オンチェーン活動の劇的な増加とオンチェーンインフラストラクチャの進化と充実により、オンチェーンMEVは常にイーサリアムダークフォレストの最も危険な部分と見なされており、ユーザーのオンチェーン金融活動における利益の損失とユーザーエクスペリエンスの低下を直接引き起こしています。この記事の目的は、イーサリアムの価値観の現実とはまったく対照的な、イーサリアム2.0のブロック生成メカニズムと提案者とビルダーの分離（PBS）の技術的進化に基づいて、このメカニズムによってもたらされる固有の集中化と信頼の問題を分析することです。
オンチェーンMEVの強化は、確かに諸刃の剣であり、プラスの外部性とマイナスの外部性があります。プラスの外部性には、DEXの価格差の縮小と取引の清算の支援が含まれます。マイナスの外部性には、ユーザーのメザニン取引への損害が含まれます。したがって、MEVのソリューションは、マイナスの外部性を減らすことに重点を置いていますが、それを根絶することはできません。サードパーティの信頼ミドルウェアRelayerに基づいてMEVのマイナスの外部性を減らし、現在の問題を解決するメカニズムを模索する過程で、オークションメカニズムの改善、コンセンサス層の改善、アプリケーション層の改善という3種類の対策が主に存在します。これら3つの改善は、MEVの現在の状況に程度の差はありますが、一部のソリューションは、ユーザーが遭遇するサンドイッチ攻撃の問題を実際に解決することはできません。ユーザートランザクションは依然としてパブリックプールにあるため、ユーザートランザクションの任意のプライバシーを保護するために、より多くのプライバシープールテクノロジーを導入する必要があります。これらのMEVソリューションは、組み合わせて試してみる価値があります。
さらに、メカニズム設計の必然的な副産物として、MEV は将来さらに複雑になります。この記事では、レイヤー 2 アーキテクチャや EIP-4337 アカウント抽象化などの新しいトランザクション タイプの実装に伴って発生する可能性のある、MEV の技術的な課題と機会についても検討しました。
最後に、この記事を利用して、MEV の負の外部性を緩和する潜在的なソリューションを探求し、現在の MEV ソリューションの長所と短所を包括的に理解し、将来のユーザーにとって暗い森を照らすだけでなく、業界の研究者が MEV をさらに研究するための暗い森を照らすことを願っています。
イーサリアム 2.0
合併以来、イーサリアムはPOSメカニズムを採用し、ネットワークのセキュリティを確保してきました。同時に、ブロック生成の面では、計算集約型の競争を放棄し、プルーフオブステークを採用しました。合併後、イーサリアムは実行層とコンセンサス層に分割され、ブロック全体の出力も変更されました。各エポックはPOSサイクルであり、各エポックは32スロットに分割されています。各スロットはブロック時間単位に相当し、12秒です。
バリデーター提案ブロック図
ネットワーク全体は、各エポックでバリデーターからランダムに委員会を選択します。ブロックを提案する人は、委員会セットからランダムに選択されます。ブロック提案者は、トランザクションをパッケージ化して順序付けし、ブロックを生成する必要があります。他の委員会バリデータは、このプロセスを監督し、ブロックに投票します。そして、この委員会は、各エポックの後に再選されます。同時に、ブロック生成と投票の効率を確保するために、一定の操作時間制限が課せられます。ここでは、読者のために用語を標準化します。ペイロードは実行ペイロードであり、トランザクションの状態変更を意味し、実行ブロックの一部と見なすことができます。ブロック提案者は、実行ペイロード（つまり、トランザクション結果の状態変更）とブロック提案を実装します。
PBS アーキテクチャ
実際、バリデータがブロック提案者として選ばれた場合、提案者はペイロードを実行する、つまりトランザクションをソートして実行する動機がないことがよくあります。これは、状態変更を実行するために多くの計算能力が必要になるためです。当初の考えは、分散型委員会選挙を使用し、実行負荷を含めると、トランザクションのソートなどが分散化されるというものでした。しかし、バリデータは当然この部分を第三者に引き渡して完了させたいと考えており、提案者はブロックの提案に集中しています。そのため、ブロックの提案と構築を分離するという PBS のアイデアが生まれました。ノード提案者はブロックの検証のみを担当し、ブロックの構築には参加しません。提案者とビルダーを分離することで、ブロック提案者がブロックビルダーからブロックを取得できるオープンマーケットが促進されます。これらのビルダーはブロックを構築するために互いに競争し、提案者に最高の手数料を提供します。これをブロックオークションと呼びます。
PBSプロセス図
PBS（Proposer Builder Seperate）のシールドファーストオークションモデル全体を簡単に紹介しましょう。ユーザーがRPCエージェントを介してトランザクションを送信すると、RPCはノードを実行してトランザクションを公開Mempoolに送信することと同等です。複数のビルダーが最適なトランザクションを見つけて並べ替え、最大利益のブロックを生成します（最大利益とは、トランザクション手数料Base+Priority+MEVを指します）。次に、複数のビルダーがMEV-Boost Relayerを介してProposerと対話します。Relayerは、複数のビルダーがProposerと対話するためのブリッジです。ビルダーはRelayerに入札を送信し、Relayerは複数のブロックヘッダーと対応する入札をProposerに送信します。Proposerは通常、最高入札のブロックを採用します。その中で、RelayerはMEVBboost仕様を実装します。これは、ビルダーと提案者間のインタラクティブな入札を規制する方法に関するFlashbotによって提案された技術仕様です。このプロセスでは、すべての情報が非公開になっており、リレーヤーはブロック ヘッダーのみを提案者に送信するため、提案者は検閲に耐性があります。
PBSのさまざまな参加者とゲーム
主な参加者は、Builder、Relayer、Proposer、および MEVbot (Searcher) です。
ビルダー
その中で、ビルダーは主にブロックの内容を構築する役割を担っています。MEV-Boost技術を採用した後、ガス料金だけでなくMEV収入もサポートするため、入札においてより有利な立場にあります。ビルダーはユーザーとサーチャー間の取引を直接審査することができますが、これは常に批判されてきました。特に米国政府がOFACを発表した後、多くのビルダーがOFAC準拠に参加しました。当初と比べると、最近は審査されたブロックの割合は減少していますが、ブロック構築の過程で、ビルダーは取引の直接審査に直接的な役割を果たしていることがわかります。
OFACコンプライアンスブロック比率、出典: MEVウォッチ
ビルダー市場シェア、出典: MEVウォッチ
現在の Builder の市場シェアから判断すると、beaverbuild.org などの純粋で無修正の Build が徐々に市場シェアを拡大しており、すべてが営利志向になっています。
サーチャー
MEV収入とガス料金収入の比率、出典: メブブースト
本質的に、利益を最大化する作業には、SearcherとBuilderの共同の努力が必要です。Searcherは特定のBuilderと協力することが多く、ダークプールまたはプライベートプールを形成します。ダークプールでは、Searcherの取引は特定のBuilderにのみ表示され、一部のBuilderは利益を最大化するMEV取引を取得してから、ブロックスペースに入札します。理論的には、Builderが悪事や検閲を行った場合、Searcherは他のBuilderを選択できるため、Builderの市場シェアは徐々に減少します。そのため、Searcherの制御下で、Builderは悪事の隠れたコストを考慮することがよくあります。上の図は、MEVと毎日のガスの収入を示しています。市場が大きく変動すると、Searcherが貢献するMEV収入が毎日のガス収入の2倍になることもあることがわかります。
Searcher の場合、CEX-DEX (オフチェーン) アービトラージと、DEX、メザニン、清算 (純粋なオンチェーン) の 2 つのカテゴリに分かれています。
検索市場シェア、出典: サーチャービルダー
現在、WintermuteはCEX-DEX裁定取引で最大の市場シェアを占めています。
検索市場シェア、出典: サーチャービルダー
純粋なオンチェーンMEVの機会については、徐々にスタジオを形成する傾向があり、その中でjaredfromsubway.ethは驚異的な37.2%の市場シェアを持っています。 Etheruemオンチェーンユーザーに対するサンドイッチ攻撃が得意で、かつてはチェーン上で最もガス消費量の多いユーザーになり、1日で約1.5%のガスを消費しました。 2023年2月から2024年6月まで、ロボットは合計76,916 ETHを費やしました。これは、これらのトランザクションが実行されたときの価値に基づいて、約$1億7500万に相当します。 SearcherはBuilderと密接に接続されているため、実際には、多くのSearcherが上位3つのBuilderに注文フローを送信します。 実際には、すべてのBuilderにブロードキャストできますが、一部の小規模なBuilderがSearcherの注文フローを分割し、SearcherのMEV戦略が失敗し、損失のリスクが発生する可能性があります。 また、バインディングBuilderはエコシステム内での影響力を維持することもできます。
リレー
リレー市場シェア、出典: メブブースト
Relayerは集団入札を担当し、その後中継ステーションとして機能し、ブロックヘッダーとオークションブロックの価格をProposerに送信します。この時点では、Proposerはブロック内のトランザクションの詳細を知りません。Proposerがブロックヘッダーを選択して署名すると、Relayerはすべてのトランザクションコンテンツを提案者に公開します。経済的インセンティブのない第三者であるRelayerが大きな信頼を得ていることがわかります。ビルダーは見積もりをPoposerに依存し、ProposerはRelayerの見積もりとブロックコンテンツに依存しています。同様の問題は過去にも発生しています。Ultrasound Relayerには潜在的な脆弱性があり、Proposerは$20百万以上のMEVを抽出しました。これらの脆弱性は修正できますが、Relayer自体は悪意を持って行動し、MEVを盗むことを選択できます。
市場シェアの動向チャート、出典: メブブースト
上の図はRelayerの市場シェアを示しています。マージ以降、純粋にMAX Profitを運営するBuilderの市場シェアが徐々に拡大していることがわかります。したがって、自由市場ではBuilderを通じてMEVを人為的に制御することは不可能です。
同時に、Relayerも問題に直面しています。つまり、経済的インセンティブがないということです。そのため、BlocknativeもRelayerの研究開発から撤退しました。Relayerは現在、Flashbotsが提案したMEVBoost仕様に依存して構築しています。EthereumはPBSの提供をサードパーティに依存していますが、これは長期的な解決策ではありません。そのため、EthereumコミュニティはプロトコルレベルでのPBSの組み込みも検討しています。
提案者
Proposerについては、アルゴリズムによってすべてのバリデーターからランダムに委員会が選出され、各スロットにブロック提案者が選出されます。ブロック提案者自身には負荷を実行する能力がありますが、提案者は当然この部分をアウトソースしたいため、BuilderとProposerの間に垂直協力を引き起こしやすいです。MEV-boostのRelayerは、この方法の中間点となり、両者の直接通信による垂直協力の結託を減らすことを望んでいます。マイニングプールがバリデータープールとして使われるようになったため、このマイニングプールとLSDバリデータープールは強力なスケール効果を持ち、特にLSDの出現により、元々担保されていたトークンの潜在能力が解放され、資本効率が向上し、その背後にあるDEFIビルディングブロックの影響により、バリデータープールもより集中化の傾向にあります。
バリデータ市場シェア、出典: メブブースト
Lidoは現在、約28.7%の市場シェアを保有しており、CoinbaseとEther.fiが2位と3位にランクされています。過去、MEV-BOOST PBSソリューションが積極的に実装されていなかったとき、提案者はビルダータスク、つまり実行負荷（ペイロード）を担当していましたが、ほとんどの提案者はトランザクションのソートと実行の能力を放棄しました。これは、重いコンピューティング作業下での検証パフォーマンスが著しく低下するためです。そのため、実行負荷をアウトソーシングし、サードパーティにブロックのオークションを行わせる方がよいと判断しました。
ユーザー
最後に、ユーザーについてお話ししましょう。ユーザーは、アーキテクチャ設計全体の中で最も弱い立場にあることが多いです。ユーザーの取引はMempoolに配置され、さまざまなMEVbotがそこからMEVの利益を獲得しますが、これらの利益はユーザーに流れません。ただし、これは必ずしも不利な点ではありません。たとえば、DEXでは、オンチェーン市場が大きく変動したり、ユーザーの取引量がDEXの流動性よりも大きい場合、MEVbotは裁定取引を使用してスリッページと各プラットフォームの価格差を減らします。したがって、MEVの存在にはプラスとマイナスの外部性があり、個別に議論する必要があり、これがMEVの複雑さでもあります。
ユーザートランザクション図
ユーザーが MEVbot に監視され、損害を被るのを防ぐために、Builders RPC を介して Builder と直接対話するなど、ユーザーがプライベート Mempool にトランザクションを配置するのを支援できる RPC ノード プロバイダーが多数あります。比較的新しい方法は、OFA (Order Flow Auction) 注文フロー オークションを通じてユーザーに MEV 利益を補償することです。OFA RPC オペレーターは Searcher との協力関係を確立します。ユーザーの注文を Searcher にオークションすることで、Searcher は最大の MEV を獲得し、それによって注文フロー全体をブロックに含めることができ、その後 Searcher はこれらの利益をユーザーに返します。
プライベート注文フロー取引を実行しているユーザーの割合、出典: メンプール
現在、プライベートオーダーフローを利用するユーザーの割合は、約10%とまだ低いです。主な理由は、ユーザー教育のコストが高く、多くのユーザーがMEVの知識と対策を適切に教育できず、操作が複雑であるためです。ユーザーエクスペリエンスを最適化したい場合、ユーザーは積極的に受け入れるよりも、受動的になる可能性が高くなります。
要約する
現在の PBS アーキテクチャでは、MEV-BOOST 仕様の導入以来、この利益最大化の密封入札オークション メカニズムにより、Builder と Searcher が協力と信頼の方向に徐々に導かれていることがわかりました。Searcher と Builder の利益が結びつくと、この集中化の傾向も非常に明白になります。POS では、Validator の集中化につながります。MEV 業界チェーン全体がすべてのリンクで非常に集中化されており、マルチパーティ信頼の問題も発生しています。Searcher は Builder を信頼し、Builder と Proposers は Relayer を信頼します。MEV の集中化と信頼の発展は、Ethereum の最終的なビジョンである分散化と信頼性の欠如とは明らかに矛盾しています。Ethereum コミュニティは現在、この集中化を緩和するための 3 つの提案について議論しています。
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ビルダーとサーチャーのバンドルの集中化について: Flashbot が提案する SUAVE テクノロジーは、トランザクションの透明性を高め、ビルダーにおけるサーチャーの信頼しきい値を下げることで、サーチャーがすべてのビルダーに注文フローを送信することを促進します。
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リレーラーの信頼: Enshrined PBS を使用して現在の PBS ソリューションを置き換え、入札プロセスにおけるリレーラーへの依存を排除します。
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バリデーターの集中化について：SSVなどの分散型AVSを使用します。Lidoはすでにこれに協力しています。
参加者の集中傾向
MEVステータス
2024年6月1日から7月1日までのMEVの種類と利益、出典： 固有値
現在、チェーン上のMEVの主な活動は、裁定取引、サンドイッチ攻撃、清算などです。その中でも、裁定取引は最大の利益を上げています。過去30日間で、MEVボットは合計260万ドルの利益を上げたと数えられます。
2024年6月1日から7月1日までのサンドイッチ攻撃取引の利益分配。出典： 固有値
実際、トランザクションの平均利益は$0.8です。多数のトランザクションに頼ると、過去30日間のイーサリアムチェーンに対するサンドイッチ攻撃の利益は約$880,000になります。
MEV には、プラスとマイナスの外部効果があります。プラスの外部効果には、裁定取引による DEX 間の価格差の縮小や、DEFI プロトコルの担保クリアの支援などがあり、これらはすべてプラスの効果です。マイナスの効果は主に、ユーザーにとってのメザニン取引から生じ、ユーザーは利益の一部を失うことになります。現在のオンチェーン料金メカニズムでは、イーサリアムはガス料金の平滑化メカニズムを実装していますが、チェーン上で裁定取引の機会が増えると、MEV ボットとユーザーが一緒にチェーン上で取引するため、オンチェーン ガス料金が短期的に急上昇し、ユーザーに経済的損失と経験的損失をもたらします。
PBS と POS アーキテクチャによってもたらされる MEV と集中化の問題だけでなく、Ethereum のレイヤー 2 アーキテクチャへの移行のプロセスでも、レイヤー 2 間のクロスチェーン MEV の問題も発生しました。
レイヤー2アーキテクチャ設計の潜在的なMEV複雑性
現在、イーサリアムの取引の多くはレイヤー2に配置されており、イーサリアムの主な目標は世界決済レイヤーに重点を置くことです。そのため、将来的には、大規模なオンチェーン裁定取引活動は、より複雑で技術的に要求の厳しいマルチチェーンクロスチェーンMEVに移行するでしょう。
クロスチェーンMEVについては、現在集中的な研究は行われていませんが、MEVの潜在力に対していくつかの対策が提案されています。レイヤー2では、ソート機能の改善が主な改善点です。ソート機能はトランザクションのソートと実行を担当しているためです。クロスチェーンブリッジは、異なるレイヤー2間のクロスチェーンに必要な製品です。実際、サーチャーはレイヤー2間の流動性の断片化を遅らせるのに役立ちますが、現時点ではまだ重要ではありません。主な理由は、クロスチェーンブリッジのエクスペリエンスとセキュリティをまだ改善する必要があり、異なるクロスチェーンブリッジのファイナリティが異なるため、戦略をカスタマイズする際にこれを考慮する必要があり、クロスレイヤー2クロスチェーンの敷居が高くなるためです。
EIP-4337の潜在的MEV
新しいアーキテクチャにより MEV の複雑さが増すだけでなく、EIP-4337 によるアカウント抽象化と新しいトランザクション タイプの導入により、MEV の状況も大きく変わります。
ERC-4337 ワークフロー
ERC-4337では、新しいトランザクションタイプであるユーザー操作が導入され、Mempoolに入ります。Bundlerの役割は、Mempoolでこのタイプのトランザクションを検索し、それを通常のトランザクションにパッケージ化します。ユーザートランザクションがパブリックプールに入ると、Searcherによって監視されます。BundlerはBuilderに似ており、Searcherと連携してユーザー操作を並べ替えてMEVを取得できます。同時に、異なるチェーン上のユーザー操作の仕様は異なる可能性があり、これによりクロスチェーンMEVの技術的閾値がさらに高まります。
つづく。
参考文献
MEVM、SUAVE Centauri、そしてその先: https://writings.flashbots.net/mevm-suave-centauri-and-beyond
ブロックチェーン、MEV、ナップサック問題: 入門: https://arxiv.org/html/2403.19077v1
《イーサリアム1.0からのMEVエコシステムの進化》
Blockchain CapitalによるMEVの未来
FRP-18: メモリプールのプライバシーを完全に保護するための暗号化アプローチ (Flashbots 著)
《処刑チケット》： https://ethresear.ch/t/execution-tickets/17944
ペイロード適時性委員会 (PTC) – ePBS 設計: https://ethresear.ch/t/payload-timeliness-committee-ptc-an-epbs-design/16054
免責事項:
上記の内容は参考目的のみであり、いかなるアドバイスとしてもみなされるべきではありません。投資を行う前に必ず専門家のアドバイスを求めてください。
ゲートベンチャーズについて
ゲートベンチャーズ は、Gate.io のベンチャー キャピタル部門であり、Web 3.0 時代の世界を再形成する分散型インフラストラクチャ、エコシステム、アプリケーションへの投資に重点を置いています。 ゲートベンチャーズ 世界的な業界リーダーと連携し、革新的な思考と能力を備えたチームやスタートアップを支援し、社会的および金融的なインタラクション モデルを再定義します。
公式ウェブサイト： https://ventures.gate.io/
ツイッター： https://x.com/gate_ventures
中くらい： https://medium.com/gate_ventures
この記事はインターネットから引用したものです: Gate Ventures Research Institute: MEV の徹底分析、暗い森を照らす (パート 1)
原著者：CRYPTO、DISTILLED 原文翻訳：TechFlow 強気相場は短距離走ではなくマラソンです。2025年の大勝者はまだ不明かもしれません。私が注目している5つのプロジェクトを紹介します。 プロジェクト1 – Nillion：Nillionは、インターネット上のプライベートデータの基礎レイヤーを構築しています。8つ以上のプライバシー強化技術を組み込んで、安全なネットワークを構築します。元UberとGoogleの専門家によって設立されたNillionは、ブラインドコンピューティング技術で人工知能の分野に革命を起こす予定です。最近$4億と評価されたNILトークンは、2024年第3四半期に発売される予定です。 出典：Nillion (i) Nillionはどのように機能しますか？ Nillionは、マルチパーティコンピューティング（MPC）や完全準同型暗号化（FHE）などの最先端のプライバシー技術を使用して、暗号化されたデータを安全に処理します…
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