礦工積極參與MEV遊戲，Gas費上漲，是福是禍？

巴比特

特邀专栏作者

2021-02-24 13:00 (UTC+8)

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礦工的權力可能比你想像的要大多了。

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礦工的權力可能比你想像的要大多了。

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引介

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都說DeFi 要革傳統金融的命，是不是智能合約和礦工取代中介角色，傳統金融的弊端就能被消除呢？如果說金融系統的進化就像打補丁之路，今天我們發現有一個補丁來到區塊鏈之上仍未能被打上。在傳統金融市場上，經紀人作為客戶和市場之間的中介，對未來可能會影響到市場的買賣單交易有著內幕信息優勢。經紀人有可能會在執行客戶的交易行為之前，優先執行自己的交易從而獲利，這種行為在受監管的金融市場中是非法的。

然而這種非法操作卻在鏈上「合法」地上演著。據CoinDesk 報導，研究顯示在過去一個月，利用以太坊網絡「缺陷」進行合理套利的機器人至少已獲利1.07 十億美元，這些獲利被稱為礦工可提取價值（Miner Extracted Value，簡稱MEV），這種「合法」操作，這就是我們經常聽到的搶跑交易（frontrunning），如今越來越多礦工積極參與獲取MEV 的遊戲。礦工的權力也許比我們想像的要大多了，他們是如何進行搶跑以獲得MEV 的，這些操作將會對以太坊生態造成什麼影響？

致力於減輕MEV 給智能合約區塊鏈帶來的負面外部性和風險的研究和開發組織Flashbots 首次對MEV 進行深入研究，他們從2020 年的第一個區塊開始扒底研究Ethereum 區塊鏈，對超過130 萬筆MEV 交易進行了分類，發現自2020 年1 月1 日以來，至少有價值3.14 億美元的MEV 被提取，失敗的MEV 交易浪費了450 萬美元的Gas 費，相當於浪費了4500個以太坊區塊空間！以下是Flashbots 通過公共儀表板和實時MEV 交易瀏覽器MEV-Explore 發布的研究結果。

MEV 是一個度量指標，它指的是無需許可地對區塊鏈上一個區塊內的交易對進行重新排序、插隊或刪減，從而可以提取的總價值。到目前為止，以太坊上的MEV 主要是由DeFi 交易者和機器人執行那些交易順序很重要的策略時提取的，有一小部分則是這些交易者或者機器人提取MEV 時所產生的gas 費。 MEV-Explore V0 並不會給出特定區塊中可以提取的理論價值，例如礦工從他們正在生產的區塊中對交易進行重新排序可以獲得多少MEV，而是專注於目前在Ethereum 上發生的MEV活動的經驗證據。

帶著這些問題，我們對Ethereum 進行了搜刮，覆蓋到8 種以上的主要DeFi 協議，並收集了2020 年1 月1 日以來鏈上的130 多萬筆MEV 交易。通過我們推出的MEV-Explore v0 （explor.flashbots.net）公開儀錶盤，大家可以實時跟踪Ethereum 上最新的MEV 交易等情況。

自2020 年1 月1 日以來，MEV 提取量至少達3.14 億美元

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從2020 年第一個區塊（9193266）開始，我們發現以太坊上被提取的MEV 至少達到了3.14 億美元（約54 萬ETH）的規模，其中包括成功的、被恢復的和被檢查的MEV交易，以及和這些交易相關的Gas 費。

圖1：2020 年1 月至今累計的MEV

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提取的MEV 大幅增長：2021 年1 月，MEV 提取額為5700 萬美元（4.76 萬ETH），與2020 年1 月記錄的18 萬美元（1.1 萬ETH）相比，以美元計價絕對值增長了300多倍，以ETH 數量計算增長了43 倍。鑑於在數據收集過程中並沒有覆蓋全部的協議和交易類型，我們相信實際提取的MEV 會高於上述的衡量標準。預計該指標將繼續增長，因為DeFi 將會繼續增長、Ethereum 的複雜性會日益增加，複雜性增加將衍生出從交易排序中獲取價值的新方法，更複雜的MEV 提取方法的出現也將把MEV數值推高。

在MEV-Explore v0 中，我們通過MEV-Inspect 對MEV 活動進行量化和分類。目前，我們基於這些指標進行了數據收集，以此觀測了下表所列的8 個協議（見圖2）。有許多新興的DeFi 協議，其MEV 暴露比較顯著（例如ESD/DSD），同時也有在DeFi 大爆發之前就存在MEV 暴露的DeFi 協議（例如Bancor、Kyber、Etherdelta、Airswap），我們正計劃在下一個版本中增加對這些協議的觀察。此外，尚有大量的MEV 活動未被涵蓋到，比如多重交易機會（例如三明治交易）和CEX-DEX 價格套利。

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圖2：覆蓋的協議

https://etherscan.io/tx/0x2bde6e654eb93c990ae5b50a75ce66ef89ea77fb05836d7f347a8409f141599f

提取的MEV 都包含什麼？

如上所述，如今MEV 主要是由交易者抓住那些依賴於交易順序的交易機會而獲得的。這包括Uniswap 上代幣之間的價格套利、dYdX 上預言機更新後的貸款清算、ESD （算法穩定幣）的兌換券贖回等機會。

我們將MEV 交易分為兩大類：成功的和失敗的。失敗的交易包含兩個子類型：被恢復的（Reverted）和被檢查的（Checked）。

成功的MEV 交易是指那些追踪MEV 機會並成功將其捕獲的交易。

被恢復的MEV 交易是一種失敗的MEV 交易，交易者追踪一個MEV 機會，但出於種種原因沒能抓住它，比如有人比他們先搶到了機會、他們沒gas 了或者市場條件發生了不利的變化。

https://etherscan.io/tx/0x8cfb46876ce1d40250e9690482bdaaffc1f6b60e18c3405ff5e98b636840875f

被檢查的MEV 交易是另一種的失敗的MEV 交易，失敗的原因比較微妙，發送者為了節省gas 費，首先會檢查機會是否還存在，然後才啟動他們的MEV 交易。雖然發送者最終還是要為他們的檢查支付gas 費，但其成本比直接啟動交易要低得多。

讓我們來看幾個例子 :

例1：通過優先拍賣gas 費的成功MEV 交易

在3 個流動性池：Balancer 的ETH/USDC、Sushiswap 的USDC/SIL 和Sushiswap 的SIL/ETH 之間進行3 跳套利，支付了12 個ETH （當時為1.41 萬美元）的交易費用，價值16.7 個ETH （當時為1.96 萬美元）的提取MEV。

高額的交易費表明了這樣一個事實，發送者為了與其他交易者競爭套利機會，在其現有的交易被打包之前，反复競價提高其套利交易的gas 價格。一個gas 拍賣的失敗者在這裡損失了1.18ETH 的「檢查」MEV （見例3）。上面這個獲勝的交易最終支付了5.16 萬gwei 的gas 價格，比當時的平均gas 價格（94gwei）高547 倍，但只比失敗者高2 倍（2.76 萬gwei）。

tx#1 的提取MEV 明細：發送方為4.7ETH （當時為5.5 千美元），該區塊的礦工F2Pool 為12ETH （當時為14.1 千美元）。

https://etherscan.io/tx/0xf629036e2740a98e1ca5ce32fff85f27337d224e94cbeee6c3d7aabb7507b050

tx #2 的提取MEV 明細：該區塊的礦工F2Pool 為1.18 ETH （當時為1.4 千美元）。

例2：失敗的（被恢復的） MEV 交易

一筆試圖從Cream Finance 的清算中獲取MEV 的交易，因為沒gas 了而失敗，發送者損失了5.75ETH （當時約1 萬美金）的交易費用

有這樣一筆交易，為了清算Cream Finance 的倉位，使用1.5M gas，花費近6ETH 的費用，以申請8.8 萬USDC 閃電貸。它一開始是這麼執行的，然後由於缺乏需要的gas 費而中途失敗。雖然從表面上看0x8cfb4 看起來很無辜，但其內部交易顯示超過237 筆。這是一個非常複雜的交易，在EVM 計算中有著複雜的邏輯，最終使用了1.5M 的gas，幾乎是它所包含的區塊的13%! 不管用了多少gas，這筆交易還是因為用完gas 而失敗了，最終讓發送者損失了約5.75ETH （當時約1 萬美元）的交易費用。

在這次「被恢復的」交易後，機會仍然存在，被gas 費第二高（或第一個失敗者）拍賣者抓住了，總的MEV 提取值為4.125 ETH，其中支付的gas 費為3.75 ETH。

tx#1 的MEV 提取明細：發送者的收入為0 美元，該區塊的礦工Sparkpool 的收入約為5.75 ETH （當時約9.3K 美元）

tx#2 的MEV 提取明細：發送者#2 的收入為0.375 ETH （當時為600 美元），該區塊的礦工Sparkpool 的收入為3.75 ETH （當時為約6 千美元）

有一筆交易，檢查了Uniswap WETH/PRT、Uniswap SFI/PRT 和Sushiswap SFI/WETH 的流動性池想要尋找3 跳套利機會，發現機會不存在於是返回，只消耗了43K gas，讓發送方損失了約0.01ETH （當時19 美元）的交易費用。

有些交易者比我們例2 中的第一個發送者更節約成本，在發送一個邏輯複雜、消耗大量gas 的交易之前，會執行一個「檢查」，以驗證機會是否還在。我們認為這些也是失敗的MEV 交易，因為MEV 交易最終沒有被發送，因為檢查返回的結果是機會已經消失了。

MEV 交易有很多迷人之處，比如其複雜性、或多或少優雅地失敗的方式，以及由於它們講述的關於化名用戶的故事（就像來自看似錯位的0x 開放訂單簿的這筆套利，它為發送者淨賺了190 萬美元的收入，收取了73 美元的交易費用）。

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這兩種做法對Ethereum 都是不利的，因為它使鏈上的交易量激增，對gas 費施加上行壓力，就像上面例子2 中高企的gas 價格。這樣高企的價格會對Ethereum 的無需許可性造成衝擊，因為對小用戶來說成本太高，迫使他們離開這個網絡。

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自2020 年1 月1 日以來，提取MEV 的操作至少佔Ethereum 網絡整體gas 消耗的3%（見圖4）。放大還原和校驗的MEV 交易，我們發現它們的gas 消耗至少可以填滿4500 個Ethereum 區塊，浪費了大量寶貴的區塊空間 !

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MEV 的演進：礦工最大可提取價值

今天以太坊在轉向POS 之前，礦工在交易打包和排序方面擁有最大的權力，因為他們是區塊生產者。 MEV 一詞最初是由Phil Daian 等人在2019 年的研究報告《閃電男孩2.0：搶跑、交易重新排序與DEX 的共識不穩定》中提出的，意為礦工可提取價值。然而，MEV 存在於所有智能合約區塊鏈上，其中會有一方負責交易排序，執行這個操作的不一定是礦工，比如還有ETH2.0 中的驗證者和Optimistic Rollups 上的rollup 提供者。因此，我們建議將MEV 改名為最大可提取價值（maximal extractable value），擴大範圍以涵蓋其他區塊鏈架構，同時仍保留MEV 這個命名。