Dengan evolusi cepat dari ekosistem blockchain, Maximum Extractable Value (MEV) muncul sebagai tantangan utama yang mempengaruhi kinerja, keadilan, dan pengalaman pengguna dari blockchain publik. MEV merujuk pada nilai tambahan yang diekstraksi oleh penambang, validator, atau peserta jaringan lainnya melalui pengurutan ulang, penambahan, atau penghapusan transaksi, seperti yang dijelaskan dalam ikhtisar MEV sebelumnya. Masalah ini meluas di seluruh jaringan blockchain, terutama dalam pertukaran terdesentralisasi (DEX), likuidasi, dan skenario arbitrase.

Meskipun blockchain seperti Ethereum telah melakukan penelitian yang melimpah dan mengambil langkah-langkah pencegahan, desain unik dari masing-masing blockchain menyebabkan berbagai manifestasi dan tingkat keparahan masalah MEV. Solana, sebagai blockchain publik berkinerja tinggi, dikenal karena throughput yang tinggi dan latensi yang rendah. Namun, sementara karakteristik-karakteristik ini mengurangi beberapa masalah MEV, mereka juga membawa tantangan baru: konkurensi tinggi menyebabkan masalah penawaran - arsitektur berkinerja tinggi Solana memungkinkan lebih banyak peserta untuk bersaing secara simultan untuk sumber daya on-chain, yang memperburuk risiko front-running dan transaksi resequencing; penggunaan model Central Limit Order Book (CLOB) yang luas oleh Solana, sambil meningkatkan likuiditas, juga memberikan lebih banyak ruang bagi arbitrase frekuensi tinggi dan bot MEV untuk beroperasi; latensi rendah meningkatkan pengalaman pengguna tetapi juga menyoroti sensitivitas terhadap keterlambatan antara node, memperparah masalah “keuntungan bagi yang pertama kali bergerak”...

Untuk mengatasi tantangan-tantangan tersebut, komunitas dan pengembang telah menyarankan berbagai solusi, seperti mengoptimalkan mekanisme konsensus, menerapkan kolam transaksi tertunda, dan mengembangkan algoritma pencocokan pesanan yang lebih adil. Artikel ini menggali manifestasi khas masalah MEV pada blockchain Solana, mensintesis penelitian dan praktik yang ada untuk menganalisis solusi potensial. Ini bertujuan untuk memberikan wawasan bagi pembangunan ekosistem Solana yang lebih adil dan efisien.

Ikhtisar MEV pada Solana

Pada Juni 2024, bot sandwich MEV yang dikenal sebagai "arsc" mengeksploitasi pengguna Solana untuk mencuri sekitar $30 juta dalam serangan MEV selama dua bulan terakhir. Hal ini dan perdebatan berikutnya tentang desain infrastruktur dengan Ethereum sekali lagi menarik perhatian pada masalah MEV Solana.

Menurut data terbaru, jaringan Solana menghasilkan pendapatan sekitar $500 juta setiap tahun dari MEV. Jito Labs, sebuah flashbot di Solana, memberikan wawasan tentang skala pendapatan MEV di jaringan tersebut. Grafik di bawah ini membandingkan pendapatan protokol DeFi utama, menunjukkan bahwa pendapatan bulanan Jito Labs pada bulan Oktober mencapai $78,92 juta, naik dua kali lipat dari $39,45 juta yang tercatat pada bulan Mei. Pada tanggal 24 Oktober, protokol ini menghasilkan $6,14 juta dalam satu hari hanya dari tips, menyoroti permintaan kuat untuk layanan ekstraksi MEV di jaringan Solana.

Sumber: Defillama

Aktivitas MEV di Solana tahun ini sangat kentara dalam perdagangan token meme yang terkenal. Faktor utama yang mendorong tren ini adalah bahwa transaksi token meme sering terkonsentrasi dalam kolam likuiditas rendah, yang membuat harga mereka sangat rentan terhadap manipulasi. Mengingat sifat spekulatif token meme dan volatilitas harga yang ekstrem, bot MEV memiliki banyak kesempatan untuk mendapatkan keuntungan. Selain itu, kesalahan dalam eksekusi pesanan dalam kolam likuiditas rendah ini juga membuka peluang untuk eksploitasi MEV. Misalnya, seorang pedagang secara keliru membeli token dogwifhat seharga $3 setiap satuannya, padahal harga pasar hanya $0,20. Akibatnya, ini memungkinkan bot MEV untuk dengan cepat memanfaatkan peluang tersebut. Perdagangan token meme telah menjadi komponen utama dari aktivitas MEV, dengan kegilaan token BONK pada awal 2024 melihat volume perdagangan harian melonjak menjadi $50 hingga $60 juta, sebagian besar didorong oleh perdagangan terkait MEV.

Bagaimana Arsitektur Solana Memungkinkan Peluang Perdagangan MEV

Bukti Sejarah (PoH)

Proof of History (PoH) bergantung pada fungsi tunda yang dapat diverifikasi (VDF) untuk menghasilkan dan memverifikasi urutan waktu. Setiap cap waktu berisi hash dari cap waktu sebelumnya, yang memastikan peristiwa tercatat secara berurutan. Hasil dari setiap operasi tunduk pada keluaran sebelumnya, menghasilkan keluaran yang tidak terduga. Proses ini dilakukan pada inti tunggal GPU dengan secara berkala mencatat keluaran saat ini dan jumlah panggilan. Validator mengonfirmasi keluaran ini melalui perhitungan paralel untuk memastikan urutan waktu dan keamanan. Sebagai jam terdesentralisasi, PoH membantu mengurangi kebutuhan untuk sinkronisasi node dan menyederhanakan proses konsensus.

Sumber:Solana Whitepaper

Tanpa PoH, urutan transaksi dapat tunduk pada faktor lain, seperti penawaran biaya penambang atau penundaan sinkronisasi node. Namun, dengan PoH di Solana, setiap peristiwa (misalnya, transaksi, produksi blok) memiliki timestamp yang jelas dan disepakati. Ini memungkinkan node dan validator lainnya untuk dengan mudah memverifikasi urutan peristiwa. Transparansi ini sangat penting bagi trader MEV, karena memberikan kerangka kerja yang jelas untuk menentukan transaksi mana yang akan dieksekusi terlebih dahulu dan transaksi mana yang dapat memberikan peluang arbitrase. Trader MEV dapat menggunakan timestamp yang dihasilkan oleh PoH untuk memprediksi transaksi mana yang dapat mempengaruhi pasar, yang memungkinkan mereka untuk menjalankan perdagangan arbitrase sebelum transaksi tersebut terjadi.

Desain PoH memungkinkan Solana memproses dan memverifikasi transaksi dengan kecepatan luar biasa. Jaringan Solana mencapai konfirmasi transaksi latensi rendah dengan menghitung stempel waktu PoH pada setiap node. Ini adalah keuntungan yang signifikan bagi pedagang MEV, karena esensi perdagangan MEV sering bergantung pada respons cepat terhadap perubahan pasar. Di pasar DeFi, harga aset tertentu dapat berubah karena satu transaksi, dan pedagang MEV dapat memanfaatkan fluktuasi ini untuk mendapatkan keuntungan. Kemampuan latensi rendah PoH memungkinkan mereka untuk melakukan front-run orang lain dalam mengeksekusi perdagangan. Verifikasi stempel waktu kriptografi yang melekat pada PoH mendukung throughput Solana yang tinggi. Ini memungkinkan jaringan untuk memproses volume transaksi yang sangat besar jauh lebih cepat daripada blockchain tradisional. Ini menciptakan banyak peluang untuk perdagangan frekuensi tinggi dan ekstraksi MEV yang efisien.

PoH mengurangi kebutuhan komunikasi node, itulah mengapa Solana dikenal karena efisiensi jaringannya yang tinggi. Kondisi ini membuat aktivitas blockchain Solana menjadi sering. Kecepatan pemrosesan yang tinggi dan laten yang rendah sangat cocok untuk perdagangan frekuensi tinggi dan arbitrase di pasar likuiditas rendah, dan jumlah proyek baru yang semakin bertambah juga menarik perdagangan MEV.

Tower BFT

Inti dari Tower BFT terletak pada percepatan proses konsensus dengan meminimalkan beban komunikasi node. Protokol BFT tradisional memerlukan pertukaran pesan yang luas untuk mencapai konsensus, terutama dalam jaringan multi-node di mana keterlambatan dan penggunaan bandwidth tidak dapat dihindari. Mekanisme PoH Solana memprediksi dan mencatat timestamp. Hal ini memungkinkan node validator untuk memverifikasi urutan transaksi secara efisien hanya dengan mengandalkan timestamp yang dihasilkan oleh PoH. Tidak perlu bagi mereka untuk bertukar data urutan waktu yang luas.

Sumber:Blog Helius - Konsensus di Solana

Operasi Tower BFT didasarkan pada titik-titik kunci berikut:

Sekuens Verifikasi: Tower BFT menggunakan urutan waktu yang diberikan oleh PoH untuk memastikan bahwa setiap validator memiliki referensi waktu yang jelas saat melakukan pemungutan suara. Hal ini mempercepat proses konsensus dan menghindari keterlambatan yang biasanya ditemukan dalam algoritma BFT tradisional.

Bobot Voting: Setiap validator memberikan suara berdasarkan bobotnya dalam jaringan. Proses pemungutan suara memperkuat konsistensi dan keandalan dengan terus mengumpulkan data historis yang terkonfirmasi. Hal ini memastikan bahwa, ketika konsensus tercapai, sejumlah kecil node tidak dapat dengan mudah mengorbankan keamanan jaringan.

Mengurangi Kebutuhan Sinkronisasi Jaringan: Melalui PoH, Tower BFT mengurangi jumlah pertukaran pesan yang diperlukan antara node, yang meningkatkan efisiensi dan skalabilitas jaringan. Dalam jaringan Solana, ini berarti lebih banyak transaksi dapat diproses secara simultan, sehingga mengurangi keterlambatan yang disebabkan oleh masalah sinkronisasi node.

Dengan menggabungkan mekanisme PoH, Tower BFT dapat menyediakan lingkungan perdagangan dengan latensi rendah dan efisien. Sama seperti PoH, efisiensi dan latensi rendah ini menciptakan peluang yang luas bagi MEV. Trader MEV sering perlu mengeksekusi sejumlah besar transaksi dalam waktu singkat. Kapasitas tinggi jaringan Solana memberdayakan trader MEV untuk menangkap peluang arbitrase dengan efisiensi dan frekuensi yang lebih tinggi.

Penjadwalan Pemimpin Bersamaan

Solana memanfaatkan mekanisme PoH untuk menetapkan timestamp yang seragam di seluruh jaringan dan menugaskan beberapa pemimpin untuk penjadwalan paralel berdasarkan timestamp ini. Setiap pemimpin bertugas untuk menghasilkan blok dalam waktu yang ditentukan, yang dikenal sebagai “leader slot.” Beroperasi secara bersamaan, para pemimpin ini menghasilkan blok menggunakan timestamp yang seragam, yang kemudian divalidasi bersama dengan blok yang dihasilkan oleh pemimpin lainnya. Struktur paralel ini secara signifikan meningkatkan throughput transaksi Solana sambil mengurangi latensi konfirmasi. Berbeda dengan blockchain tradisional seperti Bitcoin dan Ethereum, di mana satu pemimpin (penambang atau validator) mengurus generasi blok, penjadwalan pemimpin paralel Solana memungkinkan beberapa blok dibuat secara bersamaan, sehingga memaksimalkan efisiensi dan skalabilitas jaringan.

Model pemimpin tunggal dalam blockchain tradisional sering mengalami bottleneck selama produksi blok, terutama selama periode volume transaksi tinggi. Hal ini dapat menyebabkan keterlambatan dan ketidakpastian dalam menjalankan perdagangan arbitrase karena para pedagang MEV mungkin perlu menunggu generasi blok dan konfirmasi. Penjadwalan pemimpin konkuren Solana mengurangi waktu tunggu dalam produksi blok dengan memungkinkan beberapa pemimpin untuk memproduksi blok secara bersamaan. Hal ini mengakibatkan konfirmasi transaksi yang lebih cepat dan inklusi blok.

Penjadwalan pemimpin bersama memperkenalkan persaingan di antara para pemimpin. Dalam setiap slot, beberapa pemimpin bertugas untuk menghasilkan blok, dan setiap pemimpin mungkin memprioritaskan transaksi yang berbeda, yang mengakibatkan perbedaan harga atau inkonsistensi dalam urutan transaksi. Pedagang MEV dapat memanfaatkan perbedaan ini dengan cepat melakukan perdagangan sebelum orang lain. Ketika beberapa pemimpin menghasilkan blok, beberapa transaksi mungkin diprioritaskan dalam blok salah satu pemimpin tetapi tertunda dalam blok yang lain. Hal ini memungkinkan pedagang MEV untuk mengeksploitasi perbedaan waktu ini antara slot untuk terlibat dalam arbitrase.

Struktur Pasar Biaya Asli

Solana saat ini memiliki struktur biaya dua lapisan: biaya dasar dan biaya prioritas. Setiap transaksi membutuhkan biaya dasar, biasanya dengan harga 5.000 lamports/tanda tangan, setara dengan sekitar 0,000005 SOL. Biaya prioritas adalah biaya tambahan opsional yang bertujuan untuk meningkatkan prioritas transaksi dalam jaringan. 50% dari biaya prioritas dibakar, sementara 50% sisanya dibayarkan kepada pemimpin saat ini (validator). Ide inti dari mekanisme ini adalah untuk mengatur urutan pemrosesan transaksi melalui insentif, sehingga memungkinkan pengirim transaksi membayar dengan prioritas yang lebih tinggi dan memastikan bahwa validator memproses transaksi mereka dengan cepat di blok berikutnya.

Karena Solana tidak memiliki mekanisme biaya dinamis seperti EIP-1559 Ethereum, sistem biaya prioritas ini agak mencerminkan penyesuaian dinamis berdasarkan kondisi transaksi, yang melayani fungsi serupa. Fitur utama dari mekanisme ini adalah memungkinkan pengirim transaksi untuk menyesuaikan biaya mereka secara fleksibel berdasarkan kondisi jaringan saat ini untuk memastikan pemrosesan tepat waktu sesuai dengan permintaan pasar. Bagi pedagang MEV, ini sangat penting: pedagang MEV dapat membayar biaya lebih tinggi ketika jaringan sibuk untuk memprioritaskan transaksi mereka di blok berikutnya.

Namun, struktur biaya dinamis Solana masih memiliki ruang untuk ditingkatkan. Sistem biaya saat ini tidak tanpa cacat, dan pembaruan di masa depan diharapkan akan menciptakan desain yang lebih adil dan efisien.

Kualitas Layanan (QoS)

Mekanisme Quality of Service (QoS) adalah sistem manajemen lalu lintas jaringan berdasarkan alokasi berbobot. Solana menggunakannya untuk memberikan prioritas kepada berbagai jenis transaksi, sehingga mengoptimalkan distribusi sumber daya dan kinerja jaringan. Validator mengalokasikan sumber daya jaringan berdasarkan jumlah kepemilikan yang mereka miliki. Akun dengan kepemilikan yang lebih tinggi diberikan bandwidth pemrosesan yang lebih banyak selama kemacetan jaringan, sehingga alokasi sumber daya lebih terinventivasi secara ekonomis. Validator bertanggung jawab atas pemrosesan transaksi dan memelihara status buku besar dalam jaringan. QoS memastikan bahwa validator dapat mengelola lalu lintas jaringan secara efisien berdasarkan kepemilikan mereka sambil mendorong mereka untuk menarik pengguna melalui kepemilikan yang lebih tinggi.

Selama periode kemacetan jaringan, transaksi berprioritas rendah (biasanya yang dengan biaya lebih rendah) dapat mengonsumsi sumber daya jaringan, menyebabkan keterlambatan dalam transaksi bernilai tinggi, seperti perdagangan MEV. QoS mengatasi isu ini dengan menerapkan sistem peringkat prioritas dan alokasi sumber daya, yang memastikan bahwa transaksi bernilai rendah tidak mengganggu efisiensi transaksi bernilai tinggi. Mekanisme ini memungkinkan pedagang MEV untuk merencanakan strategi mereka dengan lebih efektif, sehingga meningkatkan kepastian eksekusi. Pedagang MEV sering perlu melakukan beberapa transaksi terkait secara simultan, seperti menjalankan strategi arbitrase kompleks melintasi jembatan multi-rantai atau pertukaran terdesentralisasi. QoS memastikan transaksi terkait ini diproses secara berturut-turut dalam jendela waktu singkat. Hal ini mengurangi risiko kegagalan akibat gangguan dalam rantai transaksi.

Protokol QUIC

Solana menggunakan protokol QUIC untuk mengurangi waktu antara pengiriman transaksi dan konfirmasi secara signifikan, sehingga mengoptimalkan alur kerja validator dan memberikan waktu yang lebih tepat untuk perdagangan MEV. QUIC memungkinkan pengaturan dan pemulihan koneksi yang lebih cepat, yang mengurangi laten jaringan. Ini juga mendukung transmisi bersamaan dari beberapa aliran data melalui satu koneksi. Hal ini mengurangi kemacetan jaringan. Selain itu, QUIC memiliki mekanisme kontrol kemacetan yang efisien dan strategi pemulihan kehilangan paket, yang memastikan transmisi transaksi yang cepat bahkan dalam kondisi jaringan yang tidak stabil. Dengan enkripsi bawaan, QUIC memastikan transmisi data yang aman. Implementasinya telah menyelesaikan banyak masalah waktu jaringan sebelumnya Solana.

Solusi MEV Solana

Jito: Penyedia Infrastruktur MEV di Solana

Ketika membahas solusi MEV di Solana, kita harus menyoroti Jito. Jaringan Jito, yang diluncurkan oleh tim Jito Labs, berfokus pada infrastruktur MEV untuk Solana. Jito Labs telah memperkenalkan beberapa produk, termasuk Klien Validator Jito-Solana dan Mesin Blok Jito. Pada Agustus 2022, Jito Labs mengumumkan telah mengumpulkan $10 juta dalam pendanaan Seri A, dipimpin oleh Multicoin Capital dan Framework Ventures.

Jito-Solana

Jito-Solana adalah varian yang dioptimalkan dari klien validator Solana, dirancang khusus untuk ekstraksi MEV yang efisien. Dengan mendukung pengikatan transaksi, Jito memungkinkan pencari untuk mengontrol urutan transaksi dalam sebuah blok. Kontrol ini meminimalkan kemungkinan pencari untuk beralih ke transaksi dengan nilai rendah atau tidak perlu, dan sebaliknya mendorong partisipasi dalam sistem lelang yang efisien di mana penawaran didasarkan pada imbalan potensial. Mekanisme pengikatan Jito meningkatkan peluang transaksi disertakan dalam blok dengan memungkinkan pencari untuk mengirimkan beberapa transaksi dalam satu paket, sehingga meningkatkan efisiensi dan mengurangi ketergantungan pada transaksi dengan nilai rendah. Validator memberikan prioritas pada paket-paket dengan bayaran tertinggi, yang mendorong interaksi yang lebih menguntungkan dan mengurangi kegagalan transaksi.

Jito Mesin Blok

Mesin Blok Jito adalah platform lelang di luar rantai melalui mana relayer, pencari, dan validator dalam jaringan dapat mengkoordinasikan urutan transaksi melalui mekanisme lelang, sehingga memaksimalkan ekstraksi MEV.

Dasbor MEV

Jito Labs menyediakan MEV Dashboard untuk memonitor dan menganalisis aktivitas MEV di Solana. Ini membantu pengembang, validator, dan pengguna memahami detail dan tren MEV di jaringan Solana.

Optimisasi Penjadwalan

Dalam masalah yang terkait dengan MEV, ketidakpastian dalam urutan transaksi membuat front-running dan serangan sandwich lebih mudah. Penyerang dapat memperoleh keuntungan dengan memanipulasi urutan transaksi untuk mengeksploitasi mekanisme prioritas node validasi. Untuk mengatasi hal ini, Solana telah mengoptimalkan penjadwalannya, terutama dengan pembaruan penjadwal versi 1.18 yang akan datang.

Penjadwal telah dioptimalkan untuk meningkatkan determinisme peringkat prioritas transaksi. Arsitektur pemrosesan multi-threaded saat ini Solana dapat menyebabkan keputusan prioritas yang tidak disinkronkan ketika thread yang berbeda memproses transaksi dari antrian yang terpisah. Ketidaksesuaian ini memungkinkan penyerang untuk mengganggu transaksi pengguna normal dengan mengirimkan transaksi yang bertentangan. Penjadwal yang didesain ulang berfokus pada meningkatkan koordinasi antara thread untuk meminimalkan konflik urutan transaksi yang muncul dari kondisi race. Selain itu, sistem yang dioptimalkan lebih baik mengidentifikasi transaksi berprioritas tinggi, memastikan transaksi tersebut diproses tanpa penundaan, bahkan selama kemacetan jaringan.

Peningkatan Privasi

Sebagai tanggapan terhadap transaksi MEV, Solana sedang meningkatkan privasi dengan mengenkripsi rincian transaksi, sehingga sulit bagi penyerang untuk mengakses informasi penting. Selain itu, Solana sedang menjelajahi konsep-konsep yang mirip dengan kolam transaksi pribadi Ethereum. Pengguna dapat mengarahkan transaksi mereka melalui kolam privasi. Di kolam ini, transaksi tetap tersembunyi dari publik sampai mereka diproses, sehingga meminimalkan risiko serangan sandwich dan front-running.

Pengurutan Terdesentralisasi

Dengan menerapkan layanan pengurutan independen, Solana memisahkan logika pengurutan transaksi dari node validasi. Penggunaan algoritma randomisasi dalam pengurutan secara efektif mengurangi kemungkinan transaksi tertentu diprioritaskan, sehingga mengurangi kemampuan penyerang untuk mengeksploitasi mekanisme pengurutan untuk ekstraksi MEV. Selain itu, model insentif validator dapat disesuaikan untuk mengurangi ketergantungan mereka pada biaya prioritas, yang mendorong pemrosesan transaksi yang lebih tidak memihak daripada memanipulasi urutan untuk keuntungan tambahan.

Kesimpulan

MEV telah lama menjadi tantangan signifikan bagi jaringan terdesentralisasi. Meskipun Solana terkenal karena kinerja tinggi dan latensi rendahnya, kualitas ini membuatnya menjadi target menarik bagi para pelaku MEV. Masalah seperti front-running, serangan sandwich, dan urutan transaksi jahat merusak keadilan jaringan dan menurunkan pengalaman pengguna. Untuk mengatasi masalah ini, Solana telah menerapkan solusi berlapis-lapis, termasuk optimisasi penjadwal, teknologi penguat privasi, dan penyesuaian model biaya. Solana bertujuan untuk mengurangi risiko front-running dan serangan sandwich melalui upaya ini sambil meningkatkan alokasi sumber daya.

Mengatasi masalah MEV membutuhkan kemajuan teknologi, keterlibatan masyarakat yang berkelanjutan, dan pembangunan konsensus. Masyarakat dapat secara kolaboratif mengembangkan solusi untuk tantangan MEV dengan mendorong tata kelola yang terdesentralisasi dan diskusi yang transparan. Solana juga harus menawarkan alat dan sumber daya untuk membantu pengguna mendeteksi dan mengurangi serangan MEV, sehingga memberdayakan mereka dengan pertahanan proaktif. Ketika jaringan berkembang dan menjadi lebih kompleks, Solana harus menyeimbangkan kinerja tinggi, desentralisasi, dan keadilan. Masih ada jalan panjang dalam memecahkan masalah "segitiga mustahil".