Analyse approfondie de l'écosystème MEV : de l'architecture PBS aux nouveaux défis de Layer2

Éclairer la forêt sombre : lever le voile sur le MEV

Avec l'augmentation des activités sur la chaîne Ethereum et l'évolution et l'enrichissement des infrastructures, le MEV a toujours été considéré comme la partie la plus dangereuse de l'écosystème Ethereum, affectant directement les profits et l'expérience des utilisateurs lors des transactions sur la chaîne. Cet article vise à analyser en profondeur les problèmes de centralisation et de confiance que ce mécanisme entraîne, en partant du mécanisme de génération de blocs d'Ethereum 2.0 et de l'évolution technique de la séparation des proposeurs et des constructeurs (PBS), qui est en contradiction évidente avec les valeurs de décentralisation d'Ethereum.

L'aggravation de l'MEV est une épée à double tranchant, ayant à la fois des effets positifs tels que la réduction des différences de prix sur les DEX et l'aide à la liquidation des transactions, ainsi que des impacts négatifs comme les dommages causés aux utilisateurs par les transactions en sandwich. Par conséquent, les solutions pour l'MEV visent davantage à atténuer les effets négatifs plutôt qu'à les éradiquer complètement. Dans le processus d'atténuation des impacts négatifs de l'MEV et de résolution des problèmes liés aux intermédiaires de confiance tierce Relayer, il existe principalement trois types de mesures : amélioration des mécanismes d'enchères, amélioration du niveau de consensus et amélioration du niveau d'application. Ces améliorations influenceront l'écosystème de l'MEV à différents niveaux, mais certaines solutions ne peuvent pas résoudre fondamentalement le problème des attaques en sandwich rencontrées par les utilisateurs. Les transactions des utilisateurs restent dans un pool public, il est donc nécessaire d'introduire davantage de technologies de pool privé pour protéger la confidentialité des transactions des utilisateurs, ces solutions MEV méritent d'être combinées pour être testées.

De plus, le MEV, en tant que sous-produit inévitable de la conception des mécanismes, sera de plus en plus complexe à l'avenir. Nous avons également discuté des nouveaux types de transactions, tels que l'architecture Layer2 et l'abstraction des comptes EIP-4337, ainsi que des défis et des opportunités techniques MEV qui pourraient émerger.

Cet article vise à explorer les solutions potentielles pour atténuer les impacts négatifs du MEV et à réaliser une analyse complète des avantages et inconvénients des solutions MEV actuelles, afin d'éclairer non seulement les utilisateurs dans la forêt sombre, mais aussi d'éclairer la direction des recherches futures sur le MEV pour les chercheurs du secteur.

Éclairer la forêt sombre : lever le voile sur le mystère de l'MEV

Ethereum 2.0

Depuis The Merge, Ethereum a adopté un mécanisme POS pour assurer la sécurité du réseau, abandonnant la compétition intensive en calcul pour adopter la preuve d’enjeu. Après la fusion, Ethereum est divisé en couche d'exécution et couche de consensus. La production de blocs a également changé, chaque Epoch représentant un cycle POS, chaque Epoch étant divisé en 32 Slots, chaque Slot correspondant à une unité de temps de production de bloc de 12 secondes.

Le réseau sélectionnera au hasard un comité à chaque Epoch, à partir duquel un proposeur de bloc sera également sélectionné au hasard. Ce proposeur doit regrouper les transactions et les exécuter dans l'ordre pour produire un bloc, tandis que d'autres validateurs du comité supervisent et votent. Le comité est réévalué après chaque Epoch, avec une limite de temps pour garantir l'efficacité. Le Payload fait référence à la charge d'exécution, c'est-à-dire les changements d'état des transactions, et peut être considéré comme une partie de l'exécution du bloc. Le proposeur de bloc mettra en œuvre la charge d'exécution et la proposition de bloc.

Illuminer la forêt sombre : dévoiler le mystère de l'MEV

Architecture PBS

En réalité, lorsque les validateurs sont choisis comme proposeurs de blocs, ils n'ont souvent pas d'incitation à exécuter la charge utile, car cela nécessite une grande puissance de calcul. Il était initialement prévu d'intégrer l'exécution de la charge utile par le biais d'élections de comités décentralisés, rendant la mise en ordre des transactions, etc., décentralisée. Cependant, les validateurs ont tendance à confier cette tâche à des tiers, se concentrant sur la proposition de blocs. Cela a conduit à la conception de PBS, séparant la proposition et la construction de blocs, où les proposeurs ne sont responsables que de la validation des blocs, sans participer à la construction. Cela a favorisé un marché ouvert, où les proposeurs peuvent obtenir des blocs des constructeurs. Les constructeurs rivalisent pour construire des blocs, offrant les frais les plus élevés aux proposeurs, formant ainsi une "enchère de blocs".

PBS(Proposer Builder Separate)Le processus du modèle d'enchère scellé est le suivant : les utilisateurs soumettent des transactions à la Mempool publique via des agents RPC, plusieurs Builders trouvent un ordre de transaction approprié pour générer un bloc maximisant les profits(Profit=Base+Priority+MEV), puis interagissent avec le Proposer via le Relayer MEV-Boost. Le Relayer agit comme un pont, le Builder lui soumet des offres, et le Relayer soumet plusieurs en-têtes de bloc et offres au Proposer, qui adopte généralement la meilleure offre. Le Relayer met en œuvre la norme MEVBboost, réglementant l'interaction d'enchères entre Builders et Proposer. Au cours de ce processus, l'information est scellée, le Relayer soumet uniquement les en-têtes de bloc au Proposer, garantissant ainsi l'anti-censure.

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Types of Participants and Game Theory in PBS

Les principaux participants incluent Builder, Relayer, Proposer, MEVbot(Searcher).

Builder

Le Builder est responsable de la construction du contenu des blocs. Avec la technologie MEV-Boost, il a un avantage accru dans les enchères, car il soutient les gains MEV. Le Builder peut examiner directement les transactions des utilisateurs et des Searchers, ce qui a toujours été critiqué, surtout après la publication par le gouvernement américain de l'OFAC, où de nombreux Builders ont participé à des activités conformes à l'OFAC. Bien que le pourcentage d'examen des blocs ait récemment diminué, le Builder a toujours une influence directe sur l'examen des transactions.

Actuellement, la part de marché de Builder, beaverbuild.org, qui n'a pas besoin de vérification, s'étend progressivement, tout étant axé sur le profit.

Éclairer la forêt sombre : dévoiler le voile mystérieux de l'MEV

Searcher

La maximisation des profits nécessite une collaboration entre Searcher et Builder. Les Searchers collaborent souvent avec des Builders spécifiques pour former des Dark Pools ou des Private Pools, et les transactions des Searchers ne sont visibles que pour des Builders spécifiques. Certains Builders obtiennent des transactions MEV maximisant les profits et enchérissent ainsi pour l'espace de bloc. Théoriquement, si un Builder agit de manière malveillante ou censure, le Searcher peut choisir d'autres Builders, ce qui réduit la part de marché du Builder malveillant. Par conséquent, le Builder prendra en compte le coût implicite de son comportement malveillant. Les revenus MEV peuvent même atteindre le double des revenus en Gas d'une journée lorsque les fluctuations du marché sont marquées.

Searcher est divisé en arbitrage CEX-DEX( hors chaîne) et DEX entièrement sur chaîne(, intercalaires, liquidations) en deux grandes catégories. Actuellement, Wintermute détient la première part de marché des transactions d'arbitrage CEX-DEX.

Les opportunités MEV sur la chaîne pure prennent une tendance de studio, avec une part de marché de jaredfromsubway.eth atteignant 37,2%, spécialisé dans les attaques sandwich sur les utilisateurs d'Ethereum, il est devenu l'utilisateur avec la plus haute consommation de gas sur la chaîne, représentant environ 1,5% de la consommation totale quotidienne. De février 2023 à juin 2024, il a consommé un total de 76 916 ETH, soit environ 175 millions de dollars. En raison du lien étroit entre les Searchers et les Builders, de nombreux Searchers envoient le flux de commandes aux trois premiers Builders, afin de maintenir l'influence écologique et d'éviter le risque d'échec de la stratégie dû à la fragmentation des flux de commandes par les petits Builders.

Éclairer la forêt noire : dévoiler le mystère de MEV

Relayer

Le Relayer est responsable de la collecte des enchères, servant d'intermédiaire pour soumettre l'en-tête de bloc et le prix de l'enchère au Proposer, qui ne connaît pas les détails de la transaction à ce moment-là. Une fois que le Proposer a sélectionné et signé l'en-tête de bloc, le Relayer libère l'intégralité du contenu de la transaction. En tant que tiers sans incitation économique, le Relayer obtient une grande confiance. Le Builder dépend du prix du Proposer, et le Proposer dépend du prix du Relayer et du contenu du bloc. Historiquement, le Relayer Ultrasound a présenté des vulnérabilités entraînant des retraits excessifs de MEV par le Proposer. Bien que cela puisse être corrigé, le Relayer peut toujours agir de manière malveillante pour voler le MEV.

Actuellement, la part de marché des Builder fonctionnant avec pure MAX Profit s'élargit progressivement depuis le Merge, ce qui indique qu'il est difficile de contrôler MEV par des moyens humains dans un marché libre. Les Relayers font face à un problème d'absence d'incitations économiques, et Blocknative a déjà abandonné la recherche dans ce domaine. Actuellement, les Relayers dépendent des spécifications MEVBoost proposées par Flashbots pour se construire, et la dépendance d'Ethereum à des tiers pour fournir PBS n'est pas une solution durable, la communauté explore l'intégration de PBS au niveau du protocole.

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Proposer

Le Proposer est sélectionné au hasard parmi les validateurs, capable d'exécuter une charge de travail mais ayant tendance à sous-traiter, ce qui peut entraîner une coopération verticale avec le Builder. Le Relayer de MEV-boost souhaite agir comme un point intermédiaire pour réduire la collusion résultant d'une communication directe. Actuellement, les pools de minage fonctionnent comme des pools de validateurs, et l'émergence des LSD améliore l'efficacité du capital, rendant les pools de validateurs de plus en plus centralisés.

Lido détient actuellement 28,7 % de part de marché, suivi de près par Coinbase et Ether.fi. Dans le passé, lorsque MEV-BOOST PBS n'était pas mis en œuvre, le Proposer devait exécuter la charge de travail, mais la plupart ont abandonné la capacité d'exécution du tri des transactions, car le calcul lourd affectait les performances de validation, choisissant plutôt d'externaliser la charge d'exécution et de permettre à des tiers d'enchérir sur les blocs.

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Utilisateur

Les utilisateurs sont dans la position la plus faible dans l'ensemble de l'architecture, les transactions étant placées dans le Mempool, où divers MEVbots en tirent profit, mais ces profits ne vont pas aux utilisateurs. Cependant, ce n'est pas uniquement une mauvaise chose, car dans les DEX, lorsque le marché en chaîne fluctue fortement ou que le volume de transactions des utilisateurs dépasse la liquidité du DEX, les MEVbots atténuent le slippage et l'écart de prix par l'arbitrage. Ainsi, le MEV présente des externalités positives et négatives, qui doivent être discutées séparément, ce qui en fait sa complexité.

Pour éviter que les utilisateurs ne subissent des dommages causés par la surveillance des MEVbots, de nombreux fournisseurs de nœuds RPC aident les utilisateurs à placer leurs transactions dans un Mempool non public, par exemple en interagissant directement avec le RPC du Builder. Une méthode novatrice est de compenser les profits MEV des utilisateurs par le biais de l'OFA(Order Flow Auction), où les opérateurs RPC de l'OFA collaborent avec les Searchers pour enchérir les commandes des utilisateurs auprès des Searchers, qui maximisent les MEV, permettant ainsi à l'ensemble du flux de commandes d'entrer dans le bloc, puis retournent les profits aux utilisateurs.

Actuellement, seulement environ 10 % des utilisateurs utilisent le flux de commandes privées, principalement en raison du coût élevé de l'éducation des utilisateurs et de la complexité des opérations. Pour optimiser l'expérience utilisateur, les utilisateurs doivent être plus passifs que actifs.

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Résumé

Dans l'architecture actuelle de PBS, depuis l'introduction de la norme MEV-BOOST, le mécanisme d'enchères scellées visant à maximiser les profits a conduit à une coopération et une confiance croissantes entre les Builders et les Searchers, avec une tendance à la centralisation évidente après la consolidation des intérêts. Sous POS, cela a également entraîné une centralisation des Validators, et chaque maillon de la chaîne de l'industrie MEV est devenu centralisé, introduisant des problèmes de confiance multi-parties. Le développement de la centralisation et de la confiance du MEV est en contradiction flagrante avec la vision de décentralisation et de désancrage de l'Ethereum. La communauté Ethereum discute actuellement de trois propositions pour atténuer la centralisation :

  1. Concernant la centralisation du bundling entre Builder et Searcher : Flashbot propose la technologie SUAVE, augmentant la transparence des transactions, réduisant le seuil de confiance des Searchers envers les Builders, et encourageant les Searchers à envoyer des flux de commandes à tous les Builders.

  2. Concernant la confiance des Relayers : utiliser Enshrined PBS à la place de l'actuel schéma PBS, éliminant ainsi la dépendance aux Relayers.

  3. Concernant la centralisation des validateurs : adoption d'AVS décentralisé, comme SSV, Lido a déjà collaboré avec eux.

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État actuel de l'MEV

Actuellement, le MEV principal sur la chaîne est l'arbitrage, les attaques sandwich, la liquidation, etc. Le profit d'arbitrage est le plus important, avec des bots MEV réalisant un bénéfice de 2,6 millions de dollars au cours des 30 derniers jours. Le profit moyen par transaction d'attaque sandwich est d'environ 0,8 dollar, s'appuyant sur un grand nombre de transactions, avec un bénéfice d'environ 880 000 dollars sur la chaîne Ethereum au cours des 30 derniers jours.

Le MEV a des effets externes positifs et négatifs. Les effets positifs incluent la réduction des écarts de prix entre les DEX grâce à l'arbitrage, et l'aide à la liquidation des garanties dans les protocoles DEFI, etc. Les effets négatifs sont principalement liés aux transactions sandwich qui entraînent des pertes de profit pour les utilisateurs. Actuellement, avec le mécanisme de frais sur la chaîne, bien qu'Ethereum ait mis en œuvre des frais de gaz lissés, lorsque les opportunités d'arbitrage sur la chaîne augmentent, le trading commun entre les bots MEV et les utilisateurs peut toujours entraîner une flambée des frais de gaz à court terme, causant des pertes économiques et d'expérience pour les utilisateurs.

En plus des problèmes d'MEV et de centralisation liés aux architectures PBS et POS, le processus de migration d'Ethereum vers Layer2 a également engendré des problèmes d'MEV inter-chaînes entre les Layer2.

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Complexité potentielle du MEV dans la conception de l'architecture Layer2

Les activités d'arbitrage à grande échelle sur la chaîne se dirigeront vers des MEV multichaînes et inter-chaînes plus complexes et exigeants sur le plan technique. Actuellement, la recherche sur les MEV inter-chaînes est limitée, mais certaines mesures ont déjà été mises en place, principalement pour améliorer le tri des Layer2. Les ponts inter-chaînes sont des produits indispensables pour le passage entre différents Layer2. Les Searchers peuvent aider à atténuer la liquidité fragmentée entre les Layer2, mais l'impact est actuellement faible, principalement en raison de l'expérience et de la sécurité des ponts inter-chaînes qui doivent être améliorées. La finalité différente des différents ponts nécessite que la personnalisation des stratégies prenne cela en compte, rendant le passage entre Layer2 inter-chaînes relativement élevé.

EIP-4337

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Commentaire
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AirdropSkepticvip
· 08-08 07:36
l'architecture pbs est vraiment un grand piège
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CryptoTarotReadervip
· 08-08 07:34
Que vaut PBS, le MEV doit encore dépendre des Bots.
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AirdropHunter9000vip
· 08-08 07:33
Forêt sombre Peut-on encore déterrer des bonnes affaires ?
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BottomMisservip
· 08-08 07:32
La forêt sombre, c'est ça ? Alors je suis la MAGA la plus brillante.
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