ゲートベンチャーズ研究所：暗い森を照らすMEVの徹底分析（後編）

詳細: Gate Ventures Research Institute: MEV の詳細な分析、暗い森を照らす (パート 1)

MEV は探査方向を遅くします

過去には、イーサリアムのエコシステム内で、PBS ソリューションは Flashbots にアウトソーシングされ、Flashbots は特にイーサリアムの MEV 問題の研究に使用され、その最新の評価額は 10 億米ドルに達しました。しかし、Relayer には経済的メリットがなく、Relay の実装には技術的および経済的に高い敷居が必要であるという事実により、Blocknative はこのトラック プロジェクトの研究開発を断念しました。トラストレス性とゼロの経済的インセンティブの問題を解決するために、イーサリアムは、e-PBS プロトコル レベルの改善を使用して、サードパーティ プロトコル mevboost に基づくリレーラーの存在を回避することも検討しています。

現在の MEV は、本質的にエコシステムの複雑さの増大と、ユーザーの時間内での情報の非対称性の避けられない産物であるため、特にパーミッションレスで暗い森にあるイーサリアムにとっては、うまく解決できない問題であると思われます。検閲に対するハッカー心理の影響で、イーサリアムは MEV を即座に遮断するためにプロトコル レベルでの見直しや改善を行うことは不可能であり、実現することはありません。イーサリアムエコシステムでは、MEV の負の外部性を軽減し、正の外部性を強化する方法を見つけるために、より多くの努力が行われています。多くのプロジェクト、コミュニティ メンバー、開発者、VC が試してみる価値のある方法を模索しており、多くの潜在的な機会が生まれています。次に、負の外部性を軽減するためのいくつかの試みを簡単に紹介します。一般に、すべての試みはプロトコル レベル、アプリケーション レベル、オークション メカニズムの 3 つの方向にあります。

スバエ

SUAVE (Single Unifying Auction for Value Expression) は、MEV の負の外部性を改善するために Flashbots によって提案されました。同様に、MEV を解決することに頼るのではなく、MEV が分散化され透明になるように導きます。

SUAVE チェーンのアーキテクチャ、出典: Flashbots

新しいブロックチェーン SUAVE を構築することで、EVM スマート コントラクトを実行できる MEVM 仮想マシンが組み込まれています。同時に、サポートする開発者ツールは、EVM 仮想マシンに基づく MEV スマート コントラクトの開発をサポートできます。これにより、今日のあらゆる集中型 MEV インフラストラクチャを分散型ブロックチェーン上のスマート コントラクトに変換できます。これにより、新しい MEV アプリケーションを作成するための敷居が大幅に下がり、さまざまなメカニズム間の競争が最大化され、分散化と透明性がもたらされます。最後に、集中型インフラストラクチャ (ビルダー、リレー、集中型 RFQ ルーティングなど) を分散型ブロックチェーン上のスマート コントラクトとしてプログラムできるようにすることで、MEV 業界チェーンの集中化の問題を分散化するのに役立ちます。

ロールアップ トランザクションのサプライ チェーン、出典: dba:

SUAVE は、チェーン上の提案者に送信される分散型注文者および意図認識マシンとして機能し、最終的に決済層としてイーサリアムを使用します。実行ノードは、信頼できる実行環境またはゼロ知識証明テクノロジーを使用して、オフチェーンで実行されます。ユーザーはインテンショントランザクションを使用し、分析のためにトランザクションをSUAVEに引き渡し、スマートコントラクト間のMEV入札で透明なMEVを最大化できるため、透明な市場メカニズムを通じて負の外部性を効果的に軽減できます。同時に、Paradigm のアプリケーション税の記事によれば、たとえば、MEV ボットの動作にアプリケーション税を課すことは、SUAVE での実装により適しています。パラダイムはたまたまこのプロジェクトのコンサルタント兼投資家でもあります。

OFA

OFA (オーダー フロー オークション) を例として、オークション メカニズムの改善点を見てみましょう。

OFA オークション メカニズム、出典: Frontier Research

1. 注文開始者 (ウォレット/アプリケーション) は注文を OFA に送信し、OFA は注文金額などを含むいくつかの情報を選択的に開示します。これは設計空間です。

2. 入札者は入札し、対応する情報を取得し、この注文フローに対して支払うことができる価格を提案します。その後、入札者はこの注文フローに対して MEV を実行します。

3. プライベート注文フローのこの部分は入札者のみが見ることができ、市場競争の導入により MEV の透明性が高まり、ユーザーの損失を最小限に抑えることができます。

現在、業界では OFA オークション メカニズムに基づく多くのプロジェクトが開発されており、全体的な動作メカニズムとプロセスは非常に似ています。違いは 4 つのコア コンポーネントの詳細と実装方法にあります。

プライベートトレーディングプール暗号

OFA はプライベート トレーディング プールの構築に似ていますが、これらのユーザー注文は、特定のオークション メカニズムに基づいて落札者によってのみ MEV を引き出すことができ、オークション手数料は注文所有者に返されます。実際、このアーキテクチャでは、依然としてある種のオークション メカニズムによる MEV 抽出が行われています。検索者は MEV の主な参加者であるため、メモリ プライバシー プールは検索者の機密性の問題を解決することを期待しています。したがって、リレーラーとブロックビルダーのみがプライベートトランザクションプールを通じて注文を確認できます。その中で、暗号化は、ユーザーのトランザクションでより高いガスを支払う必要がある可能性があることを意味しますが、これ自体はオプションである必要があります。現在、検討する価値のある暗号化方法がいくつかあります。

1. マルチパーティ計算 MPC: 複数のパーティが MPC を使用します。これにより、複数のパーティからトランザクションの詳細が隠蔽されます。MPC は、単一の注文ノードの集中権限を分散するために共有注文者に適用することもできます。

2. 検証可能な遅延関数 VDF: この関数は計算に一定の時間 T を要しますが、一度計算されると、その正確性をすぐに検証できます。 VDF を使用すると、トランザクション シーケンスをシリアル実行に変更できますが、多くのユーザー環境では、遅延時間 T がトレードオフの値になります。

3. しきい値暗号化 TSS: 単一の参加者が完全なキーを所有する必要がなく、複数の参加者が暗号化および復号化プロセスに共同で参加できるようにします。しきい値暗号化は、トランザクションの内容を暗号化して、トランザクションが確認される前に攻撃者がトランザクションの詳細を確認できないようにすることで、フロントランニング攻撃を効果的に防止できます。 MPC と比較すると、TSS は単純であり、単一の署名と秘密鍵の生成により適しています。 Shutter Network は TSS を使用します。TSS を使用すると、バリデーターは内容を知ることなくトランザクションを並べ替えてパッケージ化できるため、MEV 攻撃を防ぐことができます。

4. ゼロ知識証明 ZKP は、特定の情報を公開することなく、情報の正しさを検証できます。現在の開発は主にハードウェアの開発に影響を受けており、ハードウェアの開発は高価であり、具体的な商品化を実現するには時間がかかります。 Automata Network は、検証者が必要な計算を実行できるようにしながらトランザクションのプライバシーを保護するために、マルチパーティ計算 (MPC) とゼロ知識証明を使用する「Conveyor」と呼ばれるプライバシー リレー ネットワークを提案しています。

プライベートトレーディングプールの暗号化スキームの比較、出典: Flashbots

プライベート トランザクション プールの暗号化には、MPC、TSS、VDF、ZKP など、さまざまなオプションの暗号化アルゴリズムがありますが、各暗号化アルゴリズムには、開発者が考慮する必要がある欠点があります。探索的プロジェクトの中には、TSS アルゴリズムを使用した Shutter Network と、MEV を解決するために MPC と ZKP を使用した Automate Network があり、注目に値します。

処刑チケット

実行チケットは、コロンビア暗号経済セミナーでジャスティンによって提案された MEV のソリューションであり、コンセンサス レベルでの改善であり、次の 3 つのステップを経ます。

1. これはチケット市場を提案しており、チケットを取得した人は将来の特定の時点でブロックの実行を提案する資格を得ることができます。動的価格設定メカニズムにより、流通するチケットの数と既存の供給調整価格をリアルタイムで調整できます。各チケットの特定のスロットもランダムに選択されます。

2. ブロックは実行と提案の 2 つのタイプに分けられ、ブロックの提案者はランダムに選択され、ブロックを実行するにはチケットが必要です。

3. ブロックを実行するチケット所有者は、割り当てられた期間内でブロックの実行を提案し、関連する実行レイヤー報酬 (EL 報酬 = TX 料金 + MEV) を受け取る権利を有します。実行ブロックの提案者は、割り当てられたスロットで実行ブロックを確実に生成するために担保を提供する必要があります。二重に支出した場合、またはオフラインになった場合、賭け金は没収されます。

スロットは実行ラウンドとビーコンラウンド（コンセンサスラウンド）に分かれており、チケットが破壊されると、対応するETHが破壊されることと同等となり、実行ブロックとコンセンサスブロックがランダムに選択されるため、ETHの収縮圧力が高まります。問題は次のとおりです。

1. ただし、このメカニズムでは、複数の MEV ブロックの問題、つまり、複数の連続するブロックの実行チケットを購入する問題が発生し、チケットの購入コストを相殺するために MEV の利益が拡大する可能性があります。したがって、このメカニズムには、適切に設計されたチケット価格変更機能が必要です。

2. このメカニズムは依然としてユーザーの MEV サンドイッチ攻撃の問題を解決するものではなく、ネットワーク全体の収縮に対するユーザーの損失を補償するだけです。

e-PBS

実際、Merge の後、イーサリアムは PBS を実装しませんでした。これは、構築者とブロック提案者の両方がバリデーターから選択する必要があることを意味しますが、ネットワークの経済的利益を最大化するために、MEV-Boost がサードパーティ PBS として使用されます。アウトオブプロトコル ソリューションは現在、Relayer 市場シェアの 90% を占めています。

e-PBS (enshrined PBS) は、サードパーティによって構築された信頼できるミドルウェアとしての MEV-boost Relay に対するイーサリアムのソリューションです。コンセンサス レベルに PBS が組み込まれており、プロトコル外のソリューションを提供するために Flashbost などのサードパーティに依存しなくなりました。 。この提案にはコードネーム EIP-7732 が付けられています。このプロトコルの目標は、イーサリアム プロトコル層が信頼を最小限に抑えた PBS ソリューションを実装できるようにし、イーサリアム プロトコル内のメカニズムを通じて MEV の大部分をキャプチャし、キャプチャされた MEV をイーサリアム プロトコルに割り当てられるようにすることです。イーサリアムプロトコル参加者の利点。この e-PBS は、PBS の章で説明したワークフローに似ていますが、Relayer の役割が排除され、Proposer に入札する Builder がコンセンサス層のコードとして記述されることが特徴です。

ePBS 実行フローチャート、出典: mikeneuder

上の図は、ePBS メカニズムでのスロット N プロセスを示しています。

1. ブロック ブロードキャスト: t= 0 の場合、選択された POS バリデータは、スロット N のコンセンサス レイヤー (CL) ブロックを提案します。これには、ビルダーのオークション ブロック入札が含まれますが、実行責任は含まれません。

2. 証明期限: t=t 1 の場合、委員会はフォーク ルールに従って正しいブロックを選択し、証明を実行します。

3. 集約証明とペイロード伝播: t=t 2 の場合、検証を容易にするためにスロット N の集約証明がブロードキャストされます。同時に、bulider は ExecutionPayload をリリースして、ブロックの完全バージョンを構築します。

4. PTC 投票ブロードキャスト: t=t 3、PTC は、ビルダーのペイロードがルールに従って実行されるかどうかを監視し、そのタイミングが有効であるかどうかを判断する責任があります。

5. t=t 4 の場合、次のブロックの提案者がスロット N のブロックを空のブロックとみなすか、正しく構築された完全なブロックとみなすかが重要です。これは、次のブロックの提案者が PTC の投票と認証に基づいて判断する必要があります。 。

ビルダーがスロット内でタイムリーにブロック ロードを送信できるようにするためには、特別な注意を払う必要があります (また、バリデータ委員会が一定の期間内にブロックを投票して提案することを保証することも必要です)。 Ethereum 2.0) では、プロトコル レベルの PBS では、ビルダーは依然としてペイロード コンテンツを後でリリースする傾向があり、MEV を見つける機会が増えるため、名前が示すように、PTC (ペイロード適時性委員会) がプロトコルに導入されました。 PTC はペイロード ビルダーの監視メカニズムであり、経済的な観点から使用できます。イーサリアムのセキュリティを確保するために、ペイロードをタイムリーにリリースするようビルダーを促進します。ビルダーのペイロードが時期外れであると定義されている場合、ビルダーは対応する実行負荷に対する報酬を得ることができません。

ブロック分析図、出典: mikeneuder

したがって、ePBS では、完全なブロックには 2 つの部分を組み立てる必要があります。1 つは空の CL ブロックで、スロットの先頭でプロポーザーによって構築され、実行ペイロード ヘッダーとビルダー入札が含まれますが、特定のペイロード コンテンツは含まれません。一時的に空です。集約およびブロック伝播段階を証明した後、つまり PTC がペイロードの有効性を認識した後のみ、ペイロードはブロックにインストールされて完全なブロック (フル ブロック) を形成します。

全体として、EIP-7732 ePBS は次のことに対処します。

1. 信頼できる仲介第三者を必要としない、透明なブロック オークション スキーム。

2. コンセンサス層と実行層を分離してバリデーターの計算負荷を軽減し、ネットワークの効率と速度を向上させます。

3. バリデーターは、直ちにコンセンサスを検証することに集中し、実行負荷の検証を後回しにすることができます。追加の時間枠と投票メカニズムの導入により、実行負荷の処理により多くの時間を費やしながら、システムの効率的な運用と公平性が保証されます。 。

ただし、議論のためにいくつかの問題も提起されました。

1. 基本的に、これは、ブロック提案プロセスの分散化と透明性を達成するために、過去のサードパーティのリレイヤーの作業を置き換えるだけですが、それでもユーザーの貧弱な MEV エクスペリエンスを本質的に解決するわけではありません。

2. このアップグレードはコンセンサス層の変更であり、下位互換性がありません。ePBS のメカニズム設計が実際に検証されない場合、その後のパッチは困難になります。

3. スロット内でプロポーザーがブロックをパブリッシュしたが、ビルダーが何らかの理由で実行ロードのパブリッシュを遅らせたとします。現時点では、一部のバリデーターはプロポーザーのブロックに基づいて検証する可能性がありますが、他のバリデーターはビルダーの実行負荷を待機する可能性があり、その結果、ネットワークが分割されます。このようなフォークにより、ネットワークが不安定になり、メンテナンス コストが増加します。

4. プロポーザが意図的にプルーフ期限近くにブロックを公開すると、一部のバリデータにはブロックが表示され、他のバリデータにはブロックが表示されなくなる可能性があり、N+1 スロット プロポーザの動作が予測不能になる可能性が大幅に高まります。チェーン上のフォークの。

PEPC

同時に、EigenLayer は、MEV 問題を解決するための AVS コンポーネント PEPC (プロトコル強制プロポーザー コミットメント) など、いくつかのソリューションも提案しました。このコンポーネントは、サードパーティのミドルウェア Relayer の信頼性の問題も解決することを期待しています。主に、提案者が CL ブロックを送信するときにコミットに PEPC 署名を添付できることを望んでいます。 Builder はペイロードを実行する前に Proposer の PEPC を検証します。これにより、プロトコル内に信頼メカニズムが導入されます。ビルトインの信頼メカニズムを通じて、サードパーティとしての Relayer の潜在的な信頼問題も解決できます。

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、およびナップサック問題: 入門書」: 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: Mempool プライバシーを完全に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-timeiness-committee-ptc-an-epbs-design/16054

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