原題：「MEV と Flashbots: The Uniquely DeFi Tale」
導入
オリジナルコンピレーション: Kxp、BlockBeats
導入
MEV はブロックチェーン設計の副産物であり、DeFi の独自の製品です。本質的に、MEV は単なる利益最大化の行為であり、ブロックチェーンを運用するバリデーターはトランザクションを検証するタスクで利益を最大化しようとします。 MEV は資本効率の向上を通じてメリットをもたらすと主張できますが、MEV は、ガス料金の高騰、スリッページ、バリデーターの共謀と集中化のリスクなど、分散型アプリケーションを使用するユーザー エクスペリエンスに大きな影響を与える可能性があります。この記事ではまず、理論的概念的な観点から MEV と、それが生態系にもたらすシステム的リスクを検討します。次に、ケーススタディとして Flashbot を使用して、DeFi コミュニティが MEV のこれらすべての負の外部性をどのように解決しようとしているかを調査し、MEV のストーリーが代表的な DeFi ストーリーである理由を説明します。 、集中型金融システムの課題、原則、トレードオフ。
フラッシュボーイズクラブ
MEV は欠陥ではなく、ブロックチェーン テクノロジーの機能です。特定のブロックチェーン ネットワークでは、バリデーター (従来の PoW モデルではマイナー) が、どのデータをチェーンに入れるかを決定する責任を負います。具体的には、データの入力と削除、およびオンチェーンでのそのデータの順序を制御できます。合理的な経済主体と同様に、バリデーターは取引手数料からの利益を最大化するように取引を手配します。
MEV の概念は、スマート コントラクトの研究者である Phil Dainan によって、「Flash Boys 2.0」と呼ばれる重要な論文で初めて詳しく説明されました。この論文の中で研究者らは、従来の金融高頻度トレーダーがトランザクション遅延を積極的に最適化しているのと同様に、一般ユーザーのDEXトランザクションを「予測して悪用」するために多数のロボットやアービトラージエージェントを使用することは珍しいことではないと強調した。この記事を書いている過去 24 時間だけでも、これらの企業は MEV オペレーションを通じて 2,578 ETH、または約 490 万ドルを実現しました。
MEV は、さまざまなアービトラージ手法やシナリオを包括する包括的な用語ですが、DeFi における多くの MEV 機会の基礎を形成する重要な特徴がいくつかあります。まず、ほとんどの MEV は優先ガス オークション (PGA) として知られるプロセスを通じて実装されており、ユーザーはトランザクションを最初に実行するためにより高いトランザクション (ガス) 料金を支払います。多くのアービトラージボットは利益を得るためにトランザクションの優先実行に依存しているため、これらのボットはガス入札戦争に参加し、バリデーターによってトランザクションを実行させるために価格を次々に引き上げます。これにより、ネットワークの混雑が高まり、通常のユーザー入札料金を上回る入札が発生します。法外な取引手数料も支払わない限り。
一方、バリデーターは、この慣行の主な受益者の 1 つです。実際、権力は利益に直接関係しており、バリデーターは (少なくとも理論上は) どのトランザクションを実行するかを決定する権限を持っているため、手数料に基づいてどのトランザクションを処理するかを優先することができ、これにより「注文の最適化」、「収入」を得ることができます。実際、バリデーターは MEV の検索、パッケージ化、実行パイプラインなどの多くの作業を担当するため、「順序の最適化」のほとんどは専用のサーチャー、ビルダー、リレーにアウトソーシングされています。これらの中間エンティティはバリデーターとして想像できます。 MEVのプロセスを簡素化することで利益の一部を受け取ります。具体的には、検索者は MEV の機会を発見し、ビルダーはこれらの機会を完全な「ブロック」にパッケージ化し、中継者はこれらの完全な「ブロック」を検証者または実際のブロック ビルダーに送信します。したがって、現在の MEV エコシステムの概要は次のとおりです。
MEV エコシステム、出典:https://chain.link/education-hub/maximal-extractable-value-mev
以前に示唆したように、MEV 対応のアービトラージには、資本効率の向上や取引所間での価格の一貫性の確保など、いくつかの利点があるかもしれませんが、エンドユーザーにとっては、高額な取引手数料、実行の遅さ、スリッページの増加など、大きな外部性があります (例：サンドイッチ攻撃）。ただし、これはブロックチェーンに対する MEV の最大のリスクではありません。バリデーターが互いに共謀した場合、MEV の操作によって実際にブロックチェーンのコンセンサス層のセキュリティ保証が損なわれる可能性があります。
このセキュリティ問題は、インセンティブの不整合に起因します。これらの収益性の高い MEV の機会すべてにおいて、マイナーは一定のブロック報酬の奨学金に依存するのではなく、取引手数料を最適化することでより多くの利益を得ることができます。ダイナン氏が書いているように、これは次のことを意味します。
「したがって、マイナーは高額な手数料のブロックをフォークし、そのフォークで構築する他のマイナーを誘致するために手数料の一部を保持することができます。極端な場合には、プロトコルから逸脱するインセンティブにより、経済合理的なマイナーが戦略を損ない、ブロックの確認が減少する可能性があります」 」セキュリティが提供されます。
これは「価格戦争」攻撃として知られ、MEV がブロックチェーンの基本的なセキュリティ保証を損なう可能性があるいくつかの方法のうちの 1 つです。その他の既知の攻撃には、「時間泥棒攻撃」が含まれます。この攻撃では、バリデーターは、現在のブロックから儲かるトランザクションを盗む代わりに、過去の履歴を書き換えることによって、過去のブロック内の MEV 機会を盗み、悪用するために共謀します。さらに、MEV の出金はすべて、大規模トレーダーとバリデーター間の取引所外取引を通じて実行できるため、オンチェーンで行う必要さえありません。
したがって、ご覧のとおり、多くのことが危険にさらされています（ここの原文は「at stake」であり、「stake」をもじったものです）。
Flashbot: MEV の悪影響を軽減する
無制限の MEV が深刻な結果をもたらす可能性があることを考慮して、いくつかのプロジェクトやグループが、この行為による負の外部性を軽減するために取り組んできました。この分野で最も重要なグループの 1 つは Flashbots です。Flashbots は、一般ユーザーへの最悪の影響を軽減しながら、誠実な検証者に報酬を与えるために MEV のインセンティブを再調整することに特化したプロジェクトです。
これを行うために、Flashbot は 3 つの異なる手順を実行しようとしました。(1) MEV の「暗い森」を明らかにし、(2) MEV 抽出を民主化し、(3) 利益をエコシステムに再分配します。最初の目標を達成するために、Flashbots には MEV-inspect と呼ばれる専用製品があり、MEV の「暗い森」を「明らかに」し、MEV によって引き起こされる負の外部性を定量化し、問題の規模を視覚化することを目的としています。
「MEV 抽出の民主化」と「利益の再分配」という他の 2 つの目標はより複雑で、製品スイート全体を網羅し、問題の範囲と焦点の変化に応じて進化します。過去 2 年間の Flashbots の製品開発の歴史は、ある程度、イーサリアムの成長と発展の縮図であると考えることができます。
Flashbots によってリリースされた最初の主要な製品ラインは、MEV-Geth クライアント、またはプライベート トランザクション プールにルーティングすることで MEV 操作に対する保護が強化された Ethereum Golang 実装の改良版です。この新しいクライアントに基づいて、MEV オークション市場が「ワンプライス隔離入札」方式 (「ブラインド入札」とも呼ばれる) を使用して構築されます。この方式では、各参加者は 1 つの価格のみを提出することができ、オークション参加者の誰もその価格を知りません。他の参加者が入札した価格。この設計により、Flashbot は、ネットワークの輻輳につながる前述の「価格入札」戦争を軽減します。
MEV-Geth と MEV マーケットプレイスの創設の背後にある基本原則は、「ブロックプロデューサーとビルダーの分離」と呼ばれるインセンティブ再調整プロセスを通じて、ブロックを構築するバリデーターの権限と責任を分散することです。 MEV の検索とトランザクションのパッケージ化という複雑なプロセスを経る代わりに、MEV オークションを使用するバリデーターは、単純に MEV マーケットを調べ、最高の MEV をもたらすトランザクションを見つけて、実際の好みを反映した単一の入札を送信することができます。さらに、バリデーターが自身のトランザクションを含めたり、トランザクションに先立つユーザーのトランザクションから利益を得るのを防ぐために、実際のトランザクションの詳細 (買い注文、売り注文、清算など) はブロックが構築されるまで公開されません。
では、なぜバリデーターは、前述の儲かる MEV の機会を無視して、このアルゴリズムを使用するのでしょうか?これは、バリデーターにとって、この Flashbot アルゴリズムの市場から MEV トランザクションのみを選択する方が簡単かつ安価であるためです。高品質の MEV トランザクションが直接オンチェーンではなく市場を経由することが増えているため、バリデーターは Flashbot を使い続けることでより高い報酬を得ることができます。結果は非常に印象的です。MEV-Geth がリリースされてから間もなく、イーサリアム検証者の 90% 以上がプロジェクトの使用を開始しました。これは、潜在的な問題を解決する上でのインセンティブ付き再調整の重要性と有効性を示しています。イーサリアム エコシステムの発展と、2022 年 9 月のプルーフ オブ ワーク モデル (PoW) からプルーフ オブ ステーク モデル (PoS) への移行に伴い、イーサリアムの基礎となるコンセンサス構造の変化により、私たちは次のことが必要になります。ブロックプロデューサー-ビルダー 「分離」の概念が更新されました。
PoS が PoW よりも効率的である主な理由は、PoW では各ノードがブロックを構築して生成する必要があるのに対し、PoS では少数のバリデータのみがメイン ブロックのブロック プロデューサーとして機能し、データをブロックチェーンに追加するためです。これは環境と計算効率にとっては素晴らしいことですが、特にバリデーター (「ブロックプロデューサー」) が市場の売り手と主要な「構成要素」を共有する場合、非常に魅力的な MEV の利回りにより、さらなる集中化のリスクが生じる可能性があります。プライベート トランザクション プールを実行している Flashbot でさえ、これに誘惑されるかもしれませんが、Flashbot のような単一のエンティティに信頼を置くという事実そのものが、分散化の精神に反します。
MEV Boost システム図、出典:https://github.com/flashbots/mev-boost
そこで Flashbots は、この MEV 市場の「供給側」を分散化するソフトウェアである MEV-boost をリリースしました。 MEV-boost には、Flashbot のプライベート トランザクション プール (実際には独占) からのトランザクションが含まれるだけでなく、このソフトウェアを実行しているビルダーが、参加しているすべてのバリデーターにトランザクションを送信できるようになります。バリデーターにとって、より多くのビルダーがこれらすべてのさまざまなブロックの構築に参加するにつれて、より多くの収益を獲得し、バリデーターの競争の場を平等にすることができ、その結果、より強力で安全なエコシステムが実現します。 MEV-Geth と同様に、この斬新な設計は複数の関係者が集中化のリスクを回避するためのインセンティブを再調整し、85% 以上のネットワーク導入で大成功を収めました (Flashbot はトランザクションの 34% のみを中継しました)。
Flashbots SUAVE
これまでのところ、集中化のすべてのリスクを軽減し、分散型金融を MEV の最も有害な影響から守るという探求はまだ終わっていません。ブロックのプロデューサーとビルダーの分離を実装する際の Flashbot のソリューションは、バリデーターの重要な権限と責任を、バリデーターから独立してバリデーターとして機能する「ビルダー」に分散化またはリダイレクトすることです。バリデーターのトランザクションのピッキングと選択を行うエンティティです。巨大な規模の経済が存在し、それが建設業者の役割における集中化のリスクにつながることが判明しました。
では、こうした規模の経済は建設業者の役割にとって何を意味するのでしょうか?シーカー、ビルダー、リレーはすべて異なる役割を果たしていると前述したことを思い出してください。シーカーは MEV の機会を検索し、次にそれらの機会をビルダーに送信し、ビルダーは完全なブロックをリレーに送信します。これは、検索者が結果の送信先を選択する必要があることを意味します。報酬を最大化するために、バリデーターによって選ばれることが多い最高品質のビルダーを選択します。これにより、より高品質の取引がトップ ビルダーに流れるため、集中効果が生まれます。トップ ビルダーは常にシーカーから最高の MEV 取引を獲得し、その地位を強化します。
ビルダー集中化の効果、出典:https://simbro.medium.com/mev-driven-centralization-in-ethereum-ec 829 a 214 f 18
このビルダー集中化効果は実際に証明されています。過去 24 時間の執筆で、上位 5 つのビルダーが MEV-Boost ブロック全体の約 90% を提案しました。この集中化のレベルが高まるにつれて、これらの寡占企業はその優位性を利用して特定の取引の共謀や検閲などの取引を操作し始める可能性があり、これにより基盤となるブロックチェーンのセキュリティが侵害される可能性があります。それが Flashbots の最新プロジェクトの目標です。ブロック構築プロセスを単一の分散型プロセスから切り離すことを目的とした、価値表現の単一の統合オークションです。
SUAVE と L1 ブロックチェーン スタック、出典:https://writings.flashbots.net/the-future-of-mev-is-suave/
SUAVE は実際には独立した専用のブロックソートチェーンであり、主にトランザクションメモリプールとビルダー責任関連の問題を担当し、イーサリアムなどのプロトチェーンの検証者はブロックの生成と証明の役割を担当します。ご覧のとおり、SUAVE は「ブロックプロデューサーとビルダーの分離」原則の自然な拡張であり、ブロックプロデューサーとビルダーを 2 つの完全に別個のチェーンに配置して、両方が十分に分散され、互いに分離されるようにします。さらに、SUAVE のビジョンは、多くの異なるチェーンの共通の順序付けレイヤーとして機能し、Ethereum、Arbitrum、Polygon、またはその他の EVM チェーンのバリデーターであっても、SUAVE を使用して最適な MEV 機会を見つけることができるようにすることです。 。これは、所属している元のチェーンだけでなく、クロスチェーン トランザクションのクロスドメイン MEV にも当てはまります。そのため、元のチェーンのトランザクション メモリ プールだけに注目することはできません。
SUAVE クロスチェーンの状況、出典:https://writings.flashbots.net/the-future-of-mev-is-suave/
SUAVE は、最終的に関係者全員に利益をもたらし、イーサリアム エコシステムをより分散化するという野心的な目標を掲げていますが、2022 年 11 月の開始から 6 か月が経過した現在でも、いくつかの中核となる設計上の問題を解決する必要があります。たとえば、中心的な問題の 1 つは、SUAVE を別の L1 チェーン (Chainlink と同様) として構築するか、ロールアップ ソリューションを使用するか、または Ethereum バリデーター (Eigenlayer など) を「借りる」再仮説サービスを使用するかどうかです。これらの各ソリューションには、実装の容易さ、バリデータの保持、セキュリティ、柔軟性の点で独自のトレードオフがありますが、ここでは詳しく説明しません。
もう 1 つの重要な問題は、SUAVE が独自のトークンを発行するかどうかです。 SUAVE フォーラムは現在、独自のトークンを開始することを否定していますが、Flashbot がこれに固執するかどうかについては、まだいくつかの疑問があります。特に、SUAVEトークンの立ち上げは、民間企業として長期的には経済的に非常に合理的であるように思われることを考慮します。さらに、Flashbots は将来の SUAVE トークンの提供を示唆しているため、弱気市場でもユニコーンの評価額を 10 億ドル調達できると考えているというもっともらしい議論を行うこともできます。
では、Flashbot が SUAVE トークンを起動しないことを選択した理由は何でしょうか?結局のところ、トークンの起動には、いくつかの頭を悩ませる設計上の決定が伴いました。たとえば、このトークンは特定のトランザクションに役立つのでしょうか、それとも単に「別のガバナンス専用トークン」なのでしょうか?このトークンが役立つ場合、その目的はどのようなものになるでしょうか? Flashbot を使用するさまざまなステークホルダー (例: さまざまなチェーン、エンドユーザー、Flashbot のビルダーなど) は、ETH のようなより成熟したトークンや、ARB などの L2 トークンの代わりに、この新しいトークンを使用し信頼するようにどのように動機づけられるのでしょうか?いずれにせよ、複雑で労働集約的なインセンティブ調整プロセスに直面することになるため、Flashbots チームが今のところトークンの起動を避けるのは完全に理にかなっています。
DeFiの将来の全体像
SUAVE が最終的にどのような形になるのか、そしてこの新しい注文チェーンがその目標を達成し、MEV の負の外部性を真に軽減する方法でインセンティブを調整できるかどうかを判断するのは難しいですが、私は MEV と Flashbot が設計における真の前進であると信じています。集中型金融システムで必要となるトレードオフ、問題、原則の典型的なイメージ。
まず、前述したように、MEV はブロックチェーン設計の機能であり、バグではありません。これらの裁定取引の機会とバリデーターへの利益インセンティブは、ブロックチェーンへの即時アクセスから生まれ、DeFi の資本効率を保証します。渋滞、ガス戦争、エンドユーザーのスリッページなどの MEV の悪影響は、このプロセスの単なる副産物であり、負の外部性です。
定義上、負の外部性は、負の行動をとっている実体に影響を与えません。この場合、エンドユーザーにネットワークの輻輳やスリッページを引き起こしても、この収益性の高い活動に従事するバリデーターや裁定ボットに損害を与えることはありません。伝統的な経済学を通じて、これらすべての外部性は純粋に市場ベースのシステムではうまく対処できないことが広く認識されてきました。従来の市場では、政府やその他の規制当局が市場のボラティリティを修正し、負の外部性（タバコやアルコールに対する税金など）の影響を最小限に抑えるために介入します。
一方、DeFiは本質的にトラストレスであり、あらゆる形態の政府の強制に反対します。 「法執行機関」に最も近いのは、おそらく、確実性と透明性を達成するために、ルールや規制をコードにエンコードすること（スマートコントラクトなどを介して）です。したがって、Flashbot の事例が示すように、MEV 現象の負の外部性を軽減するには、常に複雑なインセンティブの再設計と調整が必要でした。結局のところ、ウォール街のクオンツトレーダーのように、DeFi裁定取引ボットは高い倫理基準や善意で知られていません。
MEV の負の外部性を軽減するためにインセンティブの再設計を利用することは、Flashbot に固有のアプローチだけではありません。 Flashbot に加えて、MEV の影響を軽減するプロトコルを開発するためのインセンティブを再調整しようとしているチームが他にもたくさんあります。たとえば、Chainlink の Fair Sequencing Service (FSS) は、分散型オラクルのネットワークを活用して「トランザクションの注文」プロセスをバリデーターにアウトソーシングし、SUAVE ネットワークが追求しているものと同様の目標を達成しています。別の例は、CoW プロトコル (以前はグノーシス チェーンとして知られていた) の「意志の一致」(CoW) メカニズムです。これは、意志があるかどうかに応じて相互に補完します (たとえば、私は 1 ETH に対して 1500 USDC が必要で、あなたは 1 ETH が必要です) 1500 USDC の場合）、取引を自動的につなぎ合わせ、ソルバー アルゴリズムを使用して、誰もが最良の価格で取引できるようにします。
しかし、特に単一の当事者を信頼できない分散環境では、リファクタリングを奨励することは、基本的に規模の経済を相殺しようとしているため、とんでもない難問になる可能性があります。 Flashbot のビルダー集中化を例にとると、「自分の価値を証明した」ビルダーは検索ユーザーから「信頼」される可能性が高く、その結果、より高品質な取引につながり、市場リーダーとしての地位を確固たるものにするでしょう。インセンティブの再調整を通じて分散型代替案を特定し、対処し、実装することは、基本的にモグラたたきのようなものです。新しく導入されたインセンティブ システムにどのような集中化の脆弱性が含まれているか、また、暗黙の規模の経済がどのようなものになるかはわかりません。後から考えるとわかっています。
さらに、多くの異なるステークホルダーやエージェントが存在する複雑なシステム (ブロックチェーンなど) では、あるステークホルダーによる別のステークホルダーの行動に影響を与えるアクションがほぼ確実に存在するため、外部性を回避することはほぼ不可能です。 Dainan が「Flash Boys v2.0」で実証しているように、これらの外部性の多くは、システム全体を不安定にする実際の脅威となる可能性があります。その結果、どのような分散システムでも、たとえ適切に設計されたゲーム理論の原則を備えたシステムであっても、常に固有の複雑さ、洗練さ、脆弱性が存在し、そのいずれかが予期せぬ脆弱性によってその存在を脅かされる可能性があります。
(必要な対策を講じることができる) 侵害に対して脆弱な集中型システムと比較して、分散型システムには明らかな「単一障害点」がありませんが、これこそが分散型システムが場合によっては集中型システムよりも強力になる理由です。 - システム設計に抜け穴がある場合、各ノードが「単一障害点」になる可能性があります。
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