Mengungkap Misteri MEV: Menerangi Hutan Gelap

Ringkasan

Dengan meningkatnya aktivitas di blockchain dan evolusi infrastruktur, MEV telah dianggap sebagai salah satu bagian paling berbahaya dalam ekosistem Ethereum, yang secara langsung mempengaruhi aktivitas dan pengalaman keuangan pengguna di blockchain. Artikel ini bertujuan untuk menganalisis mekanisme pembuatan blok Ethereum 2.0 dan teknologi pemisahan proposal-pembangun (PBS), serta mengeksplorasi masalah sentralisasi dan kepercayaan yang ditimbulkannya, serta kontradiksinya dengan nilai-nilai Ethereum.

Dampak MEV bersifat dua sisi: di satu sisi dapat mengurangi perbedaan harga DEX, membantu likuidasi transaksi; di sisi lain dapat merugikan kepentingan pengguna. Oleh karena itu, solusi MEV lebih berfokus pada mengurangi dampak negatif, bukan menghilangkannya. Saat ini ada tiga jenis langkah: perbaikan mekanisme lelang, perbaikan lapisan konsensus, dan perbaikan lapisan aplikasi. Semua solusi ini akan mempengaruhi pola MEV, tetapi beberapa solusi tidak dapat sepenuhnya menyelesaikan masalah yang dihadapi pengguna. Memperkenalkan teknologi kolam privasi untuk melindungi privasi transaksi pengguna adalah arah yang patut dieksplorasi.

Selain itu, dengan penerapan teknologi baru seperti arsitektur Layer2 dan abstraksi akun, MEV juga akan menghadapi lebih banyak tantangan dan peluang teknis. Artikel ini bertujuan untuk mengeksplorasi solusi potensial untuk mengurangi dampak negatif MEV, memahami secara menyeluruh pro dan kontra dari solusi MEV saat ini, serta memberikan ide untuk penelitian di masa depan.

Arsitektur Ethereum 2.0

Sejak The Merge, Ethereum mengadopsi mekanisme POS untuk memastikan keamanan jaringan, meninggalkan kompetisi kekuatan komputasi, dan beralih ke bukti kepemilikan. Setelah penggabungan, Ethereum dibagi menjadi lapisan eksekusi dan lapisan konsensus. Siklus produksi blok juga mengalami perubahan:

• Setiap Epoch adalah satu siklus POS
• Setiap Epoch dibagi menjadi 32 Slot, setiap Slot adalah unit waktu pembuatan blok selama 12 detik

Setiap Epoch di jaringan secara acak memilih sebuah komite, kemudian dari komite tersebut secara acak memilih seorang proposer blok. Proposer bertanggung jawab untuk mengemas dan mengurutkan transaksi serta menghasilkan blok, sementara anggota komite lainnya mengawasi dan memberikan suara. Komite dipilih ulang setiap Epoch.

Dalam arsitektur ini, Payload merujuk pada beban eksekusi, yaitu perubahan status transaksi, yang dapat dianggap sebagai bagian dari eksekusi blok. Pengusul blok bertanggung jawab untuk melaksanakan beban eksekusi dan mengusulkan blok.

Arsitektur PBS

Sebenarnya, validator yang terpilih sebagai pengusul blok sering kali tidak memiliki motivasi untuk melaksanakan Payload, karena ini memerlukan banyak sumber daya komputasi. Awalnya direncanakan untuk mewujudkan desentralisasi pengurutan transaksi melalui pemilihan dewan yang terdesentralisasi, tetapi validator cenderung mengalihkan bagian pekerjaan ini, dan hanya fokus pada pengusulan blok. Oleh karena itu, konsep PBS diajukan, yang memisahkan pengusulan dan pembangunan blok:

• Pengusul node hanya bertanggung jawab untuk memverifikasi blok, tidak terlibat dalam pembangunan.
• Pengusul mendapatkan blok dari pembangun blok
• Para pembangun saling bersaing untuk membangun blok, memberikan biaya tertinggi kepada pengusul
• Ini membentuk pasar "lelang blok"

PBS(Proposer Builder Separate) model lelang tertutup tahap pertama adalah sebagai berikut:

1. Pengguna mengirimkan transaksi ke Mempool publik melalui RPC
2. Beberapa Builder mencari urutan transaksi yang optimal untuk menghasilkan blok dengan maksimum keuntungan.
3. Builder berinteraksi dengan Proposer melalui MEV-Boost Relayer:
   • Builder mengajukan penawaran kepada Relayer
   • Relayer mengirimkan beberapa header blok dan penawaran ke Proposer
   • Proposer biasanya menerima blok dengan penawaran tertinggi
4. Semua informasi disegel, Relayer hanya mengirimkan header blok kepada Proposer, memastikan ketahanan terhadap sensor.

Relayer mengimplementasikan spesifikasi MEV-Boost, yang mengatur interaksi lelang antara Builder dan Proposer.

Permainan Peserta di Bawah PBS

Peserta utama dalam arsitektur PBS termasuk Builder, Relayer, Proposer, dan MEV bot(Searcher).

Builder

Builder bertanggung jawab untuk membangun konten blok. Teknologi MEV-Boost memberikan keunggulan lebih bagi Builder dalam lelang, karena tidak hanya mendukung biaya Gas, tetapi juga mendukung pendapatan MEV. Builder dapat langsung meninjau transaksi pengguna dan Searcher, yang selalu menjadi sorotan. Terutama setelah Amerika Serikat mengeluarkan OFAC, banyak Builder yang berpartisipasi dalam kepatuhan OFAC, meskipun baru-baru ini proporsi blok yang ditinjau telah menurun, namun Builder masih memiliki pengaruh langsung dalam peninjauan transaksi.

Saat ini, beaverbuild.org yang tidak memerlukan pemeriksaan secara bertahap memperluas pangsa pasar di Builder, dengan fokus pada profit.

Pencari

Maksimalisasi keuntungan memerlukan kolaborasi antara Searcher dan Builder. Searcher sering bekerja sama dengan Builder tertentu untuk membentuk Dark Pool atau Private Pool. Secara teori, jika Builder berbuat jahat atau melakukan sensor, Searcher dapat memilih Builder lain, yang akan mengakibatkan penurunan pangsa pasar Builder. Oleh karena itu, Builder akan mempertimbangkan biaya tersembunyi dari perbuatan jahat.

Searcher dibagi menjadi dua kategori besar: arbitrase CEX-DEX ( off-chain ) dan DEX, mezzanine, likuidasi ( on-chain murni ). Saat ini, Wintermute mendominasi pasar arbitrase CEX-DEX. MEV on-chain murni menunjukkan tren menjadi studio, jaredfromsubway.eth menguasai 37,2% pangsa pasar, ahli dalam serangan sandwich.

Karena hubungan erat antara Searcher dan Builder, banyak Searcher hanya mengirimkan aliran pesanan kepada tiga Builder teratas, untuk mempertahankan pengaruh ekosistem dan menghindari pemecahan aliran pesanan oleh Builder kecil yang dapat menyebabkan strategi gagal.

Relayer

Relayer bertanggung jawab untuk mengumpulkan lelang, mengajukan header blok dan penawaran kepada Proposer. Setelah Proposer memilih dan menandatangani header blok, Relayer melepaskan konten transaksi lengkap. Relayer sebagai pihak ketiga tanpa insentif ekonomi mendapatkan kepercayaan yang besar, baik Builder maupun Proposer bergantung pada Relayer. Secara historis, pernah terjadi celah Ultrasound Relayer yang menyebabkan Proposer menarik MEV secara berlebihan.

Saat ini, pangsa pasar Builder yang menjalankan pure MAX Profit semakin meluas, dan kontrol MEV secara manual tidak mungkin dilakukan di pasar bebas. Relayer menghadapi masalah kurangnya insentif ekonomi, dan Blocknative telah mundur dari penelitian di arah tersebut. Komunitas Ethereum sedang menjelajahi untuk memasukkan PBS ke dalam level protokol.

Proposer

Proposer dipilih secara acak dari validator. Proposer cenderung untuk mengalihkan beban eksekusi, yang dapat menyebabkan kolaborasi vertikal dengan Builder. Relayer dari MEV-boost ingin berfungsi sebagai titik perantara untuk mengurangi komunikasi langsung. Saat ini, kolam penambangan dan kolam validator LSD memiliki efek skala, dan kolam validator menunjukkan tren sentralisasi.

Lido menguasai 28,7% pangsa pasar, diikuti oleh Coinbase dan Ether.fi. Sebagian besar Proposer melepaskan kemampuan eksekusi urutan transaksi dan mengalihkan beban eksekusi kepada lelang pihak ketiga.

Pengguna

Pengguna dalam struktur ini paling rentan, transaksi dimasukkan ke dalam Mempool publik, mudah dimanfaatkan oleh bot MEV untuk arbitrase. Namun, MEV juga memiliki dampak positif, seperti mengurangi slippage dan selisih harga di DEX. Untuk menghindari pemantauan, beberapa penyedia RPC menawarkan layanan Mempool yang tidak publik.

OFA(Order Flow Auction) adalah cara baru untuk mengembalikan sebagian keuntungan MEV kepada pengguna dengan melelang aliran pesanan pengguna melalui kolaborasi dengan Searcher. Saat ini, proporsi pengguna yang menggunakan aliran pesanan pribadi sekitar 10%, yang sebagian besar terbatas pada biaya pendidikan dan kompleksitas operasional.

Ringkasan

Di bawah arsitektur PBS, setelah pengenalan MEV-BOOST, mekanisme lelang tawaran tertutup yang memaksimalkan keuntungan menyebabkan Builder dan Searcher cenderung bekerja sama dan saling percaya, menunjukkan tren konsentrasi yang jelas. Validator di bawah POS juga cenderung terkonsentrasi. Seluruh rantai industri MEV menjadi terpusat, dan memperkenalkan masalah kepercayaan multi pihak, yang bertentangan dengan visi desentralisasi dan de-trust Ethereum.

Komunitas Ethereum sedang mendiskusikan tiga proposal untuk mengurangi sentralisasi:

1. Teknologi SUAVE: Meningkatkan transparansi transaksi, mengurangi ambang kepercayaan Searcher terhadap Builder
2. PBS yang Ditetapkan: Mengintegrasikan PBS ke dalam lapisan protokol, menghilangkan ketergantungan pada Relayer
3. AVS Terdesentralisasi: seperti SSV, Lido telah bekerja sama dengannya

Status MEV

Saat ini, jenis MEV utama di blockchain adalah arbitrase, serangan sandwich, dan likuidasi. Dalam 30 hari terakhir:

• Profit arbitrase maksimal, MEV bots mendapatkan keuntungan 2,6 juta dolar.
• Serangan sandwich rata-rata menghasilkan profit sebesar 0,8 dolar AS per transaksi, dengan total profit sekitar 880.000 dolar AS.

Dampak positif MEV termasuk mengurangi selisih harga DEX dan membantu likuidasi; dampak negatif utamanya adalah kerugian pengguna. Dalam jangka pendek, peningkatan aktivitas MEV akan menyebabkan lonjakan biaya Gas, yang mempengaruhi pengalaman pengguna.

Seiring dengan migrasi Ethereum ke Layer2, masalah MEV lintas rantai juga muncul.

Kompleksitas MEV di bawah arsitektur Layer2

Kegiatan arbitrase on-chain skala besar di masa depan akan beralih ke MEV multi-chain lintas rantai yang lebih kompleks. Saat ini penelitian masih sedikit, terutama berfokus pada perbaikan sorter. Jembatan lintas rantai adalah produk yang diperlukan, Searcher dapat membantu memperlambat likuiditas yang terfragmentasi antar Layer2, tetapi pengalaman dan keamanan jembatan lintas rantai perlu ditingkatkan.

Potensi MEV dari EIP-4337

EIP-4337 memperkenalkan abstraksi akun dan jenis transaksi baru, yang akan mempengaruhi pola MEV:

• Jenis transaksi User Operation baru ditambahkan ke Mempool
• Peran Bundler mirip dengan Builder, mengemas User Operation menjadi transaksi normal.
• Bundler dapat bekerja sama dengan Searcher untuk merestrukturisasi User Operation mendapatkan MEV
• Spesifikasi User Operation di berbagai rantai mungkin berbeda, meningkatkan ambang batas teknologi MEV lintas rantai.

Arah Penjelajahan Pengurangan MEV

Dulu ekosistem Ethereum bergantung pada Flashbots untuk menerapkan PBS. Untuk mengatasi masalah de-trust dan insentif ekonomi nol, Ethereum mempertimbangkan untuk menggunakan peningkatan tingkat e-PBS, menghindari ketergantungan pada Relayer pihak ketiga.

Saat ini tidak mungkin untuk sepenuhnya menyelesaikan masalah MEV, lebih banyak mengurangi dampak negatifnya. Arah eksplorasi utama termasuk: tingkat protokol, tingkat aplikasi, dan perbaikan mekanisme lelang.

SUAVE

SUAVE(Lelang Penyatuan Tunggal untuk Ekspresi Nilai)Diajukan oleh Flashbots, bertujuan untuk memperbaiki dampak negatif MEV. Intinya adalah membangun blockchain baru SUAVE, dengan dukungan mesin virtual MEVM untuk kontrak pintar EVM. Fitur utama:

• Mendukung pengembangan kontrak pintar MEV berbasis EVM
• Menurunkan hambatan untuk membuat aplikasi MEV, mendorong persaingan antar mekanisme
• Memprogram infrastruktur terpusat menjadi kontrak pintar terdesentralisasi
• Sebagai pengurut terdesentralisasi dan mesin pengenal niat yang diserahkan kepada Proposer di blockchain
• Menggunakan Ethereum sebagai lapisan penyelesaian
• Mendukung transaksi niat pengguna, diuraikan oleh SUAVE dan memaksimalkan transparansi MEV

SUAVE cocok untuk menerapkan mekanisme seperti pajak aplikasi, Paradigm adalah penasihat dan investor proyek tersebut.

OFA

OFA(Order Flow Auction) adalah perbaikan dari mekanisme lelang:

1. Pengirim pesanan mengirimkan pesanan ke OFA, OFA memilih untuk mengungkapkan sebagian informasi.
2. Penawar mengajukan penawaran dan menyatakan harga pembayaran, memperoleh hak MEV untuk aliran pesanan yang sesuai.
3. Aliran pesanan pribadi hanya dapat dilihat oleh Penawar, memperkenalkan persaingan pasar untuk meningkatkan transparansi

Saat ini, beberapa proyek berbasis OFA sedang dalam pengembangan, dan detail implementasi komponen inti bervariasi.

Kolam Perdagangan Pribadi Kripto

Kolam perdagangan pribadi mengenkripsi untuk menyelesaikan masalah kerahasiaan bagi Searcher. Metode enkripsi utama termasuk:

1. Komputasi Multi-Pihak (MPC): Banyak pihak menggunakan MPC untuk menyembunyikan rincian transaksi.
2. Fungsi Penundaan yang Dapat Diverifikasi ( VDF ): memerlukan waktu T untuk menghitung, verifikasi kebenaran dengan cepat
3. Kriptografi ambang (TSS): Banyak pihak berpartisipasi dalam enkripsi dan dekripsi, tanpa kunci lengkap tunggal.
4. Bukti Nol Pengetahuan(ZKP): tidak mengungkapkan rincian spesifik