まず、MEV 攻撃の性質から主流のパブリック チェーンの現在の DeFi 生態学的ステータスを分析しました。これは、チェーン上の MEV のアクティビティに直接影響を与えるためです。その後、Ethereum、Solana、Aptos、Sui の 4 つの主流でアクティブなパブリック チェーンを主な分析対象として取り上げ、MEV パブリック チェーン アーキテクチャと MEV 開発の関係を分析しました。 MEV システムは、実際にはトランザクションのアーキテクチャと順序付けに密接に関連しており、ユーザー エクスペリエンスにも直接影響を与えることがわかりました。
ガス料金によってトランザクションを注文するSuiやイーサリアムなどのモデルでは、チェーン上のアクティブなトランザクション（アクティブなミームトランザクション、大きな価格変動、NFTミントなど）に直面し、これによりガス料金の上昇が促進されます。そのため、現時点では一部のユーザーが市場に参加できなくなります。Sui には EIP-1559 の平滑化メカニズムがないため、Sui のガス料金はより大幅に変化し、イーサリアムはこのプロトコルの下でよりスムーズに成長します。
Aptos のような決定論的関数に基づく並べ替えモデルでは、並べ替えが完了した後でのみリーダー ノードがブロックの完全なビューを取得するため、MEV は末尾に集中します。これにより、Aptos 上の MEV がより複雑になります。先制攻撃が少なくなり、ガス料金が均一になります。
Solana は Aptos と同様、FCFS 決定論的モデルに基づいて分類されているため、検索者は速度を優先し、より優れたハードウェアを備えた検索者がより多くの利益を得ることができます。同時に、速度に依存すると、ブロックに含まれる自身のトランザクションを最大化するために同じトランザクションを送信する多数のボットがネットワーク全体に溢れ、ネットワークが崩壊します。 Jito Labs は、イーサリアムに似た疑似 Mempool を導入しました。これは、トランザクションを先取りするための比例料金をサポートしており、これにより、高額なガス料金の変動と大量のジャンク トランザクションが共存します。
さまざまなアーキテクチャとトランザクション シーケンス モデルが、対応する MEV 市場のステータスを自然に導き出すことがわかります。これらは、トランザクションとアーキテクチャに基づいて予測できます。したがって、イーサリアム自体にとって、EIP-1559 はガス料金のソート優先順位メカニズム (価値の再配分とガス増加曲線の平滑化を含む) に対処するためのパッチですが、それでもサンドイッチ攻撃と高ガスの非常に劣悪なユーザー エクスペリエンスを解決することはできません。 。したがって、MEV に対する現在の解決策は主に透明でオープンな市場を構築することですが、実際のサンドイッチ攻撃によって引き起こされる非常に劣悪なユーザー エクスペリエンスには、的を絞った方法で対処する必要があります。同時に、アーキテクチャと派生プロトコルによって引き起こされる問題についても慎重に議論する必要があります。イーサリアムとソラナは 2 つのアーキテクチャを代表しており、直面する問題も異なるため、ケースバイケースで対処する必要があります。
同時に、イーサリアムを除くほとんどのパブリック チェーンは、広範な調査とオンチェーン データ サポートを実施するための対応するコミュニティが不足していることが主な原因で、MEV に関する研究が比較的浅いことにも気づきました。ここにはまだ比較的広い研究スペースがあり、特に DAG などの新興パブリック チェーンや、新しい注文モデルなどのアーキテクチャ レベルの問題に関する研究が行われています。
オンチェーン DEFI 開発
チェーンごとのDEXボリューム
MEV には主に 3 つのメソッドがあります: サンドイッチ、アービトラージ、リクイデーション。これら 3 つのメソッドは本質的に DeFi に関連しており、特にトランザクション量が最大の最初の 2 つは DEX に関連しています。したがって、チェーン上の DEX トランザクション量が増えるほど、獲得できる利益と機会が大きくなればなるほど、競争も激化します。先月の DEX ボリュームでは、イーサリアムとソラナが他のパブリック チェーンを大きく上回りました。これは、これら 2 つのパブリック チェーンの MEV が最も活発であることも意味します。
同時に、イーサリアムは主な拡張ターゲットとして L2 を採用しているため、Arbitrum や Base などの新興レイヤー 2 のトランザクション量も増加しますが、MEV のこの部分はシーケンサーによって獲得されることが多く、シーケンサーが徐々に分散化するにつれて、レイヤー 2 2 MEV が発行されます。そして潜在的なチャンスも徐々に現れてくるでしょう。
イーサリアムとソラナに加えて、レイヤー 2 を除いた後、最大の取引量を誇るレイヤー 1 は BSC です。先月の DEX 取引量は約 173 億米ドルでした。 BSC はイーサリアムのフォークであるため、アーキテクチャは似ています。次に、イーサリアム、Solana、Sui や Aptos などの新興 DAG パブリック チェーンのアーキテクチャと、MEV の開発について説明します。
イーサリアム
イーサリアム MEV アーキテクチャ
イーサリアムでは、Flashbots が MEV プロセス全体を透明にするために導入されました。このアーキテクチャは PBS と呼ばれます。 PBS (Proposer Builder Seperate) シール付きファースト オークション モデル全体を簡単に紹介します。ユーザーが RPC プロキシ経由でトランザクションを送信する場合、RPC はノードを実行してパブリック Mempool にトランザクションを送信することと同じです。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、利益最大化ブロックを生成します (利益最大化とは、トランザクション プロシージャ Base+Priority+MEV)、その後、複数の Builder が Relayer を介して Proposer と対話します。Relayer は、複数の Builder が Proposer と対話するためのブリッジとなり、Relayer は複数のブロック ヘッダーと対応する引用を Proposer に送信します。提案者 一般的には、最も価格の高いブロックが採用されます。このうち、Relayerは、BuilderとProposer間の対話型入札を標準化するためにFlashbotによって提案された技術仕様であるMEVBboost仕様を実装します。このプロセスでは、すべての情報が封印され、中継者はブロック ヘッダーのみを提案者に送信するため、提案者は検閲に耐えられます。
しかし、現在の PBS 構造の下では、MEV-BOOST 仕様の導入以来、この利益最大化を目的とした密閉入札オークション メカニズムにより、ビルダーとサーチャーが徐々に協力と信頼の方向に導かれていることがわかりました。この集中化の傾向は、Builder の関心がまとめられた後でも非常に明白です。 POS では、MEV 業界チェーン全体がすべてのリンクで集中化されることになり、また、検索者がビルダーを信頼し、ビルダーと提案者が中継者を信頼するという問題も生じます。 MEV の集中化と信頼の発展は、究極の分散化と信頼の分散化というイーサリアムのビジョンと明らかに矛盾しています。
ETH マージ後の MEV 統計、出典: libMEV
イーサリアムでは、マージ以来、合計 5 億 7,000 万米ドルの価値がチェーンから抽出され、そのうち検索者は価値の合計 15.2% を受け取り、残りの 84.8% がエコシステムに戻されました。バリデーター。これが POS 誓約者に与えられ、残りの部分はすべてのトークン所有者に与えられます。
カテゴリ別、画像出典： libMEV
上の図からわかるように、MEV としてのサンドイッチの悪影響は全体のトランザクション量の約 66% を占めており、これはユーザーの UX に最も大きな影響を与える主要なオンチェーン アクティビティでもあります。サーチャーはアービトラージで約 18.4% とより高いマージンを持つ傾向があり、これはより有益な MEV です。この利益率現象は、仮想通貨のボラティリティの高さによってもたらされていると私たちは感じています。
平均 MEV 漏洩は 15.2% であり、これは許容できないことではありませんが、MEV の主な影響は、特に EIP-1559 メカニズムの下ではユーザー エクスペリエンスにあります。非常に不安定な市場状況では、チェーン上のロボットはより積極的に裁定取引の機会を探します。イーサリアムはガス料金によって分類されるため、誰もが主に手数料をめぐって競争し、ユーザーのガスコスト、つまり EIP-1559 メカニズムが増加します。はこのガスの成長率を抑えることに特に成功せず、その結果、ガス料金が短期間で急激に高騰しました。
MEV 取引の利益分布、出典： Eigenphi
イーサリアムでは、各 MEV トランザクションからの利益のほとんどは 0.9u 付近に集中しています。
ソラナ
Solana のアーキテクチャ、出典: Umbra Research
Solana のブロック生成メカニズムでは、RPC がリーダーと直接対話し、FCFS 原則を採用しているため、イーサリアムのような Mmepool を持ちません。
Jito クライアントでの MEV 互換アーキテクチャ、出典: Helius
Jito Labs クライアントは現在クライアント市場シェアの 50% を占めているため、Jito Labs 自体が擬似メモリプールを構築しており、ユーザーは RPC 経由で擬似メモリプールに入り、約 200 ミリ秒滞在します。 Jito Labs は、バンドル内のすべてのトランザクションがブロックに含まれることを保証するオフチェーン包含保証を提供します。検索者は、保留中のトランザクションをメザニン攻撃する機会を狙って入札することができ、利益を最大化するバンドルに入札すると、ブロック エンジンが最高入札額のバンドルを見つけて、Jito Labs クライアントを実行するリーダーに送信する責任を負います。
これが MEV の根本的な原因ですが、MEV にはプラスの外部性とニーズがあります。Jito Labs が疑似メモリプールを作成しない場合、他のプロジェクトが作成するでしょう。そのため、Jito Labs は MEV プロセス全体をより透明にするためにこの市場を利用することを選択しました。公正かつ負の外部性を軽減します。もちろん、この MEV ボットの需要により、バリデーターが手数料を請求し、MEV ボットが裁定取引の恩恵を受けるため、ユーザーは最も脆弱な状態に置かれますが、ユーザーはスリッページが大きくなり、取引が失敗する可能性があります。
Solana の基本設計は FCFS であるため、ネットワーク アクティビティのピーク時にガス料金が大幅に増加することはありません。Jito Labs クライアントに擬似メモリ プールが導入された後、MEV ボットは速度を重視してトランザクションをプリエンプトする傾向があります。手数料は比較的固定されており、低コストであるため、MEV ボットは多くの場合、大量の同じトランザクションを不正に送信し、間接的に DDOS 攻撃につながります。また、クライアントは速度を重視してトランザクションの送信に QUIC プロトコルを選択するため、複数のトランザクション チャネルを維持することがよくあります。クライアント 大量のトランザクションを実行できない場合、クライアントは特定の接続を自ら切断しますが、多くの場合、クライアントは MEV と共謀してユーザーを切断し、その結果、ユーザーはトランザクションを送信できなくなります。これは実際には検閲攻撃の可能性があります。
サーチャーの利益分配、出典: Four Pillars
このアーキテクチャでは、速度が最優先されます。これは、より優れたハードウェアを備えた検索者がより多くの利益を得ることができるため、検索者間の利益の集中にもつながります。
地頭チップに対する優先料金の比率、出典：地頭
Jito Labs が擬似メモリ プールを導入した後、優先料金もサポートされ、ブロック ビルダーがバンドルに入札できるようになりました。 Jito Labs が構築した疑似メモリプールのクライアントでは、ガス料金の約半分である優先料金が燃やされます。
Jito クライアントが約束したソルの割合: 出典: Jito
Solana の現在の MEV は、イーサリアムと比較するとまだ比較的単純です。イーサリアムは主要なソート方法としてガス価格を使用しますが、Solana は FCFS アルゴリズムを使用します。コストが低いため、検索者は当然のことながら、確実に組み込むために多数の同じトランザクションをネットワークに送信する傾向があり、イーサリアムでは速度が最優先事項ではないため、ガス料金の大きな変動にもつながります。これらのソリューションは両方とも、ピーク時のユーザー エクスペリエンスの低下につながります。1 つはトランザクションを送信できないこと、もう 1 つはトランザクションに高額な手数料がかかることです。
なお、擬似mempoolの存在により、MEVによるサンドイッチ攻撃によりユーザーエクスペリエンスが著しく低下したため、財団はjitoと協力してmempoolを閉鎖するとともに、これらのバリデーターを見直し強制参加させました。サンドイッチ攻撃は、バリデーター ネットワークを排除します。
DAG
Aptos は、DAG に基づいているという点で、Sui に似ています。この記事では、読者に Narwhal Mempool の基本的な紹介を提供し、DAG 内のトランザクションの順序が MEV にどのような影響を与えるかを分析することを目的としています。
イッカク・メンプール、写真提供者: Rohan Shrothrium
DAG アルゴリズムでは、ユーザーがトランザクションをワーカーに送信すると、これらのワーカーは無関係なトランザクションをバッチにパッケージ化し、他のノードにブロードキャストできます。マスター ノード プライマリは、複数のワーカー ノードを管理します。マスター ノードは、これらのバッチのダイジェストと、ブロックを形成することが証明された証明書を収集し、それらをブロードキャストする責任があります。最終的に、これらのブロックは DAG の頂点を形成します。図のステップに示されているように、これらのブロック内のトランザクションはまだソートされて実行されていません。
次に、Sui などのソート アルゴリズム Bullshark が使用され、リーダーが十分な票を獲得したかどうかが検証され、リーダーはガス料金、ランダム性、その他の要素などのグローバル トランザクションをソートします。ソート後、ブロックはすべてのバリデーターにブロードキャストされ、バリデーターはブロックの内容とソートを検証し、すべてのバリデーターがブロック内のトランザクションを実行する必要があります。
DAG + Bullshark のアルゴリズムの組み合わせでは、グローバル ソートの各ラウンドでリーダーが選択され、トランザクションの順序を確認した後、トランザクションを挿入して MEV を抽出できます。このうち、ブロック内でリーダーノードのトランザクションが前半に配置されている場合をブロックの先頭と呼び、トランザクションが後半に配置されている場合に最初に処理できるようにします。これをブロックの一番下と呼ぶと、ブロックはより複雑な MEV を構築するための完全なビューを取得できます。
スイ
Sui では、トランザクションの注文ルールは最も一般的なガス料金に基づいています。したがって、この環境では、CEX-DEX アービトラージなどのいくつかのアービトラージ操作が一般に実行されます。トランザクションにアービトラージの機会があることが判明した場合、より高いガス料金でコピー トランザクションを開始するだけで済みます。がランキングにあります 何事にも確実性があります。
アプトス
Aptos は他の並べ替え戦略を採用しているため、リーダーはすべてのトランザクションを決定してブロックの完全なビューを得る前に、戦略に従ってすべてのトランザクションを並べ替える必要があります。現時点では、そのトランザクションはブロックの最後にのみ配置できます。 。また、これらの MEV はフロントランニング トランザクションではなく、全体的に見て複雑な MEV であることが多いため、Aptos 上の MEV もより複雑になります。
ユーザーエクスペリエンスの観点から見ると、MEV戦略はすべて高いGasで行われるため、Suiチェーンではユーザーはより高いGas料金に直面する傾向があり、これがGas競争につながることになります。これが、Aptos が優れたユーザー エクスペリエンスを備えていると評価される理由です。ガス料金によって分類されていないため、リーダー ノードの MEV 攻撃の複雑さはより高く、コストも高くなります。しかし、ユーザーエクスペリエンスは確かに優れています。
ガス料金によってトランザクションを注文するSuiやイーサリアムなどのモデルでは、チェーン上のアクティブなトランザクション（アクティブなミームトランザクション、大きな価格変動、NFTミントなど）に直面し、ガス料金サイクルの上昇を促進します。その結果、現時点では一部のユーザーがマーケットに参加できなくなります。最初に並べ替えて後で表示するという Aptos の戦略により、トランザクション プロセス中のユーザーの MEV が最小限に抑えられ、MEV 戦略のコストと複雑さが増加します。
Aptos の取引手数料、出典: The Block
SUI ガス料金、出典： Sui Explorer
過去の履歴データによると、Aptos と Sui の平均オンチェーン ガス料金は、同じ桁の 0.0 0x です。ただし、チャートからは、Sui のガス料金は大きく変動しやすいのに対し、Aptos は比較的スムーズであることがわかります。このユーザー エクスペリエンスの理由も、並べ替えアルゴリズムによってもたらされる MEV と切り離すことができません。
参考文献
https://www.umbraresearch.xyz/writings/mev-on-solana
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