以太坊黑暗森林中的一束光：理解MeV竞赛下的游戏

MeV可能已经开放并形成了一个由透明交易引发的利润再分配市场。Flashbots有望为黑暗森林带来秩序，消除搭便车行为，并在利益相关者之间形成新的游戏平衡。

撰稿人：曹逸欣，hashkey capital research
工作，审稿人：万向区块链首席经济学家邹传伟

MeV研究机构flashbots今年3月报告称，其第三方以太坊客户端版本mevgETH吸引了12个mine，拥有58.8%的哈希算力。随着以太坊煤气费的急剧下降，这个版本的应用越来越普及。虽然因果关系尚未确定，但足以引起广泛关注，社会各界对MeV的合法性存在诸多争议。

本文旨在通过分析MeV的来源，阐明MeV的定义及其对以太坊生态的影响，并基于flashbots试图建立的MeV利润分配市场秩序中利益相关者之间的博弈关系，探讨未来可能的状态。

参考读数：

《Flashbots透明度报告-2021年3月》

MeV来源

以太坊已经成熟运营多年，从生产商（矿工）、拍卖行（矿池）到竞拍者（用户）形成了稳定的格局。区块空间的供给和需求由优先GAS FEE拍卖（PGA）机制和区块奖励进行调节。

如果说交易可以分为三个过程：价格发现、交易匹配和交易执行，那么在这个阶段，区块空间的核心价值就是由一系列区块链核心“组件”如哈希指针、共识机制和信任机制所保证的去中心化转输服务（交易执行去信任）点对点网络，并使用智能合约进一步取代之前的交易，为了消除整个交易过程中与“信任”相关的摩擦成本，赖氏信用中介（交易匹配去信任）为数字资产的发行和交易提供了关键基础设施。

参考读数：

以太坊区块空间市场深度分析：挖矿循环新模式

以太坊的应用层在智能合约的推动下衍生出了大规模的DeFi业务应用创新，使得区块空间开始充满一些复杂的交易逻辑，如过度抵押、AMM、收益挖矿策略、衍生品、保险、算法稳定币等系统已经开始采取形状，以及它的可组合性带来的财富效应已经讨论了一段时间。区块空间和未确认交易池的透明性和开放性给价格发现过程的参与者带来了新的机遇和挑战。MeV是这一特性的副产品。

价格发现是去中心化市场自组织发展不可或缺的经济功能。普通的交易用户、专业的套利和清算机器人，甚至是发现经济系统漏洞的黑客，都是价格发现的参与者（以下简称搜索者）。他们寻找实际与预期之间的差距，支付资本成本和交易费用以获取潜在利益。区块链信息的透明性和可访问性为高效的价格发现系统提供了新的机遇，而flash loan等创新的贷款模式为价格发现带来了极大的便利。

但这些搜索者正面临新的挑战。一方面，他们想与PGA竞争，以争夺更高优先级的交易机会；另一方面，他们面临着竞争对手的窥探和掠夺。搜索者之间的竞争Convex显并提升了区块内交易的时间价值，而区块内交易的时间价值高于普通交易。块生成时间的离散性和未确认事务池的透明性使得抢占者可以方便地监控未确认事务池的抢占事务。他们可以一起参与PGA过程，而无需支付搜索费用。通过进一步提高加油费，他们可以按照特定的时间顺序进行自己的交易和抢先交易，从而达到白手起家的目的，使搜索者的利益受到这种搭便车行为的损害。因此，在讨论MeV的合法性时，应区分这两类交易的性质。

例如，闪电贷款的攻击者操纵资产的相对价格曲线等后，一些套利者迅速平抑价差，获得了大量的套利收益，这是他们帮助市场快速反应的合法收益；在套利过程中，他们遇到了对资产的夹心攻击交易或直接**其套利交易，是一种搭便车的行为；同样，跟踪市场波动、监控价格预测机更新交易、争夺结算机会的机器人也履行着看管人的职责，而监控其他清算机器人**的交易并充当清算人的机器人抢占了抢占清算交易的劳动成果，一些替代性的交易机会需要付出更多的努力来捕捉，但它们在跑步者面前被浪费了（今年3月Dodo安全漏洞攻击的黑客也被机器人切断了联系）。

由于贸易透明度带来的机遇，搜索者自身无法形成技术壁垒，MeV竞争市场成为抢先机器人的黑森林。当这种高度暴露的资本市场吸引各种抢先机器人时，它们不得不在区块空间的拍卖机制中进行博弈，通过多轮PGA过程获得交易排序的优先权。具有区块排名权的矿池被赋予了寻租机会的自然权利，矿池本身在抢先竞争中具有**优势。这反映了现有区块链机制固有的漏洞，促进了搜索者部分利益分配给抢占者，再通过抢占者分配给矿工的过程。但是，我更喜欢将跑步者从搜索者那里获得的未分配总价值称为**可提取价值（MeV），而矿工从PGA获得的额外收入称为矿工可提取价值（MeV）。

MeV对区块链生态的负外部性

MeV的存在引发了搜索者集团和跑步者集团之间的新竞争，并为矿工提供了除矿工奖励和普通手续费之外的收入来源。社区已经讨论了MeV是否会影响区块链的去中心化。一种观点认为，提取MeV的**一步受到打包区块算力竞争的制约，而算力较强的矿池能够成功打包MeV作为第一梯队有更多的交易机会，这将形成一个正循环，鼓励矿池吸引矿工加入并扩展，导致算力的中心化，降低区块链的去中心化和安全性。

然而，另一种观点则反驳说，由于矿池无法确认是否能争夺下一个区块权，在理性的驱动下，矿池会将MeV交易机会出售给其他矿池，以锁定自己的额外收入。从概率上讲，MeV将被分配到参与MeV竞争的矿池中，以提高其整体收益。

从不断分工的历史趋势来看，搜索MeV交易和算力挖矿所需的技能和生产工具有很大的不同，因此更有可能在MeV搜索和算力挖矿之间形成分工。下面描述的flashbots提出的解决方案也表明这种分工正在形成。

MeV对区块链生态的负外部性是对GAS FEE竞价机制的恶性影响。只要MeV足够大，竞争对手就会愿意通过恶性竞争支付比普通交易高出数百倍的GAS FEE。同时，区块空间记录了大量失败的高费用交易，造成区块空间等稀缺资源的浪费。

MeV对普通交易用户和搜索者有一定的对抗作用。在传统金融中，有监管机构对抢购交易等扰乱市场交易秩序的行为进行法律约束；在去中心化的金融生态中，目前，主要依靠利益相关者之间的博弈和分权体制的技术升级来推动市场机制的改革或优化。

MeV利润分配市场秩序

鉴于MeV对区块链生态的负面影响，flashbots试图为搜索者和矿工建立MeV利益分配的市场秩序。事实上，它提供了一个渠道来去中心化PGA过程的一部分，并让矿池竞标MeV。这确实可以缓解MeV抢夺战造成的区块链拥堵。

但新的问题来了，如何避免利益相关者在连锁系统中的种种邪恶可能性？这又回到了如何保证交易信息链之前的隐私，否则，搜索者的交易信息仍然容易被矿工抢走。目前，MeV-gETH版本的flashbots采用许可制度来约束参与者的行为，**的方案是采用基于SGX的密封竞价拍卖机制，实现市场的非许可准入和交易过程的隐私。这是一个值得进一步研究的课题。

A6022图1。Flashbots设计目标和mev-sgx架构（来自Flashbots-mev-toast 13）

利益相关者的博弈

flashbot的出现改变了块空间的暗森林规则。搜索者可以选择在有序的市场中争夺优先权。基于利益相关者博弈分析，推测新秩序有望消除抢占者的搭便车机会，使套利和清算机器人能够进行公平的PGA竞争，在交易隐私得到保护后，将MeV分配给矿工逐渐演变为传统的价格发现溢价。谁在投标过程中拥有**策略，谁就能以相对较低的溢价实施价格发现过程。

图2。MeV捕获的两种攻击方法

目前，跑步者的攻击交易可以分为两类

三明治攻击

主要是在AMM市场交易中，用户遭受的滑动点损失CS较大，这是第一个竞争者获得的MeV。用户可以通过限制交易量并将**滑动点设置为0来控制CS≤ 百万电子伏≤ 反恐精英。第一个运行程序将部分MeV分配给PGA中的池。

冲刺

主要针对套利、清算交易、闪贷攻击等，利用系统漏洞获利的交易也可归纳为这一类。攻击者获得的MeV等于被抢占事务的预期收益re，这使得被抢占事务失败或失效，不仅损失了预期收益，而且白白支付了服务费，有时还会遭受额外损失。

针对预言机 update和大额订单交易的back-running攻击实际上是一种智能搜索行为，对后续交易没有危害。搜索者只是抢在其他追随者之前抓住了获利的机会。

在抢购攻击中，被抢购交易的发送者似乎是最无辜的受害者。一旦他把精力放在搜索上的盈利机会公布在互联网上，其他竞争对手就会给他搭便车。这种搭便车现象使得劳动力与收入在价格发现过程中不匹配。

flashbot为涉众提供了新的选择。

AMM交易用户和搜索者在透明、公开的未确认交易模式下非常被动，他们的预期利润可以表示为：

关于Cgas MEV≥0

其中，re是价格发现过程中的预期收益（扣除可接受的滑动点成本），CGAs是普通交易费用，MeV是竞争对手可能攫取的利润。

首先，他们的预期利润表示如下：

兆欧-兆欧≥0

MeV是PGA过程中分配给矿池的利润。

对于AMM交易用户，他们的策略是减少交易量，设置滑动点的上限来约束MeV

事实上，当flashbots成为无牌时，用户可以选择直接参与MeV gETH的竞价过程，并以（MeV，MeV）区间的竞价进行竞价。**的损失是像以前一样付出，否则竞价失败，交易马上就失败了，三明治机器人会失去很多目标。如果我们能创造另一个交易隐私受到保护的拍卖市场，被三明治攻击的问题也能得到有效缓解。

对于面临被抢夺的套利和清算交易，抢夺者能够抢夺的MeV往往较大。搜索者将这些交易直接发送到MeV gETH节点，不仅保护了交易的隐私，而且在竞价中具有优势（不包括抢夺者的竞争，只与同类搜索者竞争，竞价失败不会损失手续费）。

对于初学者，他们仍然可以从未确认的事务池中找到抢占式事务，并有动机将事务包发送到MeV gETH节点。原因是MeV gETH节点可以保护自己不被矿池进一步抢劫，即使在链下竞价过程中交易失败，也不会在链上打包，损失手续费或更多额外损失。对于具有“跑者”和“矿池”双重身份的利益相关者来说，随着MeV-gETH节点算力的提高，他们在搭便车方面很难占据优势。试想一下，对于相同的抢占式交易，普通抢占式机器人将其发送到具有近60%算力的MeV gETH节点进行打包，其中标率最终可以与单个矿池竞争。当越来越多的搜索者以隐私保护的形式向MeV-gETH节点发送套利和清算交易时，竞争对手的搭便车机会就会减少。

**，flashbots建立的利益分配秩序可能形成由套利和清算机器人主导的竞价市场，消除搭便车行为。这些机器人的MeV特性成为获取交易隐私和抵抗抢占攻击的价格发现溢价。

对于矿池，理论上存在风险规避偏好。毕竟，以太坊的官方客户端版本已经运行多年，其安全性已经得到验证。不过，近六成的算力还是转战第三方版本，这确实值得关注。部分原因可能是在EIP-1559的推动下，矿池逐步介入MeV市场，面临一个选择：是参与MeV竞争，还是采用MeV get版本，遵循flashbots建立的市场秩序。对于本身不充当搜索者的矿池，MeV-gETH可以简单地增加矿工的收入，避免矿工的损失；对于具有搜索能力的矿池，这取决于使用MeV-gETH后放弃的机会成本。例如，MeV gETH目前规定一个区块只能插入一个MeV交易，而矿池可能有一个或多个MeV交易区块，获得更多收入。然而，寻找MeV需要矿池具备相关技能，消耗更多资源以减少其净收入。

总结与思考

我们很高兴地发现，区块链基础设施为去中心化市场提供了一个良好的轮子，生态开始在各个细分市场迭代发展，我们有幸关注到MeV等有趣的新市场。

MeV使我们关注事务数据的价值和块空间排序的重要性。这也让我们想到除了矿工、矿场和用户之外的一些新角色。虽然flashbots还有很多改进，但它为我们提供了一个很好的例子，说明了如何为这个新兴的交易市场提供秩序，消除一些对整体经济发展不利的因素，建立网络空间文明。在其推动下，矿工的可提取价值有望在交易隐私得到保护后，逐步演变为传统的价格发现溢价。

与第一次Flashbots模拟考试一样，区块链系统中未确认交易池的分离和改造尝试，以及中心化系统的设计都有优化的空间。