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MEV的第一個五年：從Flashbots誕生前說起

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專業化的MEV是可預測的MEV，而可預測的MEV是有用的MEV。

原文標題：《MEV: The First Five Years》

原文作者：James Prestwich

原文編譯：aididiaojp.eth，Foresight News

五年前，我寫了一篇名為《Miners Aren't Your Friends》的文章，提到了 MEV 與以太坊。那時，我們還不稱其為 MEV。 Phil Daian 和他的伙伴在一年後的開創性論文《Flash Boys 2.0》中，將其命名為「礦工可提取價值」。當時我們計劃發表一篇後續文章，並附上 python 代碼，用於在 EtherDelta 和其他主網 DEX 上執行搶先交易。之後我參與了 HTLC 和其他跨鏈工具的構建，而文章一拖再拖，然後就此擱置。

五年後的今天坐下來寫 MEV 有點夢幻，恍如當初，我們又一次站在長期熊市的起點，身處於一場投機狂潮後的廢墟中。就像上次一樣，我堅信下一次會有所不同，我們會從錯誤中吸取教訓，會做出更好的東西。

這是一篇講述 MEV 歷史的文章。它並非沒有偏見，它實際上是閒話漫談，甚至有點自我放縱。我只是這個故事的配角，但是在我的博客中，我將從我的視角去講述它。

MEV 是協議設計的基礎。每個嚴肅的從業者都應該了解 MEV，為 MEV 制定計劃，並對 MEV 有強烈的看法。從現在的位置來看，很容易忘記我們對 MEV 的理解是全新的。它的根源與加密貨幣一樣古老，但術語、框架和工具仍在發明創造之中。過去兩年徹底改變了我們對 MEV 的理解，但人們很容易忘記 MEV 是從零開始的。

MEV 之前的故事

MEV 的討論可以追溯到 2010 年代早期比特幣關於「費用狙擊」的研究。「費用狙擊」後來被推廣到 EVM 狀態模型，並演化為 Flash Boys 2.0 論文中描述的「時間強盜」攻擊。比特幣實施了第一個共識層 MEV 緩解措施（100 區塊 coinbase 成熟度規則），同時也第一個實施了客戶端層 MEV 防禦（在 2014 年 12 月為節點錢包交易添加 1 個區塊的時間鎖）。

來源：0xB10C，費用狙擊緩解

狀態爭奪和已提交但未確定的狀態轉換產生了 MEV。由於比特幣基本上沒有可供競爭的共享狀態，並且比特幣狀態轉換是嚴格指定的，因此 MEV 通常僅限於費用狙擊和其他類型的雙花攻擊。也就是說，比特幣礦工在不直接攻擊共識機制的情況下，幾乎沒有什麼 MEV 可以提取。這使得比特幣成為 MEV 研究中一條無趣的區塊鏈，不值得花費時間。

MEV 的誕生（2018-2019）

與任何良好的關係一樣，MEV 需要兩件事：競爭和承諾。首先，它需要人們爭奪對某些區塊的控制權。 MEV 需要人們想要的狀態，並且願意為之付出代價。其次，在執行之前它需要承諾。 MEV 需要一段時間來更新那些被提交但尚未執行的有爭議的狀態。當用戶簽署並廣播交易時，他們承諾會爭奪對該狀態的控制。承諾和執行之間的滯後允就是 MEV 進入的時機。它吸引了用戶的注意，將他們的承諾推向了最壞的可接受結果，並允許提取器將差價收入囊中。

DEX 跟 MEV 密切相關，他們有一個完美的競爭秘訣：每個人都想在市場上交易，每筆交易都可以與其他每筆交易相互競爭。像 2016 年的 EtherDelta 自我匹配的訂單簿 DEX 設計允許礦工在交易中搶先一步，但沒有人真正用它做任何事情。 EtherDelta 設計了幾個鏈上自動匹配的 CLOB，這在當時看起來很瘋狂，事後看來絕對也是離奇的。雖然我們知道最終會花費 Gas，但 2018 年年中一單位 Gas 的成本約為今天的 1/400 和去年的 1/10,000。直到 2020 年，我們才對 Gas 價格市場產生本能的理解。

2017 年 DAI（現為 SAI）的推出為 DeFi 引入了清算機制。清算引入大量但不頻繁的 MEV。由於提取器的優勢是未償債務的一定百分比，異常 CDP 佔與清算相關的 MEV 很大一部分。在過去的幾年裡，我們觀察到根據自己的協議，通過預言機作弊來贏得清算，並通過極端的 Gas 拍賣來贏得異常 MEV。異常 MEV 也可能由黑客攻擊、NFT 空投和其他異常事件導致。因為它不能分成小數據包，異常 MEV 對協議運作有巨大影響。協議設計必須考慮到不常見但可能非常大的惡意激勵。

另一方面，DEX 傾向於隨著外部市場的波動而波動，市場的來回移動會創造流量 MEV。流量 MEV 的特點是更頻繁、更小的 MEV 數據包。 AMM 特別有趣，因為它們的用途與 MEV 密不可分。它們的存在是為了跟踪外部市場，並通過向提取器贈送價值來實現這一點，這些提取器將恆定函數推向「公平」定價。實際上，他們通過「套利者」提取 MEV 來保持高效。 2018 年中後期的第一波 AMM（首先是 Bancor，然後是 Uniswap）開始在他們的訂單簿中獲得流量，MEV 相應增加，並引起了對該主題的極大關注。當然，早在 2018 年，Uniswap 流動性池的規模只有幾百萬，而且資產要少得多。

當時的 MEV 研究幾乎不存在，當然，我們甚至沒有稱之為 MEV。我們大多稱其為 frontrunning（搶先交易），借用傳統金融交易的名稱，即「DEX frontrunning」或「liquidation frontrunning」。我們知道它不僅僅適用於訂單簿。我們從理論上理解了後置交易和三明治攻擊，並且我們意識到如果對提取器有利可圖，交易可能會延遲或恢復。

老牌 DeFi 可能已經悄悄地構建了創建 MEV 所需的環境，然而沒有人真正在意。該狀態還不夠理想，因此還沒有回報。因為沒有人有這方面的實踐經驗，所以我們甚至不知道提取到達時會是什麼樣子。

Flashbots 出現 (2019–2020)

隨著 2019 年 4 月 Flash Boys 2.0 的發布，MEV 研究開始流行。它是協議和機制設計者的基礎論文，並將永遠成為標準課程的一部分，但如果沒有 Tina，我想它可能就到此為止了。

Tina 和我於 2018 年初在某家 VC 的辦公室相識。我們是通過一個共同的朋友取的聯繫的，我們的推銷會議是背道而馳的，我正在推銷 Summa 的 HTLC 變體，當我們了解到兩個在線參與方跨鏈協議的局限性（以及市場對複雜性的排斥）時，我們認為它最終會被取消。 Tina 正在推銷一個關於牧場養殖類社交鏈遊（與後來出現的 CoW Swap 無關）。我們對挖礦衍生品很感興趣，並且有一些共同的想法。我們趕上了熊市中的每一次黑客馬拉松。她有一種天賦，可以選擇超前的想法，並圍繞它組建團隊。她的黑客馬拉松項目變成了 CarboClan，它在挖礦衍生品的想法之上構建了 honeylemon。

2019 年下半年，Tina 開始組織活動。她在短短一周內就舉辦了以 defi.wtf 為主題的會議，並與大阪 DevCon 一起主持。第二次會議 macro.wtf 僅在 3 週後就開始了。 Pirate Ships 在那之後不久也開始了。「Pirate Ship」這個名字來自我們 2019 年在 EthDenver 上開的一個關於閃電貸和閃電鑄幣（flashmints）的玩笑。 Pirate Ships 是由 Tina 在舊金山、紐約和其他地方舉辦的沙龍式聚會。你可以順道拜訪這艘船，找到一群不拘一格的研究人員、工程師、運營人員、騙子和其他加密愛好者。有些人會有駐場研究人員，有些人會有一個主題或多個主題，有些人只會在波多黎各呆一周。 Pirate Ships 從 2019 年底開始在整個新冠大流行期間運行，吸引了最活躍的加密游牧民。

與 Flash Boys 2.0 論文相比，Flashbots 的問世要歸功於 Pirate Ships，它誕生於一個永久的沙龍。 MEV Ship 成立於 2020 年年中，並自然地從個人空間擴展到數字集體。其他 Flashbots 創始人和管理人員如 Stephen、Phil、Alex 被拉進了這艘船（你仍然可以在 Flashbots 文檔中找到一些對此的暗示）。最終，Ship 正式更名為 Flashbots，戴上可愛的機器人表情符號，開始走向不朽。

整整一年是一個漫長的過程。 Flashbots Research（原名 MEV Ship）首次亮相並將 MEV 推向以太坊討論的中心。 DeFi Summer 已經開始，但我們還不知道它是什麼。 mev-explore 和 mev-inspect 的發佈為鏈上可用的 MEV 提供了粗略的數字，突然間它變得有形了，不再是理論。隨著那年秋天 Flashbots Auction 的宣布，MEV 提取工具的出現指日可待。

MEV Ship 為 Flashbots 奠定了基礎，並樹立了推動組織發展的協作研究和實驗文化。多年來，源於這種文化的明確使命定義了 MEV 的敘事。產品化的 MEV 提取是不可避免的，但 Flashbots 的文化和精神卻不是。

專業化（2021 年至今）

MEV Ship 和 Flashbots 的光環當然吸引了許多加密技術人才。在宣布後僅三個月，Flashbots Auction（mev-geth 和 flashbots 中繼）於 2021 年 1 月啟動。 Mev-geth 恰好出現在以太坊快速增長的起點，MEV 的集成也隨之大量增加。

在 Flashbots Auction 之前，一些搜索者通過將交易以特定的 Gas 價格廣播到 txpool 來提取 MEV，顯然這是不可靠和低效的。它要求搜索者在區塊範圍內查看 txpool 中的交易、模擬、提取和廣播。 EIP-1559 之前的費用語義和 txpool 的普遍不可靠性使這個過程變得複雜。假設區塊是以費用排序的，搶跑交易將選擇費用以嘗試在目標之前立即執行。異常 MEV 交易只會支付驚人的 Gas 價格。由於搜索者使用的是公共交易池，因此實時拍賣非常激烈。

Flashbots Auction 的相對簡單性推動了它的採用。它可以歸結為允許搜索者提交包的單個 RPC 端點，捆綁包應該完全按照指定的方式包含在塊中，並且恢復應該導致捆綁包被刪除，這為專業化創建了一個簡潔的界面。搜索者尋找 MEV，捕獲它，並將其固定在優質的捆綁包中，然後將其傳遞給礦工以包含在鏈上。 Flashbots Auction 很快就定義了提取。

正如我們在 mev-boost 中看到的，後來擴展版本的 Flashbots Auction 將「構建者」與「生產者」（礦工和質押者的通用術語）分開。我第一次聽說提議者 - 構建者分離（「PBS」）是在 EthBerlin 2019 上。當時 Will 正在研究 ETH2.0，他教會了我很多關於狀態見證生產和無狀態以太坊的最新設計。我不記得我們當時怎麼稱呼它了，但它被概念化為一個協議授權的具有額外職責的專門節點。無狀態以太坊死於新冠時期。 MEV PBS，在 mev-boost 中的實例化存在於協議之外，成為了一種基於市場的專業化，而不是協議指定的專業化。

今天，我們擁有相對成熟的 MEV 供應鏈。搜索者挖掘 MEV 的交易流，包括相互競爭峰值和流量。搜索需要技巧和高度專業化，這些是秘密，因為他們需要保持對其他搜索者的優勢。構建者接受來自搜索者的數據包並將它們構建成區塊。搜索者和構建者俱有共生關係，構建者依靠搜索者來提取，而搜索者依靠構建者誠實地包含數據內容。

構建者從提議者處購買將他們的區塊包含在主鏈中的權利，提議者擁有協議授予的權利，可以將區塊添加到鏈中，並選擇支付最多 MEV 的構建塊。用戶創建 MEV，搜索者提取它，搜索者支付構建者，構建者支付提議者。

當我們討論這個話題時，我們需要注意捆綁包有一個意想不到的副作用：它們會導致搜索者順便補貼提取目標的交易費用。當搜索器在捆綁包中包含用戶交易時，該用戶交易能夠比其他方式更早、更可靠地確認。搜索者提取的 MEV 部分支付給構建者和提議者的供應鏈。這有效地將一些提取的 MEV 轉換為捆綁包的交易費用。本質上，提取的 MEV 向提議者支付「影子費用」。一筆交易的優先級首先由它的 MEV 決定，其次是它的協議費用。

提取意外破壞了 EIP-1559，非捆綁交易在基本費用之上使用 gas 小費。另一方面，捆綁仍然是有效的第一價格拍賣，基本費用是固定小費，而不是按 Gas 小費。也就是說，現在有兩個相互依存的費用市場，一個用於 MEV 交易的影子市場，一個用於其他所有交易的常規市場。我們在 1559（當然還有所有其他費用機制）之前就預測到了這些影子費用市場，我們沒有預料到的是使用 MEV 市場軌道。由於提取是在幕後進行的，因此用戶從副市場中受益，即使甚至不知道它的存在。

從機制設計的角度來看，MEV 驅動的 PBS 可能並不「安全」或「激勵相容」。到目前為止，Flashbots MO 一直依靠誠實假設來填補激勵機制的空白。然後，他們將這些假設確立為市場規範行為。為什麼構建者不拆分捆綁包並採用 MEV？為什麼構建者不包括恢復包？因為違反這些市場規範會導致搜索者停止使用中繼。我們打賭迭代遊戲將比捆綁 MEV 的遊戲結束搶奪更有利可圖。從長遠來看，我不確定它能否支撐 MEV 和垂直整合。

我們可以暫時忽略拍賣的激勵不相容性，有市場規範就足夠了。機制設計屈服於市場壓力，利潤壓縮是當今 MEV 供應鏈唯一相關的問題。由於提議者擁有選擇區塊的專有權利，因此構建者必須在價格上進行競爭。他們被迫放棄越來越多的 MEV 份額給提議者，並從搜索者那裡拿走更多用於支付。 MEV 利潤率已經崩潰，提議者佔據了最大份額。

從根本上說，提議者提取租金，構建者和搜索者沒有從其他任何人那裡購買的選擇權，也不能拒絕購買。提議者已被協議授予選擇下一個區塊的專有權利，並且可以在不受監督的情況下行使該權利。套用一位相當著名的政治家的話：「提議者得到了這個東西，而且它具有黃金一樣的價值，他們不會白白放棄的。」Rod 和提議者一樣，被一個神秘的協議授予了一些非常有價值的東西，這不是道德或自然權利，它由協議規則授予，可以由人更改。無論如何，提議者因區塊鏈擴展而獲得報酬，構建者向提議者支付費用以以特定方式擴展它。

在 MEV 提取之前，排序是一個敷衍的角色，通貨膨脹的整體補貼是主要的激勵因素。因此，權利被免費分配，這就是為什麼提議者不為此權利支付任何費用的原因。它曾經幾乎一文不值。現在排序權包含了大量 MEV 價值，這種不對稱的權力關係扭曲了 MEV 供應鏈。該領域的研究正在進行中，我們很可能會看到提議的協議內機制來解決這個問題。

Sunny 提倡對飛行中的交易進行門限加密。加密交易阻止提議者在交易被排序之前了解交易的 MEV 值。就個人而言，我不相信 MEV 會被清除。我對在分叉選擇規則中包含 MEV 的設計感興趣，將排序權出售給最高出價者，並保留大部分提取價值用於協議內重新分配。

MEV：下一個五年

那麼，這會給我們留下什麼？五年前，MEV 還只是一種好奇心，它是一次研究員晚餐談話，在完成所有真正的業務之後，在酒瓶底部無意中被發現。 MEV 在等待 DeFi 活動和實踐經驗的正確結合。就在我們進入 2021 年牛市時，Flashbots 抓住了 MEV 研究的注意力，並一路上揚。

現在，我們舉辦 MEV 座談會，我們讓搜索者和開發者聚在一起討論 MEV-aware 協議設計。市場結構已確定為三個角色配置，並開始測試其極限狀態。雖然人們仍然尊重 Pirate Ship 的理想，但以太坊上的提取已經專業化。展望未來，MEV 將不會由風潮或研究來定義，MEV 的故事現在屬於利潤率。

縱觀其歷史，人們稱 MEV 是危險的或邪惡的。「盜竊」這個詞被一次次廣泛傳播。我認為做出價值判斷是不合理的。 MEV 是事實，再多的哲學思考、研究或鄉巴佬戈德堡也不會改變這一點。這就是為什麼我很高興看到有競爭力的 MEV 提取供應鏈。專業化的 MEV 是可預測的 MEV，可預測的 MEV 是有用的 MEV。我們還不夠聰明，無法提前計劃市場，所以讓我們在找到實用性的地方使用它。