Распространение доверия в децентрализованных системах требует распределения ответственности и бдительности, тем более что в стейкинге так много экономических стимулов: к лучшему или к худшему, MEV всегда есть.

**Автор: **0xFishylosopher

Сборник: Deep Tide TechFlow

представлять

MEV, или максимальная извлекаемая стоимость, является побочным продуктом разработки блокчейна и уникальным феноменом DeFi.

По сути, MEV — это просто пример поведения, направленного на максимизацию прибыли, когда валидаторы, работающие с блокчейном, стремятся максимизировать свою прибыль от задачи проверки транзакций. Хотя можно утверждать, что MEV может быть выгоден за счет повышения эффективности капитала, он может значительно повлиять на пользовательский опыт использования децентрализованных приложений, включая более высокую плату за газ, проскальзывание и риски, такие как сговор валидаторов и централизация.

В этой статье 0xFishylosopher сначала исследует MEV как теоретическую концепцию и системный риск, который она представляет для экосистемы. Затем следует, используя Flashbots в качестве примера, изучить, как сообщество DeFi пытается устранить все эти негативные внешние эффекты MEV.

Клуб 「Flash Boys」

MEV — это особенность технологии блокчейна, а не ошибка технологии блокчейна. В данной сети блокчейнов валидаторы (или майнеры в традиционной модели PoW) решают, какие данные помещать в цепочку. В частности, они могут контролировать порядок данных в цепочке. Получается, что определенные транзакции приносят валидаторам огромную прибыль. Следовательно, как рациональные экономические агенты, валидаторы организуют транзакции таким образом, чтобы максимизировать комиссию за транзакцию.

Концепция этого MEV была впервые разработана исследователем смарт-контрактов Филом Дайнаном в важной статье под названием «Flash Boys 2.0», в которой исследователи подчеркнули существование множества ботов и арбитражных агентов, пытающихся «предсказать и использовать» обычные пользователи. DEX Trading, как и высокочастотные трейдеры в традиционных финансах, активно оптимизирует задержки транзакций. Чтобы получить представление о масштабах этого явления, скажем, что только за последние 24 часа после написания этой статьи через операции MEV было реализовано 2578 ETH, или примерно 4,9 миллиона долларов прибыли в текущих ценах.

Хотя MEV — это широкий термин, охватывающий множество различных методов и сценариев арбитража, есть несколько ключевых особенностей, которые лежат в основе многих возможностей MEV DeFi. Во-первых, многие MEV реализуются с помощью процесса, называемого аукционом Priority Gas (PGA), когда пользователи платят более высокую комиссию за транзакцию (газ), чтобы их транзакции выполнялись в первую очередь. Поскольку многие арбитражные боты полагаются на то, чтобы их транзакции выполнялись в первую очередь для получения прибыли, эти боты будут участвовать в войнах за газ, постоянно повышая цены, чтобы их транзакции выполнялись валидаторами, вызывая серьезную перегрузку сети и делая невозможным их выполнение обычными пользователями. транзакций, если они также не платят непомерные комиссии за транзакции.

Валидаторы, с другой стороны, являются одним из главных бенефициаров этого сценария. На самом деле, чем больше сила, тем больше прибыль: поскольку валидаторы (по крайней мере теоретически) имеют право решать, какие транзакции запускать, они могут зарабатывать комиссионные за «оптимизацию заказов», определяя, какие транзакции приносят им больше всего денег. На практике, однако, валидаторам слишком сложно пройти весь процесс поиска, упаковки и выполнения MEV. В результате большая часть «оптимизации заказов» передается на аутсорсинг специализированным поисковикам, сборщикам и ретрансляторам, посредникам, которых можно представить как «секретарей» валидаторов, которые упрощают процесс MEV за часть прибыли. В частности, Искатели будут искать возможности MEV, Строители объединят эти возможности в полные «блоки», а ретрансляторы отправят эти полные «блоки» валидаторам или фактическим создателям блоков. Таким образом, общая картина современной экосистемы MEV выглядит следующим образом:

Как мы упоминали ранее, хотя арбитраж, обеспечиваемый MEV, может принести некоторые преимущества, в том числе более высокую эффективность использования капитала и обеспечение согласованности цен на всех биржах, конечные пользователи могут иметь огромные отрицательные внешние эффекты. исполнение и более высокое проскальзывание (например, сэндвич-атаки). Однако это не самый большой риск, который MEV представляет для блокчейна — особенно если валидаторы вступают в сговор друг с другом, MEV может фактически подорвать безопасность уровня консенсуса блокчейна.

Эта проблема безопасности связана с проблемой согласования стимулов — во всех этих прибыльных возможностях MEV майнеры могут получать больше прибыли за счет оптимизации комиссий за транзакции, а не за счет постоянной субсидии вознаграждения за блок. Как пишет Дайнан:

Таким образом, майнер может разветвить блок с высокой комиссией, зарезервировав часть комиссии, чтобы побудить других майнеров использовать этот форк. В крайних случаях стимулы к отклонению от протокола могут вызвать путаницу в стратегиях экономически рациональных майнеров, снижая безопасность, обеспечиваемую подтверждениями блоков.

Это известно как «подрывная атака» и является одним из нескольких способов, с помощью которых MEV может подорвать основные гарантии безопасности блокчейна. Другие известные атаки включают «атаки временных бандитов», когда вместо того, чтобы вступать в сговор для кражи прибыльных транзакций из текущего блока, валидаторы вступают в сговор, чтобы переписать возможности MEV в прошлой истории. Кроме того, вывод MEV даже не обязательно должен происходить в сети, поскольку он может быть полностью выполнен через бэкдор-транзакции вне сети, например, между крупными транзакциями и валидаторами.

Таким образом, мы видим, что практика MEV сталкивается с большим риском в экосистеме блокчейна.

Flashbots и война против MEV

Учитывая потенциально серьезные последствия неограниченных MEV, несколько проектов и групп работали над смягчением негативных внешних последствий этой практики. Одной из наиболее важных групп в этой области является Flashbots, проект, посвященный перераспределению стимулов MEV таким образом, чтобы достаточно вознаграждать валидаторов за честное построение цепочки, одновременно смягчая наихудшие последствия для обычных пользователей.

С этой целью Flashbots пытаются предпринять три отдельных шага: (1) раскрыть «темный лес» MEV, (2) демократизировать извлечение MEV и (3) перераспределить выгоды обратно в экосистему. Для достижения первой цели у Flashbots есть специальный продукт под названием MEV-inspect, который призван «осветить» «темный лес» MEV, количественно оценить негативные внешние эффекты, вызванные MEV, и подчеркнуть масштаб проблемы.

С другой стороны, демократизация двойной цели MEV, заключающейся в извлечении и перераспределении выгод, является более сложной задачей и включает в себя полный набор продуктов, которые развиваются с течением времени по мере изменения масштаба и направленности проблемы. В некотором отношении можно утверждать, что история разработки продуктов Flashbots за последние два года сама по себе является хронологией роста и развития Ethereum.

Первым значительным набором продуктов, выпущенных Flashbots, был клиент MEV-Geth или модифицированная версия Golang для Ethereum, которая лучше предотвращает манипуляции с MEV, направляя их в частный пул транзакций. Аукционный рынок MEV строится поверх этого нового клиента с использованием метода «закрытого предложения первой цены» (также известного как «слепые торги»), когда каждому участнику разрешается предлагать только одну цену, и никто из участников аукциона не знает Цена, по которой делают ставки другие участники. Благодаря такому дизайну Flashbots смягчают ранее обсуждавшиеся войны «ценовых ставок».

Руководящий принцип создания MEV-Geth и рынка MEV заключается в децентрализации власти и ответственности самих строительных блоков валидатора посредством стимулированного процесса реорганизации, называемого «разделением предлагающего и создателя». Вместо того, чтобы проходить сложный процесс поиска MEV и упаковки транзакций, валидаторы, использующие аукционы MEV, могут просто посмотреть на рынок MEV, найти, какие транзакции дадут им самый высокий MEV, и разместить единую ставку, отражающую их фактические предпочтения. Кроме того, чтобы валидаторы не включали свои собственные транзакции и не получали прибыль от пользовательских транзакций, которым предшествуют транзакции, фактические детали транзакций (заказы на покупку, заказы на продажу, ликвидацию и т. д.) не публикуются до тех пор, пока не будет завершено построение блока.

Так зачем валидатору использовать этот алгоритм и отказываться от ранее упомянутой прибыльной возможности MEV? Это связано с тем, что алгоритму Flashbots нужно только выбирать транзакции MEV с рынка, что проще и дешевле для валидаторов. Поскольку все больше и больше высококачественных транзакций MEV проходят через этот рынок, а не напрямую в сети, валидаторы могут получать более высокие вознаграждения, придерживаясь Flashbots. Результаты очень впечатляют: вскоре после выпуска MEV-Geth более 90% валидаторов Ethereum начали использовать эту схему, что свидетельствует о важности и эффективности мотивированной перестройки в решении потенциальных проблем. Но с развитием экосистемы Ethereum, начиная с сентября 2022 года, с модели Proof-of-Work (PoW) на модель Proof-of-Stake (PoS), изменение этой концепции, основанной на «разделении стать неизбежным.

Основная причина, по которой PoS более эффективен, чем PoW, заключается в том, что в PoW каждый узел должен создавать и предлагать блоки с нуля, в то время как в PoS лишь несколько валидаторов действуют как основные предлагающие блоки для добавления данных в цепочку блоков. Хотя это отлично подходит для окружающей среды и вычислительной эффективности, из-за благоприятной привлекательности MEV это может привести к дополнительным рискам централизации, особенно если валидаторы («предлагающие») связаны с ключевыми «строителями» рыночных продавцов. Даже частные обменные пулы, которыми управляют сами Flashbots, могут быть соблазнены сговором, и, конечно же, доверие к единому объекту, такому как Flashbots, противоречит идее децентрализации.

Выпуск MEV-boost децентрализует «сторону предложения» этого рынка MEV. MEV-boost не только включает транзакции из частного пула транзакций Flashbots (по сути, монополия), но также позволяет любому разработчику, использующему это программное обеспечение, отправлять транзакции всем участвующим валидаторам. Для валидаторов, поскольку все больше строителей участвуют в создании всех этих различных блоков, это позволяет им получать больше дохода и сбалансировать, какие валидаторы имеют доступ к каким транзакциям, создавая более сильную и безопасную экосистему. Как и MEV-Geth, этот новый дизайн перестраивает стимулы нескольких сторон, чтобы избежать риска централизации, и имел огромный успех: более 85% сети приняли этот дизайн, из которых Flashbots прошли только 34% сделок.

Флэш-боты SUAVE

Таким образом, задача снижения всех рисков централизации и защиты децентрализованных финансов от наиболее пагубных последствий MEV остается пока нерешенной. Принудительно разделив предлагающего и построителя, решение Flashbots децентрализовало или перенаправило ключевую власть и ответственность валидаторов к «построителям», рассматривая этих «построителей» отдельно от построителей, которые выбирают транзакции валидатора. Импорт объекта. На практике, однако, строители получают значительную экономию за счет масштаба, что, в свою очередь, ведет к риску централизации роли строителей.

Так как же выглядит эффект масштаба для роли строителя? Напомним, что ранее упомянутые поисковики, строители и ретрансляторы играют разные роли: искатели ищут возможности MEV, а затем отправляют их строителям, которые, в свою очередь, отправляют полные блоки ретрансляторам. Это означает, что поисковики должны выбирать, кому отправлять свои результаты. Чтобы максимизировать свои вознаграждения, они выбирают строителей самого высокого качества, чьи транзакции чаще всего выбираются валидаторами. Это создает централизующий эффект, так как все больше и больше высококачественных сделок поступает к ведущим строителям, которые всегда будут получать самые качественные сделки MEV от Seekers, укрепляя свои позиции.

Практика доказала, что этот эффект централизации строителей существует. За последние 24 часа 5 лучших разработчиков предложили около 90% от общего количества блоков MEV-Boost. По мере увеличения этого уровня централизации эти олигархи могут начать использовать свое господство для манипулирования транзакциями, включая сговор и цензуру определенных транзакций, что может снова поставить под угрозу безопасность базовой цепочки блоков. Это мотивация последнего проекта Flashbots: единый унифицированный аукцион выражений стоимости, целью которого является отделить процесс построения блоков от любой отдельной цепочки блоков и передать его на аутсорсинг в отдельную сеть, тем самым децентрализовав Роль.

SUAVE на самом деле является независимой, выделенной цепочкой упорядочения блоков, которая будет отвечать за роли мемпула транзакций и строителя, в то время как валидаторы исходной цепочки (такие как Ethereum) будут нести ответственность за роли предложения и доказательства. Как мы видим, SUAVE является естественным расширением принципа «разделения предлагающего и строителя», когда мы помещаем инициаторов и строителей в две совершенно отдельные цепочки, чтобы они оба были достаточно децентрализованы и отделены друг от друга. Кроме того, видение SUAVE заключается в том, что он будет служить общим уровнем упорядочения для многих различных цепочек, так что независимо от того, являетесь ли вы валидатором Ethereum, Arbitrum, Polygon или любой другой цепочки EVM, вы можете использовать SUAVE для поиска лучших возможностей MEV. , применимо не только к исходной цепочке, в которой вы находитесь, но и к междоменной MEV межцепочечных транзакций, которую нельзя получить, просто просмотрев пул памяти транзакций цепочки.

Хотя у SUAVE есть грандиозное видение, которое в конечном итоге принесет пользу всем вовлеченным сторонам и сделает экосистему Ethereum более децентрализованной, все еще есть некоторые ключевые проблемы проектирования, которые необходимо решить в течение 6 месяцев с момента ее создания в ноябре 2022 года. Например, один из основных вопросов заключается в том, строить ли SUAVE как отдельную цепочку L1 (аналогично Chainlink), использовать решение Rollup или «одолжить» сервис повторного стейкинга у валидаторов Ethereum, таких как Eigenlayer. У каждого решения есть свои уникальные компромиссы с точки зрения простоты реализации, удержания валидатора, безопасности и гибкости, которые мы не будем подробно обсуждать здесь.

Другой центральный вопрос заключается в том, будет ли SUAVE выпускать собственный токен. Хотя форум SUAVE в настоящее время отрицает, что он не будет запускать свой собственный токен «на данный момент» и продолжит использовать ETH в качестве собственного токена в своей собственной цепочке, есть несколько вопросов относительно того, будут ли Flashbot придерживаться этого, особенно с учетом того, что С учетом этого запуск токена SUAVE кажется наиболее экономичным вариантом для Flashbots как для частной компании. Кроме того, справедливо утверждать, что причина, по которой Flashbots полагает, что она может поднять оценку единорога на 1 миллиард долларов на медвежьем рынке, заключается в неявном обещании будущего запуска токена SUAVE.

Так что же мешает Flashbots объявить о запуске токенов SUAVE? Как оказалось, запуск токена сопряжен с несколькими головокружительными дизайнерскими решениями. Например, полезен ли этот токен для определенных транзакций или это просто «еще один токен только для управления»? Если этот токен будет иметь полезность, как эта полезность будет выглядеть? Как стимулировать различные заинтересованные стороны Flashbots (например, различные сети, конечных пользователей, создателей Flashbots и т. д.) использовать этот новый токен и доверять ему по сравнению с более устоявшимися токенами, такими как ETH, или даже токенами L2, такими как ARB? В любом случае, сложный процесс согласования поощрений необходимо будет решить, поэтому у команды Flashbots есть все основания избегать этой проблемы на данный момент.

Помимо Flashbots: общая картина будущего DeFi

Хотя еще слишком рано говорить, какую форму в конечном итоге примет SUAVE и сможет ли эта совершенно новая цепочка заказов достичь своих первоначальных целей и согласовать стимулы таким образом, чтобы фактически смягчить негативные внешние эффекты MEV, я думаю, что MEV и Flashbots представляют собой канонический образ. о различных компромиссах, проблемах и принципах, которые входят в разработку действительно децентрализованной финансовой системы.

Во-первых, как упоминалось ранее, MEV — это особенность технологии блокчейна, а не ошибка. Эти арбитражные возможности и стимулы к прибыли для валидаторов проистекают из мгновенной доступности блокчейна и гарантируют эффективность использования капитала DeFi. Негативные эффекты MEV, включая перегрузку сети, газовые войны и отставание конечных пользователей, являются лишь побочными продуктами и негативными внешними эффектами этого процесса.

По определению, негативные внешние эффекты не влияют на агентов, занимающихся негативным поведением. В этом случае перегрузка сети и проскальзывание для конечных пользователей не наносят вреда валидаторам или арбитражным ботам, занимающимся этой прибыльной деятельностью. В традиционной экономике чисто рыночная система не может хорошо справиться со всеми этими внешними факторами. Традиционно правительства или другие регулирующие органы вмешивались, чтобы скорректировать динамику рынка и свести к минимуму влияние негативных внешних факторов (таких как налоги на табак и алкоголь).

DeFi, с другой стороны, по своей сути не заслуживает доверия и выступает против любой формы принуждения со стороны правительства. Самое близкое к «правоохранительному агентству» — это достижение определенности и прозрачности путем кодирования правил и положений в коде (например, с помощью смарт-контрактов). Таким образом, как показывает история Flashbots, снижение отрицательных внешних эффектов феномена MEV всегда зависело от сложного процесса перестройки и согласования стимулов. В конце концов, как и количественные трейдеры с Уолл-стрит, арбитражные боты DeFi не известны своими высокими этическими стандартами и доброжелательностью.

Использование редизайна стимулов для уменьшения отрицательных внешних эффектов MEV — это не просто неотъемлемая черта команды Flashbots. В дополнение к Flashbots есть много других команд, пытающихся перестроить стимулы и разработать протоколы для уменьшения воздействия MEV. Например, служба справедливой последовательности (FSS) Chainlink использует свою децентрализованную сеть оракулов для передачи процесса «упорядочивания транзакций» валидаторам, достигая цели, аналогичной той, которую преследует сеть SUAVE. Другим примером является механизм «совпадения спроса» (CoW) в протоколе CoW (ранее известный как Gnosis Chain), который основан на том, является ли транзакция комплементарной (например, я хочу 1500 USDC за 1 ETH, а вы хотите 1 ETH за 1500 долларов США) Автоматически объединяйте сделки и используйте алгоритмы решения, чтобы гарантировать, что все торгуют по лучшей цене.

Однако проведение редизайна стимулов в децентрализованной среде, где вы не доверяете ни одной из сторон, может быть очень сложной задачей, потому что, по сути, вы пытаетесь свести на нет эффект масштаба. Например, там, где разработчики Flashbots централизованы, разработчики, которые «доказали свою ценность», с большей вероятностью будут пользоваться «доверием» поисковиков, которые предложат им больше высококачественных сделок и укрепят их позицию получателя как лидеров рынка. Выявление, устранение и внедрение децентрализованных альтернатив посредством перераспределения стимулов — это, по сути, игра «ударь крота»: никогда не знаешь, какие уязвимости централизации и скрытые уязвимости могут содержаться в недавно введенной системе стимулирования.

Кроме того, в сложной системе (такой как блокчейн) с множеством различных заинтересованных сторон и агентов почти невозможно избежать внешних эффектов, поскольку почти наверняка будут углы, в которых действия одного заинтересованного лица будут распространяться и влиять на действия другого заинтересованного лица. Как демонстрирует Дайнан в «Flash Boys v2.0», многие из этих внешних факторов могут представлять реальную угрозу, дестабилизируя всю систему. Поэтому любая децентрализованная система — даже с хорошо разработанной теорией игр — всегда будет иметь присущую ей сложность, тонкость и уязвимость, где неожиданная лазейка может угрожать ее существованию.

По сравнению с централизованными системами децентрализованные системы не содержат какой-либо очевидной «единой точки отказа», но именно это делает децентрализованные системы иногда более смертоносными, чем их централизованные аналоги. Каждый узел потенциально может стать «единой точкой отказа», если в конструкции системы есть лазейки.

В конце концов, история MEV и Flashbots говорит нам о том, что поддержание работоспособности децентрализованной системы всегда требует непрерывной напряженной работы — постоянного участия в игре «убей крота». Распространение доверия в децентрализованных системах требует распределения ответственности и бдительности, тем более что в стейкинге так много экономических стимулов: к лучшему или к худшему, MEV всегда есть.