研究者である Phil Dainan によって「Flash Boys 2.0」と呼ばれる重要な論文で初めて詳しく説明されました。その中で研究者らは、一般ユーザーを「予測して悪用」しようとする多数のボットとアービトラージ エージェントの存在を強調しました。 DEX トレーディングは、従来の金融における高頻度トレーダーと同様に、トランザクションの遅延を積極的に最適化します。この現象の規模を知るために、この記事の執筆の過去 24 時間だけで、2578 ETH、または現在の価格でおよそ 490 万ドルの利益が MEV オペレーションを通じて実現されました。

MEV はさまざまな裁定手法やシナリオを含む広義の用語ですが、DeFi の多くの MEV 機会を支える重要な機能がいくつかあります。まず、多くの MEV は優先ガス オークション (PGA) と呼ばれるプロセスを通じて実装されており、ユーザーはトランザクションを最初に実行するためにより高いトランザクション (ガス) 料金を支払います。多くのアービトラージボットは利益を得るために最初にトランザクションを実行することに依存しているため、これらのボットはガス入札戦争に参加し、バリデーターによってトランザクションを実行させるために価格を絶えず値上げし、深刻なネットワーク輻輳を引き起こし、通常のユーザーがトランザクションを実行できなくします。法外な取引手数料を支払わない限り、取引は禁止されます。

一方、バリデーターは、このシナリオの主な受益者の 1 つです。実際、権限が大きければ大きいほど、利益も大きくなります。バリデーターは (少なくとも理論上は) どのトランザクションを実行するかを決定する権限を持っているため、どのトランザクションが最も多くの現金をもたらすかを判断することで「注文の最適化」手数料を稼ぐことができます。ただし、実際には、バリデーターが MEV の検索、パッケージ化、および実行プロセス全体を実行するのは非常に面倒です。その結果、「ランキングの最適化」の大部分は、利益の一部のために MEV プロセスを簡素化するバリデーターの「秘書」と考えられる仲介者である専門の検索者、構築者、中継者に委託されています。具体的には、シーカーは MEV の機会を探し、ビルダーはこれらの機会を完全な「ブロック」にバンドルし、リレーラーはこれらの完全な「ブロック」を検証者または実際のブロック ビルダーに送信します。したがって、最新の MEV エコシステムの全体像は次のとおりです。

前に述べたように、MEV によって可能になるアービトラージは、資本効率の向上や取引所間での価格の一貫性の保証など、いくつかの利点をもたらす可能性がありますが、エンドユーザーにとっては大きなマイナスの外部性が生じる可能性があります。実行、およびより高いスリッページ (サンドイッチ攻撃など)。ただし、これは MEV がブロックチェーンにもたらす最大のリスクではありません。特にバリデーターが互いに共謀した場合、MEV は実際にブロックチェーンのコンセンサス層のセキュリティを損なう可能性があります。

このセキュリティ問題は、インセンティブの調整の問題に起因します。これらすべての収益性の高い MEV の機会において、マイナーは一定のブロック報酬補助金に固執するのではなく、取引手数料を最適化することでより多くの利益を得ることができます。ダイナンはこう書いています。

したがって、マイナーは高額な手数料のブロックをフォークして、他のマイナーがそのフォークに基づいて構築するように誘導するために手数料の一部を留保することができます。極端な場合には、プロトコルから逸脱するインセンティブが経済合理的なマイナーの戦略に混乱を引き起こし、ブロック確認によって提供されるセキュリティが低下する可能性があります。

これは「アンダーカット攻撃」として知られており、MEV がブロックチェーンの基本的なセキュリティ保証を損なう可能性があるいくつかの方法のうちの 1 つです。その他の既知の攻撃には、バリデーターが共謀して現在のブロックから収益性の高いトランザクションを盗む代わりに、過去の歴史における MEV 機会を書き換える「タイム バンディット攻撃」が含まれます。さらに、MEV の出金は、大規模な取引者とバリデーターの間など、オフチェーンのバックドア トランザクションを通じて完全に実行できるため、オンチェーンで行う必要さえありません。

したがって、MEV の実践はブロックチェーン エコシステムにおいて多くのリスクに直面していることがわかります。

フラッシュボットと MEV に対する戦争

無制限の MEV が潜在的に深刻な結果をもたらす可能性を考慮して、いくつかのプロジェクトやグループがこの慣行による負の外部性の軽減に取り組んできました。この分野で最も重要なグループの 1 つは Flashbots で、一般ユーザーへの最悪の影響を軽減しながら、正直にチェーンを構築したバリデーターに十分な報酬を与える方法で MEV インセンティブを再調整することに特化したプロジェクトです。

この目的を達成するために、Flashbot は 3 つの異なる手順を実行しようとします。(1) MEV の「暗い森」を明らかにし、(2) MEV 抽出を民主化し、(3) 利益をエコシステムに再分配します。最初の目標を達成するために、Flashbots は MEV-inspect と呼ばれる専用製品を用意しています。これは、MEV の「暗い森」を「照らし」、MEV によって引き起こされる負の外部性を定量化し、問題の規模を強調することを目的としています。

一方、メリットの抽出と再分配という MEV の 2 つの目標の民主化はより複雑で、問題の範囲と焦点の変化に応じて時間の経過とともに進化する製品の完全なスイートが含まれます。ある意味では、過去 2 年間にわたる Flashbot の製品開発の歴史自体が、イーサリアムの成長と発展のタイムラインであると主張することもできます。

Flashbots によってリリースされた最初の重要な製品セットは、MEV-Geth クライアント、つまり Ethereum 用 Golang の修正バージョンでした。これは、プライベート トランザクション プールにルーティングすることで MEV 操作をより効果的に防ぐことができます。 MEV オークション マーケットは、「初値非公開入札」方式 (「ブラインド入札」とも呼ばれる) を使用して、この新しいクライアントを基にして構築されます。この方式では、各参加者は 1 つの価格のみを提出することができ、オークション参加者の誰もそれを知りません。他の参加者が入札した価格。この設計により、Flashbot は前述の「価格入札」戦争を軽減します。

MEV-Geth と MEV マーケットプレイスの創設の背後にある基本原則は、「提案者と構築者の分離」と呼ばれる奨励された再調整プロセスを通じて、バリデーター構築ブロック自体の権限と責任を分散化することです。 MEV オークションを使用するバリデーターは、複雑な MEV 検索とトランザクションのパッケージ化プロセスを経る必要がなく、単純に MEV マーケットを調べ、どのトランザクションが最高の MEV を与えるかを見つけ、実際の好みを反映した単一の入札を行うことができます。さらに、バリデーターが自身のトランザクションを含めたり、トランザクションに先立ってユーザーのトランザクションから利益を得るのを防ぐため、実際のトランザクションの詳細 (買い注文、売り注文、清算など) は、ブロックの構築が完了するまで公開されません。

では、なぜバリデーターはこのアルゴリズムを使用し、前述の収益性の高い MEV の機会を放棄するのでしょうか?これは、Flashbot アルゴリズムでは市場から MEV トランザクションを選択するだけで済み、検証者にとってはその方が簡単で安価であるためです。高品質の MEV トランザクションが直接オンチェーンではなくこの市場を経由することが増えているため、バリデーターは Flashbot を使い続けることでより高い報酬を獲得できます。結果は非常に印象的です。MEV-Geth のリリース直後、イーサリアム検証者の 90% 以上がこのスキームを使用し始めました。これにより、潜在的な問題を解決する上でのインセンティブ付き再調整の重要性と有効性が示されました。しかし、イーサリアムエコシステムが2022年9月からプルーフ・オブ・ワーク（PoW）モデルからプルーフ・オブ・ステーク（PoS）モデルに進化するにつれて、「提案者と構築者の分離」に基づくこの概念の変化も避けられなくなります。

PoS が PoW よりも効率的である主な理由は、PoW ではすべてのノードがブロックを構築して提案する必要があるのに対し、PoS では少数のバリデータのみがメインのブロック提案者として機能し、ブロックチェーンにデータを追加するためです。これは環境と計算効率にとっては素晴らしいことですが、MEV には有利な魅力があるため、特にバリデーター (「提案者」) が市場売り手の主要な「構築者」と結びついている場合、追加の集中化リスクが生じる可能性があります。 Flashbot 自体が運営するプライベート交換プールでさえ共謀の誘惑にさらされる可能性があり、もちろん Flashbot のような単一のエンティティに信頼を置くことは分散化の考えに反します。

MEV-boost のリリースにより、この MEV 市場の「供給側」が分散化されます。 MEV-boost には、Flashbot のプライベート トランザクション プール (本質的には独占) からのトランザクションが含まれるだけでなく、このソフトウェアを実行しているビルダーが、参加しているすべてのバリデーターにトランザクションを送信できるようになります。バリデーターにとって、より多くのビルダーがこれらすべてのさまざまなブロックの構築に参加することで、より多くの収入を得ることができ、どのバリデーターがどのトランザクションにアクセスできるか残高が得られ、より強力で安全なエコシステムが構築されます。 MEV-Geth と同様に、この斬新な設計は、集中化のリスクを回避するために複数の当事者のインセンティブを再調整し、ネットワークの 85% 以上がこの設計を採用し、大成功を収めています。そのうち Flashbot は取引の 34% のみを通過しました。

フラッシュボット SUAVE

そのため、すべての集中化リスクを軽減し、MEV の最も有害な影響から分散型金融を保護するという課題は、今のところ未完了のままです。提案者と構築者の分離を強制することにより、Flashbots のソリューションは、バリデーターの重要な権限と責任を分散化またはリダイレクトし、これらの「ビルダー」を、バリデーター・トランザクションのエンティティー・インポートを選択するビルダーとは別のものとして扱います。しかし実際には、建設業者には大きな規模の経済があり、それが建設業者の役割の集中化のリスクにつながります。

それでは、ビルダーの役割における規模の経済とはどのようなものでしょうか?前述のサーチャー、ビルダー、リレーラーはすべて異なる役割を果たしており、サーチャーは MEV 機会を検索してビルダーに送信し、ビルダーは完全なブロックをリレーラーに送信することを思い出してください。これは、検索者が結果の送信先を選択する必要があることを意味します。報酬を最大化するために、バリデーターによって最も一般的にトランザクションが選択される最高品質のビルダーを選択します。これにより、より多くの高品質の取引がトップビルダーに流れ込むため、集中効果が生まれ、トップビルダーはシーカーから常に最高品質の MEV 取引を獲得し、その地位を強化します。

このビルダー集中化効果が存在することは実践により証明されています。過去 24 時間の執筆で、上位 5 つのビルダーが MEV-Boost ブロック全体の約 90% を提案しました。この集中化のレベルが高まるにつれて、これらの寡頭政治はその支配力を利用して特定の取引を共謀したり検閲したりするなどの取引を操作し始める可能性があり、これにより基盤となるブロックチェーンのセキュリティが再び危険にさらされる可能性があります。これが、Flashbots の最新プロジェクトの背後にある動機です。価値表現の単一の統合オークションです。このプロジェクトは、ブロック構築プロセスを単一のブロックチェーンから切り離し、別のネットワークにアウトソーシングすることにより、役割を分散化することを目的としています。

SUAVE は実際には独立した専用のブロック順序付けチェーンであり、トランザクションのメモリプールとビルダーの役割を担当しますが、元のチェーン (イーサリアムなど) のバリデーターは提案と証明の役割を担当します。ご覧のとおり、SUAVE は「提案者と構築者の分離」原則の自然な拡張であり、提案者と構築者を 2 つの完全に別個のチェーンに配置することで、両者が十分に分散され、互いに切り離されます。また、SUAVE のビジョンは、多くの異なるチェーンの共通の順序付けレイヤーとして機能することです。そのため、Ethereum、Arbitrum、Polygon、またはその他の EVM チェーンの検証者であっても、SUAVE を使用して最適な MEV の機会を見つけることができます。これは、所属している元のチェーンに適用されるだけでなく、チェーンのトランザクション メモリ プールを調べるだけでは取得できない、クロスチェーン トランザクションのクロスドメイン MEV にも適用されます。

SUAVE は、最終的に関係者全員に利益をもたらし、イーサリアム エコシステムをより分散化するという壮大なビジョンを持っていますが、2022 年 11 月の開始から 6 か月の間に解決する必要のある重要な設計上の問題がまだいくつかあります。たとえば、中心的な問題の 1 つは、SUAVE を別個の L1 チェーン (Chainlink と同様) として構築するか、ロールアップ ソリューションを使用するか、あるいは、Ethereum バリデーター (Eigenlayer など) の再ステーキング サービスを「借りる」かどうかです。各ソリューションには、実装の容易さ、バリデータの保持、セキュリティ、柔軟性の点で独自のトレードオフがありますが、ここでは詳しく説明しません。

もう 1 つの中心的な問題は、SUAVE が独自のトークンを発行するかどうかです。 SUAVEフォーラムは現在、「当面は」独自のトークンをローンチせず、ネイティブチェーン上でETHをネイティブトークンとして使用し続けることを否定しているが、Flashbotがこれに固執するかどうかについては、特に長い間、用語 これを見ると、民間企業としての Flashbot にとって、SUAVE トークンを起動するのが最も経済的な選択肢であるように思えます。さらに、Flashbots が弱気市場でもユニコーン評価額を 10 億ドル調達できると信じている理由は、将来の SUAVE トークン発売の暗黙の約束であると主張するのは正当です。

では、Flashbot が SUAVE トークンの発行を発表するのを妨げているのは何でしょうか?結局のところ、トークンの起動には、いくつかの頭を悩ませる設計上の決定が伴います。たとえば、このトークンは特定のトランザクションに役立つのでしょうか、それとも単に「別のガバナンス専用トークン」なのでしょうか?このトークンにユーティリティがある場合、そのユーティリティはどのようなものになるでしょうか? Flashbot のさまざまな利害関係者 (さまざまなチェーン、エンドユーザー、Flashbot のビルダーなど) に、ETH などのより確立されたトークンや ARB などの L2 トークンよりもこの新しいトークンを使用し、信頼するようにインセンティブを与えるにはどうすればよいでしょうか?いずれにせよ、複雑なインセンティブ調整プロセスを解決する必要があるため、Flashbots チームには今のところこの問題を回避する十分な理由があります。

Flashbot を超えて: DeFi の未来の全体像

SUAVE が最終的にどのような形になるのか、そしてこの新しい注文チェーンが当初の目標を達成し、実際に MEV の負の外部性を緩和する方法でインセンティブを調整できるかどうかを判断するのは時期尚早ですが、MEV と Flashbot は標準的なイメージを表していると思います。真の分散型金融システムの設計に伴うさまざまなトレードオフ、問題、原則。

まず、前述したように、MEV はブロックチェーン テクノロジーの機能であり、バグではありません。これらの裁定取引の機会とバリデーターへの利益インセンティブは、ブロックチェーンへの即時アクセスから生まれ、DeFi の資本効率を保証します。ネットワークの輻輳、ガス戦争、エンドユーザーのスリッページなどの MEV の悪影響は、このプロセスの副産物であり、負の外部性です。

定義上、否定的な外部性は、否定的な行動をとっているエージェントには影響しません。この場合、エンドユーザーにネットワークの輻輳やスリッページを引き起こしても、この収益性の高い活動に従事するバリデーターや裁定ボットに損害を与えることはありません。伝統的な経済学では、純粋に市場ベースのシステムは、これらすべての外部性をうまく処理できません。従来、政府やその他の規制当局は、市場の力学を修正し、負の外部性（タバコやアルコールに対する税など）の影響を最小限に抑えるために介入してきました。

一方、DeFiは本質的にトラストレスであり、人間による政府によるいかなる強制執行にも反対します。 「法執行機関」に最も近いのは、（スマートコントラクトなどを介して）ルールや規制をコードにエンコードすることで確実性と透明性を実現することです。したがって、Flashbot の事例が示すように、MEV 現象の負の外部性を軽減するには、常にインセンティブの再設計と調整という複雑なプロセスが必要でした。結局のところ、ウォール街の定量トレーダーのように、DeFi 裁定取引ボットはその高い倫理基準や善意で知られていません。

インセンティブの再設計を使用して MEV の負の外部性を削減することは、Flashbots チームの単なる本質的な機能ではありません。 Flashbot に加えて、MEV の影響を軽減するためにインセンティブを再調整し、プロトコルを開発しようとしている他の多くのチームがあります。たとえば、Chainlink の Fair Sequencing Service (FSS) は、分散型オラクル ネットワークを活用して「トランザクション順序付け」プロセスをバリデーターにアウトソーシングし、SUAVE ネットワークが追求しているものと同様の目標を達成しています。もう 1 つの例は、CoW プロトコル (以前は Gnosis Chain として知られていました) の「需要の一致」(CoW) メカニズムです。これは、トランザクションが補完的であるかどうかに基づいています (たとえば、私は 1 ETH に対して 1500 USDC が必要ですが、あなたは 1 ETH が必要です) ETH 1500 USDC) 取引を自動的に結合し、ソルバー アルゴリズムを使用して、誰もが最良の価格で取引できるようにします。

ただし、どの当事者も信頼できない分散型環境でインセンティブを再設計することは、基本的に規模の経済を否定しようとすることになるため、非常に困難な作業となる可能性があります。たとえば、Flashbot の構築者が集中管理されている場合、「自分の価値を証明した」構築者は検索者から「信頼」される可能性が高く、検索者はより高品質の取引を提供し、受信者の市場リーダーとしての地位を固めることになります。インセンティブの再調整を通じて分散型の代替手段を特定し、対処し、実装することは、本質的にはもぐらたたきのようなものであり、新しく導入されたインセンティブ システムにどのような集中化の脆弱性や隠れた脆弱性が含まれているかはわかりません。

さらに、多くの異なる利害関係者やエージェントが存在する複雑なシステム (ブロックチェーンなど) では、外部性を回避することはほぼ不可能です。これは、ある利害関係者の行動が波及し、別の利害関係者の行動に影響を与える箇所がほぼ確実に存在するためです。 Dainan が「Flash Boys v2.0」で実証しているように、これらの外部性の多くは実際の脅威となり、システム全体を不安定にする可能性があります。したがって、たとえ適切に設計されたゲーム理論を備えた分散システムであっても、常に固有の複雑さ、繊細さ、脆弱性が存在し、予期せぬ抜け穴によってその存在が脅かされる可能性があります。

集中型システムと比較すると、分散型システムには明らかな「単一障害点」がありません。しかし、これが分散型システムを集中型システムよりも致命的にすることがあります。システム設計に抜け穴がある場合、各ノードが「単一障害点」になる可能性があります。

結局のところ、MEV と Flashbot の物語は、分散システムの健全性を維持するには、常に継続的なハードワーク、つまりモグラたたきゲームに継続的に参加する必要があることを示しています。分散型システムの信頼を広めるには、特にステーキングには非常に多くの経済的インセンティブがあるため、責任と警戒心を分散する必要があります。良くも悪くも、MEV は常にそこにあります。