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什么是 MEV:以太坊隐形税的初学者指南

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什么是矿工可提取价值 (MEV),它是如何运作的?

挖矿是比特币 (BTC) 等基于区块链的工作量证明 (PoW) 加密货币的基础,它会为矿工发现新的交易区块而付费。 因此,加密货币挖矿已成为矿工的一种生活来源。 为了以加密方式将新区块链接到区块链中的前一个区块,矿工必须解决计算成本高昂的复杂数学挑战。

所有用户的总处理能力将决定这个难题的解决难度。 根据难度,个人将需要强大的机器来增加挖掘区块的可能性并获得奖励作为回报。 由于矿工控制交易的包含、排除和排序,他们可以提取超过标准区块奖励和汽油费的价值。

矿工可以通过改变他们生成的区块内的交易顺序获得的价值被称为矿工可提取价值(MEV)。 因此,订单公平性为无需许可的 PoW 加密货币带来了问题。 当权益足够大时,MEV 甚至可以奖励区块链分叉,这可能会影响未来的交易和共识层的安全性。

本文将解释矿工可提取价值的概念、MEC 发生的原因、MEV 策略、最常见的 MEV 攻击以及 MEV 的优缺点。

MEV 提取是如何进行的?

为了了解 MEV 的工作原理以及 MEV 发生的原因,让我们以去中心化交易所 (DEX) 上的套利交易为例。 跨 DEX 的套利是其设计的一部分,而在传统市场中,套利机会被认为是市场效率低下的标志。

自动化做市商 (AMM) 是一类去中心化交易所,允许用户在没有第三方参与的情况下买卖代币。 AMM 是在区块链上运行的一段计算机代码,它不知道代币的当前市场价格,并依赖套利者将代币的价格返回到市场价格。 因此,套利者确保去中心化交易所具有公平的价格。

去中心化账本的结算机制允许订单分批组织并在结算前暴露,允许任何代理(矿工)建议一系列相互依赖的交易。 这种值得信赖的承诺催生了闪电贷,任何人都可以开始套利交易。 通过在因订单披露而提供用于结算的盈利交易机会之前进行交易,结算代理人(矿工)可以阻挠创造这些机会的套利者的努力。

此外,如果这些套利者使用标准交易渠道进行交易,他们可能会被其他机器人或矿工利用。 例如,以太坊的原始架构要求所有待处理的交易都保存在内存池中,向公众开放并提交给点对点网络进行处理。 通过提交相同的交易并将自己列为受益人和更高的费用,知识渊博的用户可以评估未决交易并在套利者之前执行他们的交易。

内存池中的交易

然而,矿工最适合抢先运行网络中的其他参与者,因为他们最终决定在区块中完成哪些交易以及以什么顺序完成。 此外,他们可以快速复制内存池中的所有获胜交易,并在套利者和任何试图超越他们的人之前执行他们的交易。

通常将矿工以这种方式提取的价值称为矿工可提取价值或 MEV,或矿工可以从用户那里收取的无形税。 尽管如此,只有当矿工将另一笔交易与他们自己的交易转换以从机会中获利时,套利才被视为 MEV。

与抢先交易一样,矿工可以选择反向交易,这种情况发生在矿工在注意到大量买入后进入卖出订单以抛售购买压力时。 或者,在三明治交易中,矿工在影响市场价格的交易之后立即下达卖单,并在其之前下达买单,即通过同时拥有买卖订单来控制风险。

抢先交易 vs. 逆交易 vs. 三明治交易

MEV 是否适用于比特币挖矿?

从理论上讲,MEV 适用于比特币,因为它是工作量证明共识机制的一个关键特征。 然而,实际上,在比特币区块链上偶尔会看到 MEV,因为几乎所有交易都是两方之间的 BTC 转账。

作为一般规则,矿工有更多机会利用交易复杂性增加带来的低效率来生成 MEV。 也就是说,由于基于智能合约的复杂交易,以太坊区块链上提供了 MEV 机会(在它切换到权益证明共识机制之前)。

合并后,验证者负责交易排序、包含或排除; 值提取方法现在称为最大可提取值。 根据以太坊基金会的说法,MEV 提取的成功只能通过验证者在理论上进行验证。 然而,在实践中,搜索者提取了 MEV 的大部分。

什么是 MEV 搜索器?

搜索者是独立的网络参与者,他们通过在区块链数据上运行复杂的算法来提取大部分 MEV,以识别有利可图的 MEV 可能性,并设置机器人自动将这些有利可图的交易提交到网络。 那么,这是否意味着验证者无法从以太坊隐形税中获得 MEV 收益?

由于搜索者已经准备好支付高昂的 gas 价格,以便在其他用户的交易之前包含他们的交易,因此验证者仍然会收到一定比例的 MEV(例如,以 gas 费的形式)。 也就是说,如果搜索者以最高的 gas 价格提交交易,他们可以确定他们的套利交易将会运行。

最常见的 MEV 攻击

除了 DEX 套利,不可替代代币 (NFT) MEV、清算、Uncle-Bandit 和 Time-Bandit 攻击是常见的 MEV 示例。

NFT MEV

搜索者可以在 NFT 市场中使用 MEV 提取策略。 NFT MEV 的一个众所周知的例子是,一位搜索者斥资 700 万美元以最低价格购买了每个 Cryptopunk。 同样,如果 NFT 无意中以低价发布,则可以以折扣价购买,从而使搜索者的出价高于其他买家。

清算

清算人是专门清算超额抵押贷款以从 Aave 和 Maker 等借贷协议中提取 MEV 的搜索者,这些借贷协议使用以太 (ETH) 等存款抵押品借给其他用户。 用户可以从其他用户那里借入不同的资产和代币,最多可以达到他们存入的一定数量的抵押品。 此外,如果由于市场波动而借入资产的价值超过抵押品的价值,该协议允许任何人出售抵押品并迅速偿还贷方。

为了快速决定哪些借款人可以被清算,并率先提交清算交易并为自己赚取清算费用,搜索者竞相以最快的速度清算抵押品。 MEV 机会的出现是因为,如果一笔贷款被清算,借款人有时被迫支付一笔可观的清算费用,其中一部分归清算人(搜索人)所有。

强盗叔叔攻击

您可能会问自己“叔叔”在这里是什么意思; 让我们澄清一下。 当两个区块同时被挖出并广播相同的区块号时,就会产生叔块。 在规范块收到来自节点的更大验证并且其交易不改变任何状态之后留下的另一个块被称为叔块或孤立块。

未处理区块内的交易是公开的,为搜索者或攻击者提供了 MEV 机会。 例如,当 flashbots 用户(搜索者)提交三明治交易(一束交易)时,他们可以在获得三明治的购买部分后进行套利。 此外,运行 MEV-Geth 的矿工使用户能够绕过公共内存池,并通过将捆绑交易直接提交给验证者来避免抢先风险。

Uncle-Bandit 攻击的工作原理

MEV-Geth 是进入以太坊网络的网关,可以作为全节点、存档节点或轻节点运行。 除了从内存池中检索到的来自其他以太坊用户的待处理交易之外,交易包通常还包含搜索者的交易。 鼓励验证者将捆绑包包含在他们的区块中,因为他们获得了搜索者获得的 80-90% 的奖励。

Time-Bandit 攻击

Time-Bandit 攻击旨在逆转区块链上的交易。 例如,如果搜索者在先前验证的区块中发现了极其有利可图的 MEV 机会,他们可以提议改变以太坊的历史进程并重新挖掘/重新验证这些区块以利用他们刚刚发现的机会。 为了逆转交易,他们通过提供丰厚的激励来鼓励验证者进行 Time-Bandit 攻击。

Time-Bandit 攻击的工作原理

由于此类攻击允许任何人发布更改区块链历史的提案,因此它们充当了将区块链当前状态的共识拍卖给出价最高者的工具,从而危及以太坊网络的完整性。

MEV的好与坏

与任何其他策略一样,MEV 也有积极和消极的影响。 例如,理性的搜索者有助于解决经济效率低下的问题(例如贷款协议的快速清算),确保去中心化应用程序(DApps)和去中心化金融(DeFi)协议的稳健性。

另一方面,抢先交易经常会导致网络拥塞和其他试图进行标准交易的人支付昂贵的汽油费,这是 MEV 的缺点之一。 此外,夹在中间的用户面临更大的滑点,即用户愿意在交易中接受的目标价格的最大偏差。

此外,由于搜索者为重组区块的验证者提供了丰厚的激励,这可能导致共识不稳定,忽视区块链的不变性特征,并影响诚实的验证者和区块链网络的整体安全性。

DeFi 用户如何保护自己免受 MEV 问题的影响?

如果 DApp 用户签署交易并提交带有订单偏好的链下交易,则所有交易都可以批量结算。 这种做法使交易的重组变得不重要,因为无论订单如何,所有交易都具有相同的价格,从而增加了复制的难度。

然而,即使验证者或矿工(搜索者)试图通过找出签名消息来获利,这也是没有意义的,因为他们需要知道这些交易将在链下执行期间结算到哪个 AMM 池,从而为用户免于隐形税。

或者,Chainlink 对 MEV 问题的解决方案称为公平排序服务(FSS),这是一种去中心化的交易排序服务,可确保所有用户的交易时间排序的公平性和可预测性,并有助于降低 MEV。 此外,智能合约经济可以通过利用像 Arbitrum 这样的第 2 层汇总来扩展这种解决方案。 如果使用 FSS(使用去中心化预言机网络)对交易进行排序并应用于相同的第 2 层,则可以最大限度地减少 MEV 的后果。

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