Profundidad de análisis de MEV: evolución y desafíos desde Ethereum 2.0 hasta Layer2

Iluminar el bosque oscuro: desvelando el velo del MEV

Con el rápido desarrollo del ecosistema de Ethereum y la mejora continua de la infraestructura en cadena, el MEV(, o valor máximo extraíble, ha sido considerado como una de las partes más peligrosas del "bosque oscuro" de Ethereum, afectando directamente la experiencia de transacción en cadena y los rendimientos de los usuarios. Este artículo tiene como objetivo analizar en profundidad los problemas de centralización y confianza que trae el mecanismo actual, así como la contradicción con la idea de descentralización de Ethereum, partiendo del mecanismo de generación de bloques de Ethereum 2.0 y la evolución de la tecnología de separación de proponentes y constructores, )PBS(.

La existencia de MEV es una espada de doble filo; tiene efectos positivos como la reducción de las diferencias de precios en DEX y la asistencia en la liquidación, pero también tiene efectos negativos como el daño a los intereses de los usuarios. Por lo tanto, las soluciones para MEV se centran más en mitigar su impacto negativo que en eliminarlo por completo. En la exploración de la mitigación de los efectos negativos de MEV y la resolución de los problemas actuales relacionados con el middleware Relayer basado en la confianza de terceros, hay principalmente tres tipos de medidas: mejorar el mecanismo de subasta, mejorar la capa de consenso y mejorar la capa de aplicación. Estas soluciones afectarán el panorama de MEV en diferentes grados, pero algunas de ellas no pueden resolver fundamentalmente problemas como los ataques de sándwich que sufren los usuarios. Por lo tanto, también es muy necesario introducir más tecnologías de piscinas de privacidad para proteger la privacidad de las transacciones de los usuarios; estas soluciones de MEV merecen ser combinadas y probadas.

Además, como un subproducto inevitable del diseño de mecanismos, el MEV se volverá aún más complejo en el futuro. También discutimos los posibles desafíos y oportunidades técnicas adicionales del MEV que podrían surgir con la implementación de nuevos tipos de transacciones en la arquitectura de Layer2 y la abstracción de cuentas EIP-4337.

Por último, esperamos explorar en este artículo las posibles soluciones para mitigar los efectos negativos del MEV, tener un conocimiento integral de los pros y los contras de las soluciones actuales de MEV, no solo iluminando el "bosque oscuro" para los usuarios, sino también señalando a los investigadores la dirección para investigar más sobre el MEV.

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Ethereum 2.0

Desde The Merge, Ethereum ha adoptado un mecanismo POS para garantizar la seguridad de la red, abandonando la competencia por bloques intensiva en cálculos y optando por la prueba de participación. Después de la fusión, Ethereum se divide en una capa de ejecución y una capa de consenso. La generación de bloques también ha cambiado; cada Epoch es un ciclo POS, cada Epoch se divide en 32 Slots, y cada Slot es una unidad de tiempo de 12 segundos para la generación de bloques.

En cada Epoch, la red selecciona aleatoriamente un comité y, de este, se selecciona aleatoriamente un proponente de bloque. El proponente es responsable de empaquetar y ordenar las transacciones y generar el bloque, mientras que los demás miembros del comité supervisan y votan. El comité se vuelve a seleccionar al final de cada Epoch y hay un límite de tiempo de operación establecido para garantizar la eficiencia. Aquí normalizamos la terminología: Payload es la carga de ejecución, es decir, el cambio de estado de las transacciones, que puede considerarse parte de la ejecución del bloque. El proponente del bloque llevará a cabo la carga de ejecución y la propuesta del bloque.

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Arquitectura PBS

De hecho, cuando los validadores son elegidos como proponentes de bloques, a menudo no están dispuestos a ejecutar la clasificación y ejecución de la transacción Payload), ya que esto requiere una gran cantidad de capacidad de cálculo. Se había previsto originalmente que a través de elecciones de un comité descentralizado se incluyera la ejecución de cargas, para descentralizar la clasificación de transacciones. Pero los validadores tienden a externalizar esta parte y concentrarse en proponer bloques. Así surgió la idea de PBS, que separa la propuesta y construcción de bloques, donde los proponentes son responsables únicamente de validar bloques, sin participar en la construcción.

Esta separación fomenta un mercado abierto, donde los proponentes pueden obtener bloques de los constructores. Los constructores compiten entre sí para construir bloques, ofreciendo la tarifa más alta a los proponentes, a lo que llamamos "subasta de bloques".

Introducción breve al modelo de subasta sellada de la separación Proposer Builder (PBS) (: los usuarios envían transacciones al Mempool público a través de un proxy RPC, múltiples Builders encuentran la mejor manera de ordenar las transacciones y generan bloques que maximizan las ganancias. ) Ganancia = tarifa base + tarifa de prioridad + MEV (. Los Builders interactúan con el Proposer a través de MEV-Boost Relayer, que actúa como intermediario. Los Builders envían ofertas al Relayer, que a su vez presenta múltiples encabezados de bloques y ofertas al Proposer; este suele optar por la oferta más alta. El Relayer sigue las normas de MEV-Boost, regulando la interacción de las ofertas entre Builders y Proposers. Todo el proceso es confidencial; el Relayer solo envía encabezados de bloques al Proposer, garantizando la resistencia a la censura del Proposer.

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Participantes y juegos en PBS

Los principales participantes incluyen Builder, Relayer, Proposer, MEVbot)Searcher(.

) Builder

El Builder es responsable de construir el contenido del bloque. Con la adopción de MEV-Boost, tiene una ventaja en las licitaciones, ya que soporta tarifas de Gas y ganancias de MEV. El Builder puede revisar directamente las transacciones de los usuarios y de los Searchers, lo que ha sido objeto de controversia, especialmente después de que el gobierno de EE. UU. publicó la OFAC, lo que llevó a muchos Builders a participar en el cumplimiento de la OFAC. Aunque la proporción de bloques revisados ha disminuido recientemente, el Builder todavía tiene un impacto directo en la revisión de transacciones.

Actualmente, beaverbuild.org, que no requiere revisión, está ampliando gradualmente su participación en el mercado Builder, todo orientado a las ganancias.

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Buscador

La maximización de beneficios requiere el esfuerzo conjunto de Searcher y Builder. Los Searchers a menudo colaboran con Builders específicos para formar Dark Pools o Private Pools; las transacciones de Searcher son visibles solo para Builders específicos, y algunos Builders obtienen transacciones MEV que maximizan sus beneficios, compitiendo así por el espacio en los bloques. Teóricamente, si un Builder actúa de manera maliciosa o realiza censura, el Searcher puede optar por otros Builders, lo que hace que la cuota de mercado de ese Builder disminuya. Por lo tanto, considerando las restricciones de los Searchers, los Builders a menudo sopesan el costo implícito de actuar maliciosamente.

Searcher se divide en CEX-DEX( arbitraje fuera de la cadena) y DEX, capa intermedia, liquidación### puramente en la cadena( en dos grandes categorías. Actualmente, Wintermute ocupa el primer lugar en la cuota de mercado de arbitraje de CEX-DEX.

Las oportunidades de MEV puramente en cadena muestran una tendencia hacia el estudio de trabajo. jaredfromsubway.eth tiene una participación de mercado del 37.2%, especializado en ataques de sándwich a usuarios de Ethereum, y fue el usuario con mayor consumo de gas en la cadena, con un promedio diario de aproximadamente el 1.5% del gas. Desde febrero de 2023 hasta junio de 2024, este bot gastó un total de 76,916 ETH, aproximadamente 175 millones de dólares.

Debido a la estrecha relación entre Searcher y Builder, muchos Searchers envían el flujo de órdenes a los tres principales Builders. Aunque teóricamente se puede transmitir a todos los Builders, los Builders más pequeños pueden dividir el flujo de órdenes, lo que conduce a la ineficacia de las estrategias MEV y provoca riesgos de pérdida. Vincular a los Builders también ayuda a mantener la influencia ecológica.

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) Relayer

El Relayer es responsable de la subasta conjunta, actuando como un intermediario para enviar el encabezado del bloque y el precio de la subasta al Proposer. En este momento, el Proposer no conoce los detalles de las transacciones del bloque. Una vez que el Proposer elige y firma el encabezado del bloque, el Relayer libera el contenido completo de la transacción al Proposer. El Relayer, como un tercero sin incentivos económicos, gana una gran confianza. El Builder depende de la oferta del Proposer, y el Proposer depende de la oferta del Relayer y del contenido del bloque. Históricamente, ha habido vulnerabilidades en el Relayer Ultrasound, que llevaron al Proposer a extraer más de 20 millones de dólares en MEV. Aunque se pueden corregir las vulnerabilidades, el Relayer en sí aún puede optar por comportamientos maliciosos para robar MEV.

Actualmente, la cuota de mercado de Builder que opera con puro MAX Profit ha ido aumentando gradualmente desde la fusión, lo que indica que es difícil controlar artificialmente el MEV a través de Builder en un mercado libre.

El relayer enfrenta el problema de la falta de incentivos económicos. Blocknative ha abandonado el desarrollo en la dirección del relayer. Actualmente, el relayer se basa en la especificación MEV-Boost propuesta por Flashbots. La dependencia de Ethereum de terceros para proporcionar PBS no es una solución a largo plazo, y la comunidad está explorando la posibilidad de incorporar PBS a nivel de protocolo.

Iluminar el bosque oscuro: desvelando el velo del MEV

Proposer

Para el Proposer, se selecciona aleatoriamente un comité entre todos los validadores y luego se elige al proponente del bloque en cada slot. El proponente ya tiene la capacidad de carga de ejecución, pero tiende a subcontratar, lo que puede llevar a una cooperación vertical con el Builder. El Relayer de MEV-boost espera actuar como un punto intermedio, reduciendo la colusión que trae la comunicación directa. Actualmente, los pools de minería actúan como pools de validadores, pero los pools de minería y los pools de validadores LSD tienen un fuerte efecto de escala. Especialmente con la aparición de LSD, se libera el potencial de los tokens en staking, mejorando la eficiencia del capital. Bajo la influencia de los bloques DEFI, el pool de validadores muestra una tendencia a la centralización.

Lido actualmente ocupa el 28.7% de la cuota de mercado, Coinbase y Ether.fi ocupan el segundo y tercer lugar, respectivamente. En el pasado, cuando no se implementó proactivamente el esquema MEV-BOOST PBS, el Proposer debía hacerse cargo de la carga de ejecución del Builder (, pero la mayoría de los Proposers renunciaron a la capacidad de ejecutar el orden de las transacciones, ya que el cálculo intensivo afectaría gravemente el rendimiento de validación, prefiriendo externalizar la carga de ejecución y permitir que un tercero subaste bloques.

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( Usuario

Los usuarios son los más vulnerables en la arquitectura general; las transacciones se colocan en el Mempool, y varios MEVbot obtienen ganancias de esto, pero estas ganancias no fluyen hacia los usuarios. Sin embargo, no todo son desventajas, como en el DEX, cuando la volatilidad del mercado en cadena es alta o el volumen de transacciones de los usuarios supera la liquidez del DEX, los MEVbot alivian el deslizamiento y la diferencia de precios entre plataformas a través de arbitraje. Por lo tanto, el MEV tiene externalidades positivas y negativas que deben discutirse por separado, y esta es también su complejidad.

Para evitar que los usuarios sean perjudicados por la detección de MEVbot, muchos proveedores de nodos RPC pueden ayudar a los usuarios a colocar transacciones en Mempool no público, como interactuando directamente con el Builder a través del RPC. Una forma novedosa es compensar a los usuarios por las ganancias de MEV a través de OFA)Order Flow Auction(. Los operadores de OFA RPC colaboran con Searcher para subastar las órdenes de los usuarios a Searcher, quien maximiza el MEV, incorpora el flujo de órdenes en el bloque y luego devuelve parte de las ganancias a los usuarios.

Actualmente, la proporción de usuarios que utilizan flujos de órdenes privadas sigue siendo baja, alrededor del 10%. La principal razón es el alto costo de educación del usuario; la mayoría de los usuarios tienen dificultades para entender correctamente los conocimientos de MEV y las medidas a tomar, lo que hace que la operación sea compleja. Optimizar la experiencia del usuario requiere una mayor participación pasiva por parte de los usuarios, en lugar de una aceptación activa.

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Resumen

Bajo la arquitectura actual de PBS, la introducción de la norma MEV-BOOST ha llevado a un mecanismo de subasta de ofertas selladas que maximiza las ganancias, lo que resulta en una creciente cooperación y confianza entre los Builders y Searchers, con una tendencia clara hacia la centralización. Los Validators bajo PoS también muestran una centralización, y cada eslabón de la cadena industrial de MEV se ha vuelto más centralizado, lo que introduce problemas de confianza entre múltiples partes. Los Searchers confían en los Builders, los Builders y Proposers confían en los Relayers. El desarrollo de la centralización y la confianza en MEV contrasta claramente con la visión de descentralización y desconfianza de Ethereum. La comunidad de Ethereum está discutiendo tres propuestas para mitigar la centralización:

  1. Enfocado en la centralización del empaquetado entre Builder y Searcher: Flashbot propone la tecnología SUAVE, aumenta la transparencia en las transacciones, reduce el umbral de confianza de los Searchers hacia los Builders y fomenta que los Searchers envíen flujos de órdenes a todos los Builders.

  2. En cuanto a la confianza en Relayer: utilizar Enshrined PBS en lugar del actual esquema PBS, eliminando la dependencia de Relayer.

  3. Enfocado en la centralización de Validadores: se adopta AVS descentralizado, como SSV, que Lido ya ha colaborado.

Iluminar el bosque oscuro: desentrañando el velo del MEV

Estado actual de MEV

Actualmente, los principales MEV en la cadena incluyen arbitraje, ataques de sándwich, liquidaciones, entre otros. Las ganancias de arbitraje son las más grandes, en los últimos 30 días se ha reportado que los bots de MEV han obtenido ganancias de 2.6 millones de dólares. En realidad, la ganancia promedio por transacción es de aproximadamente 0.8 dólares, y gracias a un gran volumen de transacciones, las ganancias por ataques de sándwich en la cadena de Ethereum en los últimos 30 días son de aproximadamente 880 mil dólares.

MEV tiene efectos externos positivos y negativos. Los positivos incluyen la reducción de la diferencia de precios entre DEX mediante arbitraje y la asistencia a los protocolos DEFI en la liquidación de colaterales, entre otros. Los negativos se centran principalmente en el comercio intermediario que afecta a los usuarios, lo que provoca pérdidas en sus beneficios. Bajo el actual mecanismo de tarifas en la cadena, aunque Ethereum ha implementado un suavizado de las tarifas de Gas, cuando aumentan las oportunidades de arbitraje en la cadena, el comercio conjunto de los bots MEV y los usuarios seguirá provocando un aumento temporal en las tarifas de Gas, afectando la economía y la experiencia del usuario.

No solo la arquitectura PBS y POS trae problemas de MEV y centralización, sino que el proceso de migración de Ethereum a Layer2 también ha generado problemas de MEV entre cadenas de Layer2.

Iluminar el bosque oscuro: desvelando el misterio de MEV

Diseño de arquitectura Layer2

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HashRatePhilosophervip
· hace12h
El bosque oscuro ya ha sido despojado.
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RugResistantvip
· 08-04 14:36
bruh mev todavía es una pesadilla de seguridad, para ser honesto
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BearMarketGardenervip
· 08-03 18:24
El campo ha sido explotado por mev, se ha sembrado en vano.
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SocialAnxietyStakervip
· 08-03 18:23
¿Quién dice que el MEV no puede eliminarse por completo?
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SelfSovereignStevevip
· 08-03 18:13
¿Se puede seguir aprovechando a la Ballena después de haber jugado durante varios años?
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