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以太坊 MEV 黑暗森林：从 Gas 战争到 PBS

Unitimes · 公众号 · · 2022-10-17 18:16

正文

撰文：pseudotheos

编译：DeFi 之道

Domothy 和我合著了这篇文章。PBS (区块提议者-构建者分离) 仍然是一个活跃的研究领域，但这篇综合性文章旨在汇总迄今为止的研究进展以及研究方向。

在现有架构中，区块提议者（以前的矿工）选择存储池（mempool）中的交易来构建区块。在以太坊上，这些由验证者组成，它们同时运行共识客户端和执行客户端。从理论上讲，区块构建者会选择支付最高费用的交易——但这不是一个严格的要求。因为一个区块构建者可以完全控制 tx 排序和包含，因此区块构建者可以运行复杂的 MEV 策略。MEV 在任何有活动的地方都是非常普遍的，因此，以太坊是最赚钱的 MEV 战场，迄今为止已被提取超过 6.75 亿美元。

数据来源：Token Terminal

01. M E V 快速入门

从技术上讲，以太坊交易只是一系列字节。因此，创建和发送它所涉及的成本可以忽略不计。一个很好的例子是链上套利。当同一资产在交易所之间定价不同时，就会为价值提取创造机会。从这笔交易中赚到的任何钱，然后减去 gas 费，基本上就是从区块链上的经济活动中提取的利润。

但是，这里有一个问题：由于区块链的透明性，任何拥有节点的人都可以识别并提交相同的交易。无论有多少人发送他们的交易，都只会有一个赢家：即提交的交易被确认的人。正如你可能想象的那样，这极大地有利于决定哪些交易进入下一个区块，以及以什么顺序进行的人，他们可以简单地利用这些交易！

此示例说明了所谓的“MEV 机会”。鉴于等待确认的待处理交易列表，以及以太坊当前的全局状态，存在特定的交易顺序，可以让区块构建者从生态系统中提取最大价值。大多数时候，MEV 机会更复杂，需要以正确的顺序进行多次交易，但原理是一样的：区块构建者具有巨大的优势。

02. MEV 发展之路

几年前，当以太坊仍然受到工作量证明（PoW）的保护时，MEV 的概念主要是理论上的。相反，交易很简单：“这就是我想做的事情，这是我愿意给矿工的钱，让他们把它纳入下一个区块。”

矿工将简单地查看待处理交易列表，按最高费用排序，并将尽可能多的交易放入一个区块中。而交易本身的复杂性无关紧要。这满足了一些公平的概念：每个矿工将运行相同的代码，遵循相同的规则，并赚取相同数量的钱（与算力成比例）。

但简而言之，这无法持久。金融激励滋生竞争，提供最多包容性的 MEV 交易获胜，因为矿工也受到经济激励来选择最有利可图的交易。在这些情况下，矿工是获利最多的人，他们甚至不用玩什么游戏。如果有足够的竞争，利润总是趋向于矿工的（或验证者，在 PoS 以太坊的情况下）。

短期：Gas 战争

第一个后果很快就显现出来了。每笔 MEV 交易，无论成功与否，仍然包含在链上的尝试。这浪费了大量以太坊本已有限的区块空间，导致费用高得令人难以置信。

数据来源：Etherscan

中期：共识的中心化

当矿工意识到他们作为区块构建者所具备的权力时，一股新的中心化力量出现了。无论出价如何，区块构建者都可以保证包含他们的 MEV 交易。

注意：在 EIP-1559 之后，区块构建者仍然需要支付基础费用（base fee）。

新的策略是让区块构建者积极监控链，以寻找 MEV 机会直接利用自己的权力。很容易看出为什么这是一个强大的中心化向量，独立于共识机制：更频繁地创建区块将导致更多的 MEV 提取。但不幸的是，由于规模经济的原因，随着时间的推移，MEV 通过加强提取打破了公平的指导理念。

长期：错位的激励措施

这种中心化导致了二阶后果：除了在一个区块中对交易进行排序之外，区块构建者还可以选择按预期添加他们的区块或将区块链回滚几个区块，以有效地从最近的交易中“窃取”所有 MEV 机会。在某些极端情况下，窃取前一个区块的 MEV 可能是更有利可图的选择，这很容易导致不稳定的区块链不断分裂成更小的分叉，从而导致更长的结算时间。

值得庆幸的是，最后一个问题从未在基础层上实现。然而，依靠少数杰出的行为者善意地反对强大的经济激励，并不是以太坊所追求的弹性水平。在足够长的时间范围内，如果完全不加以控制，MEV 将对以太坊构成生存威胁。

03. 潜在的解决方案

关于 MEV，目前已经有了许多减轻上述后果的提议，它仍然是一个开放的研究领域。一些潜在的解决方案包括：

1、强制按费用排序区块

结果：

(1) 回到 gas 战争;

(2) 由于缺乏存储池共识，验证者可以忽略不方便的交易；

2、强制包含交易 的 随机顺序

开放式问题：谁来决定什么是随机的？

结果：

（1）回到 gas 战争；

（2）增加了交易共识的延迟；

（3）除了他们的 MEV 交易之外，验证者可以人为地保持区块为空，这会导致糟糕的体验。

3、加密存储池

结果：

（1）减少有毒的 MEV；

以太坊 MEV 黑暗森林：从 Gas 战争到 PBS

正文

01. M E V 快速入门

02. MEV 发展 之路

短期：Gas 战争

中期：共识 的 中心化

长期：错位 的 激励措施

03. 潜在 的 解决方案

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02. MEV 发展之路

中期：共识的中心化

长期：错位的激励措施

03. 潜在的解决方案