以太坊转PoS后，如何缓解MEV的影响？

本期篇幅较长，为了方便大家阅读可预览目录：温习：什么是最大可提取价值MEVPart1：以太坊POS中MEV验证者中心化许可内存池Part2：MEV两种解决方案Proposer-BuilderSeparationPBS如何减轻MEV的影响？BuilderAPIBuilderAPI如何减轻MEV的影响？Part3：MEV是以太坊独有的吗？Part4：MEV遵循复杂性Part5：为什么说MEV很难修复正文开始，首先我们举例回顾一下什么是MEV？例如，在大量交易导致价格下滑后，Uniswap上有10,000美元的套利机会。套利机器人注意到机会并提交交易以捕获它，向矿工提供10美元的交易费。可能会发生以下两种情况之一：矿工将复制并审查套利者的交易，以便自己抓住机会其他机器人会注意到并出价更高的txfee，开始一场争夺套利权的竞标战。拍卖被称为“优先Gas拍卖”10,000美元的潜在利润是MEV。如果矿工没有捕获它，并且开始了PGA，拍卖成交的价格与可用的总MEV之间的差额就是获胜交易者的利润。在MEV系列的第一篇文章里我们详细介绍了MEV的形式及其影响，接下来我们继续讨论MEV对以太坊的影响。Part.1以太坊PoS中的MEV在上一篇文章里，我们介绍了MEV对整体用户体验和共识层安全性有负面影响。但以太坊向权益证明共识的过渡中可能会引入新的MEV相关风险：ETH）就添加到信标链的区块的有效性达成共识。由于32个ETH可能对许多人来说是遥不可及的，加入一个质押池可能是一个更可行的选择。然而，独立质押者的良好分布是最理想的，因为它减轻了验证者的中心化并提高了以太坊的安全性。然而，MEV提取被认为能够加速验证者的中心化。这部分是因为，由于验证者提出区块的收入低于之前矿工的收入，MEV提取可能会极大地影响合并后验证者的收入。更大的质押池可能会有更多资源投资于必要的优化以捕捉MEV机会。这些池提取的MEV越多，他们就有越多的资源来提高其MEV提取能力，从根本上创造规模经济。由于可支配的资源较少，独立质押者可能无法从MEV机会中获利。这可能会对独立验证者施加压力，加入强大的质押池以增加收入，从而降低以太坊的去中心化程度。许可内存池

超过100,000个地址正在帮助以太坊扩展:金色财经报道，为了扩展以太坊，研究人员提出了一项计划，使存储来自第2层汇总的数据成本更低。第一阶段需要将EIP-4844（称为proto-danksharding）引入以太坊主网，预计将在年底前与Dencun升级一起发生。但要做到这一点，他们需要一些熵，随机数据。EIP-4844将引入一种新的“blob-carrying交易”，种用于第2层将数据传递给以太坊主网验证器的临时数据存储机制。以太坊研究人员设计了一种方法，让任何拥有以太坊地址的人都可以参与，只要有使用该网络的一些历史就可以加入。4月17日向公众开放时，捐款仅限于具有大量交易历史记录的以太坊用户，以减少等待时间。但这些限制逐渐减少，以至于今天你只能贡献16笔交易。降低的门槛是总贡献数量不断上升的原因之一，最近超过了100,000个独立贡献。这并不一定意味着100,000个人，一个人可以拥有多个地址，但每个地址只允许一个贡献，并且每个人都为以太坊以汇总为中心的未来贡献一小部分安全措施。[2023/5/31 11:49:23]

为了应对三明治攻击和抢先交易攻击，交易者可能会开始与验证者进行链下交易以保护交易隐私。交易者代替将潜在的MEV交易发送到公共内存池，而是直接将其发送给验证者，验证者将其包含在一个区块中并与交易者分享利润。“暗池”是这种安排的放大版本，其功能是经过许可的、仅限访问的内存池，向愿意支付一定费用的用户开放。这种趋势将减少以太坊的无许可和去信任，并有可能将区块链转变为有利于出价最高者的“pay-to-play”机制。许可内存池也会加速上一节中描述的中心化风险。运行多个验证者的大型池可能会受益于为交易者和用户提供交易隐私，从而增加他们的MEV收入。Part.2MEV的两种解决方案在合并后的以太坊中解决这些与MEV相关的问题是一个核心研究领域。迄今为止，为了减少MEV在合并后对以太坊的去中心化和安全性的负面影响，提出了两种解决方案，分别是Proposer-BuilderSeparation(PBS)和BuilderAPI。Proposer-BuilderSeparation

StarkWare推出以太坊侧链和StarkEx之间无需信任的转账方案:8月9日消息，StarkWare推出以太坊侧链和二层扩容方案StarkEx之间无需信任的转账方案。StarkWare表示，在侧链和L2之间转移资金的需求越来越大，之前有两种方案：另一种方案是从侧链跨链至以太坊主网，再从以太坊主网跨链至二层网络，这样成本极高且低效；另一种方案是通过某个应用进行跨链，这样快速又便宜，但涉及到信任问题。

StarkWare的方案为用户向该方案的应用程序发送链下转账请求，应用将审核用户在StarkEx上是否有足够的资金，如果有则在侧链上的互操作性合约中锁定相应的资产，并通过合约将用户在StarkEx上的资产转移至应用程序在StarkEx上的账户中。此时用户需要在指定时间内为转移请求签名，否则应用程序将会解锁侧链中的资产并将StarkEx上的资产返还给用户。

StarkWare表示，StarkEx的客户将很快适应该互操作性方案。关于其无需信任的去中心化ZK-Rollup StarkNet，StarkNet Planets Alpha 1已经在Ropsten上运行，计划支持与其他生态系统（如侧链）的互操作性。[2021/8/9 1:44:15]

Proposer-BuilderSeparation(PBS)旨在减轻MEV的影响，尤其是在共识层。PBS的主要特点是区块生产者和区块提议者规则的分离。验证者仍然负责区块提议和投票；但区块构建者——blockbuilders，则负责排序交易和构建区块。在PBS下，一个区块builder创建一个交易包，并出价将其包含在信标链区块中）。选择提议下一个区块的验证者然后检查不同的出价并选择费用最高的交易包。PBS实质上创建了一个拍卖市场，builders与验证者协商出售区块空间。当前的PBS设计使用提交-显示方案，其中builders仅发布对区块内容的加密承诺及其出价。在接受中标后，Proposer创建一个包含区块头的已签名区块提案。区块builder在看到已签名的区块提案后应发布完整的区块主体，并且在最终确定之前还必须收到来自验证者的足够证明。PBS如何减轻MEV的影响？

CoinMetrics报告：机构投资者开始购买以太坊:CoinMetrics报告显示，以太坊的实际资本总额在1月份增长了近50％，创下约700亿美元的历史新高。持有超过1万个以上以太坊的地址数量增加5％，目前有1241个钱包持有以太坊超过1380万美元。CoinMetrics表示，这表明机构投资者开始购买以太坊。（Cointelegraph）[2021/1/27 13:38:25]

通过从验证者的权限中移除MEV提取，协议内PBS减少了MEV对共识的影响。相反，运行专用硬件的区块builders将抓住未来的MEV机会。不过，这并不完全排除验证者与MEV相关的收入，因为builders必须出高价才能让验证者接受他们的区块。然而，随着验证者不再直接专注于优化MEV收入，时间强盗攻击的威胁减少了。PBS也降低了MEV中心化风险。例如，使用commit-reveal方案消除了builders信任验证者不会窃取MEV机会或将其暴露给其他builders的需要。这降低了独立质押者从MEV中受益的门槛，否则，builder将倾向于青睐在链下享有声誉的大型池并与他们进行链下交易。同样，验证者不必相信builders不会因为支付是无条件的而扣留区块主体或发布无效区块。即使提议的区块不可用或被其他验证者宣布无效，验证者的费用仍会处理。在后一种情况下，区块被简单地丢弃，迫使区块builder损失所有交易费用和MEV收入。BuilderAPI

虽然提PBS有望减少MEV提取的影响，但实现它需要更改共识协议。具体来说，信标链上的分叉选择规则需要更新。BuilderAPI是一种临时解决方案，旨在提供PBS的有效实施，尽管具有更高的信任假设。BuilderAPI是EngineAPI的修改版本，共识层客户端使用它来从执行层客户端请求执行负载。正如诚实验证者规范中所概述的那样，被选为区块提议职责的验证者从连接的执行客户端请求一个交易包，它们将交易包含在提议的信标链区块中。BuilderAPI还充当验证者和执行层客户端之间的中间件；但它是不同的，因为它允许信标链上的验证者从外部实体获取块。BuilderAPI的工作原理如下：BuilderAPI将验证者连接到运行执行层客户端的区块builder网络。就像在PBS中一样，builder是专门的团体，它们投身于资源密集型区块建设，并使用不同的策略来最大化从MEV+prioritytips中获得的收入。验证者请求执行有效载荷以及来自builder网络的出价。来自builder的投标将包含执行有效负载块头——对有效负载内容的加密承诺——以及支付给验证者的费用。验证者审查传入的出价并选择费用最高的执行负载。使用BuilderAPI，验证者创建一个“blinded”的信标块提案，其中仅包含它们的签名和执行有效负载块头，并将其发送给builder。运行BuilderAPI的builder预计会在看到blinded块提议后，会响应完整的执行负载。这允许验证者创建一个“签名的”信标块，它们在整个网络中传播。使用BuilderAPI的验证者仍然需要在本地构建区块，以防区块builder未能及时响应，这样他们就不会错过区块提案奖励。但是，验证者不能使用现在公开的交易或另一组交易创建另一个区块，因为这相当于模棱两可，这是一种严重的错误。MEV-Boost是BuilderAPI的一个示例实现，它是对Flashbots拍卖机制的改进，旨在抑制以太坊上MEV的负面外部性。Flashbots拍卖允许矿工在工作量证明中将构建有利可图的区块的工作外包给称为搜索者：Searchers的专业团体。Searchers寻找有利可图的MEV机会，并向矿工发送交易包以及包含在区块中的密封价格投标。运行mev-geth的矿工只需选择利润最高的交易包并将其作为新区块的一部分进行开采。为了保护矿工免受垃圾邮件和无效交易的影响，交易包在到达矿工之前通过中继器Relayers进行验证。MEVBoost保留了与原始Flashbots拍卖相同的运作方式，尽管具有专为以太坊转向权益证明而设计的新功能。Searcher仍然会发现有利可图的MEV交易，并将其包含在区块中，但是称为builder的新的专业团体，负责将交易聚合并捆绑到区块中。builder接受来自Searcher的密封价格出价并运行优化以找到最有利可图的订单。Relayers仍然负责在将交易包传递给提议者之前验证交易包。然而，MEVBoost引入了托管，负责通过存储builder发送的区块主体和验证者发送的区块头来提供数据可用性。在这里，连接到中继器的验证者请求可用的执行有效载荷，并使用MEVBoost的排序算法来选择具有“最高出价+MEV费用”的有效载荷标头。BuilderAPI如何减轻MEV的影响？

PoS基础设施服务商stakefish上线以太坊2.0 Staking平台，支持批量建立验证节点:11月24日消息，PoS基础设施服务商stakefish已正式上线以太坊2.0的非托管类Staking平台，该平台为以太坊社区首个支持批量建立节点的staking平台，最多一次性存入100个以太坊2.0验证节点，智能合约已经通过Runtime Verification审计。stakefish已于不久前开源了其开发的批量存储合约。目前，平台上线约15小时已经成功创建680个验证节点，Staking ETH数额达到21760 ETH。[2020/11/24 21:56:33]

BuilderAPI的核心优势在于它有可能使对MEV机会的访问民主化。使用commit-reveal方案消除了信任假设，并降低了验证者寻求从MEV中获益的进入门槛。这应该会减轻独立质押者与大型质押池整合以提高MEV利润的压力。BuilderAPI的广泛实施将鼓励区块builder之间更激烈的竞争，从而增加审查阻力。当验证者审查来自多个builder的出价时，意图审查一项或多项用户交易的builder必须出价高于所有其他非审查builder才能成功。这大大增加了审查用户的成本并阻碍了这种做法。一些项目，如MEVBoost，使用BuilderAPI作为整体结构的一部分，旨在为某些方提供交易隐私，例如试图抢先交易/三明治攻击的交易者。这是通过在用户和区块builder之间提供私人通信渠道来实现的。与前面描述的许可内存池不同，这种方法是有益的，原因如下：市场上多个builder的存在使得审查变得不切实际，这对用户有利。相反，中心化和基于信任的暗池的存在会将权力集中在少数区块builder手中，并增加审查的可能性。BuilderAPI软件是开源的，任何人都可以提供区块builder服务。这意味着用户不会被迫使用任何特定的区块builder，并提高了以太坊的中立性和无许可性。此外，寻求MEV的交易者不会通过使用私人交易渠道无意中为中心化做出贡献。Part.3MEV是以太坊独有的吗？我们不禁要问：MEV是以太坊独有的吗？不，假设MEV也可以在比特币上看到。审查闪电通道或双花代币的动机在技术上是MEV。然而，我们的假设是，与以太坊等区块链相比，比特币本质上更不容易受到MEV的影响。其原因在于各自区块链的复杂性和“状态性”：MEV在给定区块链上的累积速度通常与其应用层行为的复杂性成正比。任意灵活的协议，如以太坊，不能限制这种复杂性，并且随着时间的推移，它固有地倾向于更大的复杂性。如果不改变Ethereum的用户体验，MEV激励措施就无法轻易减轻。这就是为什么我们说以太坊的复杂性可能是一个诅咒。Part.4MEV遵循复杂性在某种纯粹的理论意义上，即使是比特币也无法限制其潜在的MEV敞口。然而，比特币的设计很好地阻止了意外的高MEV用例，在实践中很少见。这似乎不太可能在未来发生变化，因此我们预计MEV不会成为比特币的更大问题。相比之下，我们可以观察到以太坊上的MEV表面呈指数级增长，这主要是由于通过DeFi应用程序的大量价值流动。这些看起来很有前途的金融基础也可以被看作是以太坊的寄生虫：编织了一个无边无际的MEV网络，并一天天变得越来越大、越来越复杂。Part.5MEV很难修复

BitMEX Research：交易所运行自己的以太坊节点，但无法与Infura等第三方协调则会暂停服务:推特网友Mr Cat刚刚向赵长鹏提问称，你不是在运行自己的ETH节点吗？赵长鹏回复道，是的，但不确定这是否会成为孤链。BitMEX Research对此回复称，交易所可能确实运行自己的以太坊节点，但如果本地链无法与Infura等第三方提供商协调，则会暂停一些服务，等待调查。

今日早前消息，Infura以太坊API服务中断，多家加交易所及钱包服务疑似受到影响。[2020/11/11 12:19:40]

最后，很自然地会问以太坊是否可以建立一种机制来抵消MEV进入协议。简而言之，不会，至少不会改变以太坊的开发者和/或用户体验。任何阻止矿工/验证者获得收入流的尝试都可能会刺激协议外市场的创建。例如，如果所有的交易都只允许支付一个统一的利率，我们预计矿工/验证者会与交易者串通，接受支付获得交易优先权。同样，如果所有交易费用都被销毁或支付给一个“公共罐子”，矿工们/验证者只需单独收取费用。这就是为什么我们说MEV不容易被抵消。虽然存在潜在的缓解措施，但它们需要对以太坊应用程序的架构方式以及用户与之交互的方式进行结构性更改。更多区块链知识与干货，关注Tokenview.io。参考文章https://research.paradigm.xyz/MEVhttps://ethereum.org/en/developers/docs/mev/#mev-in-ethereum-proof-of-stake

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