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MEV已提取7.43亿美元,它会成为以太坊爆炸式重组的导火索吗?

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随着上周三以太坊信标链达到 Epoch 74240之后,以太坊网络成功激活 Altair 硬分叉升级,象征着ETH2.0的升级进程又向前迈进了一步。自从2020年11月底以太坊2.0存款合约地址余额达到启动以太坊2.0创始区块的最低要求并成功开启升级工作以来,我们可以发现,除了先后掀起市场投资热潮的DeFi和NFT,以及备受瞩目的各类Layer 2扩容方案之外,还有一个并不经常被人所提起的问题也在悄然展露出头角,那就是MEV(中文译为矿工可提取价值Miner Extractable Value,或最大可提取价值Maximum Extractable Value)。由于MEV问题不仅会损害用户交易体验和区块链网络,使得网络变得拥挤不堪,应用成本变高,这还可能阻碍以太坊的网络效应和发展势头。

图一:2020年1月以来以太坊网络MEV数据概况,数据来源flashbots

据第三方专业统计网站flashbots数据,从2020年一月初至今,MEV已经提取了近7.43亿美元,从上图也可以发现,在MEV的增长过程中,2020年7月是一个关键的 节点,在此之前,MEV的增长处于非常缓慢的水平,6个月的时间里不过提取了价值350万美元的数字资产;而在此之后,则进入了发展的快车道,从350万美元一路攀升,用了不到一年半的时间,快速增长到了7.43亿美元,增幅超过212倍,虽然其中有很大一部分增值是由ETH本身价格上涨带来的,但结合同期市场上的具体情况,我们不难发现,MEV的发展和DeFi、NFT等日益活跃且高频的链上交互紧密相关。

所以面对这个愈发庞大的市场,在今年的7月1日,ETHGlobal举办了围绕MEV主题的虚拟峰会,会上就“MEV的演变”,“MEV解决方案”,“对MEV的协议级应对方案”,以及“对MEV的应用级应对方案”这四大议程进行了探讨。在本文中暂不对这次峰会的具体内容做展开介绍,还是先回过头来了解一下什么是MEV、还有它和DeFi相伴而生的历程,以及它可能给以太坊网络带来的各种影响。

什么是MEV?

在本文开篇位置,我们就MEV的中文译名给出了两个不同的释义,实际上两者的差别并不是很大,在这里做一下详细阐释,第一个—— “矿工可提取价值”(Miner Extractable Value),是矿工通过在其生产的区块内任意包含、排除或重排交易顺序等能力获得利润的一种度量,该概念最早由Phil Daian等人在2019年发表的《Flash Boys 2.0》报告中提出,指的是考虑到以太坊上的链上交易都是先进入Mempool,然后再由矿工打包至区块,因此矿工会优先打包那些支付更高Gas费的交易,而出高价让自己交易被优先处理的行为称为“PGA(Priority Gas Auction,最优Gas费竞拍)”。第二个——最大可提取价值(Maximum Extractable Value),主要是因为随着2020年六七月DeFi爆发之后,不仅仅是矿工,很多专注于DeFi的交易员和第三方套利机器人也加入到了提取MEV的行列,并且发起了大多数的MEV行为,通过套利策略获得MEV,因此便产生了最大可提取价值这一更大化的说法。

举个例子,在Uniswap上有一笔大宗交易导致价格产生滑点之后出现了一个1万美元的套利机会,这时候DeFi交易员或是套利机器人就会执行套利交易,如果有多个执行方注意到这个套利机会,则会开始一场最优Gas竞赛,假如最终成功者以6,000美元的手续费成功获得交易打包进区块的机会,则6,000美元是矿工打包此笔交易获得的MEV,而4,000美元就是DeFi交易员或是套利机器人可提取的MEV。当然套利不仅仅出现在大额交易的场景,不同DEX之间出现溢价时,也可以进行套利。而清算就是在DeFi抵押借贷协议中,当抵押资产达到强平线时则会触发清算流程,清算人可以以一定的折扣获得如以太坊这样的资产,而这个折扣价值就是MEV。

在之前的很长一段时间里,由于Mempool打包机制特权的使用鲜为人知,但却是广泛存在的一种不公平的暗黑机制,因此有“黑暗森林”这一称呼。而在DeFi兴起后,以太坊网络不仅支撑链上转账交易,还有了与如挖矿、借贷、AMM、衍生品等智能合约的交互拓展,也使得链上可捕获的价值变多,MEV提取的价值也在迅速增加,对以太坊网络的潜在影响也逐步凸显出来,进而吸引了越来越多的开发者关注到这一领域。

MEV和DeFi

据 DeFiLIama 数据显示,截至2021年11月4日24时,全网 DeFi 总锁仓资产价值已经超 2500 亿美元,达到2565 亿美元,续刷历史新高。当前锁仓金额排名前三的 DeFi 协议分别是 Curve (199 亿美元)、Maker (182 亿美元)、Aave (154 亿美元)。

图二:全网 DeFi 总锁仓资产价值,数据来源DeFiLIama

从图二中不仅能够看出当前全网 DeFi 总锁仓资产价值的规模,还能够看出历史变化趋势,如果将MEV的变化趋势单独列出来与之对比,可以发现两者的曲线斜率在时间维度上有很多的重合。

图三:MEV价值变化,数据来源flashbots

将图三和图二对比来看,可以发现在2020年7月前后,伴随着DeFi的崛起,MEV可提取价值也随之水涨船高。2020年2月1日,MEV可提取价值仅仅为20万美元,而到了2021年2月1日,这一数值则快速增长到了2.2亿美元,涨幅高达1100倍。

其中,单日MEV最高甚至能达到400万美元。

图四:每日可提取MEV变化情况,数据来源flashbots

从图五MEV-Explore v0给出的信息可以看出,目前,已经被提取的MEV主要发生在8个DeFi协议,而这也是以太坊生态中用户数最多,交易最为集中的DeFi项目,分别是Uniswap(44%)、SushiSwap(22%)、Balancer(10%)、Curve(9.5%)、dYdX(8.5%)、0x(3%)、AAVE(1.9%),以及Compound(1.4%),其中Uniswap和SushiSwap二者相加占比就达到了66%。

图五:以太坊MEV可提取价值分布,数据来源flashbots

MEV的分类和影响

根据MEV产生的原因以及可能导致的后果来看,又可大致将其分为三种:良性MEV(即协议自带的)、不良MEV和灾难性MEV。

1. 良性MEV: 有些协议的运转一定程度上依赖于MEV捕获,比如对Aave,Maker、Compound等DeFi抵押借贷协议的清算,或者通过在Uniswap、SushiSwap之间的套利来保持市场的有效性。

2. 2. 不良MEV:主要有抢先交易、三明治攻击等等。抢先交易是指在一笔正常交易等待打包的过程中,抢跑机器人通过设置更高 Gas 费用抢先完成攻击交易,以此攫取用户利益的攻击行为。在前段时间曝出的一个比较知名的抢先交易的案例就是CryptoPunk NFT系列中的价值超69000美元的Punk 3860因操作失误,仅以不到1美分的价格被售出,根据DeFi平台Float Capital联合创始人Jonathan Clark的说法,所有者打算以低于1美分的价格在白名单销售中出售该NFT,但却放到了公开市场上出售。首先发现这一漏洞的买方设置了高达22 ETH的手续费“贿赂”了一位以太坊矿工,进而顺利的获得了优先将其交易打包在一个区块中的权利。三明治攻击(sandwich attacks)则是一个很形象的说法,也是DeFi里一种流行的抢先交易的方式。为了形成一个“三明治”交易,攻击者会找到一个待处理的受害者交易,然后试图通过前后的交易夹击该受害者。

3.灾难性MEV: 指的是通过重组(reorg)、time-bandit链重组攻击造成对共识层的威胁,虽然这种情况出现的概率很低,但是从逻辑上讲,这种风险始终是存在的。因为只要潜在的诱惑具有足够大的吸引力,矿工是有能力重新排序交易来捕捉MEV的机会的。正如The Block所描绘的那样:“矿工有可能在新区块中看到利润丰厚的交易,然后回到链中对交易发生前的区块进行重组,创建一个新序列——用自己的交易替换原始交易,从而拿走其中的利润。这也被称为‘时间强盗攻击’,因为它就像区块链的一场时间旅行。”

而这种潜在的风险,其实可以用一个我们很熟悉的名词来概括——双花。双花风险不仅仅是以太坊所面临的的问题,也是所有区块链网络都不可回避的,只不过由于近一年多来基于以太坊的DeFi 生态爆炸式增长,使得这种威胁格外突出。而且另外一点被隐藏起来的矛盾是,EIP-1559的上线在事实上损害了以太坊矿工的利益,虽然到目前为止以太坊矿工和各利益相关方之间依然在友好相处,但是随着ETH2.0的日益临近,有关以太坊矿工何去何从的问题也应该引起我们关注。

再回到MEV的话题,就现实情况而言,MEV显然不会在近期内从以太坊上消失,但是,这似乎也可能不是一件多么可怕的事情。不仅以太坊开发团队已经意识到了上述风险并提出了EIP-3675 提案进行防范,而且还有不少创业团队也就解决上述问题拿出了切实可行的改进方案。所以就目前的发展形势来看,MEV 很可能不会导致以太坊爆炸式的持续重组,对于以太坊的未来,仍然有更多值得我们期待的东西。

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