MEV:区块链行业的重要话题

MEV（最大可提取价值）已成为区块链行业的一个热点话题,因为它涉及交易排序和套利机会。为了确保透明性、保护交易、维护网络健康并奖励参与者,一些平台正在实施改进提案和机制,以管理MEV。

除了现有机制,还计划建立更多机制,以确保高级原则引导MEV的演进。

设计原则和考虑

每笔交易都会引入新信息,带来潜在利润机会。MEV生态通过几个机制形成:

• 提交MEV交易的机制
• 发布MEV机会的机制
• 分配MEV收入的机制
• 保护用户交易的机制

整体优先事项如下:

• 用户交易保护比提取价值的数量更重要。优先考虑较小的滑点,而不是较大的提取价值。避免增加延迟且没有退出选项的协议外拍卖。
• 网络透明度优于与验证节点或中继者的离线交易。
• 通过优先gas拍卖(PGA)促进竞争,抑制导致系统低效的垃圾行为:追求的完美使得搜索者的主导策略是发送一笔交易,其优先费用由提取的价值决定。
• 鼓励将奖励分配给与生态对齐的参与者:验证节点、质押者、应用程序和用户。

交易提交

由于修改同一对象的交易按顺序执行,客户端竞争以增加其执行顺序的机会。从系统角度看,PGA是一种有效的资源分配方式,可以防止垃圾行为,同时在参与者之间重新分配gas费用。

优先gas拍卖的关键驱动因素是量化执行:

• 按共识排序的交易在区块中处理。交易者通过gas拍卖竞争优先顺序,既可以在提交内部竞争,也可以在不同的提交之间竞争。
• 这与CEX做市商不同,在CEX中,执行优先级完全取决于速度,通过低延迟网络和算法实现。
• 更高的共识提交率减少了量化效应,使DEX执行更高效,但也缩小了PGA窗口。
• 目前,非拥塞对象的PGA对最快的搜索者最为重要。在每秒15次提交的速率下,70毫秒的交易提交速度优势可能决定交易是否能达成。
• 拥塞对象可能会推迟交易执行,这进一步放大了PGA的重要性,因为竞争交易的窗口可能是常规共识提交的10倍。

有两种机制可以将交易引导到特定的即将到来的提交:

1、通过软捆绑提交一批交易

• 通过软捆绑提交的交易有很高的概率与有效捆绑一起被包含在同一共识提交中。捆绑有效性条件要求所有交易的gas价格相同。
• 在实践中,这一机制允许为原始交易和其后续交易进行链下拍卖。

2、通过共识放大优先交易

• 解决了共识提交中的潜在抖动问题,避免了在同一时间提交的较低gas价格的交易被排在较高gas价格的交易之后。
• 共识提交中的两个自然抖动来源:(1)提交的验证节点滞后于几个共识回合:由另一个验证节点提交的交易可能会首先被排序。(2)共识回合的领导者比其他验证节点提交有优势。
• 通过放大高于k x RGP(k是系统参数,当前配置中设置为5,RGP是参考gas价格)的gas价格来增强共识提交。gas价格为n x RGP的交易会被放大n倍。
• 广泛应用将创建一个更高效、公平竞争的系统。需要注意的是,不会改变从客户端视角看待的系统基本属性:它通过提供更高效的替代方案来抑制垃圾行为。

选择合适的交易gas价格

客户端应考虑以下主要因素来确定提交交易的gas价格:

1、优先gas拍卖

在共识提交内,修改同一对象的交易按gas价格排序,这为搜索者提供了公平竞争的机会。

2、共识提交放大

如上所述,gas价格超过5 x RGP的交易通过n个验证节点提交到共识中来放大共识提交。任何超出放大阈值的gas价格都会减少低效提交的抖动。在实践中,放大因子为5足以消除抖动,而100 x RGP的gas价格将有很高的概率解锁下一个回合的领导者提交。

3、避免拥塞推迟和取消

通过控制修改同一共享对象的交易速率,限制检查点执行的墙时钟时间。修改拥塞对象的交易按gas价格排序,较低价格的交易将被推迟并最终取消,以限制每个检查点的最长顺序执行链,这是一个被称为基于对象的本地费用市场的机制。(注意,尽管共享对象提供高套利机会时gas价格可能飙升,但系统中的其他部分保持不变。)

完整节点跟踪执行和取消交易的gas价格,尤其是涉及到修改拥塞对象的交易。通过交易干运行的结果,可以获取已执行的最低价格交易和已取消的最高价格交易的gas价格。利用这些信息,客户端可以确定所需的gas价格,以高概率避免交易的推迟。(注意,该功能目前只部分实现,预计将在接下来的两个月内作为SDK的一部分发布。)

发布交易信息

每一笔交易都引入了潜在的利润机会。考虑一下一个共享对象交易的生命周期,从客户端提交之时到第三方观察到其效果。

1. 客户端提交交易:客户端将交易提交到一个RPC全节点(通常由应用程序选择)。
2. RPC节点广播交易:RPC节点将交易广播给验证节点,验证节点验证交易的有效性并进行签名,RPC节点从验证节点集体签名中组装交易证书。
3. RPC节点广播交易证书:RPC节点将交易证书广播给验证节点。
4. 验证节点提交交易:一名确定性选中的验证节点将交易提交给共识。共识在验证节点之间广播区块,在3个共识回合内,包含该交易的区块会被提交。交易执行:交易在每个验证节点上执行。
5. 交易效果证书发送回RPC节点和客户端:交易执行后的效果证书会返回给RPC节点和客户端。
6. 生成检查点:在1到3个共识回合内,每个验证节点都会形成并签署一个检查点(检查点是多个共识提交的批处理)。
7. 检查点签名广播:检查点签名将在验证节点之间广播,每个验证节点形成检查点证书。
8. 状态同步协议传播检查点:状态同步协议负责通过点对点方式传播已认证的检查点。通常,每个验证节点都有一个不提供RPC请求的直接对等节点------一个状态同步全节点,接收该验证节点的检查点。
9. 第三方节点下载检查点:连接到状态同步全节点的第三方全节点获取检查点并下载其内容。此时,我们假设直接连接到全节点的第三方可以对交易效果进行后处理并做出反应。

提交交易前的交易信息传播

如前所述,有链下拍卖系统,用于提交软捆绑。这些拍卖通过应用程序与拍卖系统之间的链下协议拦截交易提交。

这种信息传播假设拍卖系统表现良好,能够保护用户交易免受潜在的夹击攻击。拍卖系统被激励保护用户交易以保持其业务,因此采用了一些拍卖技巧(诱饵交易、随机延迟)来削弱潜在夹击机器人带来的财务收益。

显然,这种信息传播发生在系统之外(在应用程序和拍卖之间),是应用程序和用户的自愿选择,只提供投机性的信息,不能保证原始用户交易会成功。

共识区块流式传输

为了实现低延迟的用户交易访问,正在设计一个直接流式传输共识区块的系统。总体来说,完整节点将能够直接订阅共识区块。

通过这种方式,完整节点可以投机性地通知将以高概率被提交的交易。网络拓扑使用标准的开放状态同步对等发现协议。

这种投机通知有可能显著缩短交易传播的延迟,仅需约160毫秒(2个共识回合),即验证节点提交后。

共识区块流式传输项目目前处于设计阶段,预计将在未来1至2个月内发布改进提案。

保护用户交易

用户交易需要保护免受前置交易、夹击和非自愿提交延迟的影响。

外部成员驱动

交易提交需要外部成员驱动,通常由全节点执行。

如果一个验证节点接收到交易t的提交请求,并希望启动新交易t',它将在证书组装过程中落后于原始成员驱动程序。除非提交的全节点与成员连接不良,否则验证节点会在t'的证书组装过程中落后于t。

此外,由于t的共识提交是去中心化的,一旦t的证书到达共识,无法可靠地推迟。因此,如果t的证书在t'之前到达共识,t将高概率地在t'之前被结算。

因此,外部成员驱动提供了自然的前置保护,假设信任负责交易提交的全节点(由于前置攻击可以在链上轻松检测到,这些攻击将被客户端记录并损害RPC操作员的声誉)。

快速路径

目前正在进行一个项目,将交易提交更改为快速路径协议。根据该协议,用户交易可以提交给单个验证节点,验证节点将利用共识来收集和执行交易证书。虽然这使系统效率大幅提升,但也为验证节点获取用户交易提供了前置交易的机会。

这个风险纯粹是理论上的,因为目前没有证据表明发生了前置交易攻击。在新系统中,前置交易的可能性更高,但另一方面,由于对提交验证节点的确定性了解,更容易追究他们的责任。

MEV的演变

MEV生态仍在形成之中,今年晚些时候会有新的机制推出。目前,优先gas拍卖和共识放大定义了当前的系统,而即将推出的创新,如时间锁加密和快速路径,将重塑交易执行和安全性。随着这些机制的上线,MEV将继续发展,创造一个更加动态和透明的生态。