Transformación del MEV de Ethereum: evolución y desafíos desde PBS hasta SUAVE

Iluminando el bosque oscuro: desvelando el velo del MEV

Con el aumento de la actividad en la cadena de Ethereum y la evolución de la infraestructura, el MEV ha sido considerado una de las partes más peligrosas del ecosistema de Ethereum, afectando directamente los ingresos y la experiencia de las actividades financieras en la cadena de los usuarios. Este artículo tiene como objetivo analizar, desde el mecanismo de generación de bloques de Ethereum 2.0 y la evolución de la tecnología de separación de propuestas y constructores (PBS), los problemas de centralización y confianza que trae este mecanismo, en conflicto con los valores de descentralización de Ethereum.

La intensificación del MEV en la cadena es una espada de doble filo, ya que tiene efectos positivos como la reducción de las diferencias de precios en DEX y la ayuda en la liquidación de transacciones, así como efectos negativos como el daño a las transacciones de los usuarios por los ataques sandwich. Por lo tanto, las soluciones al MEV se centran más en mitigar los efectos negativos que en eliminarlos por completo. En el proceso de explorar la mitigación de los efectos negativos del MEV y la solución al problema actual de los middleware Relayer basados en la confianza de terceros, hay principalmente tres tipos de medidas: mejoras en el mecanismo de subasta, mejoras en la capa de consenso y mejoras en la capa de aplicación. Estas medidas afectarán el panorama del MEV en diferentes grados, pero algunas soluciones no pueden resolver fundamentalmente el problema de los ataques sandwich que enfrentan los usuarios, ya que las transacciones de los usuarios aún están en estado público. Por lo tanto, es necesario introducir más tecnologías de pools de privacidad para proteger la privacidad opcional de las transacciones de los usuarios, y estas soluciones de MEV merecen ser combinadas y probadas.

Además, como un subproducto inevitable del diseño del mecanismo, el MEV se volverá aún más complejo en el futuro. También discutimos en el texto los posibles desafíos y oportunidades técnicas de MEV que podrían surgir con la implementación de nuevos tipos de transacciones en la arquitectura Layer2, la abstracción de cuentas EIP-4337, entre otros.

Por último, esperamos explorar en este artículo las posibles soluciones para mitigar los efectos negativos del MEV y tener un conocimiento integral de las ventajas y desventajas de las soluciones actuales de MEV, iluminando no solo el bosque oscuro para los usuarios, sino también señalando a los investigadores de la industria la dirección para investigar más sobre el MEV.

Iluminar el bosque oscuro: desvelando el velo del MEV

Ethereum 2.0

Desde The Merge, Ethereum ha adoptado un mecanismo POS para garantizar la seguridad de la red, abandonando la competencia intensiva en cálculos para adoptar la prueba de participación. Después de la fusión, Ethereum se divide en una capa de ejecución y una capa de consenso. La producción de bloques también ha cambiado; cada Epoch es un ciclo POS, dividido en 32 Slots, y cada Slot equivale a una unidad de tiempo de bloque de 12 segundos.

La red selecciona aleatoriamente un comité de validadores en cada Epoch y elige aleatoriamente un proponente de bloque de este comité. El proponente necesita empaquetar las transacciones y ordenar su ejecución para generar el bloque, mientras que los otros miembros del comité son responsables de supervisar y votar. El comité se vuelve a seleccionar después de cada Epoch y tiene un límite de tiempo para garantizar la eficiencia. Payload se refiere a la carga de ejecución, es decir, el cambio de estado de las transacciones, que puede considerarse parte de la ejecución del bloque. El proponente del bloque implementará la carga de ejecución y propondrá el bloque.

Iluminar el bosque oscuro: desvelando el velo del MEV

Arquitectura PBS

De hecho, cuando los validadores son elegidos como proponentes de bloques, a menudo carecen de incentivos para ejecutar el Payload, ya que esto requiere una gran capacidad de cálculo. Se había propuesto lograr la descentralización del ordenamiento de transacciones mediante la elección de un comité descentralizado, pero los validadores tienden a externalizar esta parte del trabajo y enfocarse en proponer bloques. Así surgió la idea de PBS, que separa la propuesta y la construcción de bloques. Los proponentes solo son responsables de validar los bloques, sin participar en la construcción. Esta separación fomenta un mercado abierto, donde los proponentes de bloques pueden obtener bloques de los constructores. Los constructores compiten por construir bloques y ofrecen las tarifas más altas a los proponentes, lo que se denomina "subasta de bloques".

PBS(Proposer Builder Separate)El proceso del modelo de subasta sellada de primera vez es el siguiente: los usuarios envían transacciones al Mempool público a través de un proxy RPC, múltiples Builders encuentran la mejor ordenación de transacciones para generar bloques que maximicen las ganancias(Ganancias=Tarifa de transacción Base+Prioridad+MEV), luego interactúan con el Proposer a través del Relayer de MEV-Boost. El Relayer actúa como un punto de transferencia, los Builders envían sus ofertas al Relayer, el Relayer envía múltiples encabezados de bloque y ofertas al Proposer, quien generalmente elige el bloque con la oferta más alta. El Relayer implementa la norma de MEVBoost, que regula la interacción de pujas entre Builders y Proposers. Todo el proceso es de información cerrada, el Relayer solo envía encabezados de bloque al Proposer, garantizando la resistencia a la censura del Proposer.

Iluminar el bosque oscuro: desvelando el misterio de MEV

Tipos de participantes y juegos en PBS

Los principales participantes incluyen Builder, Relayer, Proposer y MEVbot(Searcher).

Builder

El Builder es responsable de construir el contenido del bloque, y al usar MEV-Boost, tiene una ventaja en las pujas, ya que apoya las tarifas de Gas y los ingresos de MEV. El Builder puede revisar directamente las transacciones de los usuarios y de los Searchers, lo que ha sido un tema controvertido, especialmente después de que el gobierno de EE. UU. publicó el OFAC, lo que llevó a una gran cantidad de Builders a participar en la conformidad con el OFAC. Aunque la proporción de bloques revisados ha disminuido recientemente, el Builder todavía tiene un impacto directo en la revisión de transacciones.

Actualmente, beaverbuild.org, que no requiere revisión, está ampliando gradualmente su participación en el mercado Builder, todo orientado hacia el beneficio.

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Searcher

La maximización de beneficios requiere el esfuerzo conjunto de Searcher y Builder. Los Searchers suelen colaborar con Builders específicos para formar Dark Pool o Private Pool, y las transacciones de Searcher solo son visibles para Builders específicos. Teóricamente, si un Builder actúa mal o censura, el Searcher puede elegir otros Builders, lo que lleva a una disminución de la cuota de mercado del Builder malicioso. Por lo tanto, los Builders considerarán el costo implícito de actuar mal. Las ganancias de MEV pueden incluso alcanzar el doble de las ganancias de Gas del día cuando la volatilidad del mercado es significativa.

Searcher se divide en CEX-DEX( arbitraje fuera de la cadena) y DEX totalmente en cadena(, intermedios y liquidaciones) en dos grandes categorías. Actualmente, Wintermute ocupa la primera cuota de mercado en el comercio de arbitraje CEX-DEX. Las oportunidades de MEV totalmente en cadena muestran una tendencia de estudio, jaredfromsubway.eth tiene una cuota de mercado del 37.2%, especializado en ataques de sándwich a usuarios de Ethereum, llegando a ser en un momento el usuario con mayor consumo de gas en la cadena. Debido a la estrecha relación entre Searcher y Builder, muchos Searchers solo envían el flujo de órdenes a los tres primeros Builders, para mantener la influencia ecológica y evitar que los pequeños Builders dividan el flujo de órdenes, lo que podría llevar a la falla de la estrategia.

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Relayer

El Relayer es responsable de la subasta de agrupación, actuando como un intermediario para enviar el encabezado del bloque y el precio de la puja al Proposer. En este momento, el Proposer no conoce los detalles de las transacciones del bloque. Una vez que el Proposer elige y firma el encabezado del bloque, el Relayer libera el contenido completo de la transacción al Proposer. El Relayer, como un tercero sin incentivos económicos, obtiene una gran confianza, el Builder depende de la oferta del Proposer, y el Proposer depende de la oferta del Relayer y del contenido del bloque. Históricamente, ha ocurrido un incidente en el que una vulnerabilidad del Ultrasound Relayer permitió al Proposer extraer más de 20 millones de dólares en MEV. Aunque la vulnerabilidad se puede corregir, el Relayer en sí mismo aún puede actuar de manera maliciosa para robar MEV.

Actualmente, la cuota de mercado de Builder de MAX Profit ha ido aumentando gradualmente desde el Merge, lo que indica que no se puede controlar el MEV artificialmente a través de Builder en un mercado libre. Los Relayers enfrentan problemas de falta de incentivos económicos, y Blocknative ha salido del desarrollo de Relayers. La dependencia de Ethereum de terceros para proporcionar PBS no es una solución a largo plazo, y la comunidad está explorando la posibilidad de incorporar PBS a nivel de protocolo.

Iluminar el bosque oscuro: Revelando el velo misterioso de MEV

Proposer

El Proposer es seleccionado aleatoriamente entre los validadores, con capacidad para ejecutar cargas, pero tiende a externalizar. Esto puede llevar a una colaboración vertical entre el Builder y el Proposer, ya que el Relayer de MEV-boost espera actuar como un punto intermedio para reducir la comunicación directa. Actualmente, los pools mineros funcionan como pools de validadores, pero tanto los pools mineros como los pools de validadores de LSD tienen un fuerte efecto de escala, especialmente la aparición de LSD ha mejorado la eficiencia del capital, y los pools de validadores tienden a centralizarse.

Lido actualmente tiene una participación de mercado del 28.7%, mientras que Coinbase y Ether.fi ocupan el segundo y tercer lugar. En el pasado, cuando no se implementó MEV-BOOST PBS, el Proposer tenía que encargarse de la tarea de Builder ( y ejecutar la carga ), pero la mayoría de los Proposers renunciaron a la capacidad de ejecución de ordenamiento, ya que el pesado cálculo afectaría gravemente el rendimiento de la validación, por lo que es mejor externalizar la carga de ejecución y permitir que terceros subasten bloques.

Iluminar el bosque oscuro: desvelando el misterio de MEV

Usuario

Los usuarios se encuentran en la posición más débil dentro de toda la arquitectura, las transacciones se colocan en el Mempool para que los MEVbot obtengan ganancias, pero esas ganancias no fluyen hacia los usuarios. Sin embargo, también hay efectos positivos, como en el DEX, donde las fluctuaciones del mercado son grandes o el volumen de transacciones de los usuarios supera la liquidez, los MEVbot alivian el deslizamiento y la diferencia de precios a través de arbitraje. Por lo tanto, el MEV tiene externalidades positivas y negativas, que deben discutirse por separado.

Para evitar que las transacciones de los usuarios sean perjudicadas por el monitoreo de MEVbot, muchos proveedores de nodos RPC pueden ayudar a los usuarios a colocar transacciones en Mempool no público. Una nueva forma es a través de OFA(Order Flow Auction), que compensa a los usuarios por las ganancias de MEV. Los operadores de OFA RPC colaboran con los Searchers para subastar las órdenes de los usuarios a los Searchers, maximizando así el MEV y permitiendo que las órdenes entren en el bloque. Los Searchers devuelven parte de las ganancias a los usuarios.

Actualmente, el porcentaje de usuarios que utilizan flujos de órdenes privadas no es alto, alrededor del 10%, principalmente debido a los altos costos de educación para los usuarios, lo que hace difícil la difusión del conocimiento sobre MEV y las medidas de respuesta, además de que la operación es compleja. Optimizar la experiencia del usuario requiere que los usuarios acepten más pasivamente en lugar de activamente.

Resumen

Bajo la actual arquitectura de PBS, tras la introducción de la norma MEV-BOOST, el mecanismo de subastas de sellos de oferta para maximizar beneficios ha llevado a una colaboración y confianza progresiva entre los Builders y Searchers, con una tendencia clara hacia la centralización. POS también ha llevado a la centralización de los Validators, y todas las etapas de la cadena de producción de MEV se han vuelto centralizadas, introduciendo problemas de confianza de múltiples partes. Esto va en clara contradicción con la visión de descentralización y desconfianza de Ethereum. La comunidad de Ethereum está discutiendo tres propuestas para mitigar la centralización:

  1. Enfocado en la centralización del vínculo entre Builder y Searcher: La tecnología SUAVE propuesta por Flashbot mejora la transparencia de las transacciones, reduce el umbral de confianza de Searcher hacia Builder y alienta a Searcher a enviar flujos de órdenes a todos los Builder.

  2. En cuanto a la confianza en el Relayer: utilizar Enshrined PBS en lugar del actual esquema de PBS, eliminando la dependencia del Relayer.

  3. En cuanto a la centralización de los Validadores: se adopta AVS descentralizado, como SSV, Lido ya ha colaborado con ellos.

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Estado actual de MEV

Actualmente, los principales MEV en la cadena incluyen arbitraje, ataques de sándwich, liquidaciones, entre otros. Las ganancias de arbitraje son las más grandes, en los últimos 30 días los bots de MEV han logrado obtener un beneficio de 2.6 millones de dólares. El beneficio promedio de una transacción de ataque de sándwich es de 0.8 dólares, y en los últimos 30 días, el beneficio total de los ataques de sándwich en la cadena de Ethereum es de aproximadamente 880,000 dólares.

MEV tiene efectos externos positivos y negativos. Los positivos incluyen la reducción de las diferencias de precios entre DEX, ayudar a los protocolos DEFI a liquidar colaterales, etc. Los negativos se centran principalmente en las transacciones de estrangulación para los usuarios, lo que resulta en la pérdida de parte de las ganancias. Bajo el actual mecanismo de tarifas en cadena, aunque Ethereum ha implementado un mecanismo de suavización de Gas Fees, cuando aumentan las oportunidades de arbitraje en cadena, las transacciones conjuntas entre bots de MEV y usuarios aún pueden provocar un aumento repentino de las Gas Fees a corto plazo, afectando la economía y la experiencia del usuario.

Además de los problemas de MEV y centralización que traen las arquitecturas PBS y POS, el proceso de migración de Ethereum a Layer2 también ha generado problemas de MEV entre las diferentes Layer2.

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La complejidad potencial del MEV en el diseño de la arquitectura Layer2

Las actividades de arbitraje a gran escala en la cadena en el futuro se trasladarán a MEV multichain y cross-chain más complejos, que requieren mayores exigencias técnicas. Actualmente, hay poca investigación sobre MEV cross-chain, pero ya existen algunas medidas de respuesta, principalmente dirigidas a mejorar los ordenadores de Layer2. Los puentes cross-chain son productos esenciales para la interconexión entre Layer2, y los Searchers pueden ayudar a mitigar la liquidez fragmentada entre Layer2, pero actualmente el efecto no es evidente, principalmente debido a que la experiencia y la seguridad de los puentes cross-chain necesitan mejoras, y la variabilidad en la Finalidad de los diferentes puentes complica la personalización de estrategias, lo que eleva el umbral para el cross-chain entre Layer2.

MEV potencial de EIP-4337

EIP-4337 introduce la abstracción de cuentas y un nuevo tipo de transacción que también cambiará significativamente el panorama de MEV. En ERC-4337, se agrega el tipo de transacción User Operation al Mempool, y el Bundler busca y empaqueta estas transacciones en transacciones normales. Una vez que la transacción del usuario entra en el pool público, será monitoreada por los Searcher. El Bundler es similar al Builder y puede colaborar con los Searcher para reordenar las User Operation y obtener MEV. Las especificaciones de User Operation pueden variar en diferentes cadenas, lo que lleva a más.

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MemeKingNFTvip
· 07-19 00:23
La centralización es realmente una trampa.
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ImpermanentLossFanvip
· 07-17 21:21
El bosque oscuro me está esperando
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OnchainDetectiveBingvip
· 07-16 17:40
MEV es una espada de doble filo.
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LightningLadyvip
· 07-16 17:26
Simplificando, el truco MEV
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