區(qū)塊鏈技術(shù):什么是礦工可提取價值(MEV)？
當前，區(qū)塊鏈經(jīng)濟的總價值已經(jīng)超過了1萬億美元，并以指數(shù)級的速度持續(xù)增長著，自年初以來，僅DeFi生態(tài)系統(tǒng)的價值就已經(jīng)翻番。然而，隨著智能合約的日益普及，人們也發(fā)現(xiàn)了一些新的漏洞，價值可能會在用戶不知情的情況下流失。其中一個例子就是礦工可提取價值（MEV）——一個區(qū)塊鏈礦工可以通過動態(tài)的對交易進行任意重新排序（包括或排除一個區(qū)塊內(nèi)的交易），以犧牲用戶的利益為代價來獲取利潤。簡單地說，礦工可以確定交易在區(qū)塊鏈上的處理順序，并利用這種能力為自己謀取利益。
包括Chainlink實驗室研究人員Ari Juels和LorenzBreidenbach在內(nèi)的研究者撰寫了研究論文 “Flash Boys 2.0”，文中提到的MEV和事務(wù)重新排序不僅僅是一個理論概念，而是一個已經(jīng)以超前交易的形式出現(xiàn)在去中心化交易所上了，這可能會嚴重影響用戶的體驗。在本文中，我們將探討為什么會出現(xiàn)MEV，現(xiàn)在有哪些MEV的例子。
為什么會出現(xiàn)礦工可提取價值
比特幣和以太坊等區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)是由成為“礦工“的去中心化計算機網(wǎng)絡(luò)保護的不可變賬本。這些礦工負責(zé)定期將待處理的交易打包成區(qū)塊，然后由整個網(wǎng)絡(luò)進行驗證，并添加到全球的賬本中。雖然區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)確保了所有的交易都是有效的（例如，沒有雙花出現(xiàn)），并且新的交易塊不斷產(chǎn)生（防止停機），但實際上它并不能保證交易將按照提交區(qū)塊鏈的方式進行排序。
由于每個區(qū)塊只能包含有限數(shù)量的交易，礦工在選擇內(nèi)存池（mempool）中哪些待處理交易時擁有完全的自主權(quán)，內(nèi)存池是礦工在鏈下存儲未確認交易的位置，它們將包含在自己的區(qū)塊中。雖然為了獲得最多的利潤，礦工通常以最高的gas價格（交易費）來處理交易，但這并不是網(wǎng)絡(luò)的要求。因此，礦工可以利用他們?nèi)我鈱灰走M行重新排序的能力，從用戶那里獲得額外的利潤，從中創(chuàng)造出來的價值就被稱為礦工可提取價值（MEV）。
默認情況下，礦工不會根據(jù)用戶提交的時間，而是根據(jù)用戶支付的費用金額來處理交易
雖然MEV這個概念是一個最常見的術(shù)語，但今天我們看到的大多數(shù)形式的MEV都不是來自礦工本身，而是來自第三方的機器人。這些機器人通過改變支付給礦工的交易費用來操縱他們在一個區(qū)塊內(nèi)的交易順序。這意味著即使礦工根據(jù)最高的gas價格來處理交易，MEV還是會產(chǎn)生。然而，因為礦工最終控制了一個區(qū)塊內(nèi)的最終交易順序，所以MEV可以被看作是礦工可以提取價值的上限。
MEV是以犧牲普通用戶為代價的，通常所有用戶在交易完成后才會意識到這一點。這可能包括網(wǎng)絡(luò)交易費用的增加和交易的額外滑點，這兩者都直接從用戶那里獲取價值。
交易所套利和gas價格競標戰(zhàn)
目前最常見的MEV形式是在兩個或多個去中心化交易所（DEX）之間進行套利的第三方機器人。當加密貨幣資產(chǎn)在一家交易所的價格與另一家交易所的價格出現(xiàn)偏離時，就會產(chǎn)生套利機會，這通常是由其中一家交易所的大規(guī)模交易造成的。套利機器人通過在一家交易所以較低的價格購買資產(chǎn)，在另一家交易所以較高的價格出售資產(chǎn)，在賺取利潤的同時，使兩個交易所的價格回到相同水平。此外，鏈上的去中心化交易所和鏈下的中心化交易所之間也會出現(xiàn)很多的套利機會。
隨著DeFi項目的增加和中心化交易所內(nèi)部流動性的增加，這些套利機會的發(fā)生和盈利能力增加，導(dǎo)致套利機器人之間的競爭日益激烈。這些機器人通過參與競標戰(zhàn)來競爭套利機會，這導(dǎo)致它們不斷提高愿意支付給礦工的交易費用，從而試圖讓他們的交易先得到處理。他們之所以會有這樣的行為，是因為他們知道礦工作為理性的經(jīng)濟行為者，會受到激勵從而根據(jù)最高的gas價格來處理交易。盡管這種形式的MEV確保了各交易所的市場價格一致，但它有一個不利的副作用。
這其中的結(jié)果就是，區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的帶寬被競爭日益激烈的套利交易所消耗，這提高了網(wǎng)絡(luò)上其他人的交易費用。套利機器人支付的交易費用，通常占套利最終利潤的很大一部分，這部分價值最終直接流向了礦工。這意味著，礦工即使沒有自己抓住套利機會，也能從這種形式的MEV中獲益，因為他們的交易費收入會越來越多。
交易所提前交易（frontrunning）和“無形費用”
另一種可能被認為對用戶體驗更直接有害的MEV形式是為用戶在去中心化交易所進行提前交易的機器人。因為來自用戶的所有交易都必須經(jīng)過內(nèi)存池，所以這些先行運行的機器人可以監(jiān)視進入內(nèi)存池的大型交易，并利用這種“先知“的能力為自己謀利。
例如，如果機器人發(fā)現(xiàn)了一筆大額交易，一個提前交易的機器人可以復(fù)制用戶的交易，并支付更高的交易費用，從而首先處理他們的交易。這將移動被交易資產(chǎn)的市場價格，導(dǎo)致用戶的交易產(chǎn)生更大的滑點（交易的預(yù)期價格和實際價格之間的差額）。在用戶的交易被處理后，被交易資產(chǎn)的市場價格進一步向提前交易者有利的方向轉(zhuǎn)變，這使得他們可以通過出售資產(chǎn)來獲利。
因此，用戶的交易是以次優(yōu)的匯率執(zhí)行的，這增加了用戶使用去中心化交易所的 “無形費用”，在這種形式下，用戶收到的代幣要比最初預(yù)期的要少。與交易所套利類似，進行提前交易的機器人為了獲得這些機會，通過參與交易費競標戰(zhàn)來讓他們的交易首先被處理，從而增加了在區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建任何交易的成本。
交易所套利和提前交易只是MEV如何產(chǎn)生并可能對用戶產(chǎn)生負面影響的兩個例子。然而，它們并不是MEV可能存在的唯一情況。如果礦工開始抓住更多的MEV機會，他們就可能會使用更高級的交易重新排序策略，進一步從用戶那里榨取價值。套利機器人和提前交易機器人只能通過支付更高的交易費用來重新安排他們的交易，而礦工可以免費重新安排他們挖出的交易區(qū)塊。這進一步為MEV帶來了更多機會，在最壞的情況下，可能會導(dǎo)致阻塞重組和共識的不穩(wěn)定。
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