Что такое MEV в Ethereum и как он изменится после перехода на PoS

Главное

• Максимально извлекаемая стоимость (Maximal Extractable Value, MEV) — способ получения майнерами или валидаторами дополнительной прибыли путем изменения порядка транзакций перед утверждением нового блока в сети.
• MEV используется для увеличения комиссий сети за счет дополнительных пользовательских затрат, зачастую связанных с операциями в децентрализованных приложениях. В частности, майнеры или валидаторы пытаются встать в арбитражную позицию таким образом, чтобы пользователь заплатил дополнительную комиссию, неучтенную перед отправкой транзакции. MEV cчитается недобросовестной практикой.
• Изначально MEV появился в Ethereum и EVM-совместимых сетях. Одним из эффективных решений для борьбы с этой проблемой стали флеш-боты.
• По мнению экспертов, переход на Proof-of-Stake (PoS) не избавит Ethereum от MEV, но приведет к разделению валидаторов на профессиональные категории, появлению разных типов блоков и созданию долгосрочных стратегий на основе MEV.

Принцип работы MEV

Как известно, записанные в блокчейн блоки являются неизменной информацией и не могут быть переписаны. Однако майнеры или валидаторы могут включать, исключать и менять порядок транзакции в будущем блоке на свое усмотрение до того, как тот будет подтвержден.

Каждая неподтвержденная транзакция сначала попадает в общедоступный мемпул. Далее майнеры выбирают, какие именно транзакции они добавят в блок из мемпула. Так майнеры формируют для себя наиболее выгодную комбинацию пользовательских транзакций.

Это приводит к злоупотреблениям. Майнеры (а после перехода Ethereum на PoS — валидаторы) отдают предпочтение транзакциям наибольшего размера, выстраивая приоритет от большего к меньшему, и добавляют их в будущий блок, который будет записан в блокчейн. 

Эта особенность привела к созданию механизма извлечения выгоды посредством подстановки транзакций в нужном порядке. Такая практика получила название максимально извлекаемой стоимости, или MEV.

Стратегия MEV заключается в поиске валидаторами спекулятивных операций на основе имеющихся неподтвержденных транзакций и повышении фактических комиссий за их исполнение.

Разберем пример, когда пользователь Ethereum решил обменять 10 000 USDC на ETH по цене $2 000 за монету на DEX в пуле ликвидности USDC/ETH. Вот что происходит после размещения заявки на обмен:

1. В мемпуле работают специальные боты, которые отслеживают неподтвержденные транзакции и собирают различные данные из DeFi-приложений, включая цену и объемы ликвидности.
2. Заметив намерение пользователя о покупке ETH, боты инициируют операцию, которая повысит цену прямо перед исполнением транзакции пользователя. Например, бот может добавить в пул ликвидности USDC/ETH больше USDC,чтобы повысить цену ETH.
3. Таким образом, ожидаемая цена в $2000 за монету ETH, на которую рассчитывал пользователь, изменится на условные $2500 за монету ETH. Транзакция будет выполнена: вместо 5 ETH пользователь получит всего 4 ETH. Прибыль инициатора этой MEV-операции составит 1 ETH за вычетом расходов на комиссии.

Поскольку MEV приводит к увеличению комиссий для пользователя, его также называют «невидимым налогом», который характерен не только для Ethereum.

Когда появился «невидимый налог» MEV

Впервые проблему «подмены» пользовательских транзакций, называемой сегодня MEV, поднял в Reddit алгоритмический трейдер и аналитик Pmcgoohan в 2014 году, еще до запуска мейннета Ethereum. Он предположил, что майнеры, не нарушая никаких правил консенсуса, могут манипулировать транзакциями пользователей для своих корыстных целей.

Термин MEV был выдвинут только в 2019 году в работе «Flash Boys 2.0», которая стала первой общедоступной публикацией, исследовавшей серьезность проблемы, описанной Pmcgoohan.

О масштабах и серьезности проблемы заговорили только в 2020 году в таких статьях как «Ethereum is a dark forest» и «Escaping the Dark Forest», написанных Дэном Робинсоном, Георгиосом Константопулосом и криптоинвестором Samczsun. Эти публикации были направлены на информирование пользователей Ethereum о «невидимом налоге», собираемом с пользователей.

Разновидности MEV

Развитие сектора децентрализованных финансов (DeFi) и отдельных элементов экосистемы Ethereum, в частности ценовых оракулов, ликвидных токенов и кроссчейн-мостов, привело к появлению различных MEV-стратегий.

Фронтраннинг

Самая распространенная стратегия, где MEV-транзакцию пытаются поставить перед оригинальной транзакцией. Специальные боты могут отслеживать потенциально выгодные операции, просто копируя транзакции пользователей, действуя на опережение.

Бэкраннинг

Выставление транзакции вследствие какого-либо события. Например, сразу после появления нового пула на Uniswap эксплуататор может выкупить значительную часть токенов и занять первое место в очереди, опустошив пул. После этого он позволяет остальным участникам осуществить продажу и продает сам по более выгодной цене.

Сэндвич-атака

Комбинация двух предыдущих схем. Если бот находит в мемпуле крупный ордер на покупку, то выставляет перед ним свою заявку, чтобы приобрести токены по более низкой цене с помощью фронтраннинга. Исполняется крупный ордер, двигая цену вверх. Затем, применяя бэкраннинг, монеты продают с прибылью раньше остальных пользователей.

Ликвидация

Стратегия, направленная на получение валидатором прибыли за счет выкупа залоговой позиции в протоколе кредитования сразу после ее ликвидации. Пользователь видит, что в следующем блоке позиция может быть ликвидирована, и отправляет транзакцию для выкупа залога.

«Атака дяди-бандита» (Uncle bandit attack)

Сложный вид MEV-стратегии, основанный на спекулятивной цепочке транзакций, обнаруженных в конкурирующем блоке. Бывают моменты, когда майнеры находят два блока одновременно. В этот момент майнеры могут использовать данные из «соседнего» блока в своих интересах.

«Атака временнòго бандита» (Time bandit attack)

Предполагает процесс реорганизации предыдущих блоков, где майнеры специально предлагают конкурирующие блоки, содержащие другие транзакции. Приводит к исчезновению транзакций и включения их в совершенно другой блок. 

Способы защиты от MEV и флеш-боты (Flashbots)

MEV характерен не только для Ethereum. По мере развития сектора DeFi-приложений и ужесточения конкуренции боты переместились в EVM-совместимые блокчейны, такие как Polygon и BNB Chain. Однако именно Ethereum стала наиболее продвинутой сетью с точки зрения борьбы с этой проблемой.

Согласно данным за 2021 год, Ethereum-майнеры заработали $730 млн в виде наград за извлечение MEV — 4,3% от общегодовой выручки. Это указывает на рост «нечестных рынков» и ведет к ухудшению пользовательского опыта за счет роста комиссий и отсутствия предсказуемости в процессе исполнения транзакций.

В качестве решения в 2020 году появилась централизованная система Flashbots, финансируемая венчурной компаний Paradigm. Она не стремится ликвидировать проблему, а скорее взять ее под контроль путем создания открытого рынка через разрабку публичного аукциона ETH-транзакций.

Решение быстро набрало популярность. По информации исследовательского подразделения криптобиржи BitMEX, в мае 2022 года более 90% майнеров в сети Ethereum были подключены к серверу Flashbots. Исследователи отметили, что 63% вознаграждений за MEV-транзакции получили операторы, а оставшиеся 37% отошли майнерам.

Что изменится после перехода Ethereum на PoS

Эксперты полагают, что смена алгоритма консенсуса в Ethereum не изменит основные принципы создания блоков в сети. Как и в случае с майнингом, у валидаторов остается способность «компоновать» блоки из транзакций на свое усмотрение. 

В то же время, по оценкам компании Blocknative, в Ethereum появится много непрофессиональных операторов нод. Это может привести к возникновению в Ethereum отдельной категории участников из числа валидаторов под названием «Строители блоков» (Block Builders). Они будут предоставлять услугу наиболее выгодной группировки блоков, способствуя максимизации прибыли и оптимизации сети.

В результате в Ethereum появятся разные типы блоков в зависимости от потребностей валидаторов:

• Блоки с максимальным количеством MEV-транзакций;
• Блоки с MEV только для благотворительных целей;
• Блоки с определенными ценами на газ;
• Блоки, упорядоченные по времени;
• Блоки, выставленные на аукцион;
• Блоки с цензурой;
• Блоки без цензуры.

Также ожидается, что из-за специфики работы «эпохи» (процедуры отбора валидаторов и создания нового блока) операторы MEV будут заранее знать, какие валидаторы предложат следующий блок. Это может привести к созданию совершенно новых, долгосрочных MEV-стратегий.

Разработчик Элиас Симос, изучивший первые 24 500 блоков после The Merge, пришел к выводу, что 18% из них были добыты с использованием модифицированного механизма под названием MEV-Boost. В итоге PoS-валидаторы смогли получить на 122% больше прибыли, а сформированные ими блоки содержали на 41,4% больше транзакций.

Несмотря на результаты использования MEV валидаторами, все еще затруднительно оценить экономические и другие возможные последствия использования MEV-стратегий относительно обычных пользователей.

Что еще почитать

Что такое миксер Tornado Cash и почему его заблокировали?

Что такое soulbound-токены и в чем их отличия от NFT?

Что такое Ethereum Classic и криптовалюта ETC?

Что такое решение второго уровня (Layer 2) в блокчейне?

Что такое стейкинг и как на нем заработать?