詳解模塊化MEV：如何實現公平的交易排序？

2024-01-10 21:01:10

原文作者：Maven 11

原文編譯：Luffy，Foresight News

在本系列論文的前兩部分中，我們主要關注拆分堆棧時出現的技術問題，以及模塊化世界的需要進行的改進。我們已經介紹了許多工作進展，以解決跨域設置中自然出現的問題。然而，在該系列的最後部分，我們希望更多地關注用戶體驗。我們想研究模塊化、定制和專業化如何幫助創建更好的應用程序。本系列的最後一章將着眼於模塊化中令人興奮且獨特的創造性和可能性，供开發人員創建具備 Web3 可驗證性的 Web2 用戶體驗。

構建模塊化背後的原因不應該只是為了迎合敘述，也不只是為了模塊化，而是因為它使我們能夠構建更好、更高效和更可定制的應用程序。在構建模塊化和專用系統時，會出現許多獨特功能。其中一些是顯而易見的，而另一些則不那么明顯。因此，我們的目標是提供你所不知道的模塊化系統能力的概述，例如可擴展性。

我們認為，模塊化為开發人員提供的能力之一是能夠構建高度可定制的專業應用程序，為終端用戶帶來更好的體驗。我們之前已經討論過設置規則或重新排序交易執行順序的能力。

可驗證的排序規則（以下簡稱 VSR）是控制排序提供的有趣機會之一，特別是對於有興趣在執行方面構建「更公平」交易系統的开發人員。顯然，流動性提供者的損失與再平衡（LVR）的關系超出了本文的範圍，因此我們將避免觸及太多這方面的知識。請記住，我們將要解釋的設置主要針對 AMM 而不是訂單簿模型。此外，CLOB（甚至 CEX）也將從利用適合其特定設置的可驗證排序規則中受益匪淺。在鏈下設置中，顯然需要一些由加密經濟安全性支持的零知識或樂觀執行的概念。

當我們考慮到大多數散戶尚未（或不太可能）採用保護方法這一事實時，VSR 特別有趣。大多數錢包 /DEX 也沒有實現私有內存池、RPC 或類似方法。大多數交易都是直接通過前端提交的（無論是聚合器還是 DEX 的前端）。因此，除非應用程序直接幹擾其流程和訂單的處理方式，否則終端用戶獲得的執行效果可能都不太理想。

當我們考慮交易供應鏈排序所在時，VSR 的作用就顯而易見了。它位於專業參與者排序（或包含）交易的地方，通常基於一些拍賣或基本費用。這個排序非常重要，它決定了執行哪些交易以及何時執行。本質上，擁有排序權的人擁有提取 MEV 的能力，通常以優先費用（或小費）的形式獲取。

因此，編寫有關如何處理排序的規則以便為終端用戶提供更公平的交易執行（在 DEX 設置中）可能會很有趣。但是，如果你正在構建通用網絡，則應該盡量避免遵守此類規則。

此外，有一些 MEV 很重要，如套利、清算等。一個想法是在區塊頂部建立一條「高速公路」通道，專門針對白名單上的套利者和清算人，他們支付更高的費用並與協議分享部分收入。

在論文《通過可驗證排序規則進行可信去中心化交易所設計》中，Matheus V.、X. Ferreira 和 David C. Parkes 提出了一個模型，其中區塊的排序器受到一系列執行排序規則的約束（並且這些約束是可驗證的）。在不遵守設定規則的情況下，觀察者可以生成故障證明（或者由於約束在數學上是可驗證的，你也可以想象一個具有這些約束的 ZK 電路，它使用 ZKP 作為有效性證明）。主要思想本質上是為終端用戶（交易者）提供執行價格保證。這種保證確保交易的執行價格與區塊中唯一的交易一樣好（顯然，如果我們假設基於先到先得的买入 / 賣出 / 买入 / 賣出排序，則此處涉及一定程度的延遲）。論文中提案的基本思想是，如果它們以比區塊頂部可用的價格更好的價格執行，這些排序規則將限制構建者（在 PBS 場景中）或排序器僅將交易包含在相同的方向（比如賣 / 賣）。此外，如果存在這樣的情況，即你在一系列購买結束時進行了賣出，那么賣出將不會被執行（例如，买，买，买，賣），這可能表明搜索者（或構建者 / 排序器）利用這些購买來推動價格向有利於他們的方向發展。這本質上意味着協議規則保證用戶不會被用來為其他人提供更好的價格（即 MEV），或者由於優先費用而導致價格下滑。顯然，這裏規則的缺陷（在賣出數量多於买入數量的情況下，反之亦然）是，你可能會得到相對較差的長尾價格。

對於一般的智能合約平臺而言，將這些規則作為純粹的鏈上構造規則幾乎是不可能的，因為你無法控制執行和排序。與此同時，你還與許多其他人競爭，因此試圖強制那些處於區塊頂層的人支付優先費將是不必要的昂貴。模塊化設置的功能之一是，它允許應用程序开發人員自定義其執行環境應如何運行。無論是排序規則、使用不同的虛擬機還是對現有虛擬機進行自定義更改（例如添加新的操作碼或更改 Gas 限制），實際上都取決於开發人員，取決於他們的產品。

在一個 Rollup 使用數據可用性、共識層以及流動性結算層的情況下，可能的設置如下所示：

另一個可能的想法是交易分割。設想有一個交易池，如何執行大訂單交易（這會導致大量滑點）？如果此交易跨連續區塊執行（或者如果符合 VSR，則在區塊最後執行），這對終端用戶公平嗎？

如果終端用戶關心延遲，那么該用戶可能不希望將他的訂單被拆分。然而，這種情況不太常見，並且針對較大訂單的交易拆分進行優化可能會為絕大多數用戶帶來更高效的執行。不管怎樣，一個擔心是 MEV 搜索者可能會意識到這些連續交易，並試圖將自己的交易定位在上述交易者之前或之後。然而，由於一系列區塊上的小規模分割交易，提取的 MEV 總價值可能會小很多。

我們之前在帖子中提到的另一個有趣的想法是使用由傳奇人士 Eric Budish 與其同事倡導的頻繁批量拍賣 (FBA) ，以批量拍賣方式而不是串行方式處理交易。這是為了幫助發現需求重合（CoW）並將套利機會融入市場機制設計中。這也有助於「對抗」連續區塊構建中的延遲遊戲（或串行區塊中的優先費用战）。感謝 Michael Jordan (DBA) 讓我們注意到這篇論文，並感謝他為緩和 Latency Roast（所做的工作。將其作為 Rollup 的分叉選擇和排序規則的一部分來實現也是开發人員可以使用的一個有趣的設置，我們已經看到它在過去的一年中的顯着吸引力，尤其是對 Penumbra 和 CoWSwap。一種可能的設置如下所示：

在這種設置中，不存在先到先得或優先 Gas 費战爭，而是在每個區塊之間的時間內根據累積訂單進行區塊結束批量拍賣。

一般來說，在大部分交易已轉移到非托管的「鏈上」世界，FBA 可能是「真實」價格發現的更有效方式之一，具體取決於區塊時間。利用 FBA 還意味着，由於所有大宗訂單都是批量的，並且在拍賣結束之前不會透露（假設有一些加密設置），因此搶先交易會大大減少。統一的結算價格是此處的關鍵，因為重新排序交易是沒有意義的。

還需要指出的是，早在 2018 年，Ethresear.ch 論壇上就討論了類似於我們剛剛介紹的設計（請參閱此處）。在帖子中，他們提到了兩篇論文，在 Plasma 上提供了一種批量拍賣機制（有點像現代 Rollup 的前傳），其中每個批次接受以某個最高限制價格購买其他 ERC 20 代幣的訂單。這些訂單是在一定時間間隔內收集的，並為所有代幣交易對提供統一的結算價格。該模型背後的總體思想是，它將有助於消除流行的 AMM 中常見的搶先交易現象。

另一個需要注意的重要事項是，在這些設置中，排序器可能需要一些激勵來執行（和強制執行）上述規則。這一點經常被忽視，但區塊鏈網絡的大部分基礎設施都是由專業公司運營的，其成本與普通的家庭參與者完全不同。一般來說，激勵是安全基礎設施實施的重要組成部分。在激勵措施與所執行的規則一致的情況下，排序器和構建者也更有可能做出更大的努力。這意味着這些設置也應該有一個活躍的市場。顯然，這類市場正在趨於中心化，因為專業化的資金成本可能很高。因此，最聰明（也最富有）的人可能會整合並專業化，以獲取盡可能多的價值。在這裏，排他性訂單流對於某些參與者可能是膝蓋上的箭頭，則導致中心化增加。一般的基准費用可能就足夠了，但它並不能真正推排序參與者走向專業化。因此，你可能希望通過適合你的特定情況的激勵機制引入一些讓交易者對結果滿意的概念。

這對大多數人來說都很清楚，但在討論 Rollup 級別的排序時仍然需要提及。如果你能夠控制排序，則可以更輕松地「提取」協議的價值。這是因為你控制着重新排序交易的權力，這通常基於大多數 L1 上的優先費用（MEV-boost-esque 設置）。它為你提供了鏈上提取價值的復雜參與者支付的優先費用。這些參與者通常愿意支付相當大的金額（直到它不再能夠提供價值）。然而，目前大多數 Rollup 主要採用先到先得的機制。大多數 MEV 提取都是通過延遲战爭進行的，這給 Rollup 基礎設施帶來了嚴重壓力。由於上述原因，我們可能會看到越來越多的 Rollup 开始實施具有優先費用概念的排序結構（例如 Arbitrum 的時間增強機制）。

我們喜歡的另一個例子是 Uniswap 。目前，Uniswap 作為一種協議「創建」了大量低效率。這些低效率的行為被尋求提取 MEV（套利，以流動性提供者的利益為代價）的參與者所利用。與此同時，這些參與者為提取價值而支付了大量費用，但這些價值都沒有落入 Uniswap 協議的手中，也沒有落入其代幣持有者的手中。相反，這種提取的價值的很大一部分是通過 MEV- Boost 向以太坊提議者（驗證者）支付優先費，以獲得在某個時刻包含在允許捕獲價值的區塊中的權利。因此，雖然 Uniswap 訂單流存在大量 MEV 機會，但沒有一個被 Uniswap 捕獲。

如果 Uniswap 能夠控制協議內的排序（以及從搜索者那裏提取優先費用的能力），它可以實現商業化，甚至可能將其中一些利潤支付給代幣持有者、流動性提供者或其他人。隨着 Uniswap 的變化（例如 UniswapX 等）轉向鏈下執行（以及以太坊作為結算層），這種機制看起來越來越有可能。

如果我們假設一個擁有部分 PBS 機制的 Rollup，訂單流和商業化流程可能如下：

由此，Rollup 排序者、提議者的商業化可能遵循以下公式：

發行量 (PoS)+ 費用收入 (+priority)-DA、state pub、storage 的成本

查看當前在以太坊上提取了多少價值（尤其是套利）的好方法可以在 Mevboost.pics 上找到，它很好地概述了從低效率中實際可以提取多少價值。

此外，將優先費 Gas 战爭與鏈外結構分離，可以將 MEV 提取隔離到執行環境中，從而有助於遏制供應鏈中斷。然而，考慮到如果領導者選舉發生在 Rollup 上，則大多數 MEV 將在 Rollup 上提取，這給底層結構留下很少的空間，除非 DA 層包含、結算層的優先費用來自流動性整合或其他的規模經濟。

需要澄清的是，其中許多結構可以作為純粹的鏈下結構發揮作用，無需任何驗證橋或強大的安全保證。然而，必須在那裏做一些權衡。我們开始看到更多這樣的東西突然出現，無論是現有的還是隱形的。我想要指出的一點是，模塊化設置並不一定意味着是 Rollup。

上述排序規則代表了一個示例，其中微調基礎設施可以大幅改善構建在之上的應用程序。