作者：Delta Blockchain Fund；翻译：金色财经xiaozou
1、前言
区块链技能虽具有革命性，但也因一些细微差别，对各范畴体系和生态带来应战。在区块链中，矿工和验证者作为安全支持者来承认买卖并保证链的安全。这意味着他们也是独立的各方，能够为了自己的利益从头排序给定区块中的买卖。
最大可提取价值（也称为矿工可提取价值），简称MEV，是指区块出产者经过在其出产的区块内组织、添加或删除买卖能够取得的最大赢利。其回报首要来自于单方面扫除、包含或从头排序区块内的买卖。尽管名为最大可提取价值，但它不只适用于PoW链，还适用于PoS链上的验证者。本文旨在对MEV进行全面剖析，探讨其来历、其对各区块链网络的影响，以及区块链生态体系中不同参与者运用或下降MEV的战略。
2、前史与理论
（1）前史
首个有记录的MEV事例呈现在2014年的以太坊区块链上，由一位程序员发现的。他对这项技能非常感兴趣并充满期望，直到他意识到该体系中的一个致命缺点——验证者和矿工的自治性质使他们能够从毫无戒心的用户那里提取价值。
2019年，Chainlink Labs的一队研讨人员发表了一篇名为“Flash Boys 2.0”的文章，该文强调MEV不是一种理论实践，而是一种被广泛采用的协议直接运用的功用。
（2）理论
区块链开始被规划为由涣散的机器网络维护，这些机器被称为区块出产者。这些区块出产者包含验证者和矿工，他们在不可篡改的分布式账本体系上承当承认买卖的人物。它们将待处理的买卖聚合到一个区块中，随后由网络验证，然后包含在全域体系中。
尽管有办法能够证明一切买卖都是有用的，而且没有被重复记录，但没有办法保证买卖是依照发布在链上的次序排列的。这便是为什么当区块出产者从内存池（区块链的待处理买卖行列）中挑选买卖时，他们能够在提交之前优先考虑费用最高的买卖。
3、MEV的技能基础设施
在目前的MEV生态体系中，有第三方机器人和各方操作买卖费用，以保证他们的买卖在区块提交时被优先考虑。关于普通用户来说，这或许是晦气的，由于他们或许没有必要的资金、资源或技能特长来运用MEV。
在区块出产者端，也有第三方的参与，包含搜索者、建造者和中继者。搜索者本质是在“搜索”待处理买卖的内存池，以寻觅潜在的MEV赢利时机。他们将这些买卖打包绑缚，发送给“建造”完好区块并将其发送给中继者的建造者。中继者（即提议区块的可信聚合者）验证买卖，并将最有利可图的一个买卖传递给验证者提交。
4、常见MEV进犯
如前所述，MEV进犯是矿工、验证者或买卖者运用的战略，用于运用他们从头排序、包含或扫除区块内买卖的才能，以最大化其赢利。以下是一些常见的MEV进犯类型：
（1）Front-Running抢先买卖
这是指参与者观察到内存池中有待处理的有利可图的买卖后，敏捷创立一个类似买卖，但gas费更高。这就鼓励矿工首先包含他们的买卖，使他们能够从原买卖触发的价格改动中受益。
例如：Alice想买一个玩具，可是Bob为了让商家能够优先处理他的买卖而付出了一小笔费用贿赂商家，终究Bob成功买下了这个玩具。
（2）Back-Running尾随买卖
尾随买卖类似于抢先买卖，但进犯者不是将自己的买卖置于方针买卖之前，而是置于方针买卖之后。这一般用于进犯者打算从原始买卖触发的价格改动中获利的场景。
例如：Alice计划在拍卖会上对一幅画出价。Bob等Alice出价后，敏捷以Alice出的高价把他手里如出一辙的画卖给周围的人。
（3）Sandwich Attacks三明治进犯
在这种类型的进犯中，进犯者将买卖置于方针买卖前后。这便能够让进犯者以低买高卖的办法操作代币价格，本质上是将方针买卖“夹在”中心。
例如：Alice打算买一个玩具。Bob先买了这个玩具，抬高了玩具价格。Alice以这个高价购买，然后Bob再以这个高价出售他的玩具，把Alice的购买夹在了中心。
（4）Arbitrage套利
这些进犯运用了不同的去中心化买卖所（DEX）之间的价格差异。进犯者能够在一个DEX上以较低的价格购买代币，然后在另一个DEX上以较高的价格出售。
例如：Bob发现另一个乡镇的苹果更廉价。他在那里购入苹果，然后以更高的价格在自己的镇上出售。
（5）Time-Bandit Attacks时刻匪徒进犯
在工作量证明网络中，矿工进行所谓的链重组，以操作先前承认的区块。这样做的意图是从已被包含入块的买卖中提取MEV。这不只是一种更复杂的MEV进犯方法，而且或许更具破坏性，由于这种进犯需要改动现有的区块链结构。
例如：矿工Bob看到Alice发现了一处金矿。他用自己的力气让时刻倒流，在Alice之前抵达金矿，把金子占为己有。
5、MEV事例研讨
（1）商场心情及数据
2023年的MEV范畴是一个充满活力的多元化范畴，交融了机遇、应战和立异。曩昔一年里，MEV范畴的活动非常活跃，机器人在以太坊上创收至少3.07亿美元。其中最频频常见的是套利时机，占总收入的47.5%以上，与此一起，三明治进犯和平仓时机也发挥了重要作用。
在此布景下，2023年6月8日这一周的数据供给了继续趋势的快照。套利活动提取了848万美元，三明治进犯提取了55.9万美元，清算进犯不那么遍及，只提取了1.4万美元。这些数字部分表明晰MEV生态体系复杂性和动态性。
2022年涉及三明治机器人的MEV总量到达惊人的2870亿美元，Uniswap V3是套利和三明治机器人的聚集地。风趣的是，币安智能链(BSC)上的MEV时机被发现比以太坊更具本钱效益，这表明BSC上的环境愈加友爱。
根据商场情况的不同，MEV时机的频率和性质会有所不同。尽管套利时机是最常见的，但清算时机更多地依托剧烈的商场波动。不同MEV类型发生的收入也呈现出月度改动，因详细的商场事情，某些月份的收入会明显提高。
还呈现了MEV的寡头独占方法，在以太坊大合并后，前2个区块建造者地址捕获了一半以上的MEV，尽管建造者在区块的终究一笔买卖中将大多数MEV传递给了提议者。MEV机器人的竞赛环境和不同类型机器人之间的赢利分配进一步说明晰商场的复杂性。
经过剖析详细数据，在不同区块链渠道之间进行对比剖析以及了解更广泛的趋势，我们能够取得对这个不断开展的范畴更全面的看法。这些见地有助于更深入地了解MEV生态体系，反映其多面性和对未往来不断中心化金融的影响。不断探究流动性数据，开发新的做市战略，以及尽力解决MEV商场的公正性和监管问题，关于驾驭这一动态环境至关重要。
（2）MEV缝隙进犯
2023年4月3日，在以太坊区块高度16,964,664时，一组MEV机器人受缝隙进犯丢失了2530万美元。对该缝隙进犯的剖析显现，一个叛变验证者切换了MEV机器人的买卖，并扣押了各种加密代币。
这个缝隙进犯是一个复杂的操作，涉及一个歹意以太坊验证者和一组MEV机器人。这个歹意验证者被称为“Sandwich the Ripper”（开膛手三明治），他预备了多个代币财物，诱使一群方针MEV机器人企图在低流动性V2 Uniswap池上抢先买卖他的买卖。这个进程继续了18天。
在典型的三明治进犯中，MEV机器人读取传入的买卖并抢先履行订单，然后推高原买家的财物价格。然后，买家经过购买与开始预期相同的财物，进一步推高了价格。然后，MEV机器人在原买家的买卖完结后当即出售该财物，从买家身上赚取套利赢利。
但是，在这种情况下，歹意验证者用一个有缝隙的买卖诱惑MEV机器人，迫使机器人在低流动性池中套利钓饵财物，而进犯者并不需要进行实际的购买买卖。在MEV机器人购买了钓饵财物后，进犯者当即修正同一区块内的买卖次序，出售一切代币（进犯前已有预备）。然后，进犯者以更高的价格出售自己的代币，以耗尽低流动性池中的一切WETH，在这个进程中，MEV机器人取得的代币将变得一文不值。
歹意验证者在24个买卖中运用相同战略耗尽了5个MEV机器人。被盗的代币随后被分配到三个不同的钱包中，分别为2000万美元、230万美元和290万美元。
作为对该缝隙进犯的回应，Flashbot社区已经为一切中继（relay）发布补丁，以防止此类进犯再次演出。尽管有些人认为这次进犯是“歹意的”，但加密社区里的其他人则认为，对MEV机器人的进犯是游戏的一部分，并没有违背游戏规则。
（3）DeFi之夏
尽管MEV经常与应战和负面影响联络在一起，但它在某些情况下也发挥了有利作用。例如，在2021年的DeFi之夏，以太坊更快的买卖和更低的gas费与MEV的运用不无相关。
像Flashbots的MEV-geth这样的MEV提取软件的采用已大大上升，超越78%的以太坊矿工现在运用MEV提取软件来打包序列买卖包并捕获MEV赢利。这是经过矿工贿赂和拒绝绑缚等功用完结的，而无需付出gas费。如上图所示，MEV绑缚的分散好像与以太坊较低的均匀gas费相关，由于MEV软件缓解了优先gas拍卖（PGA）等问题，在这些问题情况下，机器人经过买卖费大战推高了费用。
在三明治进犯情况下，矿工或验证者在一个区块中包含某些买卖，抛弃其他买卖。经过这种办法对买卖进行优先级排序，他们能够促进更快的履行并下降用户的总本钱。这种挑选性包含让网络能够处理更多的买卖量，有助于在高需求期间提高体系的功率和效力。
总归，以MEV为中心的软件已经在以太坊中占有主导地位，这些软件经过买卖排序技能来协调对矿工和买卖员的鼓励，这也或许无意中缓解了网络拥塞，下降了网络本钱。
6、MEV周边产品
（1）Flashbots
Flashbots等公司经过研讨和开发协议来减轻MEV带来的负面外部性，以帮助生态体系完结再平衡。他们建立了一个生态体系，在这个生态体系中，机器人直接向矿工提交买卖包，而不是向公共以太坊池提交买卖包，然后矿工收到报价（其他人是看不到的），并将这些买卖包包含在他们挖掘的区块中。
由Flashbots创立的MEV-Boost等协议为验证者供给了一种经过建造者（想要购买区块空间）商场拜访中继块的办法。经过运用MEV Boost，验证者能够挑选包含这些特别区块，这些区块由于买卖被重排或许具有更高的盈利性。这让验证者有时机从建造者已经辨认并打包到中继块中的MEV时机中取得更多收益。他们还能够添加来自Flashbots、Bloxroute、Blocknative、Eden或Manifold的中继器（仅举几例）。
（2）Fastlane
Fastlane是另一家欲从头平衡MEV带来的安全担忧的基础设施公司。Fastlane是一款协议，旨在奖赏维护Polygon区块链健康的参与验证者。
Fastlane供给了一个一起的解决方案，让验证者从区块链生态体系中的各方参与者那里发生收入，包含套利者、清算者和NFT买卖者。经过竞赛性拍卖程序，算法搜索者在指定的“sprints”期间竞标拜访Fastlane。中标者取得成功买卖的或许性将添加，而无需直接连接到验证者节点，而且更重要的是，无需知晓验证者ID、节点地址或IP地址。
这种办法极大地增强了验证者节点的安全性和隐私性，经过削减机器人用冗余买卖淹没节点的经济动机，让节点愈加健康。Fastlane的规划不会促进比方抢先买卖和“三明治”进犯等歹意行为。相反，它优先考虑的是Polygon链的全体健康情况。此外，经过消除买卖传达动态中的随机性，Fastlane能够潜在地下降哨兵节点的数据本钱，进一步提高网络的功率和可靠性。
（3）Cow Protocol
还有一些具有特定用例的使用程序或软件运用MEV完结不同意图，例如Cow协议。Cow协议尽或许促成点对点买卖，消除了对中心商的需求，为用户节省了资金。这被称为需求巧合（CoW）。他们搜索一切的买卖所和聚合器，以保证用户取得最优惠的价格，然后省去了用户在不同渠道上比价的麻烦。他们还能够维护用户免受抢先买卖进犯和三明治进犯，这些进犯或许会给买卖者带来严重丢失。Cow协议经过点对点促成买卖以及运用批量拍卖来完结这一点，让买卖次序变得无关紧要。
如果在下单后，价格向有利于用户的方向歪斜，Cow协议将在履行时向用户供给价格。它每30秒搜集一次订单进行打包。这是在链下完结的，有几个优点，比方不向失败买卖收费，以出售代币（非ETH）收取的费用。Cow协议的solver（外部求解器）竞相在一切去中心化买卖所和聚合器中为你的买卖寻觅最佳的流动性来历。他们在链上提交买卖包，并对公共内存池隐藏，维护买卖免受矿工和机器人的操作（抢先买卖及其他方法的MEV）。
（4）Kolibrio
终究来看Kolibrio，它企图经过成为第一批供给播送可提取价值(BEV)中继的协议来彻底改动MEV范畴。这项技能保证了买卖播送者（如节点供给商、DeFi钱包、桥和其他dApp）能够拥有他们创立的订单流，并能够将其货币化。在买卖进入内存池之前主动搜索MEV时机时，这是有或许的。当买卖中存在MEV时机时，BEV会将该信息传递给搜索者，搜索者随即将根据该信息对买卖喊价。
经过将买卖维持在播送情况并引进MEV拍卖机制，它让MEV提取民主化，削减了经过买卖次序或抢先买卖等缝隙进犯的时机。体系的验证和等待机制充任了针对歹意MEV战略的缓冲区，而买卖聚合保证了难以操作的高效买卖处理。此外，经过主动将MEV赢利分配给播送者，该体系不只保证了公正分配，还鼓励了实体优先考虑用户利益，然后构成一个愈加安全、愈加以用户为中心的区块链生态体系。
7、以太坊之外的MEV
（1）Solana
MEV能够经过各种战略完结，包含抢先买卖、尾随买卖和三明治进犯。但是，当我们从以太坊布景过渡到Solana时，由于两个区块链之间的基本架构差异，MEV情况也发生了严重改动。
在Solana的PoS体系中，质押很多代币的验证者担任对买卖的终究确认。Solana一起的验证者集群功用进一步强化了该体系。验证者被为多个集群，轮流担任leader验证者的人物。Leader的人物仅限于确认投票买卖的次序，而不是其终究确认性，然后针对潜在歹意参与者添加了额定的安全层。
Solana和以太坊的另一个要害差异在于内存池。尽管以太坊的内存池是许多MEV战略的要害组成部分，但Solana没有内存池。这意味着独立的网络参与者（一般被称为“搜索者”），除非他们充任验证者，否则是无法针对单个买卖提取MEV的。此外，Solana最近在固定费用的基础上引进了优先处理费，这样搜索者就能够更快地将他们的买卖包含入块。
尽管存在这些结构上的差异，Solana也不是彻底不受MEV的影响。在Solana上，MEV活动的一种遍及方法是去中心化买卖所（DEX）套利。在这种情况下，买卖者运用了不同DEX之间的价格差。例如，买卖者或许会辨认出Solana上的两个去中心化买卖所Raydium和Orca之间的SOL/USDC汇率差，随即履行有利可图的套利买卖。
风趣的是，三明治进犯是以太坊上常见的MEV战略，但在Solana上不见踪影。这或许是由于Solana没有内存池，而且只有leader验证者才能在买卖终究确认之前拜访买卖。
在NFT范畴，MEV以NFT机器人的方法表现出来。这些机器人用铸造恳求淹没了盛行的NFT发布，旨在保证即时转售尽或许多的代币。这不只扰乱了NFT商场，还导致了网络拥塞。为了解决这个问题，Solana提出了一些解决方案，比方调整买卖gas费以添加废物恳求的本钱，以及对无效买卖征“税”。
此外，一家名为Jito Labs的公司供给了一套专门的产品，或许会对Solana的MEV格局发生严重影响。概况如下：
· 更好的验证功用和更高收益——Jito-Solana客户端：
经过供给开源验证者客户端，Jito Labs帮助Solana上的验证者更好地运用他们的硬件并取得更高收入。这能够促使验证更具竞赛性，然后削减买卖排序中的潜在MEV提取。Jito区块引擎帮助为验证者构建最有利可图、最高效的区块。经过优化区块构建，它能够削减买卖的从头排序时机（一种常见的MEV战略），使网络对某些MEV进犯更具弹性。
· 外包废物恳求缓解和签名验证——Jito Relayer：
此东西允许验证者外包废物恳求缓解和签名验证，这能够削减拥塞，完结更高效的区块创立。这或许下降歹意行为者经过废物恳求进犯运用MEV的或许性。
· 序列履行和增强的买卖才能——Jito Bundles：
经过支持买卖的序列履行，Jito Labs为买卖排序添加了额定的操控层。这能够缓解一些MEV战略，如抢先买卖和三明治进犯。Jito内存池：买卖者能够运用Jito内存池取得更高的买卖交给保证。这保证了更可靠的买卖履行，削减了经过买卖从头排序或扫除买卖提取MEV的或许性。ShredStream：这个功用让买卖者能够直接从leader那里接纳碎片然后节省很多时刻。经过提高买卖功率，它能够削减MEV进犯的时机窗口，例如套利缝隙进犯。
Jito Labs的产品供给了多维办法来强化Solana区块链。经过专注于优化验证者功用、保证高效的区块构建、缓解废物恳求以及增强买卖才能，Jito Labs为更安全、更有弹性的网络做出了奉献。
这些立异能够让Solana链不易受常见MEV战略的进犯，营建更公正透明的买卖环境。尽管它或许不会彻底消除MEV，但Jito Labs的产品与Solana的集成代表了减轻与MEV相关负面影响方面的积极举措。
在快速开展的区块链范畴，Jito Labs的这些技能进步为解决MEV应战供给了有价值的见地，不只在Solana内部，在其他区块链网络中也是如此。
综上所述，尽管由于架构上的差异，Solana上MEV的性质和表现方法与以太坊有很大不同，但MEV仍然是一个遍及存在的问题。Solana社区不断在探究施行解决方案，以下降MEV对其网络的影响，保证其区块链运营的完好性和功率。
（2）L2及跨链
L2上的MEV是从以太坊L1上的原始MEV扩展而来。但是，在EVM链的情况下，参与者操作买卖的次序、包含或检查的或许性在L1和L2之间没有明显差异。这两层有着相同的MEV概念，MEV首要来自于矿工（或权益证明体系中的验证者）在他们出产的区块内从头排序、包含或检查买卖的才能。
这种才能可用于运用套利时机、抢先买卖或从用户那里提取租金。但是，跟着以太坊2.0的引进以及人们越来越多地运用L2解决方案来完结可扩展性，这一切正在微妙地改动MEV格局。
Avalanche(AVAX)等特定链上呈现了MEV范畴里的一个特别差异，即这些链不同享内存池数据（除非与验证者同享）。这种一起的办法能够改动MEV动态，由于能够拜访买卖数据的实体变少了，这或许会影响买卖操作和价值提取的范围。
但是，L2环境也为MEV问题的立异解决方案供给了时机。例如，提议者-建造者别离(PBS)的概念能够使用于L2解决方案，其中提议区块和建造区块的人物是分隔的，这或许会必定程度减轻MEV相关问题。
此外，跨链MEV的探究，包含跨不同区块链网络的MEV提取，也是L2 MEV范畴的重要组成部分。这是L1中不存在的一个新维度，它为MEV提取弛缓解开辟了一个全新的研讨范畴和潜在战略。
总归，尽管L2 MEV与L1 MEV有着一起的基本概念，但L2解决方案的一起架构和操作特性为MEV问题引进了新维度。该范畴正在进行的研讨和开发关于保证以太坊和其他区块链网络在扩展时的可靠性、公正性和去中心化特性来说至关重要。
8、提议者-建造者别离（PBS）
（1）什么是提议者-建造者别离？
提议者-建造者别离（PBS）是针对区块链网络中检查和MEV进犯的应战提出的一种解决方案。PBS概念植根于将网络的区块构建和区块提议的人物别离开来的想法。这种责任别离旨在创立一个愈加去中心化更安全的网络，一起还解决了MEV问题。
（2）PBS呈现之前
在区块链网络中，称为验证者的专门参与者关于买卖处理和区块创立等操作至关重要。在像以太坊这样的前期区块链协议中，验证者被分配了两个要害使命——区块建造和区块提议。相同的验证者将搜集待处理买卖，确认区块内容，排序买卖，并构建完好的新区块。然后，这些相同的实体将把他们创立完结的区块作为提案向网络的其他方播送，以进行验证及包含入链。
这种责任的合并是有问题的，由于它赋予验证者对区块中包含哪些买卖以及以什么次序包含买卖过度的操控权。验证者能够运用这种影响力来施行为自己发明额定赢利的战略。例如，他们能够对买卖进行排序，然后从那些期望优先处理买卖的用户那里获取最高费用。验证者还能够运用其地位进行商场操作，包含或扫除特定买卖，以影响代币价格，使局势对自己有利。这些做法符合最大可提取价值的概念，其中验证者经过优化买卖排序和检查将自己的赢利最大化。
资源充足的大型验证者天然最适合微调区块、施行这些MEV战略。这便导致了中心化风险，小型验证者在从买卖中提取最大价值的竞赛中苦苦挣扎。总的来说，将区块建造和区块提议的责任交融到一个验证者实体中，会在公正性、安全性和去中心化方面发生缝隙。
（3）PBS呈现之后：缓解MEV，提高区块链安全
为了解决这些问题，特引进了比方提议者-建造者别离（PBS）之类的立异之举。PBS正式将两个验证责任（区块构建和区块提议）分为由不同节点类型处理的独立人物。
在PBS下，区块构建是由专门的建造者节点处理的。它们的仅有功用便是以优化的办法建造区块内容，使整个网络的价值最大化，不偏袒任何一个实体。买卖排序、包含和次序是运用旨在约束操作时机的算法确认的。然后，这些完结的区块包将被传递到专门的提议者节点。
提议者节点的人物很简单——从建造者那里取得完好区块，并将它们提议给验证者网络的其余节点，以取得批准并包含在区块链中。重要的是，提议者不参与PBS下的区块创立。这能够防止他们对区块使用优先买卖排序或进行其他服务自身利益的更改，由于他们只有在区块构建完结后才能看到区块内容。
经过将这两种责任正式分解为单独的专门人物，PBS约束了单个节点对端到端买卖流程的影响。这反过来又增强了以太坊等网络的去中心化特性、安全性和公正性。PBS代表了区块链网络架构和办理办法的重要演化。
9、结论及未来开展方向
受DeFi的兴起和区块链技能开展的影响，MEV的未来将是一个复杂局势。尽管MEV能够为区块链生态体系中的某些参与者带来可观赢利，但它一起也带来了应战，包含对买卖发起者的潜在负面影响以及验证者中心化风险。
以太坊社区正在积极探究缓解这些应战的战略，一起保留MEV的有利之处。这些战略包含MEV burning（MEV毁掉）、MEV smoothing（滑润MEV峰值）和MEV sharing（MEV同享），每种战略都有其一起的优势和利害权衡，它们的成功施行需要仔细考虑和很多资源。
以太坊大合并和PBS概念的引进进一步添加了MEV范畴的复杂性。MEV-Boost的广泛采用带来了区块奖赏的添加，但也带来了验证者中心化的潜在风险。
总而言之，MEV的办理是以太坊和其他区块链网络未来的要害问题。跟着这些技能的不断开展，MEV的办理战略也将不断开展。未来的研讨应继续探究这些战略，以及新式MEV的呈现及其对各区块链网络的影响。跟着各网络不断扩展，MEV范畴的继续探究和开发关于保证网络的可靠性、公正性和去中心化特性至关重要。
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