Évolution et défis de la réforme MEV d'Ethereum : de PBS à SUAVE

Éclairer la forêt sombre : lever le voile sur le MEV

Avec l'augmentation des activités sur la chaîne Ethereum et l'évolution des infrastructures, le MEV a été considéré comme l'une des parties les plus dangereuses de l'écosystème Ethereum, affectant directement les rendements et l'expérience des utilisateurs en matière d'activités financières sur la chaîne. Cet article vise à analyser les problèmes de centralisation et de confiance engendrés par ce mécanisme, en partant du mécanisme de génération de blocs d'Ethereum 2.0 et de l'évolution de la technologie de séparation des proposeurs et des constructeurs (PBS), en contradiction avec les valeurs de décentralisation d'Ethereum.

L'aggravation de l'MEV sur la chaîne est une épée à double tranchant, ayant à la fois des effets positifs comme la réduction des écarts de prix sur les DEX et l'aide à la liquidation des transactions, ainsi que des impacts négatifs tels que le dommage causé aux utilisateurs par les transactions sandwich. Par conséquent, les solutions pour l'MEV visent davantage à atténuer les impacts négatifs qu'à les éliminer complètement. Dans le cadre de l'exploration de l'atténuation des impacts négatifs de l'MEV et de la résolution du problème actuel des intermédiaires de confiance tiers, les Relayers, il existe principalement trois types de mesures : l'amélioration des mécanismes d'enchères, l'amélioration des couches de consensus et l'amélioration des couches d'application. Ces mesures auront un impact sur le paysage de l'MEV à différents degrés, mais certaines solutions ne parviennent pas fondamentalement à résoudre le problème des attaques sandwich subies par les utilisateurs, et les transactions des utilisateurs restent publiques. Il est donc nécessaire d'introduire davantage de technologies de pools de confidentialité pour protéger la confidentialité optionnelle des transactions des utilisateurs, ces solutions MEV valent la peine d'être combinées et expérimentées.

De plus, en tant que sous-produit inévitable de la conception des mécanismes, le MEV deviendra de plus en plus complexe à l'avenir. Dans cet article, nous avons également exploré les nouveaux défis techniques et opportunités liés au MEV qui pourraient surgir avec la mise en œuvre de nouveaux types de transactions tels que l'architecture Layer2 et l'abstraction de compte EIP-4337.

Enfin, nous espérons explorer dans cet article les solutions potentielles pour atténuer les impacts négatifs de la MEV et avoir une compréhension complète des avantages et des inconvénients des solutions MEV actuelles, afin d'éclairer non seulement les utilisateurs dans cette forêt sombre, mais aussi de guider les chercheurs de l'industrie vers des recherches futures sur la MEV.

Illuminer la forêt sombre : Lever le voile sur le mystère de l'MEV

Ethereum 2.0

Depuis The Merge, Ethereum a adopté un mécanisme POS pour assurer la sécurité du réseau, abandonnant la compétition intensive en calcul pour passer à la preuve d'enjeu. Après la fusion, Ethereum se divise en couche d'exécution et couche de consensus. La production de blocs a également changé, chaque Epoch représentant un cycle POS, divisé en 32 Slots, chaque Slot équivalant à une unité de temps de production de blocs de 12 secondes.

Le réseau choisit aléatoirement un comité de validateurs à chaque Epoch, d'où un proposeur de bloc est sélectionné au hasard. Le proposeur doit empaqueter les transactions et exécuter les modifications d'état pour générer le bloc, tandis que les autres membres du comité sont responsables de la supervision et du vote. Le comité est réévalué après chaque Epoch et un délai est mis en place pour garantir l'efficacité. Le Payload fait référence à la charge d'exécution, c'est-à-dire les modifications d'état des transactions, et peut être considéré comme faisant partie de l'exécution du bloc. Le proposeur de bloc mettra en œuvre la charge d'exécution et proposera le bloc.

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Architecture PBS

En réalité, lorsque les validateurs sont choisis comme proposeurs de blocs, ils manquent souvent de motivation pour exécuter le Payload, car cela nécessite une grande puissance de calcul. On avait initialement prévu de décentraliser le tri des transactions par le biais d'un comité décentralisé, mais les validateurs ont tendance à externaliser cette partie du travail et à se concentrer sur la proposition de blocs. C'est ainsi qu'est née l'idée de PBS, qui sépare la proposition et la construction de blocs. Le proposeur est uniquement responsable de la validation des blocs, sans participer à la construction. Cette séparation favorise un marché ouvert où les proposeurs de blocs peuvent obtenir des blocs des constructeurs. Les constructeurs rivalisent pour construire des blocs et offrent les frais les plus élevés aux proposeurs, ce qui est appelé "enchère de blocs".

PBS(Proposer Builder Separate)Le processus du modèle d'enchère scellé est le suivant : les utilisateurs soumettent des transactions à la Mempool publique via un proxy RPC, plusieurs Builders trouvent le meilleur ordre des transactions pour générer un bloc maximisant les profits(Profit = frais de transaction de base + Priorité + MEV), puis interagissent avec le Proposer via le Relayer MEV-Boost. Le Relayer sert de station intermédiaire, le Builder lui soumet une offre, le Relayer soumet plusieurs en-têtes de bloc et offres au Proposer, qui choisit généralement le bloc avec l'offre la plus élevée. Le Relayer met en œuvre la norme MEVBoost, qui réglemente l'interaction de soumission d'enchères entre Builder et Proposer. L'ensemble du processus est fermé à l'information, le Relayer soumet uniquement les en-têtes de bloc au Proposer, garantissant l'anti-censure du Proposer.

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Types of Participants and Game Theory in PBS

Les principaux participants comprennent Builder, Relayer, Proposer et MEVbot(Searcher).

Builder

Le Builder est responsable de la construction du contenu des blocs. Avec l'utilisation de MEV-Boost, il a un avantage accru dans les enchères, car il prend en charge les frais de gas et les bénéfices MEV. Le Builder peut examiner directement les transactions des utilisateurs et des Searchers, ce qui a toujours été controversé, surtout après la publication par le gouvernement américain de l'OFAC, entraînant la participation de nombreux Builders à la conformité OFAC. Bien que le ratio d'examen des blocs ait récemment diminué, le Builder a toujours une influence directe sur l'examen des transactions.

Actuellement, dans la part de marché des Builders, beaverbuild.org, qui ne nécessite pas d'examen, est en train d'élargir progressivement sa part, tout étant axé sur le profit.

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Searcher

La maximisation des profits nécessite une collaboration entre les Searchers et les Builders. Les Searchers collaborent souvent avec des Builders spécifiques pour former des Dark Pools ou des Private Pools, et les transactions des Searchers ne sont visibles que par des Builders spécifiques. Théoriquement, si un Builder agit de manière malveillante ou effectue une censure, le Searcher peut choisir un autre Builder, ce qui entraîne une diminution de la part de marché du Builder malveillant. Par conséquent, le Builder prendra en compte le coût implicite de ses actions malveillantes. Les gains MEV peuvent atteindre jusqu'à deux fois les gains de Gas du jour, en cas de forte volatilité du marché.

Le Searcher se divise en arbitrage hors chaîne CEX-DEX( et DEX, intermédiaire, liquidation) sur chaîne. Actuellement, Wintermute détient la première part de marché dans le trading d'arbitrage CEX-DEX. Les opportunités MEV sur chaîne pure montrent une tendance à se structurer en studios, jaredfromsubway.eth ayant une part de marché atteignant 37,2%, spécialisé dans les attaques sandwich contre les utilisateurs d'Ethereum, devenant un des utilisateurs ayant la plus forte consommation de gas sur chaîne. En raison de la relation étroite entre le Searcher et le Builder, de nombreux Searchers n'envoient le flux d'ordres qu'aux trois premiers Builders, afin de maintenir leur influence écologique et d'éviter que de petits Builders ne fractionnent le flux d'ordres, entraînant une défaillance de la stratégie.

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( Relayer

Le Relayer est responsable de l'agrégation des enchères, servant de point de transit pour soumettre l'en-tête de bloc et le prix d'enchère au Proposer. À ce stade, le Proposer ne connaît pas les détails des transactions de bloc. Une fois que le Proposer a choisi et signé l'en-tête de bloc, le Relayer libère le contenu complet des transactions au Proposer. En tant que tiers sans incitation économique, le Relayer obtient une grande confiance, le Builder dépend des offres du Proposer, et le Proposer dépend des offres du Relayer et du contenu du bloc. Dans le passé, une vulnérabilité du Relayer Ultrasound a conduit à un événement où le Proposer a extrait plus de 20 millions de dollars de MEV. Bien que la vulnérabilité puisse être corrigée, le Relayer lui-même peut toujours agir de manière malveillante pour voler le MEV.

Actuellement, la part de marché des Builders de Pure MAX Profit s'est progressivement élargie depuis le Merge, ce qui indique qu'il n'est pas possible de contrôler artificiellement le MEV par les Builders dans un marché libre. Les Relayers font face à un problème d'absence d'incitations économiques, et Blocknative a déjà abandonné le développement des Relayers. La dépendance d'Ethereum à des tiers pour fournir des PBS n'est pas une solution durable, et la communauté explore l'intégration des PBS au niveau du protocole.

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( Proposer

Le Proposer est sélectionné au hasard parmi les validateurs, capable d'exécuter une charge de travail, mais ayant tendance à externaliser. Cela peut facilement conduire à une coopération verticale entre le Builder et le Proposer, le Relayer de MEV-boost souhaitant agir comme un intermédiaire pour réduire la communication directe. Actuellement, les pools miniers fonctionnent comme des pools de validateurs, mais les pools miniers et les pools de validateurs LSD présentent tous deux un fort effet de masse, en particulier l'apparition de LSD qui renforce l'efficacité du capital, entraînant une tendance à la centralisation des pools de validateurs.

Lido représente actuellement 28,7 % de parts de marché, Coinbase et Ether.fi occupant respectivement la deuxième et la troisième place. Lorsque le MEV-BOOST PBS n'était pas encore mis en œuvre, le Proposer devait assumer la tâche de Builder pour exécuter la charge ), mais la plupart des Proposers ont abandonné la capacité d'exécution par tri, car le calcul lourd affecterait gravement les performances de validation, il est donc préférable de sous-traiter la charge d'exécution à des tiers pour enchérir sur les blocs.

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) Utilisateur

Les utilisateurs occupent la position la plus faible dans toute l'architecture, les transactions étant mises dans le Mempool pour que les MEVbots réalisent des profits, mais ces profits ne reviennent pas aux utilisateurs. Cependant, il y a aussi des effets positifs, comme dans les DEX, où les fluctuations du marché sont importantes ou lorsque le volume de transactions des utilisateurs dépasse la liquidité, les MEVbots atténuent le slippage et l'écart de prix grâce à l'arbitrage. Ainsi, le MEV présente des externalités positives et négatives, qui doivent être discutées séparément.

Pour éviter que les transactions des utilisateurs ne soient affectées par la surveillance des MEVbots, de nombreux fournisseurs de nœuds RPC peuvent aider les utilisateurs à placer leurs transactions dans des Mempools non publics. Une nouvelle méthode consiste à compenser les profits MEV des utilisateurs via l'OFA(Order Flow Auction), où les opérateurs RPC OFA collaborent avec les Searchers pour enchérir les commandes des utilisateurs auprès des Searchers, maximisant ainsi le MEV et permettant aux commandes d'entrer dans un bloc, les Searchers retournant une partie des profits aux utilisateurs.

Actuellement, le pourcentage d'utilisateurs utilisant des flux de commandes privés n'est pas élevé, environ 10 %, principalement en raison du coût élevé de l'éducation des utilisateurs, ce qui rend difficile la diffusion des connaissances et des mesures concernant le MEV, ainsi que la complexité des opérations. L'optimisation de l'expérience utilisateur nécessite que les utilisateurs acceptent davantage de manière passive plutôt qu'active.

Résumé

Dans le cadre de l'architecture PBS actuelle, l'introduction de la norme MEV-BOOST a conduit à un mécanisme d'enchères de soumissions scellées visant à maximiser les profits, entraînant une coopération de confiance progressive entre les Builders et les Searchers, avec une tendance à la centralisation évidente. Le POS a également conduit à la centralisation des Validators, rendant chaque maillon de la chaîne d'industrie MEV de plus en plus centralisé et introduisant des problèmes de confiance multi-parties. Cela contredit clairement la vision de décentralisation et de détrustisation d'Ethereum. La communauté Ethereum discute actuellement de trois propositions pour atténuer la centralisation :

  1. Concernant la centralisation des Builder et Searcher : la technologie SUAVE proposée par Flashbot améliore la transparence des transactions, réduit le seuil de confiance des Searcher envers les Builder et encourage les Searcher à envoyer des flux de commandes à tous les Builder.

  2. Concernant la confiance des Relayers : utiliser Enshrined PBS à la place du schéma PBS actuel, éliminant ainsi la dépendance aux Relayers.

  3. Concernant la centralisation des Validateurs : adoption d'AVS décentralisé, comme SSV, Lido a déjà collaboré avec eux.

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État actuel de l'MEV

Actuellement, les principaux MEV sur la chaîne incluent l'arbitrage, les attaques de sandwich, et les liquidations. Le profit d'arbitrage est le plus élevé, avec environ 2,6 millions de dollars de profits réalisés par les bots MEV au cours des 30 derniers jours. Le profit moyen d'une transaction d'attaque de sandwich est de 0,8 dollars, et le profit total des attaques de sandwich sur la chaîne Ethereum au cours des 30 derniers jours est d'environ 880 000 dollars.

Le MEV a des effets externes positifs et négatifs. Les effets positifs incluent la réduction des écarts de prix entre les DEX et l'aide à l'assainissement des garanties des protocoles DEFI, etc. Les effets négatifs sont principalement liés aux transactions sandwich sur les utilisateurs, entraînant une perte de certains bénéfices. Actuellement, sous le mécanisme de frais en chaîne, bien qu'Ethereum ait mis en œuvre un mécanisme de lissage des frais de Gas, lorsque les opportunités d'arbitrage en chaîne augmentent, les transactions conjointes des bots MEV et des utilisateurs entraînent toujours une montée en flèche des frais de Gas à court terme, affectant l'économie et l'expérience des utilisateurs.

En plus des problèmes de MEV et de centralisation causés par les architectures PBS et POS, le processus de migration d'Ethereum vers Layer2 a également engendré des problèmes de MEV inter-chaînes entre les Layer2.

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Complexité potentielle de MEV dans la conception de l'architecture Layer2

Les futures activités d'arbitrage à grande échelle sur la chaîne se tourneront vers des MEV multi-chaînes et inter-chaînes plus complexes et ayant des exigences techniques plus élevées. Actuellement, la recherche sur le MEV inter-chaînes est limitée, mais certaines mesures ont déjà été mises en place, principalement pour améliorer les ordonnanceurs Layer2. Les ponts inter-chaînes sont des produits essentiels pour les interconnexions entre Layer2, et les Searchers peuvent aider à atténuer la liquidité fragmentée entre les Layer2, mais l'effet est actuellement peu visible, principalement en raison de l'expérience et de la sécurité des ponts inter-chaînes qui doivent être améliorées, et la finalité différente des différents ponts rend la personnalisation des stratégies complexe, ce qui rend les seuils inter-chaînes entre Layer2 relativement élevés.

) Le potentiel MEV d'EIP-4337

L'EIP-4337 introduit l'abstraction de compte et un nouveau type de transaction qui modifiera également considérablement le paysage de l'MEV. Le nouveau type de transaction User Operation dans l'ERC-4337 entre dans le Mempool, et les Bundlers cherchent et regroupent cela en transactions normales. Une fois que la transaction de l'utilisateur entre dans le pool public, elle est surveillée par les Searchers. Les Bundlers sont similaires aux Builders et peuvent collaborer avec les Searchers pour réorganiser les User Operations afin d'obtenir de l'MEV. Les spécifications des User Operations peuvent varier d'une chaîne à l'autre, ce qui further.

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Commentaire
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MemeKingNFTvip
· 07-19 00:23
La centralisation est vraiment un piège.
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ImpermanentLossFanvip
· 07-17 21:21
La forêt sombre m'attend
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OnchainDetectiveBingvip
· 07-16 17:40
MEV est une épée à double tranchant
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LightningLadyvip
· 07-16 17:26
Simplifier la méthode MEV
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