Menerangi Hutan Gelap: Mengungkap Tabir MEV

TL;DR

Seiring dengan meningkatnya aktivitas di blockchain dan evolusi infrastruktur, MEV di blockchain selalu dianggap sebagai bagian paling berbahaya di hutan gelap Ethereum, yang secara langsung menyebabkan kerugian keuntungan dan penurunan pengalaman bagi pengguna. Tujuan artikel ini adalah untuk menganalisis masalah sentralisasi dan kepercayaan yang dihadirkan oleh mekanisme pembuatan blok Ethereum 2.0 dan evolusi teknologi PBS, serta kontradiksi dengan nilai-nilai Ethereum.

MEV di blockchain adalah pedang bermata dua, dengan eksternalitas positif dan negatif. Eksternalitas positif termasuk mengurangi selisih harga DEX dan membantu likuidasi; eksternalitas negatif termasuk kerugian akibat transaksi sandwich bagi pengguna. Oleh karena itu, solusi MEV lebih fokus pada mengurangi eksternalitas negatif, bukan menghilangkannya. Dalam eksplorasi untuk mengurangi eksternalitas negatif MEV dan menyelesaikan masalah perantara Relayer yang berbasis kepercayaan pihak ketiga, terdapat tiga jenis langkah utama: perbaikan mekanisme lelang, perbaikan lapisan konsensus, perbaikan lapisan aplikasi. Setiap solusi memiliki kelebihan dan kekurangan, dan perlu dicoba secara kombinasi.

Selain itu, MEV sebagai produk sampingan dari desain mekanisme, akan menjadi lebih kompleks di masa depan. Kami juga membahas tantangan dan peluang teknologi MEV yang mungkin muncul di bawah arsitektur Layer2, jenis transaksi baru seperti EIP-4337.

Akhirnya, kami berharap untuk mengeksplorasi solusi potensial untuk mengurangi eksternalitas negatif MEV, untuk memahami secara menyeluruh pro dan kontra dari skema MEV saat ini, serta menerangi hutan gelap bagi pengguna dan peneliti.

Ethereum 2.0

Sejak The Merge, Ethereum mengadopsi mekanisme POS untuk memastikan keamanan jaringan, produksi blok meninggalkan kompetisi yang memerlukan komputasi intensif, beralih ke bukti kepemilikan. Setelah penggabungan, Ethereum dibagi menjadi lapisan eksekusi dan lapisan konsensus. Produksi blok juga berubah, setiap Epoch adalah satu siklus POS, dibagi menjadi 32 Slot, setiap Slot memiliki waktu blok 12 detik.

Seluruh jaringan secara acak memilih dewan validator setiap Epoch, memilih secara acak pengusul blok untuk mengemas dan mengurutkan transaksi menjadi blok, sementara validator dewan lainnya mengawasi dan memberikan suara. Dewan dipilih ulang setiap Epoch. Ada juga batas waktu operasi untuk menjamin efisiensi. Payload adalah beban eksekusi, yaitu perubahan status transaksi, dapat dianggap sebagai bagian dari eksekusi blok. Pengusul blok menerapkan beban eksekusi dan usulan blok.

Arsitektur PBS

Sebenarnya, ketika validator dipilih sebagai pengusul blok, mereka sering kali tidak memiliki motivasi untuk mengeksekusi Payload, karena memerlukan banyak kemampuan komputasi. Awalnya diharapkan bahwa melalui pemilihan dewan terdesentralisasi, dengan memasukkan beban eksekusi di dalamnya, pengurutan transaksi menjadi terdesentralisasi. Namun, validator secara alami ingin menyerahkan bagian ini kepada pihak ketiga, dan fokus pada pengusulan blok. Oleh karena itu muncul konsep PBS yang memisahkan pengusulan dan pembangunan blok, di mana pengusul hanya bertanggung jawab untuk memverifikasi blok, tanpa terlibat dalam pembangunan. Ini mendorong pasar terbuka, di mana pengusul bisa mendapatkan blok dari pembangun. Pembangun saling bersaing untuk membangun blok, menawarkan biaya tertinggi kepada pengusul, yang disebut sebagai "lelang blok".

Perkenalan singkat tentang model lelang pertama PBS yang disegel. Pengguna mengirimkan transaksi ke Mempool publik melalui proxy RPC, beberapa Builder mencari urutan transaksi yang paling sesuai untuk menghasilkan blok dengan maksimisasi keuntungan (, maksimisasi keuntungan mengacu pada biaya transaksi Base+Priority+MEV), kemudian berinteraksi dengan Proposer melalui MEV-Boost Relayer. Relayer adalah jembatan interaksi antara beberapa Builder dan Proposer, Builder mengirimkan penawaran kepada Relayer, Relayer mengirimkan beberapa header blok dan penawaran kepada Proposer, Proposer biasanya mengadopsi penawaran tertinggi. Relayer menerapkan spesifikasi MEV-Boost, yang merupakan spesifikasi teknis untuk lelang interaksi antara Builder dan Proposer yang diajukan oleh Flashbot. Selama proses ini, semua informasi tertutup, Relayer hanya mengirimkan header blok kepada Proposer, sehingga Proposer memiliki ketahanan terhadap sensor.

Berbagai Peserta dan Permainan dalam PBS

Para peserta utama adalah Builder, Relayer, Proposer, MEVbot(Searcher).

Builder

Builder bertanggung jawab untuk membangun konten blok, menggunakan MEV-Boost membuatnya lebih menguntungkan dalam penawaran karena mendukung Biaya Gas dan pendapatan MEV. Builder dapat langsung memeriksa transaksi pengguna dan Searcher, yang telah banyak dikritik, terutama setelah pemerintah AS mengumumkan OFAC, banyak Builder yang terlibat dalam kepatuhan OFAC, meskipun baru-baru ini proporsi pemeriksaan blok menurun, tetapi Builder masih memiliki pengaruh langsung terhadap pemeriksaan transaksi.

Melihat pangsa pasar Builder saat ini, Build tanpa pemeriksaan seperti beaverbuild.org secara bertahap memperluas pangsa pasarnya, semuanya berorientasi pada keuntungan.

Pencari

Pada dasarnya, memaksimalkan keuntungan memerlukan kerja sama antara Searcher dan Builder. Searcher sering kali bekerja sama dengan Builder tertentu untuk membentuk Dark Pool atau Private Pool, di mana perdagangan Searcher hanya ditampilkan kepada Builder tertentu. Beberapa Builder memperoleh transaksi MEV yang memaksimalkan keuntungan, yang kemudian mereka tawarkan untuk ruang blok. Secara teori, jika Builder berbuat jahat atau melakukan penyensoran, Searcher dapat memilih Builder lain, mengakibatkan pangsa pasar Builder menurun, sehingga Builder akan mempertimbangkan biaya tersembunyi dari perbuatan jahat tersebut. Situasi MEV dan pendapatan Gas harian menunjukkan bahwa pendapatan MEV yang diberikan oleh Searcher dapat mencapai dua kali lipat dari pendapatan Gas harian ketika volatilitas pasar sangat jelas.

Searcher dibagi menjadi CEX-DEX( arbitrase off-chain) dan DEX, lapisan tengah, serta dua kategori besar( on-chain murni).

Saat ini Wintermute menduduki pangsa pasar perdagangan arbitrase CEX-DEX teratas.

Terkait dengan peluang MEV di blockchain murni, terdapat kecenderungan untuk membentuk studio secara bertahap, jaredfromsubway.eth menguasai pangsa pasar sebesar 37,2%, ahli dalam serangan sandwich terhadap pengguna di jaringan Ethereum, pernah menjadi pengguna dengan konsumsi gas tertinggi di blockchain, menghabiskan sekitar 1,5% gas per hari. Dari Februari 2023 hingga Juni 2024, total pengeluaran mencapai 76.916 ETH, sekitar 175 juta dolar AS. Karena hubungan erat antara Seacher dan Builder, banyak Seacher mengirim aliran pesanan kepada tiga Builder teratas, padahal mereka bisa menyiarkan ke semua Builder, tetapi Builder kecil mungkin membagi aliran pesanan, yang mengakibatkan kegagalan strategi MEV dan risiko kerugian. Mengikat Builder juga dapat mempertahankan pengaruh ekosistem.

Relayer

Relayer bertanggung jawab untuk mengumpulkan lelang, sebagai stasiun perantara untuk mengajukan blok header dan harga lelang yang diajukan oleh Proposer, pada saat itu Proposer tidak mengetahui rincian transaksi blok. Setelah Proposer memilih dan menandatangani blok header, Relayer melepaskan semua konten transaksi kepada Proposer. Relayer sebagai pihak ketiga tanpa insentif ekonomi memperoleh kepercayaan yang besar, Builder bergantung pada penawaran Proposer, dan Proposer bergantung pada penawaran Relayer dan konten blok. Dalam sejarah, ada potensi celah pada Ultrasound Relayer yang menyebabkan Proposer menarik lebih dari 20 juta dolar AS MEV. Meskipun celah dapat diperbaiki, Relayer itu sendiri masih dapat bertindak jahat untuk mencuri MEV.

Pangsa pasar Relayer menunjukkan, pangsa pasar Builder yang menjalankan pure MAX Profit secara bertahap meningkat setelah Merge, di pasar bebas tidak dapat mengontrol MEV secara buatan melalui Builder.

Sementara itu, Relayer menghadapi masalah kurangnya insentif ekonomi. Blocknative menghentikan pengembangan Relayer. Saat ini, Relayer bergantung pada spesifikasi MEVBoost yang diajukan oleh Flashbots, Ethereum bergantung pada pihak ketiga untuk menyediakan PBS sebagai solusi jangka pendek, saat ini komunitas Ethereum sedang menjajaki untuk memasukkan PBS ke dalam level protokol.

Proposer

Bagi Proposer, algoritma secara acak memilih komite dari semua validator, setiap slot memilih pengusul blok, pengusul blok memiliki kapasitas beban eksekusi, tetapi secara alami ingin mengalihdayakan, yang mudah menyebabkan kolaborasi vertikal antara Builder dan Proposer, Relayer dari MEV-boost berharap dapat berfungsi sebagai titik tengah untuk mengurangi kolusi kolaborasi vertikal yang disebabkan oleh komunikasi langsung. Karena saat ini semua adalah kolam penambang sebagai kolam validator, tetapi kolam penambang dan kolam validator LSD memiliki efek skala yang kuat, terutama potensi pelepasan token yang dipertaruhkan oleh LSD, meningkatkan efisiensi modal, ditambah dengan pengaruh blok DEFI di belakang, kolam validator berada dalam tren yang lebih terpusat.

Lido saat ini menguasai sekitar 28,7% pangsa pasar, dengan Coinbase dan Ether.fi menempati posisi kedua dan ketiga. Di masa lalu, ketika tidak secara aktif menerapkan solusi MEV-BOOST PBS, Proposer harus bertanggung jawab atas tugas Builder yaitu beban eksekusi, tetapi sebagian besar Proposer menyerahkan kemampuan eksekusi urutan transaksi, karena pekerjaan komputasi yang berat akan sangat mengganggu kinerja verifikasi, lebih baik untuk mengalihdayakan beban eksekusi dan membiarkan pihak ketiga melelang blok.

Pengguna

Akhirnya membahas User, pengguna adalah yang paling lemah dalam desain arsitektur ini, karena transaksi dimasukkan ke dalam Mempool, akan diambil keuntungan MEV oleh berbagai MEVbot, tetapi keuntungan ini tidak akan mengalir ke pengguna. Namun tidak semuanya buruk, misalnya di DEX, ketika fluktuasi harga on-chain besar atau volume perdagangan pengguna melebihi likuiditas DEX, MEVbot akan mengurangi slippage dan perbedaan harga antar platform melalui arbitrase. Oleh karena itu, MEV memiliki eksternalitas positif dan negatif, yang perlu dibahas secara terpisah, ini juga merupakan bagian yang kompleks.

Untuk menghindari kerugian pengguna akibat pemantauan MEVbot, banyak penyedia node RPC yang dapat membantu pengguna menempatkan transaksi di Mempool yang tidak publik, seperti dapat berinteraksi langsung dengan Builder melalui RPC Builder. Salah satu cara inovatif adalah dengan OFA(Order Flow Auction) untuk mengkompensasi keuntungan MEV bagi pengguna, operator OFA RPC bekerja sama dengan Searcher, melelang pesanan pengguna kepada Searcher, Searcher mendapatkan MEV maksimal, sehingga seluruh aliran pesanan termasuk dalam blok, kemudian Searcher mengembalikan keuntungan tersebut kepada pengguna.

Proporsi pengguna yang menggunakan aliran pesanan pribadi saat ini masih rendah, sekitar 10%, terutama karena biaya pendidikan pengguna yang tinggi, banyak pengguna tidak dapat dengan benar menyebarluaskan pengetahuan dan langkah-langkah MEV, serta operasinya yang kompleks. Untuk mengoptimalkan pengalaman pengguna, pengguna lebih perlu menerima secara pasif daripada secara aktif.

Ringkasan

Dalam arsitektur PBS saat ini, setelah pengenalan standar MEV-BOOST, mekanisme lelang tawaran tertutup untuk memaksimalkan keuntungan ini menyebabkan Builder dan Searcher secara bertahap diarahkan menuju kerja sama dan kepercayaan. Baik Searcher maupun Builder, setelah mengikat kepentingan, menunjukkan tren sentralisasi yang sangat jelas. Di bawah POS, ini juga menyebabkan sentralisasi Validator, seluruh rantai industri MEV menjadi sangat terpusat, dan juga memperkenalkan masalah kepercayaan multi pihak, di mana Searcher mempercayai Builder, dan Builder serta Proposer mempercayai Relayer. Perkembangan sentralisasi dan kepercayaan MEV ini jelas bertentangan dengan visi desentralisasi dan penghilangan kepercayaan akhir Ethereum. Komunitas Ethereum saat ini mendiskusikan tiga proposal untuk mengurangi cara sentralisasi ini:

1. Terkait pengikatan terpusat antara Builder dan Searcher: Flashbot mengusulkan teknologi SUAVE, yang memungkinkan transaksi lebih transparan, mengurangi ambang kepercayaan Searcher terhadap Builder, dan mendorong Searcher untuk mengirim aliran pesanan ke semua Builder.

2. Terkait dengan kepercayaan Relayer: menggunakan Enshrined PBS sebagai pengganti skema PBS saat ini, menghilangkan ketergantungan pada Relayer selama proses penawaran.

3. Mengenai sentralisasi Validator: menggunakan AVS terdesentralisasi, seperti SSV, saat ini Lido telah bekerja sama dengannya.

Status MEV

Saat ini, MEV utama di blockchain adalah arbitrase, serangan sandwich, likuidasi, dan lainnya. Di antara semua ini, keuntungan dari arbitrase adalah yang terbesar, dengan bot MEV yang dapat mencatat total keuntungan sebesar 2,6 juta dolar AS dalam 30 hari terakhir.

Sebenarnya, rata-rata keuntungan per transaksi sekitar 0,8 dolar AS. Mengandalkan banyak transaksi, dalam 30 hari terakhir, keuntungan dari serangan sandwich di blockchain Ethereum sekitar 880 ribu dolar AS.

MEV memiliki efek eksternal positif dan negatif. Efek eksternal positif termasuk arbitrase yang mengurangi selisih harga antar DEX, membantu protokol DEFI dalam likuidasi jaminan, dan sebagainya, ini adalah efek positif. Efek negatif terutama berasal dari transaksi sandwich terhadap pengguna, yang menyebabkan pengguna kehilangan sebagian keuntungan. Saat ini, meskipun ada mekanisme penghalusan Biaya Gas di Ethereum, ketika peluang arbitrase di blockchain meningkat, MEV bots dan pengguna bertransaksi secara bersamaan di blockchain, tetap menyebabkan lonjakan Biaya Gas dalam waktu singkat, yang menyebabkan kerugian ekonomi dan pengalaman bagi pengguna.

Tidak hanya karena masalah MEV dan sentralisasi yang dibawa oleh arsitektur PBS dan POS, tetapi selama proses perpindahan Ethereum ke arsitektur Layer 2 juga muncul masalah MEV lintas rantai antar Layer 2.

Kompleksitas MEV Potensial dalam Desain Arsitektur Layer2

Saat ini, banyak transaksi Ethereum diletakkan di Layer 2, tujuan utama Ethereum adalah sebagai lapisan penyelesaian dunia, oleh karena itu, di masa depan, aktivitas arbitrase on-chain skala besar akan beralih ke MEV lintas rantai multi-rantai yang lebih kompleks dan dengan tuntutan teknis yang lebih tinggi.

Penelitian tentang MEV lintas rantai saat ini masih terbatas, tetapi ada beberapa langkah yang diusulkan untuk menghadapi potensi MEV, terutama di Layer2.