Profundidad解析MEV生态:从PBS架构到Layer2新挑战

Iluminando el bosque oscuro: desvelando el velo del MEV

Con el aumento de la actividad en la cadena de Ethereum y la evolución y enriquecimiento de la infraestructura, el MEV ha sido considerado como una de las partes más peligrosas del ecosistema de Ethereum, afectando directamente las ganancias y la experiencia de los usuarios en las transacciones en la cadena. Este artículo tiene como objetivo analizar, desde el mecanismo de generación de bloques de Ethereum 2.0 y la evolución técnica de la separación de proponentes y constructores (PBS), los problemas de centralización y confianza que trae este mecanismo, que contrasta claramente con los valores de descentralización de Ethereum.

La intensificación del MEV es una espada de doble filo, ya que tiene efectos positivos como la reducción de las diferencias de precios en los DEX y la ayuda en la liquidación de transacciones, así como efectos negativos como el daño a las transacciones en capa de los usuarios. Por lo tanto, las soluciones al MEV se centran más en mitigar los efectos negativos que en erradicarlos por completo. En el proceso de mitigar los efectos negativos del MEV y resolver el problema actual del middleware Relayer basado en la confianza de terceros, hay principalmente tres tipos de medidas: mejoras en el mecanismo de subastas, mejoras en la capa de consenso y mejoras en la capa de aplicaciones. Estas mejoras influirán en el panorama del MEV en diferentes grados, pero algunas soluciones no pueden resolver fundamentalmente el problema de los ataques de sándwich que enfrentan los usuarios. Las transacciones de los usuarios siguen estando en una piscina pública, por lo que es necesario introducir más tecnologías de piscina de privacidad para proteger la privacidad de las transacciones de los usuarios; estas soluciones de MEV merecen ser combinadas y probadas.

Además, el MEV, como un subproducto inevitable del diseño de mecanismos, será aún más complejo en el futuro. También hemos explorado los posibles desafíos y oportunidades técnicos del MEV que podrían surgir con nuevos tipos de transacciones bajo la arquitectura Layer2, como la abstracción de cuentas EIP-4337.

Este artículo tiene como objetivo explorar soluciones potenciales para mitigar los efectos negativos de MEV y realizar un análisis exhaustivo de los pros y los contras de las soluciones actuales de MEV, no solo para iluminar el bosque oscuro para los usuarios, sino también para guiar a los investigadores de la industria en la dirección de una investigación más profunda sobre MEV.

Iluminar el bosque oscuro: desentrañando el velo del MEV

Ethereum 2.0

Desde The Merge, Ethereum ha adoptado un mecanismo POS para garantizar la seguridad de la red, abandonando la competencia 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 producción de bloques también ha cambiado, cada Epoch es un ciclo POS, cada Epoch se divide en 32 Slots, y cada Slot equivale a una unidad de tiempo de 12 segundos para la producción de bloques.

La red seleccionará aleatoriamente un comité en cada Epoch, de donde se elegirá aleatoriamente a un proponente de bloque. Este proponente debe empaquetar transacciones y ordenar la ejecución del bloque producido, mientras que los otros validadores del comité supervisan y votan. El comité se reelige después de cada Epoch y hay un límite de tiempo establecido para garantizar la eficiencia. Payload se refiere a la carga de ejecución, es decir, el cambio de estado de las transacciones, que puede considerarse como parte de la ejecución del bloque. El proponente del bloque implementará la carga de ejecución y la propuesta del bloque.

Iluminar el bosque oscuro: desvelando el velo del MEV

Arquitectura PBS

En realidad, cuando los validadores son elegidos como proponentes de bloques, a menudo no tienen incentivos para ejecutar la carga útil, ya que esto requiere una gran capacidad de cálculo. Originalmente se pensó en incluir la ejecución de la carga a través de elecciones de comités descentralizados, para descentralizar el ordenamiento de transacciones, etc. Pero los validadores tienden a dejar esta parte a terceros, enfocándose en proponer bloques. De esta manera, surge la idea de PBS, que separa la propuesta y la construcción de bloques; los proponentes solo son responsables de validar bloques, sin participar en la construcción. Esto fomenta un mercado abierto, donde los proponentes pueden obtener bloques de los constructores. Los constructores compiten entre sí para construir bloques, ofreciendo las tarifas más altas a los proponentes, formando así una 'subasta de bloques'.

PBS(El modelo de subasta sellada de la primera ronda funciona de la siguiente manera: los usuarios envían transacciones al Mempool público a través de un proxy RPC, múltiples Builders encuentran el orden de transacciones adecuado para generar bloques que maximicen las ganancias)ganancia=Base+Prioridad+MEV(, y luego interactúan con el Proposer a través de MEV-Boost Relayer. El Relayer actúa como un puente, los Builders envían sus ofertas a él, y el Relayer presenta múltiples encabezados de bloques y ofertas al Proposer, que generalmente acepta la oferta más alta. El Relayer implementa las normas MEVBboost, que regulan la interacción entre los Builders y el Proposer en la puja. Durante este proceso, la información se mantiene cerrada, el Relayer solo envía los encabezados de bloques al Proposer, garantizando así la resistencia a la censura.

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Tipos de 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, y tiene una ventaja en la subasta al usar la tecnología MEV-Boost, ya que apoya los ingresos MEV. El Builder puede revisar directamente las transacciones de los usuarios y de los Searchers, lo cual ha sido criticado, especialmente después de que el gobierno de EE. UU. publicó la OFAC, lo que llevó a una gran participación de Builders en el cumplimiento de la OFAC. Aunque la proporción de revisión de bloques ha disminuido recientemente, el Builder aún tiene un impacto directo en la revisión de transacciones.

Actualmente, la participación de mercado de Builder, beaverbuild.org, que no requiere revisión, está ampliándose gradualmente, todo orientado hacia el lucro.

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) Searcher

La maximización de beneficios requiere la colaboración entre Searcher y Builder. Los Searchers a menudo colaboran con Builders específicos para formar Dark Pools o Private Pools, donde las transacciones de Searcher solo son visibles para Builders específicos. Algunos Builders obtienen transacciones MEV que maximizan el beneficio y, a su vez, compiten por el espacio en bloque. Teóricamente, si un Builder actúa de manera deshonesta o censura, el Searcher puede elegir otros Builders, lo que resulta en una disminución de la cuota de mercado del Builder deshonesto. Por lo tanto, el Builder considerará el costo oculto de actuar de manera deshonesta. Las ganancias de MEV pueden incluso alcanzar el doble de las ganancias de Gas del día, especialmente cuando hay una volatilidad significativa en el mercado.

Searcher se divide en CEX-DEX### arbitraje fuera de la cadena( y DEX en la cadena) puro, así como en dos grandes categorías: capas intermedias y liquidaciones(. Actualmente, Wintermute ocupa la primera cuota de mercado en el arbitraje de CEX-DEX.

La oportunidad de MEV en la cadena pura está mostrando una tendencia hacia la institucionalización; jaredfromsubway.eth tiene una participación de mercado del 37.2%, especializado en ataques de sándwich a usuarios de Ethereum, y se ha convertido en el usuario con el mayor consumo de gas en la cadena, representando aproximadamente el 1.5% del consumo total diario. Desde febrero de 2023 hasta junio de 2024, ha consumido un total de 76,916 ETH, aproximadamente 175 millones de dólares. Debido a la estrecha relación entre Searchers y Builders, muchos Searchers envían el flujo de órdenes a los tres principales Builders para mantener la influencia ecológica y evitar el riesgo de que los pequeños Builders dividan el flujo de órdenes, lo que podría llevar a la falla de la estrategia.

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) Relayer

El Relayer es responsable de la subasta de agrupación, actuando como un intermediario que envía el encabezado del bloque y el precio de la subasta al Proposer, quien en ese momento no conoce los detalles de la transacción. Después de que el Proposer selecciona y firma el encabezado del bloque, el Relayer libera todo el contenido de la transacción. El Relayer, como un tercero sin incentivos económicos, obtiene una gran confianza; el Builder depende del precio del Proposer, y el Proposer depende del precio y el contenido del bloque del Relayer. Históricamente, el Ultrasound Relayer ha tenido vulnerabilidades que llevaron a que el Proposer extrajera en exceso MEV. Aunque se puede reparar, el Relayer aún podría actuar de manera maliciosa y robar MEV.

Actualmente, la cuota de mercado de Builder que opera con puro MAX Profit ha ido aumentando gradualmente desde el Merge, lo que indica que es difícil controlar el MEV de manera artificial a través de Builder en un mercado libre. Los Relayers enfrentan problemas de falta de incentivos económicos, y Blocknative ha abandonado la investigación en esta dirección. Actualmente, los Relayers dependen de la norma MEVBoost propuesta por Flashbots para construir, y la dependencia de Ethereum de terceros para proporcionar PBS no es una solución a largo plazo; la comunidad está explorando la posibilidad de integrar PBS a nivel de protocolo.

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) Proposer

El Proposer es seleccionado aleatoriamente de entre los validadores, con capacidad para ejecutar cargas de trabajo, pero con tendencia a externalizar, lo que facilita la cooperación vertical con el Builder. El Relayer de MEV-boost espera actuar como un punto intermedio para reducir la colusión derivada de la comunicación directa. Actualmente, los pools de minería funcionan como pools de validadores, y la aparición de LSD ha mejorado la eficiencia del capital, lo que lleva a una tendencia de concentración en los pools de validadores.

Lido actualmente representa el 28.7% de la cuota de mercado, seguido de cerca por Coinbase y Ether.fi. En el pasado, cuando no se implementaba MEV-BOOST PBS, el Proposer debía encargarse de ejecutar la carga, pero la mayoría renunció a la capacidad de ordenar y ejecutar transacciones, ya que el pesado cálculo afectaría el rendimiento de la validación, optando por subcontratar la carga de ejecución y permitiendo a terceros subastar bloques.

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) Usuario

Los usuarios se encuentran en la posición más vulnerable en toda la arquitectura, las transacciones se colocan en el Mempool, y varios MEVbots obtienen beneficios de ello, pero esas ganancias no fluyen hacia los usuarios. Sin embargo, no todo son desventajas; por ejemplo, en los DEX, cuando la volatilidad en la cadena es alta o el volumen de transacciones de los usuarios supera la liquidez del DEX, los MEVbots alivian el deslizamiento y la diferencia de precios a través del arbitraje. Por lo tanto, el MEV tiene externalidades positivas y negativas, que deben discutirse por separado, y esa es también su complejidad.

Para evitar que los usuarios sean perjudicados por la detección de MEVbot, muchos proveedores de nodos RPC ayudan a los usuarios a colocar sus transacciones en un Mempool no público, como a través de la interacción directa con el RPC del Builder. Una forma novedosa es compensar a los usuarios por las ganancias de MEV a través de la OFA###Order Flow Auction(, donde los operadores de OFA colaboran con los Searchers para subastar las órdenes de los usuarios a los Searchers, quienes maximizan el MEV, haciendo que todo el flujo de órdenes ingrese al bloque y luego devolviendo las ganancias a los usuarios.

Actualmente, solo alrededor del 10% de los usuarios utilizan flujos de órdenes privadas, principalmente debido a los altos costos de educación del usuario y a la complejidad de la operación. Para optimizar la experiencia del usuario, este debe ser más pasivo que activo en su aceptación.

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Resumen

Bajo la arquitectura actual de PBS, tras la introducción de la norma MEV-BOOST, el mecanismo de subasta de ofertas selladas para maximizar beneficios ha llevado a una cooperación y confianza gradual entre los Builders y Searchers, lo que ha resultado en una tendencia clara hacia la centralización tras el vínculo de intereses. Bajo POS, esto también ha causado la centralización de los Validators, y cada etapa de la cadena industrial de MEV se ha vuelto más centralizada, introduciendo problemas de confianza múltiple. El desarrollo de la centralización y 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. En relación con la centralización de Builder y Searcher: Flashbot propuso la técnica SUAVE, que aumenta la transparencia de las transacciones, reduce el umbral de confianza de Searcher hacia Builder y anima a Searcher a enviar flujos de órdenes a todos los Builder.

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

  3. En cuanto a la centralización de los Validadores: se adopta AVS descentralizado, como SSV, Lido ya ha colaborado con ellos.

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Estado actual de MEV

Actualmente, los principales MEV en la cadena incluyen arbitraje, ataques sandwich y liquidaciones. Las ganancias por arbitraje son las más altas, en los últimos 30 días, los bots de MEV han obtenido ganancias por un total de 2.6 millones de dólares. La ganancia promedio por transacción de un ataque sandwich es de aproximadamente 0.8 dólares, y gracias a una gran cantidad de transacciones, se han obtenido alrededor de 880,000 dólares en la cadena de Ethereum en los últimos 30 días.

MEV tiene efectos externos positivos y negativos. Los positivos incluyen la reducción de la diferencia de precios entre DEXs a través de arbitraje y la ayuda a los protocolos DEFI para liquidar colaterales, entre otros. Los negativos se centran principalmente en las transacciones de capa intermedia para los usuarios, lo que provoca que estos pierdan parte de sus ganancias. Con el mecanismo actual de tarifas en la cadena, aunque Ethereum implementa tarifas de Gas de manera suave, cuando se incrementan las oportunidades de arbitraje en la cadena, las transacciones de MEV bots con los usuarios aún pueden provocar un aumento repentino de las tarifas de Gas a corto plazo, causando pérdidas económicas y de experiencia para los usuarios.

Además de los problemas de MEV y centralización derivados de las arquitecturas PBS y POS, el proceso de migración de Ethereum a Layer2 también ha generado problemas de MEV entre cadenas Layer2.

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La complejidad potencial de MEV en el diseño de la arquitectura Layer2

Las actividades de arbitraje a gran escala en la cadena en el futuro se trasladarán a MEV multicanal y cross-chain más complejas y con mayores requisitos técnicos. Actualmente, hay poca investigación sobre MEV cross-chain, pero ya existen algunas medidas de respuesta, principalmente enfocadas en la mejora de los ordenadores de Layer2. Los puentes cross-chain son productos imprescindibles para la conexión entre diferentes Layer2. Los buscadores pueden ayudar a aliviar la fragmentación de la liquidez entre Layer2, pero actualmente el impacto no es significativo, principalmente debido a que la experiencia y la seguridad de los puentes cross-chain necesitan mejoras. La diferente finalización de los distintos puentes implica que la personalización de estrategias debe considerar este aspecto, lo que hace que la barrera de entrada para el cross-chain entre Layer2 sea bastante alta.

) EIP-4337 de

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SilentObservervip
· hace1h
Ya lo dije, la centralización no se puede evitar, reflexiona sobre ello.
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AirdropSkepticvip
· 08-08 07:36
pbs arquitectura esta trampa es realmente un gran agujero.
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CryptoTarotReadervip
· 08-08 07:34
¿Qué PBS? El viejo MEV todavía tiene que ver a los Bots.
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AirdropHunter9000vip
· 08-08 07:33
¿Se pueden seguir excavando gangas en el bosque oscuro?
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BottomMisservip
· 08-08 07:32
El bosque oscuro, ¿verdad? Entonces soy MAGA, la más brillante.
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