BUILD:以太坊合并之后，MEV 的变与不变

作者：Jiawei,IOSGVentures

引子

根据以太坊社区给出的定义：MEV是指通过包含/不包含/以及排序区块中的交易，从区块生产中提取的超过标准区块奖励和Gas费的最大价值。

链上金融活动日趋复杂，MEV也随之不断积累。据不完全统计，目前MEV已接近7亿美金的体量。这仅是在PoW时期以太坊一层的语境下，如果把TheMerge发生之后，以及各个Layer2与Alt-L1考虑进去，保守估计MEV的总体量将超过10亿美金。

在以太坊交易的生命周期中，我们可以抽象出MEV供应链。本文主要讨论Builder和Validator的部分。

提议者和构建者分离

在当前以太坊的协议层设计中，区块构建者和区块提议者是同一实体——在PoS之下，他们首先是Validator的子集。这一实体被伪随机地从广泛的ValidatorSet中选择出来构建区块、并向PoS网络提议区块。

上图基本阐释了区块构建的过程。Builder获取交易的来源主要有三种：公共交易池、私密交易Channel和MEV搜索者提交的Bundles。Builder将这些交易构建成一个区块，连同参与拍卖的出价递交给Relay。

在MEV不断增长的趋势下，这种Builder和Proposer作为同一实体的设计逐渐显现出弊端：相较普通的Validator而言，大型ValidatorPool有更多机会去实现MEV；此外，他们显然比普通Validator有更强大的MEV捕获能力，这样导致了严重的中心化问题。于是，PBS提出把Builder和Proposer的分离开来。

报告：绝大多数以太坊应用支持实施EIP-1559:2月25日消息，以太坊开发者Tim Beiko和trent从2020年10月开始， 进行EIP-1559社区拓展报告，并从今年1月25日开始，收集了总锁仓量排名前十的以太坊应用对EIP-1559的观点，这些以太坊应用总锁仓量共超210亿美元。1inch、AAVE、Balancer、Curve、MakerDAO、Sushiswap等绝大多数以太坊应用支持实施EIP-1559。[2021/2/25 17:50:59]

分离之后，无论普通Validator还是大型ValidatorPool，都把区块外包给专业的Builder进行构建，以此最大化利润，而自己只需要做「提议」一件事情。

目前的PBS分为协议层和非协议层实现，两者的区别是前者内嵌于以太坊本身，技术上具有强制性；而后者指的是PBS是可选项，具有非强制性。

协议层PBS协议层PBS将在以太坊Danksharding实施中引入，使PBS成为协议层的设计。届时Builder除构建区块之外，还需要在约1秒内计算32MB数据的KZG多项式承诺，并在P2P网络中进行分发。

非协议层PBSFlashbots提出了一个开源软件MEV-Boost，作为PBS的非协议层实现。这是一个开放市场，即Builder专注于构建区块，尽可能实现每个区块的利益最大化。在参与拍卖后，最有利可图的区块被提交给Proposer。后者只需要简单地提议这个区块，相当于出售其区块空间。作为回报，该区块的Proposer可以获得区块构建者支付的费用。据估计运行MEV-Boost之后，验证者的质押收入将提升超过60%。

数据：以太坊非零地址数量达4833.31万再创新高:Glassnode数据显示，以太坊非零地址数量刚刚达到48,333,123个，刷新历史新高。此前新高是今天早些时候的48,330,385个。[2020/10/25]

以上是MEV-Boost的大致工作流程。

首先，Validator除运行验证者客户端、共识客户端和执行客户端三个软件外，还需要运行MEV-Boost。

Builder从交易订单流中获取交易和Bundle，并按各自的策略构建区块。

Relay作为Builder和Proposer之间的双向通信渠道，可以连接到一个或多个Builder，并验证Builder提交区块的有效性和出价，将有效的最高出价提交给Proposer。

Proposer可汇集一个或多个Relay，从中选出最有利可图的区块，并进行提议。

关于非协议层PBS与区块构建，衍生出来一些有趣的话题，下文将一一讨论。

市场供需及转变

在供需关系上，Proposer和Builder其实在早期已经实现了一定程度上的分离。

复杂的链上活动使MEV的机会日渐显现。在PoW中，拥有强大算力的矿工掌握了出块权，但是他们搜索MEV的能力一般，大多只是单纯地选择支付的Gas费高的交易来生成区块；另一方面，搜索者捕获MEV机会的能力很强，但是出块权不在他们手上。

起初，没有一种确定的方式让矿工包含这些搜索者提交的交易；搜索者只能尽可能拉高支付的Gas费，以期其提交的交易被包含。但这是一种公开的「拍卖」，相当于GasWar，即便出价者最终失败也必须支付费用，并将造成网络负载和推高Gas价格，产生严重的负面外部性。

以太坊2.0协调员发布ETH 2启动健康指标:8月4日，Bitfly（Ethermine矿池母公司）官方公布了ETH 2启动健康指标。该指标由以太坊2.0协调员Danny Ryan制定公布。指标内容包括ETH 2启动前后各节点状态检查、所有客户端同意创世区块信息、相关API端点监视等内容。[2020/8/4]

于是，针对以上供需和痛点，Flashbots提出了FlashbotsAuction，在矿工和搜索者之间引入了拍卖和通信渠道。搜索者通过FlashbotsAuction向矿工发送交易，并额外支付费用。

概括而言，供需关系产生了开放市场。

这是PoW中的情景。而当以太坊过渡到PoS之后，只需要质押32个ETH和满足简单的硬件要求就可以参与验证网络，意味着出块权的分布变广，即可以参与出块的人大大增多了。但是，对比矿工而言，这些Validator缺乏构建区块的能力。

供需关系的开放市场仍然存在，但产生了一些变化：以往矿工可以选择自己构建区块，或是把区块构建外包出去——FlashbotsRelay向矿工发送交易或区块，矿工可以选择性接收；而现在，对Validator来说，区块构建会产生额外的计算开销，并且他们大多没有足够的能力捕获MEV，因此Validator需要向FlashbotsRelay请求区块。

监管、抗审查与去中心化

监管与审查，某种程度上是同一件事情。而抗审查和去中心化是区块链的叙事支柱，两者的关系密不可分。

动态 | 以太坊君士坦丁堡硬分叉或推迟至下周一:据ethnews报道，由于以太坊改进提案（EIP）1283被发现重大安全漏洞，以太坊君士坦丁堡硬分叉被延期。Week in Ethereum的创造者Evan Van Ness表示，新的硬分叉日期将在周五的下一次核心开发者电话会议期间选出。以太坊核心开发者Afri Schoedon则在Twitter上称，硬分叉现预计于下周一举行。[2019/1/16]

首先在监管层面，合并后，中心化交易所、质押服务提供商和实际运营商在全网Validator中占据很大比例。这些实体处在特定的法律管辖区内，因此需要权衡其业务带来的合规风险。以太坊面临着无形的监管压力，

从数据面上看，每日符合OFAC合规要求的区块已经占到67%之多；每100个区块中有74个符合OFAC合规要求。这项数据在保持高位的同时处在上升趋势中。如果该数值接近于100%，那么受到OFAC制裁的地址发出的交易将很难被包含在区块中。

当然，迄今受OFAC制裁的地址均为黑客地址，在道德伦理上似乎有其合理性；但这个监管范围是否会扩大，恐怕难以料想。面对监管高压，大型验证者池应如何在经济利益和去中心化精神面前作选择？与其尝试回答这个问题，我们也许更应该从技术角度出发直接解决审查问题。

除监管层面的审查之外，当前MEV-Boost中还存在着Builder的审查问题。在上述工作流程中我们看到，Proposer只能被动接收由Builder提交上来的完整区块，无法从中包含自己想要的交易。即要么全部接收，要么完全不参与MEV-Boost。这种情况下，Builder实际上可以联合起来有意地不包含某些交易，并对其交易发起者进行敲诈勒索。

动态 | 基于以太坊的社交媒体平台Peepeth在播客中被讨论:据CCN报道，播客主持人Joe Rogan与歌手Shooter Jennings在JRE播客中公开讨论Peepeth。Jennings表示Peepeth是Twitter的替代品，因为基于以太坊，它的每条消息将被嵌入以太坊区块链中，数据无法被撤销或更改。此前，V神表示他正在试用Peepeth。[2018/8/24]

在Danksharding的协议内PBS中，引入了crList来解决审查问题，即Proposer有权利指定一个交易列表，这个交易列表必须被Builder所包含；在赢得拍卖后，Builder需要证明crList中的交易都已经被包含在内，否则该区块将被视为无效。

在EigenLayer提出的MEV-Boost++中引入了ProposerPart，即类似于crList，Proposer有权参与构建区块的一部分。

进一步的去中心化

通过PBS的非协议层实施，Validator中心化的问题得到缓解，在上一节讨论中，我们发现现阶段Builder同样有着中心化的问题。过去一周内，排名前五的Builder构建了84.64%的MEV-Boost区块。

Flashbots近期开源了其BuilderAPI，希望由多个Builder协作构建区块，而非当前由单个实体构建完整的区块。

粗略来看，因为不同Builder能够覆盖到MEV搜索者和私密交易Channel的覆盖面不同，有些Builder可能在前者或者后者方面各有优势。现在，Builder们递交的区块是一个完整的区块，如果想要自己构建的区块被选上，必须使构建区块的整体实现利益最大化。

如果多个Builder协作，前者占优势的Builder可以提交区块的一部分，后者占优势的Builder可以提交其他部分，这样会使得Builder整体而言更加去中心化，并且理论上Validator最终收益也会更多。然而与此同时，这也明显加剧了Builder间的竞争。

Flashbots提议所有团队公开开发他们的Builder，并且社区只信任那些行为符合透明和免费软件规范的Builder。如果各个Builder遵循这一标准，将使得Builder的角色和区块构建更加去中心化和透明。

从MEV的角度思考Endgame

Vitalik在他的文章「Endgame」中描述了以太坊的最终图景：区块生产是中心化的，但区块验证是去信任的和高度去中心化的，并且确保抗审查。

个人猜想，前半句话的逻辑基于以下三点：

从去中心化的程度考虑，以太坊需要使成为Validator的硬件要求或计算资源尽可能低，如果Validator只需要简单地提议一个构建好的、且出价最高的区块，而无需自己构建区块，这能够降低一部分计算开销。

从经济激励的角度出发，该系统的参与者都是EconomicallyRational的，如果运行MEV-Boost可以使质押收益提升60%之多，那么除去监管等其他客观因素，理性的Validator会把区块构建的工作外包给Builder去做，这样使得区块生产是中心化的。

如果Danksharding在未来确定实施，对Builder的硬件和带宽要求大幅增加，因此必然指向Builder中心化的结果。

尽管区块生产是中心化的，但以太坊通过降低参与网络验证的门槛和PBS，实现ValidatorSet的进一步去中心化，并基于广泛的ValidatorSet和伪随机的投票过程来确保区块验证去信任、且高度去中心化，这一点是确定的。

当然，中心化与去中心化是Spectrum，而非「是」或「否」的问题。

ClosingThoughts

区块构建是一个广阔的市场，MEV每时每刻都在发生，从中涉及到算法比拼和竞争者博弈，现金流川流不息、不舍昼夜。MEV是当下加密世界中不可多得的纯链上原生的商业模式，足够稳固。

当前的PBS是非协议层的，Validator仍然可以选择自己构建区块，而非外包给专业的Builder。而在未来以太坊引入Danksharding之后，PBS成为协议设计上强制性的实施，我们将看到区块构建的市场变得更加庞大。

我们关注在「不变」中寻「变」和求「变」的投资逻辑：

考虑未来大规模采用、和链上金融活动日趋复杂，我们认为MEV是中长期视角下「不变」的趋势所在。

在合并后什么「变」了？首先，区块提议与区块构建之间的供需关系发生改变。其次，对抗审查和去中心化的需求开始出现。最后，区块构建成为专业化市场的趋势也在慢慢显现。这些变化将引导我们抵达以太坊的终局。

在非协议层PBS和协议层PBS之间，存在一段两至三年的时间窗口。更进一步来说，如果跳出以太坊Layer1的视角，在多链生态和多Rollup生态中，同样存在着广阔的跨域MEV机会。

IOSG将持续进行一系列指向性、预测性的研究，并从中挖掘隐含的投资机会，敬请关注！

References:

https://docs.flashbots.net/

https://boost.flashbots.net/?

https://www.flashbots.net/mev-sbc-workshop?

https://www.blocknative.com/blog/ethereum-block-building

https://www.blocknative.com/blog/web3-transaction-lifecycle

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