Что такое MEV?

Начнем с процесса реализации транзакции: узел (например, Geth или MEV Geth) поддерживает список неподтвержденных или ожидающих транзакций, передаваемых другим узлам через одноранговые соединения или напрямую через конечные точки RPC (Remote Procedure Call). Каждый узел имеет свой собственный пул транзакций (мемпул), и понятия глобального пула транзакций не существует. Пулы транзакций разных узлов могут различаться в зависимости от их местоположения и подключенных одноранговых узлов. Кроме того, узлы ограничивают количество транзакций, которые они хранят в своих пулах транзакций, чтобы избежать перегруженности избыточной информацией о транзакциях.

Источник: Chainlink

Максимальная добываемая ценность (MEV) относится к дополнительным прибылям, которые блок-продюсеры (майнеры или валидаторы) могут получить от сети блокчейна, контролируя порядок транзакций. MEV зависит от того, как узлы управляют своими пулами транзакций (Mempool), где они ограничивают хранение транзакций, чтобы предотвратить перегрузку сети. Блок-продюсеры обычно извлекают MEV, приоритезируя транзакции с высокой комиссией Gas или вставляя свои собственные прибыльные сделки, что позволяет им получать прибыль от арбитража, принудительной ликвидации или возможностей фронтраннинга для получения дополнительных экономических выгод.

Участники экосистемы MEV

Майнеры

В блокчейнах Proof of Work (PoW) майнеры проверяют и упаковывают транзакции в блокчейн. Обладая возможностью выбирать и упорядочивать транзакции, майнеры определяют, какие транзакции включить на основе комиссий за Gas и потенциала прибыли. Они могут использовать возможности MEV с помощью таких техник, как «фронтран» и «сэндвич-атаки». Майнеры могут вставлять свои собственные транзакции, чтобы захватывать арбитражные возможности или манипулировать порядком транзакций для максимизации доходов от комиссий за Gas. Структура блокчейна неизбежно дает майнерам такой контроль над содержимым блока, что создает естественные возможности для извлечения MEV.

Валидаторы

В сетях Proof of Stake (PoS) валидаторы выполняют роль, аналогичную майнерам в PoW, обрабатывая проверку блоков и упорядочивание. У них есть контроль над порядком транзакций, что особенно ценно в сегодняшней среде с высокими комиссиями за газ, что позволяет им получать прибыль от возможностей MEV. Валидаторы увеличивают свой заработок, отдавая приоритет транзакциям с более высокими комиссиями за газ. Некоторые также сотрудничают с поисковиками и платят комиссию платформам MEV, таким как Flashbots, чтобы обеспечить приоритет транзакций, создавая дополнительные потоки доходов. Эти действия проистекают из предоставленных валидаторам прав на заказ, предоставленных блокчейном, что позволяет им добиваться прибыли, оставаясь в рамках правил консенсуса.

Поисковики

Поисковики MEV сканируют транзакции в сети на предмет возможностей получения прибыли с помощью арбитража, опережения и принудительной ликвидации. Используя сложные алгоритмы и торговых ботов, они отслеживают пул неподтвержденных транзакций в режиме реального времени, чтобы проанализировать потенциальные возможности MEV. Они совершают арбитражные сделки, когда замечают разницу в ценах на активы на децентрализованных биржах, покупая по низкой цене и продавая по высокой. Для фронтраннинга они определяют отложенные ордера и заранее размещают свои собственные сделки, чтобы получить прибыль от движения цен — практика, известная как «сэндвич-атаки». В сценариях ликвидации они следят за уровнями обеспечения протоколов кредитования и запускают ликвидацию немедленно при выполнении условий для получения вознаграждения по протоколу.

Чтобы обеспечить приоритетное выполнение, исследователи обычно платят более высокие комиссии за газ майнерам или валидаторам, или сотрудничают с майнерами через платформы, такие как Flashbots, чтобы обеспечить благоприятное упорядочение своих транзакций.

В общем, MEV фундаментально происходит от власти производителей блоков упорядочивать транзакции. Эта способность извлекать ценность присуща децентрализованной структуре блокчейна и механизмам подтверждения, что делает ее неотъемлемой частью системы.

Различия в механизмах упорядочения транзакций между блокчейнами

MEV (Максимально Извлекаемая Ценность) возникает из того, как блокчейны обрабатывают порядок транзакций и неопределенности в упаковке блоков. Каждая блокчейн-сеть реализует свой уникальный подход к порядку транзакций, определяя, как валидаторы определяют приоритет и последовательность ожидающих транзакций.

Ethereum

Ethereum использует механизм «Priority Gas Auction», где приоритет транзакции определяется газовыми комиссиями, при более высоких газовых комиссиях майнеры приоритезируют транзакции. Это стимулирует пользователей увеличивать газовые комиссии для получения приоритета, что приводит к явлениям MEV, таким как фронтран и сэндвич-атаки. Ethereum ввела платформы, такие как Flashbots, для смягчения этих рисков, которые предоставляют приватные каналы транзакций для снижения общественных аукционов газовых комиссий.

Ethereum 2.0

В Ethereum 2.0 валидаторы (а не майнеры) контролируют производство блоков. Права заказа транзакций в цепочках PoS аналогичны цепочкам PoW, но оптимизированы с помощью таких инструментов, как MEV-Boost, для сокращения аукционов платы за газ. Валидаторы по-прежнему могут отдавать приоритет транзакциям с высокими комиссиями и сотрудничать с такими платформами, как Flashbots, чтобы свести к минимуму публичные опережения. В дизайне Danksharding разделены роли инициаторов блоков и создателей транзакций. Строители создают и переупорядочивают транзакции из «списка транзакций», предоставленного инициаторами, чтобы максимизировать выигрыш от MEV, хотя они не могут изменять или исключать транзакции.

Биткойн

Порядок выполнения транзакций Bitcoin зависит от комиссий за транзакции. Однако из-за более простого дизайна Bitcoin и меньшего объема транзакций аукционы по газовой комиссии менее выражены, чем в Ethereum. Механизм Bitcoin в основном облегчает передачу ценности, а не выполнение сложных смарт-контрактов, что приводит к меньшему количеству явлений MEV. Майнеры приоритезируют транзакции на основе комиссий и размера с целью максимизации дохода в пределах лимитов блока.

Во время бума Ordinals стало явно заметно MEV и перегрузка сети. Ordinals, используя обновление Taproot Bitcoin, встраивают данные, такие как изображения и текст, непосредственно в цепочку, напоминая NFT. Майнеры отдали приоритет транзакциям Ordinal с высокой комиссией для большей прибыли. Эти транзакции занимали значительное пространство блока, усиливая конкуренцию за комиссии и изменяя традиционный порядок транзакций. Майнеры начали опережать, идентифицируя и пакетируя транзакции Ordinal с высокой комиссией из пула транзакций для максимальной прибыли.

Solana

Консенсусный механизм Solana, объединяющий Proof of History (PoH) и Tower BFT, предлагает уникальные возможности для MEV. Валидаторы, при вступлении в роль Лидера, обладают значительной автономией в упорядочении транзакций. Они могут приоритезировать транзакции с высокой комиссией или заниматься фронтраннингом. Пул транзакций Solana не является полностью публичным, и задержки в распространении информации позволяют Лидерам эксплуатировать асимметрию информации для извлечения MEV.

При этом высокая пропускная способность Соланы и параллельное выполнение снижают перегрузку, валидаторы все равно могут получать прибыль, вмешиваясь в упорядочивание транзакций, зависящих от конкретных последовательностей, таких как арбитраж или ликвидация. Введение механизма локального рынка комиссий Соланы в 2022 году позволяет обрабатывать комиссии за транзакции через фрагментацию счетов. Однако в высоконагруженных фрагментах валидаторы могут отдавать предпочтение транзакциям высокой стоимости для получения выгод от MEV. Географическое распределение валидаторов и задержки распространения в сети также создают возможности для фронтраннинга и манипуляций с упорядочиванием.

Чтобы решить эти проблемы, Solana изучает Fair Sequencing Services (FSS), улучшенные механизмы комиссий и децентрализованные узлы секвенирования, чтобы смягчить влияние MEV на пользовательский опыт.

Другие блокчейны

Другие блокчейны, ориентированные на конфиденциальность, минимизируют возможности атак MEV, шифруя данные транзакций и скрывая суммы транзакций. Например, Mina Protocol использует технологию доказательства нулевого разглашения, чтобы скрыть содержимое транзакции, что снижает прибыльность прав на упорядочение транзакций для майнеров и валидаторов. Точно так же Aztec использует технологию zk-Rollup для объединения нескольких транзакций перед их отправкой на цепочку, что помогает предотвратить фронтраннинг и манипуляции с ордерами.

Типы транзакций MEV

Общие типы атак в MEV включают фронтраннинг, атаки сэндвичей, ликвидационные транзакции и атаки временных разбойников. Существуют также другие формы, такие как атаки на темные пулы и слойные атаки.

Фронтраннинг

Источник: hacken.io

Опережение относится к майнерам или валидаторам, вставляющим свои собственные транзакции перед транзакцией пользователя, особенно когда они ожидают, что транзакция вызовет значительное изменение цены. Например, если вот-вот произойдет крупный ордер на покупку, майнер может купить актив заранее и продать его сразу после того, как крупный ордер поднимет цену, получив прибыль от изменения цены. Этот тип транзакций использует контроль над упорядочиванием транзакций, эффективно создавая краткосрочное «вытеснение транзакций».

Атака сэндвич

>>>>> gd2md-html предупреждение: встроенная ссылка на изображение здесь (на изображения/image3.png). Храните изображение на вашем сервере изображений и при необходимости настройте путь/имя файла/расширение.
(Вернуться наверх)(Следующее предупреждение)
>>>>>

Источник: Эфириум

Атака "сэндвич" - это специализированная форма фронтраннинга, часто встречающаяся в торговле на DEX. Злоумышленники вставляют транзакцию на покупку или продажу перед целевой транзакцией, чтобы увеличить или уменьшить цену ее исполнения. Затем сразу после целевой транзакции они выполняют противоположную транзакцию, чтобы захватить арбитражную возможность. Эта стратегия "сэндвича" не только ухудшает цену исполнения для целевого трейдера, но и увеличивает его транзакционные издержки, подрывая справедливость для обычных пользователей и децентрализованных рынков.

Ликвидация

Ликвидационные транзакции обычно происходят в протоколах кредитования. Когда стоимость залога заемщика падает ниже порога ликвидации, протокол позволяет ликвидаторам выплатить часть займа и получить вознаграждение за ликвидацию. Поисковики мониторят стоимость залога в режиме реального времени и выполняют ликвидационные транзакции при выполнении условий, получая вознаграждение. Эти транзакции сильно конкурентны, и ликвидаторы часто платят высокие комиссии за газ, чтобы получить приоритет.

Атака Time-Bandit

Атака time-bandit - это атака с переформированием цепи, при которой майнеры переформируют состояние блокчейна, переупорядочивая или даже изменяя прошлые транзакции для извлечения более высоких прибылей. Эта атака основана на концентрации хэш-мощности или валидационной власти, что позволяет контролировать часть истории блокчейна. Такие атаки подрывают стабильность и доверие к сети блокчейна, так как частые переформирования снижают эффективность консенсуса, увеличивают задержки и неопределенность транзакций и подрывают уверенность пользователей в окончательности транзакций.

Влияние MEV на DeFi

MEV вводит новые экономические стимулы для майнеров, валидаторов и искателей, позволяя им зарабатывать дополнительные прибыли помимо стандартных комиссий за транзакции. Эти стимулы стимулируют конкуренцию в «приоритетных торгах», что приводит к значительному увеличению газовых сборов и усугубляет сетевую перегрузку. В DeFi это не только увеличивает транзакционные издержки для обычных пользователей, но и затрудняет выполнение малых транзакций в периоды высоких газовых сборов, ограничивая участие определенных пользователей.

Атаки MEV, такие как арбитраж и фронтраннинг, дестабилизируют прибыль LP (поставщика ликвидности) и даже могут снижать ее. Атакующие получают прибыль от манипулирования ценами, что может привести к дисбалансу в пулах ликвидности и увеличению неустойчивых потерь. Кроме того, прибыль LP уже не зависит только от объема торгов, но также подвержена влиянию поисковиков MEV и майнеров, манипулирующих порядком транзакций, что представляет потенциальную экономическую угрозу для обычных LP.

Эффективное решение проблемы MEV включает в себя перераспределение прибыли, полученной искателями, среди всех участников и обеспечение эффективного выполнения механизмов торговли.

Текущие решения

Основные подходы

DEX снижают риски опережения, раскрывая частичную информацию об ордерах и используя механизмы аукционов, которые помогают трейдерам предвидеть движения рынка. Решения уровня 2 обрабатывают транзакции вне блокчейна, ограничивая возможности поисковиков MEV отслеживать сделки, скрывая детали транзакций за пределами основной цепочки. Технологии конфиденциальности, такие как zk-rollups, выполняют транзакции вне сети, ограничивая доступ злоумышленников к информации о транзакциях. Временные блокировки приводят к задержкам, требуя, чтобы транзакции выполнялись после определенного блока, что снижает риски, связанные с быстрыми арбитражными возможностями, особенно при противодействии атакам на флэш-кредиты. Механизмы честных аукционов и случайный порядок создают более справедливые последовательности транзакций. Зашифрованные протоколы заказов защищают детали транзакций до тех пор, пока не будут выполнены определенные условия, предотвращая раннюю утечку информации. Отделение конфиденциальных транзакций от общедоступного мемпула защищает целостность пакетов MEV. Наконец, управление сообществом и прозрачные стимулы поддерживают системную справедливость путем коллективного голосования по мерам профилактики МЭВ, избегая рисков, связанных с односторонним контролем.

Решения на разных уровнях

Для смягчения вредных явлений MEV в блокчейн-системах были предложены различные решения на различных уровнях и средствах, включая уровень консенсуса, уровень выполнения, уровень приложений, решения Layer 2 и специализированные инструменты MEV.

Уровень консенсуса: Уровень консенсуса направлен на сокращение MEV путем настройки механизмов производства блоков и упорядочения транзакций, предотвращая произвольное манипулирование порядком транзакций производителями блоков. Разделение Proposer-Builder (PBS) Ethereum 2.0 — это инновационный подход, который разделяет роли инициаторов и создателей блоков, позволяя строителям создавать блоки без прямого контроля порядка транзакций. Децентрализованные протоколы заказов еще больше повышают прозрачность и случайность транзакций, снижая риски MEV и обеспечивая справедливый процесс производства блоков.

Уровень выполнения: На уровне выполнения MEV смягчается с помощью мер, обеспечивающих конфиденциальность, и оптимизированных механизмов аукциона газа. Частная система ретрансляции транзакций Flashbots позволяет пользователям отправлять транзакции конфиденциально, избегая попадания в общий пул транзакций. Кроме того, некоторые платформы улучшили механизмы аукциона газа, чтобы снизить необходимость для пользователей платить высокие комиссии за газ для приоритизации, что снижает частоту фронтраннинга и других проблем, связанных с MEV.

На прикладном уровне протоколы DeFi и DEX решают проблему MEV, реализуя пакетные аукционы и атомарные свопы. Платформы, такие как Balancer и Uniswap V3, обрабатывают все транзакции во временных пакетах, эффективно предотвращая вредное поведение MEV, такое как атаки-сэндвичи. Оракулы, такие как Chainlink, предоставляют ценовые ссылки на цепочке, уменьшая возможности для арбитража и снижая вероятность эксплуатации MEV.

Уровень 2: Решения масштабирования уровня 2 смягчают риски MEV, обрабатывая большие объемы транзакций за пределами цепи, прежде чем отправить их на основную цепь. Технологии, такие как Оптимистические Роллапы и ZK-Rollups, пакетируют и проверяют транзакции перед их регистрацией в цепи, предотвращая возможность манипулирования порядком транзакций со стороны производителей блоков. Кроме того, некоторые протоколы уровня 2 для децентрализованных бирж используют оффчейн-сопоставление и расчет заказов, что дополнительно уменьшает потенциальные возможности MEV.

Представительские решения

Несколько специализированных продуктов в области MEV решают множество проблем. Ведущие поставщики, такие как Flashbots и Blocknative, помогают майнерам, валидаторам и искателям идентифицировать и извлекать MEV на платформах DeFi.

Flashbots

Flashbots решает проблемы MEV, представляя «пакетные транзакции MEV», которые отправляют группу транзакций как атомарные операции, обеспечивая их либо все выполнение, либо все сбои, предотвращая фронтран и превентивные транзакции. Ретрансляторы Flashbots соединяют поисковиков и майнеров, предлагая прозрачный механизм подачи транзакций. Платформа использует улучшенную систему аукциона газа с приоритетом, позволяющую майнерам и валидаторам выбирать транзакции на основе значения MEV, при этом уменьшая сетевую перегрузку. Предоставляя прозрачные возможности извлечения MEV, Flashbots обеспечивает справедливость, позволяя любому способному пользователю участвовать в извлечении MEV. Эти дизайны улучшают как эффективность, так и справедливость процессов MEV.

Blocknative

Основным инновационным решением Blocknative является предоставление прозрачной и эффективной платформы для реле MEV. Подключившись к этой платформе, валидаторы могут получить доступ к полным блокам с возможностями MEV. В отличие от традиционных систем, основанных на майнерах, Blocknative использует открытую модель реле, позволяя нескольким строителям и валидаторам честно конкурировать, тем самым снижая риски централизации MEV. Кроме того, Blocknative предлагает конечные точки RPC пакетов MEV, помогая искателям оптимизировать стратегии MEV путем упаковки и отправки транзакций в блокчейн.

BloxRoute

BloxRoute инновирует с помощью своего протокола «Blockchain Distribution Network (BDN)», который поддерживает несколько узлов через открытые шлюзы с открытым исходным кодом или общедоступные API BloxRoute. Это обеспечивает низкую задержку, высокую пропускную способность и протоколическую нейтральность. Такая конструкция позволяет узлам быстро синхронизироваться, помогая блокчейн-проектам улучшить скорость транзакций, снизить перегрузку и снизить затраты на транзакции.

Сеть Eden

Eden Network представляет механизм «арендатора слота», позволяющий пользователям размещать токены EDEN в стейкинге для аренды приоритетного места в блоке. Это гарантирует, что их транзакции обрабатываются в назначенном блоке с защитой MEV. Такая конструкция защищает трейдеров от неблагоприятных MEV-атак, таких как опережение, особенно в периоды высокой перегрузки сети.

Eden Network также поощряет производителей блоков наградами в виде токенов за соблюдение правил протокола, обеспечивая обработку транзакций в правильном порядке. Производители блоков, нарушающие эти правила, подвергаются наказаниям, включая возможное исключение из сети.

Заключение

В целом, MEV оказывает сложное влияние на справедливость экосистемы блокчейна, целостность транзакций и долгосрочное развитие. В то время как MEV предоставляет майнерам и валидаторам дополнительные стимулы, привлекая больше проектов и участие сообщества, он также накладывает высокие транзакционные издержки на обычных пользователей. Практики, такие как фронтраннинг и атаки сэндвичем, препятствуют способности пользователей выполнять транзакции в намеченном порядке, увеличивая непредсказуемость. Технически подготовленные участники или ресурсные майнеры в этой среде используют информационные преимущества для получения прибыли, оставляя обычных пользователей в невыгодном положении. Этот дисбаланс подрывает прозрачность и децентрализацию, которые блокчейн изначально стремился достичь. Более того, MEV способствует информационной асимметрии и сетевой перегрузке.

MEV представляет значительные вызовы для справедливости блокчейна. По сути, это представляет собой «арбитражную возможность» в рамках системного дизайна, позволяющую майнерам или валидаторам использовать информационные и преимущества в упорядочивании, нарушая принципы справедливости, лежащие в основе дизайна блокчейна. Централизация MEV усугубляет проблему, поскольку ресурсоемкие валидаторы захватывают больше возможностей для получения прибыли, в то время как обычные пользователи и малые майнеры борются, чтобы получить выгоду.

Будущие решения могут сосредоточиться на улучшении механизмов консенсуса и правил упорядочения с непрерывным инновационным развитием на разных уровнях. По мере роста экосистем общественных цепей, межцепочный MEV, вероятно, станет ключевой задачей в будущем развитии.