礦工積極參與MEV游戲，Gas費上漲，是福是禍？_GAS:Etheriya

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報道，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，這種“合法”操作，這就是我們經常聽到的搶跑交易，如今越來越多礦工積極參與獲取MEV的游戲。礦工的權力也許比我們想象的要大多了，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么影響？

致力于減輕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，相當于浪費了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。

引介

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-ExploreV0并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，而是專注于目前在Ethereum上發生的MEV活動的經驗證據。

以太坊礦工今日一小時內賺取50萬美元交易費:Glassnode數據顯示，9月1日，Ethereum區塊鏈上的礦工們創造了一個新的記錄，在今日下午一個小時內就賺了50萬美元的交易費。以太坊創始人Vitalik Buterin今天也在推特上承認了高收費問題，但重申了他的立場，即以太坊用戶應該使用第二層（Layer Two）技術來解決這個問題。[2020/9/1]

在Ethereum上已經提取了多少MEV？DeFi交易員和機器人獲取了多少MEV？MEV交易花費的gas里有多少給到挖掘出MVE交易方案的礦工？最常見的MEV提取策略有哪些類型？哪些DeFi協議包含的MEV最多？成功和失敗的MEV交易會占用多少網絡資源？

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，并收集了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-Explorev0公開儀表盤，大家可以實時跟蹤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

從2020年第一個區塊開始，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。

提取的MEV大幅增長：2021年1月，MEV提取額為5700萬美元，與2020年1月記錄的18萬美元相比，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。鑒于在數據收集過程中并沒有覆蓋全部的協議和交易類型，我們相信實際提取的MEV會高于上述的衡量標準。預計該指標將繼續增長，因為DeFi將會繼續增長、Ethereum的復雜性會日益增加，復雜性增加將衍生出從交易排序中獲取價值的新方法，更復雜的MEV提取方法的出現也將把MEV數值推高。

分析：比特幣挖礦難度調整意味著礦工的回歸:4月21日，比特幣挖礦難度上調了8.45%至15.96T。挖礦難度的增加意味著現在有更多的礦工在相互競爭。系統中的礦工數量越多，哈希率越高，因此網絡上的挖掘難度越高。然而，必須指出的是，在此次調整之前，比特幣挖礦難度在3月份下降了近16%，這是在挖礦變得無利可圖后，比特幣歷史上最大的降幅之一。4月8日，比特幣挖礦難度再次進行了調整，上升了5.77％至14.72T。由于最近兩次難度調整顯示出向上的趨勢，因此可以推斷出礦工已經大量返回網絡。但是，在下個月減半之前，還有另一次難度調整。根據Blockin的說法，5月5日之前將進行另一項調整，將使難度提高8.5％至17.31T。在進行下一次難度調整后，難度和哈希率可能會使開采一個區塊的時間進一步減少。（AMBcrypto）[2020/4/22]

在MEV-Explorev0中，我們通過MEV-Inspect對MEV活動進行量化和分類。目前，我們基于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。有許多新興的DeFi協議，其MEV暴露比較顯著，同時也有在DeFi大爆發之前就存在MEV暴露的DeFi協議，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，比如多重交易機會和CEX-DEX價格套利。

提取的MEV都包含什么？

如上所述，如今MEV主要是由交易者抓住那些依賴于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上預言機更新后的貸款清算、ESD的兌換券贖回等機會。

分析：油價下跌或損害使用火炬氣挖礦的比特幣礦工:CoinDesk發文稱，出于環境原因，采油公司需要減少氣體排放。因此，為了防止在現場散發出多余的氣體，即火炬氣，一些比特幣采礦公司（例如加拿大的UpstreamData、科羅拉多州的CrusoeEnergy和德克薩斯州的DJBitwreck）捕獲了多余的氣體，以為數百臺比特幣挖礦計算機提供了燃料。然而，如果石油市場崩潰導致這些電源關閉，比特幣礦工就無法捕獲他們的廢氣。當比特幣的價格急劇下跌時，比特幣挖礦很快就會變得無利可圖，導致一些礦業關閉。如果比特幣價格保持低位，那么只有大型的礦場才能承受數月持續沒有利潤。[2020/4/21]

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：被恢復的和被檢查的。

成功的MEV交易是指那些追蹤MEV機會并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，交易者追蹤一個MEV機會，但出于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。

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，然后才啟動他們的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的交易費用，價值16.7個ETH的提取MEV。

動態 | 俄羅斯國有核電站將為比特幣礦工設備提供租用空間:金色財經報道，上個月末，俄羅斯國有核電站羅莎敦（Rosatom）國家原子能公司在加里寧核電站附近開設了一個挖礦場。 其子公司Rosenergoatom的數據中心和數字產品主管Sergei Nemchenkov表示，該公司斥資480萬美元建造了30兆瓦的設施。然而Rosenergoatom并不打算自己挖礦。相反，將向電力重度用戶出售額外電力并為其設備提供租用空間。[2020/1/9]

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

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，反復競價提高其套利交易的gas價格。一個gas拍賣的失敗者在這里損失了1.18ETH的"檢查"MEV。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價格高547倍，但只比失敗者高2倍。

tx#1的提取MEV明細：發送方為4.7ETH，該區塊的礦工F2Pool為12ETH。

tx#2的提取MEV明細：該區塊的礦工F2Pool為1.18ETH。

例2：失敗的MEV交易

一筆試圖從CreamFinance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的交易費用

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

歐洲大型電力公司Enel不會向加密礦工出售電力:歐洲最大的電力公司之一Enel宣布，該公司對向加密貨幣的礦商出售電力毫無興趣。據了解，該公司總部位于羅馬，上周四，一位發言人解釋說:“Enel已經為脫碳和可持續發展走了一條清晰的道路。將能源專用于加密貨幣的開采作為一種不可持續的做法，并不符合它所追求的商業模式。”[2018/2/4]

有這樣一筆交易，為了清算CreamFinance的倉位，使用1.5Mgas，花費近6ETH的費用，以申請8.8萬USDC閃電貸。它一開始是這么執行的，然后由于缺乏需要的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。這是一個非常復雜的交易，在EVM計算中有著復雜的邏輯，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的交易費用。

在這次"被恢復的"交易后，機會仍然存在，被gas費第二高拍賣者抓住了，總的MEV提取值為4.125ETH，其中支付的gas費為3.75ETH。

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5.75ETH

tx#2的MEV提取明細：發送者#2的收入為0.375ETH，該區塊的礦工Sparkpool的收入為3.75ETH

例3：一個失敗的(被檢查的)MEV交易

有一筆交易，檢查了UniswapWETH/PRT、UniswapSFI/PRT和SushiswapSFI/WETH的流動性池想要尋找3跳套利機會，發現機會不存在于是返回，只消耗了43K?gas，讓發送方損失了約0.01ETH的交易費用。

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

有些交易者比我們例2中的第一個發送者更節約成本，在發送一個邏輯復雜、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。

提取的MEV明細：發送者的收入為0美元，出這個塊的礦工收入為0.01ETH

MEV交易有很多迷人之處，比如其復雜性、或多或少優雅地失敗的方式，以及由于它們講述的關于化名用戶的故事。

提取MEV的網絡費用

DeFi交易機器人通過參與像例子1中的搶跑/優先gas拍賣和參與追跑來爭奪MEV機會的后面）。

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的無需許可性造成沖擊，因為對小用戶來說成本太高，迫使他們離開這個網絡。

此外，一筆交易會贏得一個MEV機會，我們發現Ethereum區塊鏈上到處都是被恢復的和被檢查的交易，我們將其歸類為失敗?MEV交易。我們認為這些失敗的MEV交易都不需要記錄在鏈上，占用寶貴的區塊空間。

自2020年1月1日以來，提取MEV的操作至少占Ethereum網絡整體gas消耗的3%。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!

和失敗的MEV交易劃分，提取的MEV的gas量相對于整體網絡gas量）

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PhilDaian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存在于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OptimisticRollups上的rollup提供者。因此，我們建議將MEV改名為最大可提取價值，擴大范圍以涵蓋其他區塊鏈架構，同時仍保留MEV這個命名。

從MEV的名稱中去掉礦工這個詞也解決了另一個常見的困惑：認為只有礦工是獲取這個價值的唯一角色。現實情況是，到目前為止，以太坊上的MEV主要是由非挖礦的DeFi交易者和機器人提取的。

然而最近幾個月，我們開始看到更多的礦工積極參與MEV游戲，他們可以通過自己運行機器人直接提取、與DeFi交易者達成利潤分成協議，或者采用提取MEV的市場基礎設施，比如Flashbots的MEV-Geth。

避免MEV危機

MEV危機可能在以下幾個方面發生：

礦工激勵失調導致共識不穩定，單方面的礦工交易導致不公平的信息不對稱，以及網絡費用過高導致Ethereum無法使用。這個危機很難解決，因為任何阻止礦工或交易者獲取MEV收入流的嘗試都可能導致不透明的協議外市場的滋生，然而Ethereum越來越高的復雜性表明MEV的規模只會繼續增長。

我們認為提取MEV是不可避免的。為了避免MEV危機，提取必須以無需信任、公平、高效的方式進行。為避免這一危機，我們采取的第一步是創建一個高效和公平提取的機制，并努力改善其信任保證。

展望

雖然圍繞MEV有了很多的關注，但一直停留在理論階段，但直到最近幾個月才有點走向實踐，可以看到Zhou等人發表的研究論文《量化區塊鏈可提取價值：森林有多黑》，以及1月21日我們MEV研討會進行的討論。這可能是因為量化MEV很麻煩，它需要大量的基礎設施、數據分析和與智能合約交互進行深入了解。更糟糕的是，隨著越來越多的安全關鍵基礎設施轉移到鏈外，以及鏈上狀態和規模的增長，理解MEV將變得越來越復雜。

我們相信未來MEV對以太坊是一個重要的話題，并且在2021年會有越來越多的關注。人們無法將Ethereum的社會層面與其技術面分開。最終，MEV的爭論，以及Ethereum的未來，也將關乎社區將達成共識的社會規范。我們希望MEV-Explore能夠在圍繞這些規范的討論中提供幫助。

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