Krypital Group：我们应该警惕MEV么？

概述：

你发现了一个非常好的投资机会，你打开Uniswap，输入交易金额，点击确认，耐心的等待交易完成。

大概等待了十几秒，交易成功。你兴奋的点开钱包，却发现收到的代币比预期的少了很多。点开Etherscan查询交易发现，原来有个地址在你买入前买了该代币，并且在你买入后立即卖出，拉高了你的买入成本。

（以上数据：属Dex交易中常见情况）

这是一种“三明治攻击”，不过从广义的讲，这是一种MEV。随着DeFi,NFT等应用的发展，加密网络中的经济活动近两年快速增长，MEV逐渐进入大家的视野。那什么是MEV？MEV如何产生又会对加密经济有什么影响？MEV的未来在哪里？这些问题本文将略做讨论。

一、MEV与“黑暗森林”

2019年，智能合约研究员菲尔·戴安（PhilDaian）和他的同事们一起撰写了FlashBoys2.0论文，并创造了”矿工可提取价值”（MEV）一词，主要是针对Dex中大量的机器人套利交易现象。MEV，即Minerextractablevalue，最初翻译为矿工最大可提取价值，后来发现最大可提取价值（maximalextractablevalue）是一种更加精确的描述。在区块链网络中，矿工（或“验证者”）拥有对交易进行打包、排序（包括或者不包括某笔交易）的最终权利。矿工（或“验证者”，下文统称区块生产者）利用这种权利来获取的最大利益就称为MEV。

但事实上，MEV并不仅仅因为区块生产者权利过大产生的。在以太坊网络上，区块生产者并不会真的检查用户的每笔交易，而是努力竞争赢得下一个出快的权利。无序，缺少规则的“内存池”才是造成MEV的“罪魁祸首”。用户提交的交易在被记录在区块链之前都会进入一个称为”内存池“的地方。区块生产者为了自己的利益最大化，会选择Gas费用比较高的交易包含在他们的区块中。

Krypital Group：我们应该警惕MEV么？ — （以上图示为MEV产生原因）

尽管内存池对普通用户并不可见，但在“代码即法律”的区块链世界中，它成了众多“秘密交易”的聚集地。众多的“套利机器人”密切监视着内存池，寻找有利可图的交易。在文章开头中的“三明治”攻击中，便是套利机器人检测到了你的交易之后，发起一笔交易，通过更高的gas费用，使交易更容易被区块生产者接受而优先打包。

这些套利机器人被称为搜索者（searcher）。搜索者在区块链数据上运行复杂的算法来检测有利可图的MEV机会，并让机器人自动将这些有利可图的交易提交到网络。矿工确实获得了MEV金额的一部分，因为搜索者（searcher）愿意支付高昂的Gas费用（这些费用属于矿工），以换取更高的可能性将他们的盈利交易提前包含在区块中。

如今，锁定在DeFi中资产已经超过450亿美元，最高超过1500亿美元。尽管智能合约让所有数据能够在链上公开，但大部分交易的上链都要经过一个无序的，被众多机器人与区块生产者监视的内存池，仔细想想，的确有点令人不寒而栗。在Paradigm2020年8约的一片报告中，曾形象地称以太坊为一片“黑暗森林”。而在基础设施的掣肘，以及大部分用户对代码不甚了解的情况下，用户想逃离这个”黑暗森林“困难重重。

二、MEV类型—极度伤害用户，但不全是坏事

根据搜索者不同的攻击方式，可以对MEV进行分类。

1.抢跑（Front-running）交易

抢跑交易是最常见的提取MEV的方式，上文中的“三明治攻击”便属于抢跑交易的一种。

“抢跑交易“在传统金融中也存在，不过受到严格的金融监管。而在缺乏监管的加密世界里，“抢跑”则在链上愈发猖獗，并且甚至催生了“FAAS“（抢跑作为服务）的业务开始兴起。一些诸如Flashbots（一个研究MEV的机构，后续会讲到）的研究机构或者矿工正在运营“FAAS“，通过规范MEV市场来保护用户的交易。

“抢跑交易“其实在传统金融中也存在，不过受到严格的金融监管。在缺乏监管的加密世界里，“抢跑”则在链上非常猖獗，并且甚至催生了“FAAS“（抢跑作为服务）的业务，例如Flashbots等。

2.清算

对于借贷类或者衍生品类的DeFi应用，用户通常都需要付出抵押品。随着市场的波动，抵押品的价值会发生变化，当抵押品的价值跌到清算线时，就会出发清算。不同协议的清算方式不同，例如Compound、Aave、dYdX等协议允许清算者在用户的抵押品面临清算时以一定的折扣购买抵押品；也有一些协议会把清算费用分给清算者搜索者会严密监控链上借款者的资金情况。

当确定了借款人会被清算后，搜索者们会抢先提交清算请求，执行清算行为的MEV保证了链上资产的及时清算，从而保证了DeFi借贷协议的正常运行。

3.套利

套利是最简单的MEV交易，特别是AMM的存在，使得链上协议充满了套利机会。套利类的MEV保证了链上资产价格的准确性，也对协议如何保证链上资产价格的准确性提出了更高的挑战，促进了DeFi协议的进一步发展。

4.NFT领域的MEV

在NFT火热时，MEV也经常出现，例如，某个NFT刚开始发行。如果搜索者想要其中某个NFT或一组NFT，他们可以编程交易，以便他们是第一个购买的人。或者，如果NFT被错误地以低价列出，搜索者可以抢先其他购买者然后以低价抢购。

不过与传统的MEV不同的是，受限于NFT的流动性，NFT的MEV不一定有利可图。

5.其他

MEV还包括时间强盗攻击（time-bandit-attack）、叔块强盗攻击（Unclebanditattack）等，还有一些新型的MEV正在酝酿中。

我们看到，MEV并不总是坏事，例如Dex中的套利和借贷协议中的清算。不过必须承认，在应用层MEV的确给用户造成了极大的困扰。像抢跑，三明治攻击等MEV，使得Dex上的用户面临着更大的滑点和更糟糕的交易执行，降低了用户体验并给用户造成了经济损失。由于MEV本质是通过更高的Gas价格来促成交易，最终提高了网络的Gas成本，甚至会造成网络拥堵。

但MEV更大的隐忧或者还在协议层。如果某个区块中的MEV超过了生产该区块获得奖励，有没有可能会让区块生产者放弃原本应该生成的区块而去提取MEV呢？理论上这是可能的，特别是在L2中，目前主流的L2都是中心化的Sequencer负责区块最后的排序。如果发生这种情况，后果不堪设想。

三、如何应对MEV？

根据Flashbots的数据，MEV的毛利自2020年至今已经超过6亿美元，而且这个数据并不包括抢跑或三明治攻击，一些通过中心化交易所套利的数据，真实的MEV可能远超想象。

如此巨大的市场自然也引起了众多的关注，一些研究MEV的组织及应对方案也应运而生。

1.Flashbots

Flashbots是目前最深入了解并试图应对MEV问题的组织。在他们看来，MEV存在且合理，最终的解决方案是规范MEV，使得MEV民主化，减小MEV的外部性（三明治攻击等），这比消除MEV更有意义。

Flashbots为矿工创建了一个ETH节点，它不仅像任何其他节点一样监视内存池，而且还连接到由Flashbots操作的中继器。这种MEV-Relay是一种并行通道，可将与搜索者联系在一起。搜索者机器人将想要打包的交易和Gas费用捆绑打包，矿工通过竞拍的方式来获得打包MEV区块的权利。

通过这种方式，Flashbots能够提高矿工的收益，减小了搜索者的成本，保护用户交易。不过Flashbots的方案也面临很多争议。首先，Flashbots并不能减小MEV；其次，MEV本质上是一种对普通用户的“剥削”，Flashbots提供的看起来更像是一种”服务“剥削者的业务。

2.Cowswap

Cowswap是一个Dex聚合器，背后是BalancerLabs和Gnosis两个团队的合作。它通过批量拍卖为用户提供MEV保护。当两个交易者各自持有对方想要的资产时，可以在他们之间直接结算订单，而无需外部做市商或流动性提供者。Cowswap还集成了多个Dex，使得同一笔交易中的超额部分能通过最佳的AMM结算。交易由设置严格滑点界限的专业“求解器”发送。求解器相互竞争，为用户实现最优价格。

此外还有其他解决方案，包括与Flashbos合作的MistX，私有交易等方式。但纵观目前的解决方案，都没能“解决”或者“消除”MEV，只是一种应对方案。

四、以太坊“合并”在即，MEV战场步入L2

按照预期，以太坊将在九月完成“合并”。“合并”带来的最大改变是区块生产者由当前的矿工转变成了验证者，并且不再有出块奖励，而是以太坊协议根据全网质押率出发通胀，将奖励分给验证者。

验证者包括交易提议验证者与区块排序验证者，提议成功的验证者将获得额外激励。这也意味着ETH合并并不能消除MEV。**而且如果提议交易的验证者能够提议成功，获取的MEV将大大增加其收入。

一个糟糕的情况是，拥有大量验证者权益的人将高的成功几率提议他们的区块，获得更多的奖励，然后通过质押进一步扩大自己的验证者权益，循环下去，最终控制绝大部分验证者的节点将获得绝大多数MEV，造成以太坊网络节点的进一步中心化。

目前提出的一个解决的办法是PBS，即区块构建者与区块提议者分离。投资机构IOSG曾对此做过深入分析：

”PBS的想法如下：Builder们构建一个排好序的交易列表，并且把出价提交给Proposer。Proposer只需要接受出价最高的交易列表，且任何人在拍卖的获胜者被选出之前，无法知道交易的具体内容。IOSG的曾对此

这种分离和拍卖的机制引入了博弈和Builder之间的「内卷」：毕竟每个Builder捕获MEV的能力不尽相同，Builder需要权衡潜在的MEV利润、以及拍卖出价之间的关系，这样实际上减少了MEV的净收入；而无论最终Builder提交的区块是否能够顺利产出，都需要向Proposer支付竞价的费用。这样一来，Proposer（广义上是所有验证者集，一定时间内随机重选）相当于分享了一部分MEV的收入，削弱了MEV的中心化程度。“

不过更令笔者担忧的是，目前以太坊已经确定将Rollup作为未来的扩展方案，无论是即将推出的proto-danksharing还是danksharing，都是为了优化以太坊作为安全层和共识层，并推动Rollup作为以太坊的执行层。

我们已经知道，Rollups的本质是通过将交易的执行和结算在链下完成，而链下交易的打排序需要通过定序器来完成，而目前主流的L2方案的定序器都是中心化或偏中心化的。

将最终的排序交给中心化的验证机制，如果MEV的收益足够大，或许会导致最糟糕的情况出现—区块重组。这并非不可能，Paradigm对此也表述了上述隐忧。

不过幸运的是，我们还有时间。无论是Flashbots等外部机构还是L2他们自己，都正在努力解决这个问题。

Flabots已经专门成立了研究中研究ETH“合并”后的MEV问题。

Optimism提出了MEV拍卖(MEVA)，和Flashbot的解决方案类似。交易通过拍卖的方式进行，拍卖的获胜者有权对交易进行重新排序但不能延迟超过N个区块，否则会选择新的定序器。这是一种拥抱MEV的方案，尽管不能消除MEV，却能够弱化定序器的权利，也能够推动MEV的公开化。