MEVの神秘的なベールを剥がす:イーサリアムの暗い森を照らす

まとめ

イーサリアムチェーン上の活動が急増し、インフラの進化に伴い、MEV(最大可提取価値)はイーサリアムエコシステムにおいて最も議論のある部分と見なされています。本稿では、Ethereum 2.0のブロック生成メカニズムと提案者-構築者分離(PBS)の技術進化に基づき、現在のMEVメカニズムがもたらす中央集権化と信頼問題を分析し、潜在的な解決策を探ります。

MEVは確かに二刀流の剣であり、DEXの価格差を減少させ、取引の清算を助けるなどの正の効果がある一方で、ユーザーの取引に対するサンドイッチ攻撃などの負の影響もあります。したがって、MEVの解決策は主に負の影響を軽減することであり、根絶することではありません。本稿では、主に三つの改善策について論じます: オークションメカニズムの改善、コンセンサスレイヤーの改善、アプリケーションレイヤーの改善です。これらの提案は、異なる程度でMEVの状況に影響を与えるが、一部の提案はユーザーが直面するサンドイッチ攻撃の問題を根本的に解決することはできません。

さらに、Layer2アーキテクチャやアカウント抽象などの新技術の実装に伴い、MEVの複雑性はさらに高まるでしょう。本稿では、これらの新しいシナリオにおいて発生する可能性のあるMEV技術の課題と機会についても探討しています。

私たちはこの記事を通じて、現在のMEV方案の利点と欠点を包括的に分析し、MEVの悪影響を緩和するための潜在的な解決策を探求し、業界の研究者が将来的にMEVをさらに研究するための思考を提供したいと考えています。

! 暗い森を照らす:MEVの謎を解く

イーサリアム 2.0

The Merge以来、イーサリアムはネットワークの安全性を確保するためにPoSメカニズムを採用し、計算集約型の競争を放棄して、ステークプルーフに移行しました。合併後、イーサリアムは実行層とコンセンサス層に分かれました。ブロックの生成も変化し、各Epochは1つのPoSサイクルであり、各Epochは32のSlotに分割され、各Slotは12秒のブロック生成時間単位となります。

ネットワークは各Epoch内でランダムに委員会を選出し、その中からランダムにブロック提案者を選びます。提案者は取引をパッケージ化し、順序を実行し、ブロックを生成する必要があります。他の委員会メンバーは検証と投票を担当します。委員会は各Epochの後に再選出されます。ブロック生成プロセスには厳格な時間制限があり、効率を保証します。Payloadは実行負荷を指し、取引の状態変更を意味し、ブロックの一部として実行されると考えられます。

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PBSアーキテクチャ

実際、バリデーターがブロック提案者に選ばれると、Payload(のソートとトランザクション)の実行を行う動機がほとんどなくなります。なぜなら、これには大量の計算リソースが必要だからです。本来、分散型の委員会選挙を通じてトランザクションのソートを分散化することが想定されていましたが、バリデーターはこの部分の作業を外注し、自分はブロックの提案に専念する傾向があります。そのため、PBS(提案者-ビルダー分離)の構想が生まれ、ブロックの提案と構築が分離され、提案者はブロックの検証のみを担当し、構築には関与しません。

これはオープンマーケットを促進し、ブロック提案者がビルダーからブロックを取得できるようにします。ビルダーは互いに競争してブロックを構築し、提案者に最高の手数料を提供し、「ブロックオークション」を形成します。

PBSのプロセスは次のとおりです: ユーザーはRPCプロキシを通じて取引を公開Mempoolに送信し、複数のBuilderが適切な取引を見つけて利益を最大化するブロックを生成するために並べ替え、次にMEV-Boost RelayerとProposerとの間で相互作用します。RelayerはBuilderとProposerの橋渡しを行い、BuilderはRelayerに入札を提出し、RelayerはProposerに複数のブロックヘッダーと入札を提出します。Proposerは通常、最高入札を採用します。RelayerはMEV-Boost規格を実現し、BuilderとProposerの入札相互作用を規定します。このプロセスでは、情報はすべて密封されており、RelayerはProposerにブロックヘッダーのみを提出し、検閲耐性を保証します。

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PBSの下での参加者ギャンブル

PBSの主要なプレーヤーには、Builder、Relayer、Proposer、およびMEV bot(Searcher)が含まれます。

ビルダー

ビルダーはブロックの内容を構築する責任があります。MEV-Boostを使用することで、ビルダーは入札においてより有利になり、ガス料金だけでなくMEV収益もサポートします。ビルダーはユーザーとサーチャーの取引を直接審査することができ、これは常に議論の的となっています。特にアメリカ政府がOFACを発表した後、多くのビルダーがOFAC準拠に参加しています。最近、ブロックの審査の割合は減少していますが、ビルダーは取引審査において依然として直接的な影響を持っています。

現在、Builder市場のシェアにおいて、審査不要のbeaverbuild.orgがシェアを拡大しており、すべてが利益志向です。

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サーチャー

利益の最大化には、SearcherとBuilderの共同努力が必要です。Searcherは特定のBuilderと協力し、Dark PoolまたはPrivate Poolを形成することがよくあります。Searcherの取引は特定のBuilderにのみ表示されます。一部のBuilderは、利益を最大化するMEV取引を獲得し、ブロックスペースを入札します。理論的には、Builderが不正行為を行ったり検閲を行った場合、Searcherは他のBuilderを選択でき、その結果、そのBuilderの市場シェアが減少します。したがって、Builderは不正行為の隠れたコストを考慮します。市場の変動が顕著な場合、Searcherが提供するMEVの利益は、当日のGas収益の2倍に達することさえあります。

Searcherは主にCEX-DEXアービトラージ(オフチェーン)と純オンチェーンMEV(DEX、レイヤー、清算)の2つの大きなカテゴリーに分かれます。現在、WintermuteはCEX-DEXアービトラージ市場シェアで第一位です。純オンチェーンMEVはスタジオ化の傾向を呈しており、jaredfromsubway.ethの市場シェアは37.2%に達し、イーサリアムユーザーに対するサンドイッチ攻撃に優れており、かつてはチェーン上のガス消費が最も高いユーザーでした。

SearcherとBuilderの関係が密接なため、多くのSearcherは注文フローを上位3名のBuilderに送信し、すべてのBuilderにブロードキャストするのではありません。これは、小規模なBuilderが注文フローを分割し、MEV戦略が無効になり、損失リスクが生じる可能性があるからです。Builderをバインドすることは、エコシステムの影響力を維持するのにも役立ちます。

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リレイヤー

リレイヤーは集合入札を担当し、プロポーザーにブロックヘッダーと入札価格を提出する中継所として機能します。この時、プロポーザーはブロック内の取引の詳細を知りません。プロポーザーがブロックヘッダーを選択し署名した後、リレイヤーは完全な取引内容を開示します。リレイヤーは経済的なインセンティブのない第三者として大きな信頼を得ており、ビルダーはプロポーザーの価格に依存し、プロポーザーはリレイヤーの価格とブロック内容に依存します。歴史的に、プロポーザーが過剰なMEVを抽出する脆弱性が存在しました。修正可能ではありますが、リレイヤーは依然として悪意を持ってMEVを盗む可能性があります。

現在、純MAX ProfitのBuilder市場シェアはMerge以降徐々に拡大しており、人為的にMEVを制御することは自由市場ではほとんど不可能です。Relayerは経済的インセンティブの問題に直面しており、Blocknativeはその方向の研究開発を終了しました。RelayerはFlashbotsのMEV-Boost規格に依存して構築されており、イーサリアムコミュニティはPBSをプロトコルレベルに組み込むことを探求しています。

プロポーザー

Proposerはバリデーターからランダムに選ばれます。Proposerは本来実行可能な負荷を持っていますが、アウトソーシングを好み、Builderとの垂直協力を引き起こしやすいです。MEV-Boostのリレイヤーは、中間点として直接的なコミュニケーションを減少させようとしています。現在、マイニングプールはバリデータープールとして機能しており、LSDの出現は資本効率を強化し、バリデータープールは集中化の傾向を示しています。

Lidoは現在28.7％の市場シェアを占めており、CoinbaseとEther.fiがそれに続いています。以前はMEV-BOOST PBSを使用していなかった場合、ProposerはBuilderタスク(の実行負荷)を担当する必要がありましたが、大多数のProposerは取引の順序実行能力を放棄しました。なぜなら、重い計算が検証性能に影響を与えるからで、実行負荷を外部に委託し、第三者にブロックをオークションさせる方が良いからです。

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ユーザー

ユーザーは全体の構造の中で最も弱い立場にあり、取引はMempoolに投入されMEVボットが利益を得るが、その利益はユーザーには流れない。しかし、MEVにはDEXにおける大口取引のスリッページやプラットフォーム間の価格差を軽減するなどの積極的な役割もある。したがって、MEVには正と負の外部性が存在し、別々に議論する必要がある。

ユーザーがMEVボットに監視されて損害を受けるのを避けるために、一部のRPCノードプロバイダーはユーザーが取引を非公開のMempoolに配置するのを助けることができます。OFA(注文フローオークション)は、Searcherと協力してユーザーの注文をオークションにかけ、MEVを最大化し、その一部の利益をユーザーに還元する新しい方法です。

現在、プライベートオーダーフローを使用しているユーザーの割合は約10%で、主に教育コストが高く、操作が複雑であるためです。ユーザーエクスペリエンスを改善するには、ユーザーがより受動的に、積極的に受け入れる必要があります。

サマリー

MEV-BOOSTの導入以降、この利益最大化の密封競争入札メカニズムにより、BuilderとSearcherが徐々に協力し、利益の束縛が集中化の傾向を明らかにしています。POS下のValidatorも集中化の傾向を示しています。MEV産業チェーンの各段階は集中化し、多くの信頼問題が導入されています: SearcherはBuilderを信頼し、BuilderとProposerはRelayerを信頼します。これはイーサリアムの非中央集権と非信頼のビジョンに明らかに反します。

イーサリアムコミュニティは、集中化を軽減するための3つの提案について議論しています:

1. Flashbotsが提案するSUAVEテクノロジーは、トランザクションの透明性を高め、ビルダーに対するSearcherの信頼しきい値を下げます。

2.現在のPBSソリューションの代わりにEnshrined PBSを使用して、Relayerへの依存を排除します。

3. 中央集権化されたValidatorに対抗するために、去中心化されたAVS(やSSV)を採用し、Lidoはその協力を行っています。

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MEVの現状

現在、チェーン上の主要なMEVはアービトラージ、サンドイッチ攻撃、清算です。過去30日間で、アービトラージの利益が最も大きく、MEVボットは約260万ドルの利益を上げたと推定されています。一件のサンドイッチ攻撃の平均利益は約0.8ドルで、過去30日間のイーサリアムチェーン上でのこのような攻撃の総利益は約88万ドルです。

MEVには正の外部効果と負の外部効果があります。正の効果には、DEX間の価格差の縮小や清算の助けがあります。負の効果は主にユーザーのサンドイッチ取引による損失です。現在のガス料金メカニズムの下で、オンチェーンのアービトラージ機会が増加する際に、MEVボットとユーザーが競争することで短期的にガス料金が急騰し、ユーザーに経済的および体験的な損失をもたらします。

イーサリアムがLayer2に移行することで、将来的に大規模なチェーン上のアービトラージ活動はより複雑なマルチチェーンクロスチェーンMEVに移行するでしょう。

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レイヤー 2 アーキテクチャ設計の潜在的な MEV の複雑さ

現在、イーサリアムでの大量の取引はLayer2で行われており、将来的な主要な目標は世界の決済レイヤーとしての役割を果たすことです。したがって、大規模なチェーン上のアービトラージ活動は、より複雑で技術的に要求されるマルチチェーンクロスチェーンMEVに移行するでしょう。

クロスチェーンMEVの研究は少ないが、いくつかの対策がある。Layer2は主にオーダーラーの改善を目指しており、オーダーラーは取引のオーダーと実行を担当している。クロスチェーンブリッジは異なるLayer2間のクロスチェーンに必要な製品である。サーチャーはLayer2間の断片化された流動性を緩和するのに役立つが、現在のところその影響は顕著ではなく、主にクロスチェーンブリッジの体験と安全性の改善が必要であり、異なるブリッジのファイナリティの差は戦略のカスタマイズのハードルを高くしている。

EIP-4337の###潜在的なMEV

EIP-4337はアカウントの抽象化と新しい取引タイプを導入し、MEVの構造に大きな変化をもたらします。ERC-4337では、新たにUser Operation取引タイプがMempoolに追加され、Bundler(はBuilder)のようにそこから探し出して通常の取引にパッケージ化します。ユーザーの取引がpublic poolに入ると、Searcherによって監視されます。BundlerはSearcherと協力してUser Operationの再整理を行い、MEVを取得します。異なるチェーン上のUser Operationの仕様は異なる可能性があり、クロスチェーンのMEV技術のハードルをさらに高めています。

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MEVは探査の方向を遅らせる

過去、イーサリアムエコシステムはPBSソリューションをFlashbotsにアウトソーシングして実現していました。しかし、リレイヤーは経済的利益がなく、ハードルが高いため、Blocknativeはこの方向を放棄しました。信頼のないこととゼロ経済的インセンティブの問題を解決するために、イーサリアムはe-PBSプロトコルレベルの改善を検討し、第三者プロトコルmev-boostのリレイヤーに依存することを避けています。

現在のMEVは、エコシステムの複雑さの増大とユーザーの短期的な情報の非対称性の必然的な産物であるため、完全に解決するのが難しいようです。イーサリアムの無許可および検閲耐性の理念においては、プロトコルレベルでMEVを一度に切断することを審査したり改善したりすることはできません。もっと多くは