以太坊的不可能四角:MEV规模化增长的新十年

1 year ago
Labels:比特币0947
Article Source: Odaily星球日报

原文作者:Jiawei, IOSG Ventures

SUAVE:站在MEV的新十年

简要:

  • SUAVE是Flashbots提出的兼容EVM的区块链,作为多链的统一排序层,旨在解决构建者的中心化问题。

  • 基础设施逐渐由集中化的通用层向精细化的专业层演变。功能模块化和专业化程度的提升,使得「整体大于部分之和」成为可能。

  • 从PBS到SUAVE的趋势是,不断引入竞争的多样性,并确保竞争条件均衡。

  • 我们描绘的MEV新十年:竞争,而非垄断;共享,而非独享;共治,而非独裁。

我们已经有了什么?

以太坊的不可能四角:MEV规模化增长的新十年

Source: Hasu

以太坊合并至今近半年时间,我们已经有了相对确定的MEV供应链以及对应的工作流。这个工作流基本上是在做「整合」这件事情:钱包整合用户的交易,搜索者整合套利机会,构建者整合订单流。由单个用户发出的交易作为起始,直到验证者提议一个区块,整个流程已经实现高度专业化。

回到2020年末的DeFi浪潮,随着链上金融活动的快速增长,MEV初现端倪。彼时的矿工与MEV搜索者之间几乎没有直接的通信渠道,搜索者只能单纯支付更高的Gas费用,以期交易得到包含。这造成了网络拥堵和Gas费用的波动,给以太坊网络造成了负面的外部性。

Flashbots Auction基于拍卖机制,创建了矿工与搜索者之间的通信渠道,前者出售区块空间,后者捕捉套利机会,实际上实现了区块空间的市场化。

另一个问题是,大型验证池与个人验证者捕获MEV的能力差距悬殊,而前者本就拥有更高的概率被选择为提议者,这将逐渐导致以太坊验证者集的中心化。于是PBS被提出,即无论大型验证池还是个人验证者,都把区块外包给专业的区块构建者进行构建,以此创造相对公平的竞争环境。

作为先于协议层的PBS实施,MEV-Boost延续了Flashbots Auction的拍卖机制,减轻了验证者在MEV层面的中心化问题。

并且仍然需要什么?

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Source: mevboost.pics

我们仍然需要区块构建者的去中心化。

容易忽视的是,当前构建者的角色仍然高度中心化。过去14天内,79.1%的MEV-Boost区块仅由4个构建者进行构建。中心化会带来一些我们不愿看到的事情(尤其在区块构建作为核心基础设施的情况下),例如审查与勒索、监管层面的压力和系统的脆弱性等等。

导致构建者的中心化的原因主要出于以下两点。

独家订单流(Exclusive Orderflow, EOF)

我们知道,构建者的订单来源主要有三种:Mempool、私密交易渠道和搜索者提交的Bundle;构建者的终极目标是构建一个最值钱的区块。在区块构建中,订单流是最基本的生产资料,得到的订单流越多,能够表现MEV的机会也越多。如果构建者无法掌握足够多的订单流,即便有再好的策略,也是巧妇难为无米之炊,几乎不可能在区块构建的激烈竞争中胜出。

在这方面,OF优势方的网络效应非常明显。一方面,他们有更多的机会表现MEV,意味着更有可能构建一个最值钱的区块;另一方面,如果OF劣势方迟迟不能赢得区块,那么把订单提交给他们的Orderflow Owner的交易也迟迟无法得到确认。一段时间后,这些Owner将转向可以更快确认交易的构建者。两方的差距将迅速扩大并且劣势方最终将不得不退出竞争。

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Source: 0xshittrader.eth

为了尽可能获取更多的订单流,构建者可以灵活采用多种方式:类比传统券商中出现的PFOF(Pay for Orderflow),构建者可以向钱包、RPC服务提供商和dApp支付回扣以获得他们的订单流——钱包做这件事情是很容易的,只需要修改默认的RPC端口,并且大多数用户不会留意自己的交易被发送到公共Mempool还是私有中继。

构建者还可以为用户提供额外的服务,例如提供三明治保护、交易预先确认、补贴用户的Gas费等,吸引用户把交易提交给他们。

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Source: Jon Charbonneau

上图展示了EOF可能带来的恶性循环——独占的订单流使得构建者在如何表现MEV上有更多的自由度和腾挪的空间,从而构建出具有更高价值的区块;随着时间推移,这些构建者会占据更多区块构建的市场份额,验证EOF的合理性,这又成为构建者进一步优化和推动EOF的激励因素。

根据Rated统计,在14天内由builder0x69构建的区块中有529,633个地址不在其他构建者的区块中;即来源于其中32.7%的地址的订单流是其独占的。可见EOF在顶级的构建者中已经占据了较大比例。

跨域MEV(Cross-domain MEV)

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Source: apriori, odos.xyz, A Formalization for Cross-domain MEV

跨域MEV是导致构建者中心化的另一个问题。

跨域MEV的背景与Vitalik提出的以太坊Rollup-centric Roadmap直接相关。未来数年内,以太坊L1的大部分活动将由各个Rollup进行承载,而以太坊主链本身仅作为DA和安全基础层。在此愿景下,大量的金融活动将频繁发生在Rollup以及跨Rollup之间,由此产生更加复杂的套利机会与组合。

容易想到,多个域的构建者相比单个域的构建者而言,拥有更多的捕获跨域MEV的机会,从而逐渐主导各个域的区块生产。

SUAVE

(本节内容参考自https://writings.flashbots.net/the-future-of-mev-is-suave/ )

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Source: Flashbots

针对上述问题,Flashbots提出了SUAVE作为解决方案。High-level地讲,SUAVE是兼容EVM的区块链,作为所有区块链通用的Mempool和区块构建者网络,以及去中心化的排序层。

SUAVE想要做的事情是解决构建者的中心化问题,更具体而言,需要同时解决上述的EOF和跨域MEV两个问题。

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Source: Flashbots

SUAVE可以拆解为如下3个组成部分:

  • Preference Environment(偏好环境)

偏好环境对应于跨域MEV。

偏好的定义相对宽泛:例如对用户而言,限定某笔Swap的参数是一种偏好;对MEV搜索者而言,指定一笔交易的位置,或者其构建的Bundle也是一种偏好。偏好的范围可以从单个域的简单交易到跨域的复杂事件序列。用户会为他们的偏好进行付费,若偏好得到满足,费用将得到解锁。

从技术上讲,用户的偏好最终以交易的形式反映在Mempool中,而偏好环境是一个公共的多链Mempool,将尽可能多的偏好汇总在了同一层。

为什么偏好环境可以解决跨域MEV问题?上述提到,多链构建者会比单链构建者在跨域MEV上更加有优势,这是因为多链构建者能够看到并捕获的MEV机会更多。

而SUAVE本身就是多链的通用排序层,偏好环境相当于把多链的用户偏好放置在同一层,因此无论对多链或单链构建者而言,用户的偏好都是公开透明的。这样使得信息差导致的优势不复存在。

  • Execution Market(执行市场)

执行市场对应于EOF。

既然用户偏好已经在SUAVE Mempool得到了体现,SUAVE又进一步在执行市场中引入了执行者(Executor)的角色,他们之间相互竞争,为用户的偏好提供最佳执行。根据用户提出的不同偏好,构建者、RPC服务提供商、钱包——任何人都可以是执行者。

首先,用户的交易产生了MEV;其次,执行者们为满足用户的偏好而相互竞争,在同样提供最佳执行的情况下,竞争将反映在价格上,最终使得尽可能多的MEV返还给用户。这个过程可以理解为招标与择优录取。这也就是为什么在上图中,执行市场实现了「Minimizes MEV for users」。

偏好环境使得所有用户的偏好都变得公开透明。而执行市场把这些偏好放在一个公开市场里面,让所有执行者通过竞标的方式去实现用户的偏好,而非由单独的构建者来满足,从而解决了EOF的问题。

  • Decentralized Building(去中心化区块构建)

最后,在整合偏好环境和执行市场的输出之后,由构建者网络共同协作来构建完整的区块,而非由单个构建者构建区块。这一步需要在不泄露Orderflow和Bundle内容的前提下,在构建者之间共享这些信息,在SUAVE路线图的后期将引入SGX等安全解决方案来实现这个需求。

Thoughts

Part #1

以太坊的不可能四角:MEV规模化增长的新十年

Source: IOSG Ventures

如果暂且抛开MEV,单纯从区块链的角度去思考SUAVE,那么我们可以梳理一个区块链的发展趋势和叙事逻辑。

首先,比特币基于区块链实现了无需可信第三方的价值传递,区块链提供了作为金融基础设施最根本的信任。

之后,以以太坊为代表的公链作为dApp的执行环境,进一步可分为以General Purpose Alt-L1/Rollup为代表的通用执行环境和以Appchain/Approllup为代表的专用执行环境。我们将网络、共识等组件抽象出来成为一个整体,并忽略掉其中的技术细节,它们实质上都是dApp生长的土壤。

尽管上述Rollup可被视为执行层,承载了以太坊L1的一部分工作负载,但执行环境仍然以单体化为主。Celestia则将执行环境的各个组成部分进行拆解。DA层同样作为区块链,但已经不再是「执行环境」本身,节点间共识也仅仅针对Data Blob达成一致性。此时区块链作为信任组件被引进来,以提升DA的信任级别。

SUAVE则进一步地将Mempool和Sequencing从多个执行层中抽象出来,作为统一的协调层。SUAVE的交易类型和费用结构等设计可以为「表达」MEV而进行定制和适配,无需与先前的区块链设计完全相同。在多链和多方协作的场景下,区块链更多以协调层的形式存在。

我们能够看到,基础设施逐渐由集中化的通用层向精细化的专业层演变。功能模块化和专业化程度的提升,使得「整体大于部分之和」成为可能,例如我们在通用结算层上能够实现更佳的可组合性;在通用排序层上能够表现和捕获更多的MEV。

Part #2

本文的中间部分我们讨论了SUAVE的大致设计,目前SUAVE仍在早期研究阶段,其具体实施尚无公开资料可供参考。笔者在这里提出SUAVE可能面临的两点挑战。

  • Sequencing

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Source: IOSG Ventures

当前Sequencer的中心化问题仍未被解决,Optimism和Arbitrum的Sequencer由团队运行,是完全中心化的。而实现去中心化的Sequencing始终是绕不开的话题,各个Rollup在路线图中都提到了这一计划。例如Optimism提出从经济和治理机制两方面出发对Sequencer进行轮换,Arbitrum提出了它们的Fair Ordering方案。

更早一些,Vitalik在他的文章An Incomplete Guide to Rollups中列举了几种方式,包括Sequencer拍卖、基于PoS的随机选取和DPoS投票等。其他方案还包括Cosmos的先到先得(FCFS)、Chainlink的公平排序服务(FSS)和Espresso Systems的Decentralized Sequencer中间件。

SUAVE想要成为所有区块链的统一排序层,这个愿景显然更加野心勃勃。当然,说服各个Rollup采用其方案将会是一个巨大的挑战。

  • Ecosystem

Quintus在文章中写到,Uniswap、Metamask和Infura分别作为dApp、钱包和RPC服务提供商的代表,掌控着以太坊总订单流中的大多数(且往往是有价值的)。据估计,Infura在总订单流的份额超过70%。这些流量端作为交易发出的卡口,把握着订单流的流动,在MEV供应链中扮演着重要、但容易被忽视的角色。

SUAVE的核心是Open Orderflow,需要多方参与,因此上述实体的作用在SUAVE的设计中得到了凸显,旨在帮助这些Orderflow Owner进行货币化和创造利润。

MEV供应链中的每一实体都是Economically Rational的,如果说dApp、钱包和RPC服务提供商可能存在一些顾虑,但搜索者和构建者是由利益驱动的,如果SUAVE提供了优质的订单流,那么他们就有足够强的动力主动与SUAVE进行整合,并逐渐建立起网络效应。

在接口层面,钱包可以简单地改变RPC端口,将交易发送到SUAVE。但如果钱包需要为偏好环境和执行市场做适配,免不了做一些额外的改动。因此,SUAVE要实现其愿景,还需要与生态中的核心流量建立合作。

Part #3

上述讨论之外,我们亦提出一些开放性问题。

原先用户在表达其交易意图时存在限制,交易上链时的状态大多取决于即时网络状态,无法对交易进行定制化。而根据SUAVE提出的「偏好」的概念,用户可以设定交易上链的条件,例如「我想把这笔交易放在某个域的某个区块的某个位置」。用户表达意图的自由度和丰富度得到了提升。

另一方面,提高表达偏好的细粒度程度会大幅增加网络的复杂性,并且使规模性DoS攻击成为可能。这又进一步地要求对费用结构进行合理的设计。

此外,我们已经看到诸如Rollup-as-a-Service、DA-as-a-Service以及Restaking-as-a-Service的叙事。未来一段时间内,各个zkEVM项目将陆续上线主网,并且去中心化排序层也在各个Rollup路线图的规划之内。

因此,Sequencing-as-a-Service是我们可以挖掘的潜在方向。这些Rollup是否会简单采用FCFS的方案、或是将Sequencing外包给专业的服务商、甚至采用多种方案的轮换?这将决定Sequencing项目的市场份额和竞争格局。

小结:

过去几年,MEV饱受争议,但无碍于其飞速扩张。

现有的MEV解决方案涵盖各个方面,基本的话题围绕「最小化/阻止MEV」和「民主化MEV/MEV利益再分配」而展开;前者使用了一些加密方案,后者向上游玩家和用户进行利润返还。

MEV作为区块链的固有性质,在当前的「不可能三角」中占据着一个权衡点,在SUAVE的实施中或许将延伸出「第四角」。建立在MEV供应链结构的确定性之上,SUAVE将在未来十年创造超百亿级别的规模化市场。

从PBS到SUAVE,我们可以看到的趋势是,不断引入竞争的多样性,并确保竞争条件均衡。社区始终朝着去中心化的目标不断迈进,我们尊重社区为照亮黑暗森林所付出的一如既往的努力。

我们描绘的MEV新十年:竞争,而非垄断;共享,而非独享;共治,而非独裁。

References:

mev.wtf

mev.day

https://www.flashbots.net/mev-sbc-workshop

https://docs.flashbots.net/

https://writings.flashbots.net/the-future-of-mev-is-suave/

https://writings.flashbots.net/order-flow-auctions-and-centralisation

https://www.mev.wiki/

https://twitter.com/hasufl/status/1595492544074305539

https://twitter.com/bertcmiller/status/1595492392022421504

https://twitter.com/ratedw3b/status/1604852812138958848

https://joncharbonneau.substack.com/p/decentralizing-the-builder-role

https://hackmd.io/@0xapriori/r1stc3zPi#Flashbots-amp-MEV

https://hackmd.io/@vbuterin/distributed_builders#/

https://noxx.substack.com/p/order-flows-kingmaker-of-the-block

https://mirror.xyz/0xshittrader.eth/f2VSuoZ91vAbCv82MtWM-Gosyf_DeUXfPlDx3EYV3RM

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