模块化MEV；第1部分，简介

本文作者：Maven11；编译：Cointime Freya

MEV简介

最大可提取价值（MEV）在加密货币领域风靡一时。MEV指的是通过重新排序、插入和审查区块内的交易，以及从良性的MEV中获得的利润，如套利、清算等，从用户身上提取价值。它是在2014年由/u/pmcgoohan在以太坊subreddit上首次提及。

可量化MEV的最早例子之一是在加密猫（CryptoKitties）热潮期间。具体来说，完成CryptoKitties怀孕的概念（生产一只新猫），任何人都可以在猫的分娩区块后通过调用智能合约的giveBirth()来完成怀孕。通过这样做，你可以获得Eth的奖励。这有可能提前运行，从而产生利润 (MEV)。正如Markus Koch在2018年指出的那样（great read btw）——在游戏历史的早期，与少数人相关的账户是是唯一生产小猫的账户。随着时间的推移，其他账户也开始调用giveBirth()方法，看到利润可以免费获得。我们也可以看到，只有少数助产士（猫咪出生的呼叫者）占了大部分的出生量。

也可以看出，助产士们通过gas 费用进行竞争（因为尽管在代码效率上相对平均，但在实现giveBirth呼叫方面，一些助产士明显比其他助产士更成功、更有利可图）。当时得出的结论是：与不需要该机制的情况相比，分娩费使 CryptoKitties 的游戏成本更高。对于终端用户来说，这是一个相当糟糕的交易执行例子，因为它在分娩期间增加了gas费。

另一个例子是，2017年中后期在 Bancor 上进行的前置交易。2017年6月，Phil Daian（Flashbot联合创始人）和Emin（Avax创始人）指出了这种可能性。他们表明，矿工将能够在Bancor上提前进行任何交易，因为矿工可以自由地在他们开采的区块内重新排序交易。同年8月，Ivan Bogatyy在这方面更进一步，构建了一个程序，可以作为一个非矿工（只是一个搜索者）监测和执行Bancor上的前置交易机会——因为区块链及其内存池是公开的。

从那时起，MEV迅速发展，随着2019年以来链上经济活动的增加和DeFi的出现，它已经成为协议设计的一个重要组成部分。随着L2、桥接、应用链等的兴起，研究 "模块化 "设计空间可能对MEV产生的潜在影响是很有趣的。 但首先，我们必须概述一下目前MEV中的参与者：

搜索者：试图通过不同的方法找到链上所有可提取的价值。搜索者与构建者合作，因为搜索者愿意支付高额的gas费，以便将他们的交易包括在内。这很重要，因为许多我们认为理所当然的事情，如套利和清算，都是由搜索者执行的。搜索者将交易捆绑在一起并将其提供给构建者。

构建者：将bundle拿出来，并把它们放到区块中以供提议者使用。除了搜索者的交易之外，几个bundle可以被组合在一起作为一个区块，也有可以包含其他用户在mempool中的待定交易，bundle也可以针对特定的区块进行包含。

验证者：验证者执行共识角色，对区块进行验证。他们向追求利润的搜索者和构建者出售区块空间，并获得部分战利品作为回报。请记住，验证者从发行（提议者、验证者、同步）和执行（MEV+Tips）中获得奖励。

那么，当MEV表面上看起来为生态系统和安全预算提供价值时，为什么有人说它不好呢？

？MEV通过优天然先体拍卖（PGA）进行竞争。PGAs是一种拍卖，通过竞价来获得交易的优先顺序。费用估算者使用PGA膨胀的天然气价格作为参考，导致用户为其交易多付了费用。值得注意的是，这主要是在MEV-Geth/Boost和Flashbots之前的工作方式。在MEV-Geth发布后，与 MEV 相关的大部分计算都被转移到链下，通过一个允许 MEV 搜索者直接与节点和其他参与者通信的无许可侧中继，导致费用拥堵定价的下降。当你查看vanilla builders与MEV-Boost的份额时，也很容易看出这一点。

这个问题的核心是，用户和机器人在同一个池中，与他们是否追求 MEV 无关。

因此，敲诈可以而且将会发生（通过中心化）。

参与MEV的门槛也越来越高，导致了进一步的中心化。这在一定程度上是由于搜索者必须不断维护MEV机器人。竞争很激烈的，代码也在不断更新。如果你发现了优势，你很可能不会分享它。虽然，由于区块链是公开账本，它们最终会被发现。MEV “市场”，如Flashbots，也是相当集中的，因为绝大多数区块都是通过Flashbots流动的（70%！），尽管MEV-Boost中继是无权限的，并且有几个端点（根据Flashbots，有11个端点）。

需要注意的是，有计划将整个MEV供应链去中心化，我们相信Flashbots团队很清楚当前实施的细微差别。中心化的Flashbots中继器并不直接拥有任何验证者的权力。Flashbots也不能审查与MEV无关的交易。验证器仍然可以包括没有通过Flashbots中继的交易。Flashbots显然是一种中心化的力量，但如果选择一个非Flashbots的世界，感觉肯定会更糟糕。由于MEV-Boost的参与者比非参与者的平均收入要高，这也导致使用MEV-Boost的参与者进一步中心化。

不过，不必担心，“我们要去中心化！”这是一个老生常谈的答案。尽管，如果Flashbots不能就MEV的伦理道德问题达成共识（正如最近与Phil Daian的播客中所提到的那样），那么更广泛的社区将如何达成共识？

如果Flashbots作为一个系统最终成为一个DAO，它本身可能会变得去中心化。这与Lido和这里的其他人类似。为了摆脱中心化的说法，许多协议说它将成为一个去中心化的DAO（最终），就像Flashbots一样。你可以争辩说，它只是把中心化改变成更多的层次，这样中心化就更难看到了。然而，添加更多的层的好处有限。在一天结束时，在大多数情况下，一些中心比去中心化要好。虽然，这取决于去中心化的可攻击性。

那么，为什么参与者的参与如此重要？

验证者希望收集最多的费用/MEV，以便为其用户的 Eth 提供最高的质押率。这是对验证者选择由构建者创造的最高价值区块的一个激励。

构建者将汇总来自用户、MEV搜索者和他们自己的私人订单流的交易，以尽可能制造最高价值的区块。

拥有独家私人订单流的构建者，应该主要能够创造最有价值的区块。

由于用户和搜索者希望他们的交易被迅速包括在内，包含其区块的构建者，会激励更多的私人订单流到达该构建者。

预先出售未来的区块空间，以便做市商或协议可以为他们的交易或用户确保区块空间。

MEV区块生产和交易包含动态在本质上创造了一个不公平的市场。市场结构的改善离不开直接干预。协议本身必须控制市场，或者建立机制来支持它（正如我们所见）。提议者之间的合作（他们在市场上拥有所有的权力）似乎更令人担忧，尤其在一个半无授权的半分散的排序器设置中。然而，如果削减发生在任何MEV的提取到来之际，除了交易费用，还有什么理由成为一个排序器？

如果你不为安全性而发出代币，这一点尤其正确，因为您从基础层中获得了安全性。因此，它导致人们相信，必须有一个SBV（搜索-构建-验证/排序）供应链。这也可能导致验证者之间建立可信赖社会契约。MEV在现实中也可能成为一个在应用程序方面更严重的”问题”，使协议不受直接干扰。但是在某些情况下，我们将提出这种情况，MEV可以被视为增加基础协议的安全预算

在竞争激烈的区块市场中，区块空间应用程序的竞争最终将恢复到“MEV”（如优先gas费一样）—— 这些交易从未恢复。构建者不会在无利可图的恢复上浪费区块空间。MEV的交易确认速度更快。搜索者将MEV转换为优先费用，使交易具有更高的优先权。因此，应用程序可以将MEV纳入其设计，并使用它在特定协议内的区块空间市场上购买特权地位。

通过使搜索人员和猎人，能够轻松地寻找导致MEV（即市场）的良好的可预测状态变化，你可以激励良好的MEV，增加协议的安全性和效率。将这些有利可图的行为与排序器相结合，由于绑定代币成为一个排序器（可能还有其他用户授权获得部分利润的可能性）可以分享该利润。这将使价值链同时落在用户和排序者手中。因此，用户分享他们自己创造的价值。你只能随着一个区块链的成功和采用（成熟度）来扩展它的去中心化。

MEV；有利、有害还是二者并存？

推理MEV作用的一种方法是，通过一个链的经济安全角度来看待它。一般来说，这被视为“保护”该链的价值，在比特币的情况下，这被视为持有的资产数量或执行51%攻击所需的资金数量。MEV是其中的一个关键组成部分，因为它提高了验证者/矿工的收益，因此允许将更大的经济价值投入股份。

因此，这里基本上有两条推理路线。要么MEV被认为是有害的；这里遵循的推理是，从用户身上（不知不觉地）提取价值对UX而言是有害的，而成熟的用户从不成熟的用户中提取价值。因此，出现了无数防止MEV的解决方案，例如使用阈值密码技术对TX的预购进行加密以及使用统一执行价格进行批量拍卖，都是为了防止或尽量减少MEV提取。

另一种看法是，MEV实际上是一种有利的。这里遵循的推理是，MEV提取提高了验证者/矿工出售的区块空间的（潜在）价值，因此允许这些区块空间获得更多的收益。由于收益率较高，验证者/矿工愿意投入更多的资产，以获得这些收益率。这将导致该链条更具经济安全性。实现这种经济安全的另一种方式是通过人为地提高收益率，发行更多的本地代币/奖励。然而，这是以代币持有者为代价的，因为他们的资产面临着通货膨胀。如果你通过这个角度来看待MEV，它实际上对代币持有者来说是一种有利的力量，因为它允许他们从经济安全中受益，同时面临较低的通货膨胀。

归根结底，问题在于你希望痛苦落在哪里。通过允许提取MEV，你以用户体验为代价来限制达到一定的经济安全水平所需的通货膨胀。因此，发行（通货膨胀）成为达到某些采用指标所需要的实用程序，这最终将允许你将其降低到微不足道的数额，而MEV可以为安全预算做出贡献。（因此也是协议本身的去中心化）

然而，通过防止或尽量减少MEV（如果可能的话），由于需要更多的通货膨胀来维持经济安全，你增加了一般用户体验，而牺牲了代币持有者的利益。MEV提取水平背后的另一个可能更牵强的推理是，对于一个完全理性的参与者来说，提取最大数额的MEV可能不是最理想的。因为这对用户来说是一种负担，他们将停止在链上积极从事经济活动，并在用户的整个生命周期中，减少从他们身上提取的总量。

虽然我们在上一节中通过基础层的视角来看待MEV，但同样的论点也可以在应用层面上提出（尽管我们认为这些将与应用链交织在一起）。Mekatek的研究表明，在DEX层面上，你要么允许套利并使LP受益，要么不允许套利，并以牺牲代币持有者的利益来补偿LP的通货膨胀。这与刚刚介绍的基础设施协议级别的动态情况类似。

那么，MEV是有利的是有害的？我们能给出的最公平的答案是，两者都是，却也都不是。从一个人的角度来看，某些形式的MEV也许在一个人的角度看来是有害的，但在另一个人看来却是有益的。总的来说，我们认为，MEV既不好也不有害，它就是这样的状态。

去中心化排序器

当你查看L2 的MEV时，要优化提取多少价值的话题变得尤为重要。这是因为，就目前的情况而言，大多数排序器是集中的。他们完全负责一个区块的排序，因此可以决定提取多少。然而，就像加密货币中的任何中心化点一样，目标是转移到非中心化的排序器，在这一点上，你会遇到与PoS L1相同的激励博弈理论。排序器背后的经济学可以显示为：

收益率=发行量（通货膨胀）+ 收取的费用总额 - DA和争议解决的成本

(请注意，在运行硬件的成本方面，也有需要计算开销。）

通过防止或限制从 L2 中提取 MEV，你可以减少收取的费用总额，从而降低运行排序器或参与去中心化排序器网络的利润。此外，在去中心化排序器集时，您需要考虑各种因素。

需要去中心化排序器的原因很明确——它将去中心化，并将信任假设从构建rollup的中心化团队中移除。目前，rollup排序器的运作方式是，存在一个单独的排序器（由团队运行）来执行、分批处理和最终确定所有交易。在排序器故障的情况下，这显然是不理想的（尽管exit 取款在这里可以提供帮助）。此外，它还对控制排序器和允许可升级的multi-sig智能合同团队进行了大规模的信任假设，并在欺诈情况下的故障证明。他们还能够重新排序交易和提取MEV。尽管，目前敲定的交易方式是在排序器不会接触、提取或敲诈任何MEV或交易的假设下进行的，这为我们提供了软最终性。

在ZK rollups的情况下，直到10个小时后才会达到实际终结。如果你看一下以太坊上Starkware的SHARP stark verifier合约，就可以发现一个很好的例子，零知识证明（从无数交易中递归证明）就是在这里完成的。通常是每3-10小时进行一次，这与处理批次中的第一笔交易时的争议时间相当。

这样做是为了降低交易的成本，把尽可能多的交易放在一个证明中，否则，交易的成本就会飙升。这就是在rollup上完成交易的方式——它们得到一个软最终性的保证，即它们最终会在底层（在这种情况下是以太坊）被最终确定。在Optimistic rollups的情况下，交易反而是分批进行的，状态根（与ZKRs相同）与calldata（交易状态，这只是ZKRs的状态差异）一起被发送到以太坊的L2合约。由于争议期的要求（回滚欺诈性交易的能力），Optimistic rollups上的交易的实际最终结果要到7天左右才会发生（商定的数字）。这意味着他们的实际软终结保证会持续相当长的时间，以使观察者能够证明任何已经发生的欺诈行为。这些都是我们在去中心化排序器集时需要解决的问题；软最终性需要得到保证，最终的最终性也需要达到，同时允许证明（有效性或欺诈）按预期的方式发挥作用。

下面是一张目前rollups运作方式的图片：

请记住，当你依赖L1达成共识时，L2的最终性并不是最终性。这在一定程度上，是当你把链上的共识从rollup移动到底层的“结算”层时所做的权衡。除非你也在rollup上处理共识（这将失去衍生的安全性，但可以获得主权并利用DA层来保证数据的可用性）。然而，这里的一个明显的权衡是，你分割了流动性并增加了互操作性的难度。

接下来，让我们来探讨一下去中心化rollup排序器的一些可能性，以及这对MEV会有怎样的影响。

首先，去中心化排序器意味着消除我们对单一排序器的信任假设，该排序器由一个有激励机制的团队运行，不接触MEV也不重新排序交易。这对MEV有一定的 “保护 ”作用。然而，如果你将排序器集去中心化，可能会通过代币的绑定。你开启了无许可或半许可的验证者/排序器集提取价值的可能性，因为他们已经承诺了 rollup的代币（如燃料代币模型）。这意味着需要有一个机制，来确保区块排序的正确性和适当的削减属性。这样做是为了确保排序器集保持有效性，保持公平，并且不对交易进行推断。比如重新排序，将自己的交易放在池子的第一位，这样，即使他们支付的gas费较少，这通常也需要一个公共的mempool或者包含保证。

下面是一些示例：

第二种选择的问题主要在于，它变成了一场争先恐后的延迟竞赛，这很可能导致构建者和搜索者尽可能地靠近有关的排序器（就像我们在Trad Fi中看到的那样，甚至在加密货币世界中也是通过优化网络延迟来实现的）。这显然造成了地理上的中心化

也有一些围绕MEV拍卖的讨论（为提取MEV和提出区块的权利进行竞标），以获得排序名额（特别是来自 Optimism 阵营）。然而，我们认为，尽管它具有无许可的性质，但它还是推向了中心化，而且它的进入门槛非常高。尽管前面提到的一些方法也会导致 "中心化"，但它不那么明显，对协议的危害也不大。

一般来说，公平排序机制不能以任何方式“防止”或缓解 MEV，而不增加相当大的负面影响。然而，像阈值加密、时间锁谜题、批量拍卖和元mempools（将mempool 和区块构建器的角色与共享的聚合/排序器层解开——这在跨域 MEV 领域可能会变得有用，我们稍后也会谈及）可能在提供此类属性方面更成功。

现在我们已经看到了排序器目前是如何运作的，以及一些可能去中心化的方法。现在让我们试着想象一下去中心化的排序器集是怎样的，以及它需要什么来保持最终性保证并确保协议按照预期运行。

上面是智能合约rollup中的排序器设置，下面我们将展示通过 PoS 领导选举的主权rollup（DA层之上的rollup）会是什么样子。在公平的排序设置中，没有太多的动机去购买和质押所需的代币数量以成为一个排序器，并且排序器集的总加密经济安全性保持相当低。

在这种设置中，其运作方式非常简单——当选择某一轮的排序器时，委员会只需利用基于质押比重的加权循环方法即可。有了这种方法，任何验证者都可以轻松地计算出某一轮的合格提议者。（请注意，在这种设置下，争议窗口有可能被降低，因为你不在以太坊这种竞争激烈的区块空间中）。

此外，也有一些关于领导选举随机化的研究和讨论（2017年在Tendermint 回购协议上‌），这也可以是一种方法，以获得类似于公平排序的设置，但需要有一个随机的提议者（领导者），而不是以先到先得的方式。虽然，这会限制排序器购买和质押更多的代币（加权轮流激励），还可能会降低协议的经济安全性。

两种不同设置之间的MEV提取不同，并可能导致MEV的分配和提取不同。此外还需注意的问题是，例如最终性保证、ME 的抑制方法，我们将在第二部分中讨论模块化MEV中填充空间的各种参与者，以及如何发生合谋。我们还将研究共享的排序器和元mempool的设置。所以请关注未来几周的另一个部分！