Что такое извлекаемая стоимость майнера (MEV) и как она работает?
Майнинг — это основа криптовалют с доказательством работы (PoW) на основе блокчейна, таких как Биткойн (BTC), которые платят майнеру за обнаружение новых блоков для транзакций. В результате майнинг криптовалют стал для майнеров источником дохода. Чтобы криптографически связать новый блок с предыдущим блоком в цепочке блоков, майнеры должны решить сложную математическую задачу, требующую значительных вычислительных ресурсов.
Суммарная вычислительная мощность всех пользователей будет определять, насколько сложно будет решить эту головоломку. В зависимости от сложности, человеку понадобятся мощные машины, чтобы увеличить вероятность добычи блока и получить взамен поощрения. Поскольку майнеры контролируют включение, исключение и порядок транзакций, они могут извлекать ценность сверх стандартных вознаграждений за блок и платы за газ.
Ценность, которую майнеры могут получить от изменения последовательности транзакций внутри генерируемых ими блоков, известна как извлекаемая майнером ценность (MEV). Таким образом, справедливость заказа представляет собой проблему для криптовалют PoW без разрешения. Когда ставки достаточно велики, MEV может даже вознаграждать форки блокчейна, что может повлиять на будущие транзакции и безопасность уровня консенсуса.
В этой статье будет объяснено понятие извлекаемой стоимости майнера, почему возникает MEC, стратегии MEV, наиболее распространенные атаки MEV, а также плюсы и минусы MEV.
Как происходит экстракция MEV?
Чтобы понять, как работает MEV и почему возникает MEV, давайте рассмотрим пример арбитражной транзакции на децентрализованных биржах (DEX). Арбитраж на DEX встроен в их структуру, тогда как на традиционных рынках возможности арбитража считаются признаком неэффективности рынка.
Автоматизированные маркет-мейкеры (AMM), класс децентрализованных бирж, позволяют пользователям покупать и продавать токены без участия третьей стороны. AMM, часть компьютерного кода, работающего на блокчейне, не знает о текущей рыночной цене токена и зависит от арбитражеров, чтобы вернуть цену токена к рыночной цене. Поэтому арбитражеры следят за тем, чтобы на децентрализованных биржах были справедливые цены.
Расчетный механизм децентрализованных реестров позволяет организованный в пакетах и выставляются до того, как они будут рассчитаны, что позволяет любому агенту (майнеру) предлагать серию сделок, которые зависят друг от друга. Это заслуживающее доверия обязательство привело к мгновенным кредитам, которые позволяют любому начать арбитражные сделки. Торгуя до прибыльных торговых возможностей, представленных для расчетов в связи с раскрытием заказов, расчетные агенты (майнеры) могут помешать усилиям арбитражеров, которые создают эти возможности.
Кроме того, эти арбитражеры рискуют быть использованными другими ботами или майнерами, если они используют стандартный канал транзакций для своих транзакций. Например, исходная архитектура Ethereum требовала, чтобы все ожидающие транзакции хранились в мемпуле, были открыты для публики и передавались в одноранговую сеть для обработки. Отправляя те же сделки, в которых они указаны в качестве бенефициаров, и с большей комиссией, знающие пользователи могли оценить ожидающие транзакции и выполнить свою сделку раньше арбитражера.
Тем не менее, майнеры лучше всего подходят для того, чтобы опережать других участников сети, поскольку они в конечном итоге решают, какие транзакции будут завершены в блоке и в какой последовательности. Кроме того, они могут быстро дублировать все выигрышные сделки из мемпула и выполнять свои транзакции раньше арбитражеров и тех, кто пытается превзойти их.
Обычно ценность, которую майнер может извлечь таким образом, называют извлекаемой ценностью майнера или MEV, или невидимым налогом, который майнер может взимать с пользователей. Тем не менее, арбитраж считается MEV только тогда, когда другая транзакция переключается майнером на свою собственную, чтобы воспользоваться этой возможностью.
Как и в случае с опережением, майнеры могут выбрать откат, который происходит, когда майнер вводит ордер на продажу, чтобы продать под давлением покупателей, заметив значительную покупку. В качестве альтернативы, в сэндвич-сделке майнеры размещают ордер на продажу сразу после транзакции, которая влияет на рыночную цену, и ордер на покупку прямо перед ней, т. е. риск контролируется наличием одновременных ордеров на покупку и продажу.
Применяется ли MEV к майнингу биткойнов?
Теоретически MEV применим к Биткойну, поскольку это важная особенность механизма консенсуса Proof-of-Work. Однако на самом деле MEV иногда можно увидеть в блокчейне Биткойн, поскольку почти все транзакции представляют собой переводы BTC между двумя сторонами.
Как правило, майнеры имеют больше возможностей генерировать MEV, используя неэффективность, вызванную повышенной сложностью транзакций. Тем не менее, из-за сложных транзакций на основе смарт-контрактов возможности MEV были доступны в блокчейне Ethereum (до того, как он переключился на механизм консенсуса Proof-of-Stake).
После слияния валидаторы несут ответственность за порядок, включение или исключение транзакций; метод извлечения значения теперь называется максимальным извлекаемым значением. Согласно Ethereum Foundation, успех извлечения MEV может быть подтвержден только валидаторами в теории. Однако на практике поисковики извлекают большую часть MEV.
Что такое поисковик MEV?
Поисковики — это независимые участники сети, которые извлекают большую часть MEV, запуская сложные алгоритмы на данных блокчейна для определения прибыльных возможностей MEV и настраивая ботов для автоматической отправки этих прибыльных транзакций в сеть. Значит ли это, что валидаторы не получают преимущества MEV от невидимого налога Ethereum?
Поскольку поисковики готовы платить высокие цены на газ, чтобы их транзакции были включены раньше, чем транзакции других пользователей, валидаторы по-прежнему получают процент от MEV (например, в виде платы за газ). Тем не менее, если пользователи отправят транзакцию с самой высокой ценой газа, они могут быть уверены, что их арбитражная транзакция будет выполнена.
Наиболее распространенные атаки MEV
Помимо арбитража DEX, распространенными примерами MEV являются невзаимозаменяемые токены (NFT) MEV, ликвидации, атаки Uncle-Bandit и Time-Bandit.
НФТ МЭВ
Поисковики могут использовать стратегии извлечения MEV на рынке NFT. Один хорошо известный случай NFT MEV был, когда поисковик обстрелянный из 7 миллионов долларов на покупку каждого Cryptopunk по минимальной цене. Точно так же NFT можно купить со скидкой, если он непреднамеренно размещен по низкой цене, что позволяет искателю превзойти других покупателей.
Ликвидации
Ликвидаторы — это искатели, которые специализируются на ликвидации чрезмерно обеспеченных кредитов для извлечения MEV из протоколов кредитования, таких как Aave и Maker, которые используют депонированное обеспечение, такое как эфир (ETH), для кредитования других пользователей. Пользователи могут занимать различные активы и токены у других пользователей в пределах определенной суммы залога, который они внесли. Кроме того, протокол позволяет любому продать залог и быстро вернуть деньги кредиторам, если стоимость заемных активов превышает стоимость залога из-за колебаний рынка.
Чтобы быстро решить, какие заемщики могут быть ликвидированы, и первыми подать заявку на ликвидацию и получить комиссию за ликвидацию для себя, искатели соревнуются, чтобы ликвидировать залог как можно быстрее. Возможность MEV возникает из-за того, что в случае погашения кредита заемщик иногда вынужден платить значительный сбор за ликвидацию, часть которого идет ликвидатору (исследователю).
Дядя-бандит атакует
Вы можете спросить себя, что здесь означает «дядя»; давайте уточним. Когда два блока добываются и транслируются одновременно с одним и тем же номером блока, создаются дяди-блоки. Другой блок, который остается после того, как канонический блок получает большую проверку от узлов и чьи транзакции не меняют никакого состояния, называется дядей или потерянным блоком.
Транзакции внутри uncled-блока являются общедоступными, предлагая возможности MEV для поисковиков или злоумышленников. Например, когда пользователи флеш-ботов (искатели) отправляют сделку по сэндвичу (набор транзакций), они могут применить арбитраж после получения части покупки сэндвича. Более того, майнеры, работающие под управлением MEV-Geth, позволяют пользователям обходить общедоступный мемпул и избегать начальных рисков, отправляя пакетные транзакции непосредственно валидаторам.
MEV-Geth — это шлюз в сеть Ethereum, который может работать как полный узел, архивный узел или легкий узел. Пакеты транзакций часто содержат транзакции искателя в дополнение к ожидающим транзакциям от других пользователей Ethereum, которые были получены из мемпула. Валидаторам рекомендуется включать пакет в свои блоки, потому что они получают 80–90% вознаграждений, заработанных поисковиком.
Атаки бандитов времени
Атаки Time-Bandit направлены на отмену транзакций в блокчейне. Например, если искатели обнаружат чрезвычайно выгодные возможности MEV в ранее проверенных блоках, они могут предложить изменить курс истории Ethereum и перенастроить/повторно проверить эти блоки, чтобы извлечь выгоду из только что обнаруженного шанса. Чтобы отменить транзакции, они побуждают валидатора провести атаку Time-Bandit, предлагая выгодный стимул.
Поскольку такие атаки позволяют любому опубликовать предложение изменить историю блокчейна, они функционируют как инструмент для продажи с аукциона консенсуса о текущем состоянии цепи тому, кто предложит самую высокую цену, рискуя целостностью сети Ethereum.
Плюсы и минусы MEV
Как и любая другая стратегия, MEV также имеет положительные и отрицательные последствия. Например, рациональные поисковые системы помогают исправить экономическую неэффективность (например, быструю ликвидацию протоколов кредитования), обеспечивая надежность децентрализованных приложений (DApps) и протоколов децентрализованных финансов (DeFi).
С другой стороны, опережение часто вызывает перегрузку сети и высокую плату за газ для всех остальных, пытающихся проводить стандартные транзакции, что является одним из недостатков MEV. Кроме того, зажатые пользователи сталкиваются с повышенным проскальзыванием, максимальным отклонением от целевой цены, которое пользователь готов принять в сделке.
Кроме того, поскольку поисковики предлагают валидаторам выгодные стимулы для реорганизации блоков, это может привести к нестабильности консенсуса, игнорированию функции неизменности блокчейнов и повлиять на честных валидаторов и общую безопасность сети блокчейнов.
Как пользователи DeFi могут защитить себя от проблемы с MEV?
Все транзакции могут быть рассчитаны в одном пакете, если пользователи DApp подписывают транзакции и отправляют сделку вне сети с настройками заказа. Эта практика делает реорганизацию транзакций неважной, поскольку все сделки имеют одинаковую цену независимо от порядка, что увеличивает сложность воспроизведения.
Однако, даже если валидаторы или майнеры (поисковики) попытаются получить прибыль, выясняя подписанные сообщения, это было бы бессмысленно, потому что им нужно было бы знать, в каком пуле AMM эти сделки будут рассчитаны во время исполнения вне сети, спасая пользователей от невидимого налога.
В качестве альтернативы решение Chainlink для проблемы MEV называется службами честного упорядочивания (FSS), децентрализованной службой упорядочения транзакций, которая обеспечивает справедливость и предсказуемость при ранжировании транзакций по времени для всех пользователей и может помочь уменьшить MEV. Кроме того, экономика смарт-контрактов может масштабироваться с помощью такого решения, используя накопительные пакеты уровня 2, такие как Arbitrum. Если FSS (который использует децентрализованные сети оракулов) используется для сортировки транзакций и применяется к тому же уровню 2, это может минимизировать последствия MEV.
