28 июля 2022

Максимальная извлекаемая стоимость (MEV)

Перевод

Данная публикация — вольный перевод статьи о важной части эфировской экосистемы: https://ethereum.org/en/developers/docs/mev/

Ввод в понятие

Максимальная извлекаемая стоимость (MEV) — максимальная стоимость, которая может быть извлечена из добычи блока сверх стандартного вознаграждения за блок и платы за газ путем включения, исключения и изменения порядка транзакций в блоке.

Извлекаемая майнером стоимость

Эта концепция была впервые применена в контексте proof-of-work и первоначально называлась «извлекаемая майнером стоимость». Это связано с тем, что при доказательстве работы майнеры контролируют включение, исключение и упорядочивание транзакций. Однако после перехода к proof-of-stake через The Merge валидаторы будут отвечать за эти роли, и майнинг больше не будет применяться. Приведённые здесь методы извлечения стоимости сохранятся и после этого перехода, поэтому термин «извлекаемая майнерами стоимость» больше не действителен. Термин «максимальная извлекаемая ценность» теперь используется в качестве более широкой замены.

Пререквизиты

Убедитесь, что вы знакомы с такими категориями, как: транзакции, блоки, газ и майнинг. Также полезно знакомство с dApps и DeFi.

Извлечение MEV

В теории MEV полностью начисляется майнерам/валидаторам, поскольку они являются единственной стороной, которая может гарантировать выполнение прибыльной MEV-возможности. Однако на практике значительная часть MEV добывается независимыми участниками сети, называемыми «поисковиками» (searchers). Поисковики запускают сложные алгоритмы на данных блокчейна для обнаружения прибыльных MEV-возможностей и имеют ботов для автоматической отправки этих прибыльных транзакций в сеть.

Майнеры/валидаторы в любом случае получают часть полной суммы MEV, потому что поисковики готовы платить высокую комиссию за газ (которая идёт майнеру/валидатору) в обмен на более высокую вероятность включения их прибыльных транзакций в блок. Если предположить, что поисковики экономически рациональны, то плата за газ, которую готов заплатить поисковик, будет составлять сумму до 100% от MEV поисковика (потому что если плата за газ будет выше, поисковик потеряет деньги).

При этом для некоторых высококонкурентных возможностей MEV, таких как арбитраж DEX, поисковикам, возможно, придётся заплатить 90% или даже больше от общего дохода MEV в виде платы за газ майнеру/валидатору, потому что так много людей хотят провести одну и ту же прибыльную арбитражную сделку. Это происходит потому, что единственный способ гарантировать, что их арбитражная сделка состоится, — подать транзакцию с самой высокой ценой на газ.

Газовый гольф

Такая динамика создала навык «игры в гольф», которая заключается в программировании транзакций таким образом, чтобы они использовали наименьшее количество газа — конкурентным преимуществом, поскольку это позволяет поисковикам устанавливать более высокую цену на газ, сохраняя при этом неизменными свои общие расходы на газ (поскольку расходы на газ = цена газа * использованный газ).

Несколько известных методов экономии газа включают

  • использование адресов, начинающихся с длинной строки нулей (например, 0x0000000000C521824EaFf97Eac7B73B084ef9306), поскольку они занимают меньше места (и, следовательно, газа) для хранения; 
  • оставление небольших балансов токенов ERC-20 в контрактах, поскольку инициализация слота хранения (в случае, если баланс равен 0) стоит больше газа, чем обновление слота хранения. Поиск новых методов снижения расхода газа является активной областью исследований среди поисковиков.

Обобщение по фронтраннерам

Вместо того, чтобы программировать сложные алгоритмы для обнаружения выгодных возможностей MEV, некоторые поисковики используют общий (или обобщённый) фронтраннер. Фронтраннеры — боты, которые следят за мемпулом, чтобы обнаружить выгодные транзакции. Фронтраннер копирует код потенциально прибыльной транзакции, заменяет адреса на адрес фронтраннера и запускает транзакцию локально, чтобы дважды проверить, что модифицированная транзакция приносит прибыль на адрес фронтраннера. Если транзакция действительно выгодна, опережающий участник подаёт модифицированную транзакцию с заменённым адресом и более высокой ценой на газ, «опережая» оригинальную транзакцию и получая MEV оригинального поисковика.

Flashbots

Flashbots — независимый проект, расширяющий клиент go-ethereum сервисом, который позволяет искателям отправлять MEV-транзакции майнерам, не раскрывая их публичному мемпулу. Это предотвращает фронтраннинг транзакций.

На момент написания статьи значительная часть транзакций MEV проходит через Flashbots, что означает, что фронтраннеры не так эффективны, как раньше.

Примеры MEV

MEV появляется на блокчейне несколькими способами.

Арбитраж на DEX

Децентрализованный биржевой арбитраж (DEX) — самая простая и известная возможность MEV. Как следствие, он также является наиболее конкурентоспособным.

Он работает следующим образом: если две DEX предлагают токен по двум разным ценам, кто-то может купить токен на DEX с более низкой ценой и продать его на DEX с более высокой ценой в рамках одной атомарной транзакции. Благодаря механике блокчейна это настоящий безрисковый арбитраж.

Вот пример прибыльной арбитражной сделки, в которой искатель превратил 1 000 ETH в 1 045 ETH, воспользовавшись разницей в ценах на пару ETH/DAI на Uniswap и Sushiswap. 

Ликвидация

Ликвидация в кредитных протоколах представляет собой ещё одну хорошо известную возможность MEV.

Такие протоколы кредитования, как Maker и Aave, функционируют, требуя от пользователей внесения какого-либо залога (например, ETH). Затем пользователи могут заимствовать различные активы и токены у других в зависимости от того, что им нужно (например, они могут заимствовать MKR, если хотят проголосовать за предложение по управлению MakerDAO, или SUSHI, если хотят получить часть торговых сборов на SushiSwap) до определённой суммы внесенного ими залога — например, 30% (точный процент заимствования определяется протоколом). Пользователи, у которых они одалживают другие токены, в данном случае выступают в роли кредиторов.

Поскольку стоимость залога заёмщика колеблется, меняется и его заёмная сила. Если из-за колебаний рынка стоимость заимствованных активов превышает, скажем, 30% от стоимости залога (опять же, точный процент определяется протоколом), протокол обычно позволяет любому ликвидировать залог, мгновенно расплатившись с кредиторами (это похоже на то, как работают маржин-коллы в традиционных финансах). В случае ликвидации заёмщику обычно приходится платить большую ликвидационную комиссию, часть которой идёт ликвидатору — вот где появляется возможность для MEV.

Поисковики соревнуются в том, чтобы как можно быстрее разобрать данные блокчейна и определить, какие заёмщики могут быть ликвидированы, и первыми подать транзакцию на ликвидацию и получить комиссию за ликвидацию для себя.

Сэндвич-трейдинг

Торговля сэндвичами — ещё один распространённый метод добычи MEV.

Для сэндвич-торговли искатель (поисковик) следит за мемпулом в поисках крупных сделок DEX. Например, предположим, кто-то хочет купить 10 000 UNI с DAI на Uniswap. Сделка такого масштаба окажет значительное влияние на пару UNI/DAI, потенциально значительно повысив цену UNI относительно DAI.

Поисковик может рассчитать приблизительный ценовой эффект этой крупной сделки на пару UNI/DAI и исполнить оптимальный ордер на покупку непосредственно перед крупной сделкой, купив UNI дешево, а затем исполнить ордер на продажу сразу после крупной сделки, продав его по более высокой цене, вызванной крупным ордером.

Однако сэндвичинг более рискован, поскольку он не является атомарным (в отличие от арбитража DEX, описанного выше) и подвержен атаке сальмонеллы.

NFT MEV

MEV в пространстве NFT — вероятностный феномен: он не обязательно прибыльный.

Однако, поскольку транзакции NFT происходят на том же блокчейне, как и все остальные транзакции Ethereum, искатели могут использовать на рынке NFT техники, схожие с теми, что применяются для традиционных MEV-возможностей.

Например, если есть популярное падение NFT и искатель хочет определённый NFT или набор NFT, он может запрограммировать транзакцию таким образом, чтобы стать первым в очереди на покупку NFT, или купить весь набор NFT в одной транзакции. Или если NFT по ошибке выставлен на продажу по низкой цене, искатель может опередить других покупателей и купить его “по дешёвке”.

Один из ярких примеров NFT MEV произошёл, когда поисковик потратил 7 миллионов долларов, чтобы купить все до единой криптовалюты Cryptopunk по минимальной цене. Исследователь блокчейна объяснил в Twitter, как покупатель работал с поставщиком MEV, чтобы сохранить свою покупку в тайне.

Длинный хвост

Арбитраж на DEX, ликвидация и торговля сэндвичами — всё это очень известные возможности MEV, и вряд ли они будут прибыльными для новых искателей. Однако существует длинный хвост менее известных возможностей MEV (NFT MEV, возможно, является одной из таких возможностей).

Поисковики, которые только начинают работать, могут добиться большего успеха, если будут искать MEV в этом длинном хвосте. На доске вакансий Flashbot, посвященной MEV, перечислены некоторые новые возможности.

Последствия MEV

MEV не всё так плохо — у MEV в Ethereum есть как положительные, так и отрицательные последствия.

Положительные

Многие проекты DeFi полагаются на экономически рациональных участников для обеспечения полезности и стабильности своих протоколов. Например, арбитраж DEX гарантирует, что пользователи получат лучшие, наиболее правильные цены на свои токены, а протоколы кредитования полагаются на быструю ликвидацию, когда заёмщики падают ниже коэффициента залога, чтобы гарантировать, что кредиторы получат деньги.

Без рационального поиска и устранения экономических неэффективностей и использования преимуществ экономических стимулов протоколов, протоколы DeFi и dApps в целом могут быть не такими надёжными, как сегодня.

Отрицательные

На прикладном уровне некоторые формы MEV, такие как торговля «сэндвичами», приводят к однозначно худшему опыту для пользователей. Пользователи, попавшие в «сэндвич», сталкиваются с повышенным проскальзыванием и худшим исполнением своих сделок.

На сетевом уровне фронтранеры вкупе с аукционами цен на газ, в которых они часто участвуют (когда два или более фронтранера конкурируют за включение своей транзакции в следующий блок путём постепенного повышения цены на газ для своих транзакций), приводят к перегрузке сети и высоким ценам на газ для всех остальных, пытающихся провести обычные транзакции.

Помимо того, что происходит внутри блоков, MEV может иметь пагубные последствия между блоками. Если MEV, доступный в блоке, значительно превышает стандартное вознаграждение за блок, у майнеров может возникнуть стимул переманивать блоки и забирать MEV себе, вызывая реорганизацию блокчейна и (как следствие) нестабильность консенсуса.

Подобная возможность реорганизации блокчейна уже исследовалась ранее на блокчейне Биткоина. Поскольку вознаграждение за блок в Биткоине уменьшается вдвое, а комиссия за транзакции составляет всё большую часть вознаграждения за блок, возникают ситуации, когда майнерам становится экономически рационально отказаться от вознаграждения за следующий блок и вместо этого перемайнить прошлые блоки с более высокой комиссией. С ростом MEV подобная ситуация может возникнуть и в Ethereum, угрожая целостности блокчейна.

Что с MEV сегодня?

В начале 2021 года добыча MEV резко возросла, что привело к чрезвычайно высоким ценам на газ в первые несколько месяцев года. Появление MEV-эстафеты Flashbots снизило эффективность фронтраннеров и вывело аукционы цен на газ за пределы чейна, снизив цены на газ для обычных пользователей.

Хотя многие поисковики по-прежнему зарабатывают на MEV хорошие деньги, по мере того, как возможности становятся все более известными и все больше поисковиков конкурируют за одну и ту же возможность, майнеры/валидаторы будут получать всё больше и больше дохода от MEV (потому что такие же газовые аукционы, как описанные выше, происходят и во Flashbots, хотя и в частном порядке, и майнеры будут получать доход от газа). MEV также не уникален для Ethereum, и по мере того, как возможности на Ethereum становятся всё более конкурентными, искатели переходят на альтернативные блокчейны, такие как Binance Smart Chain, где существуют такие же возможности MEV, как и на Ethereum, с меньшей конкуренцией.

По мере роста и увеличения популярности DeFi, MEV вскоре может значительно превысить базовое вознаграждение за блок Ethereum. Вместе с этим растёт вероятность эгоистичного майнинга блоков и нестабильности консенсуса. Некоторые считают это экзистенциальной угрозой для Ethereum, и борьба с эгоистичным майнингом является активной областью исследований в теории протоколов Ethereum. Одним из решений, изучаемых в настоящее время, является сглаживание вознаграждения MEV.

Ряд дополнений

  1. https://github.com/flashbots/pm 
  2. https://explore.flashbots.net 
  3. https://research.paradigm.xyz/MEV 
  4. https://www.paradigm.xyz/2020/08/ethereum-is-a-dark-forest 
  5. https://samczsun.com/escaping-the-dark-forest/ 
  6. https://www.mev.wiki/attack-examples/back-running 
  7. https://pub.tik.ee.ethz.ch/students/2021-FS/BA-2021-07.pdf