隨著區塊鏈生態系統的快速演進，最大可提取價值（MEV）已成為影響公共區塊鏈性能、公平性和用戶體驗的關鍵挑戰。MEV 指的是礦工、驗證者或其他網絡參與者通過交易重新排序、插入或刪除而提取的額外價值，詳細信息請參閱之前的MEV概述。這個問題在區塊鏈網絡中普遍存在，特別是在去中心化交易所（DEX）、清算和套利場景中。

儘管像以太坊這樣的區塊鏈進行了大量的研究並採取了應對措施，但每個區塊鏈獨特的設計導致了MEV問題的不同表現和嚴重程度。Solana作為一個高性能的公共區塊鏈，以其高吞吐量和低延遲而聞名。然而，儘管這些特性緩解了一些MEV問題，但也帶來了新的挑戰：高並發性導致了競價問題 - Solana的高性能架構允許更多參與者同時競爭鏈上資源，這加劇了搶先交易和交易重排序的風險；Solana廣泛使用中央限價訂單簿（CLOB）模型，儘管提高了流動性，也為高頻套利和MEV機器人運營提供了更多空間；低延遲提高了用戶體驗，但也突顯了節點之間延遲的敏感性，加劇了“先行者優勢”問題…

為了應對這些挑戰，社區和開發者提出了各種解決方案，例如優化共識機制、實現延遲交易池，以及開發更公平的訂單匹配算法。本文深入探討了MEV問題在Solana區塊鏈上的獨特表現，綜合現有的研究和實踐，分析潛在的解決方案。旨在為建立一個更公平、更高效的Solana生態系統提供洞察。

Solana上的MEV概述

2024年6月，一個名為“arsc”的MEV夾餅機器人在過去兩個月中利用Solana用戶，竊取了約3000萬美元的MEV攻擊。這一事件以及之後與以太坊基礎設施設計相關的辯論再次引起了對Solana MEV問題的關注。

根據最新數據，Solana的網絡預計每年從MEV產生約5億美元。Solana上的一個名為Jito Labs的flashbot提供了有關網絡上MEV收入規模的洞察。下面的圖表比較了主要DeFi協議的收入，顯示Jito Labs在十月的月收入達到7892萬美元，比五月記錄的3945萬美元增加一倍。10月24日，該協議僅從小費中單日賺取了614萬美元，凸顯了Solana網絡對MEV提取服務的強烈需求。

來源：Defillama

今年，SOLANA上的MEV活動在備受矚目的模因代幣交易中尤為明顯。推動這一趨勢的主要因素是模因代幣交易通常集中在低流動性池中，這使得它們的價格極易受到操縱。鑒於模因代幣的投機性質及其極端的價格波動，MEV 機器人有很多獲利機會。此外，這些低流動性池中的訂單執行錯誤進一步為MEV開發打開了大門。例如，一位交易者錯誤地以每個 3 美元的價格購買了 dogwifhat 代幣，而市場價格僅為 0.20 美元。因此，它使MEV機器人能夠迅速抓住機會。模因代幣交易已成為 MEV 活動的重要組成部分，2024 年初的 BONK 代幣熱潮使每日交易量飆升至 5000 萬美元至 6000 萬美元，其中很大一部分是由 MEV 相關交易推動的。

Solana的架構如何促成MEV交易機會

時間證明 (PoH)

歷史證明（PoH）依賴可驗證延遲函數（VDF）來生成和驗證時間序列。每個時間戳記包含上一個時間戳記的哈希，這確保事件按順序記錄。每個操作的結果取決於上一個輸出，從而產生不可預測的輸出。該過程在GPU單核上執行，定期記錄當前輸出和調用次數。驗證者通過並行計算來確認這些輸出，從而確保時間序列和安全性。作為去中心化時鐘，PoH有助於減少節點同步的需求，並簡化共識過程。

來源：Solana 白皮書

沒有PoH，交易序列可能會受到其他因素的影響，例如礦工費競標或節點同步延遲。然而，在Solana上使用PoH，每個事件（例如交易、區塊生成）都有一個明確且經過同意的時間戳。這允許其他節點和驗證者輕鬆驗證事件的序列。這種透明度對於MEV交易者至關重要，因為它為他們提供了一個清晰的框架，來確定哪些交易將首先執行，哪些可能提供套利機會。MEV交易者可以使用由PoH生成的時間戳來預測哪些交易可能會影響市場，從而使他們能夠在這些交易發生之前執行套利交易。

PoH的設計使Solana能夠以非凡的速度處理和驗證交易。Solana網絡通過在每個節點計算PoH時間戳來實現低延遲交易確認。這對MEV交易者來說是一個重要優勢，因為MEV交易的本質往往取決於對市場變化的快速響應。在DeFi市場中，由於單筆交易，某些資產的價格可能會波動，而MEV交易者可以利用這些波動獲利。PoH的低延遲功能使他們能夠在執行交易方面領先他人。PoH中固有的加密時間戳驗證支撐著Solana的高吞吐量。它使得該網絡能夠比傳統區塊鏈更快地處理龐大量的交易。這為高頻交易和有效的MEV提取創造了豐富的機會。

PoH減少節點通信需求，這就是為什麼Solana以其高網絡效率而聞名。這個條件使Solana的區塊鏈活動頻繁。高處理速度和低延遲特別適用於低流動性市場中的高頻交易和套利，越來越多的新項目進一步吸引MEV交易。

Tower BFT

Tower BFT的本質在於通過最小化節點通信開銷來加速共識過程。傳統的BFT協議需要進行大量消息交換才能實現共識，特別是在多節點網絡中，延遲和帶寬使用是不可避免的。Solana的PoH機制預先計算並記錄時間戳。這使得驗證節點能夠通過僅依賴PoH生成的時間戳來高效驗證交易序列。它們無需交換大量的時間序列數據。

來源：Helius 博客 - Solana 的共識

Tower BFT的運作基於以下關鍵點:

驗證序列: Tower BFT 使用 PoH 提供的時間序列來確保每個驗證者在投票時都有清晰的時間參考。這加快了共識過程，避免了傳統 BFT 算法中通常出現的延遲。

投票權重: 每個驗證器根據其在網絡中的權重進行投票。投票過程通過不斷積累已確認的歷史數據來加強一致性和可靠性。這確保當達成共識時，少數節點不會輕易破壞網絡的安全性。

減少網絡同步需求：通過PoH，Tower BFT減少了節點之間所需的消息交換量，從而提高了網絡的效率和可擴展性。在Solana的網絡中，這意味著可以同時處理更多的交易，從而減少了由節點同步問題引起的延遲。

通過結合PoH機制，塔式BFT可以提供低延遲和高效的交易環境。與PoH類似，這種效率和低延遲為MEV創造了巨大的機會。MEV交易者通常需要在短時間內執行大量交易。Solana網路的高輸送量使MEV交易者能夠以更高的效率和頻率抓住套利機會。

並行領導者排程

Solana利用PoH機制在整個網絡中建立統一的時間戳記，並根據此時間戳記為並行調度指派多個領導者。每個領導者的任務是在指定的時間槽內生成區塊，稱為“領導者槽位”。這些領導者並行運作，使用統一的時間戳記生成區塊，然後與其他領導者生成的區塊一起進行驗證。這種並行結構顯著增強了Solana的交易吞吐量，同時減少了確認延遲。與比特幣和以太坊等傳統區塊鏈不同，在這些區塊鏈中，單個領導者（礦工或驗證者）負責區塊生成，Solana的並行領導者調度使多個區塊可以同時創建，從而最大化網絡效率和可擴展性。

傳統區塊鏈中的單領導模型在區塊生產期間經常遇到瓶頸，尤其是在高交易量時期。這可能導致在執行套利交易時出現延遲和不確定性，因為MEV交易者可能需要等待區塊生成和確認。Solana的並行領導者排程通過允許多個領導者同時生成區塊來減少區塊生成的等待時間。這導致更快的交易確認和區塊包含。

並行領導者調度引入了領導者之間的競爭。在每個槽位中，多個領導者被指派生成區塊，每個領導者可能優先處理不同的交易，這導致價格差異或交易順序不一致。 MEV交易者可以利用這些差異迅速執行交易，優於其他人之前。當多個領導者生成區塊時，一些交易可能在一個領導者的區塊中優先處理，但在另一個領導者的區塊中延遲。這使得MEV交易者能夠利用槽位之間的時間差異進行套利。

本地手續費市場結構

Solana目前具有兩層費用結構：基本費用和優先費用。每筆交易都需要基本費用，通常定價為5,000 lamports/簽名，相當於約0.000005 SOL。優先費用是一項可選的額外費用，旨在增強網絡中的交易優先級。優先費用的50%將被銷毀，而剩餘的50%將支付給當前領導者（驗證者）。該機制的核心思想是通過激勵來調整交易處理順序，從而允許交易發件人支付更高的優先級，並確保驗證者在下一個區塊中快速處理其交易。

由於Solana缺乏像以太坊的EIP-1559那樣的動態手續費機制，優先手續費系統在某種程度上反映了基於交易條件的動態調整，從而實現了類似的功能。該機制的關鍵特點是，它使交易發送方能夠根據網絡的當前狀態靈活調整手續費，以確保根據市場需求及時處理。對於MEV交易者而言，這尤其重要：當網絡繁忙時，MEV交易者可以支付更高的手續費，以優先處理他們的交易在下一個區塊中。

然而，Solana的動態費用結構仍有改進的空間。目前的費用系統並非沒有缺陷，未來的更新預計將創造出更公平和高效的設計。

服務品質（QoS）

服務質量（QoS）機制是一種基於加權分配的網絡流量管理系統。Solana使用它來為不同類型的交易分配優先級，從而優化資源分配和網絡性能。驗證器根據他們所持有的股份分配網絡資源。在網絡擁擠期間，具有較高股份的帳戶在處理帶寬方面獲得更多預算，從而使資源分配更具經濟激勵作用。驗證器負責處理交易並維護網絡中的帳本狀態。QoS確保驗證器能夠根據其股份高效管理網絡流量，同時通過更高的股份吸引用戶。

在網路擁塞期間，低優先順序交易（通常是費用較低的交易）可能會消耗網路資源，從而導致高價值交易（如MEV交易）延遲。QoS通過實施優先順序排序和資源分配系統來解決這個問題，該系統確保低價值交易不會破壞高價值交易的效率。這種機制使MEV交易者能夠更有效地規劃他們的策略，從而提高執行的確定性。MEV交易者通常需要同時執行多個相關交易，例如跨多鏈橋或去中心化交易所執行複雜的套利策略。QoS 確保在短時間內連續處理這些相關交易。這降低了交易鏈中斷導致故障的風險。

QUIC協議

Solana利用QUIC協議顯著縮短交易提交和確認之間的時間，從而優化驗證者的工作流程，並為MEV交易提供更精確的時間。QUIC能夠加快連接建立和恢復，從而最小化網絡延遲。它還支持在單個連接上同時傳輸多個數據流。這有助於減輕網絡擁塞。此外，QUIC具有高效的擁塞控制機制和丟包恢復策略，確保即使在不穩定的網絡條件下也能實現快速交易傳輸。通過內置加密，QUIC確保安全的數據傳輸。其實施解決了Solana以前的許多網絡停機問題。

Solana 最大可提取價值(MEV) 解決方案

Jito: Solana上的MEV基礎設施提供者

在討論Solana上的MEV解決方案時，我們必須強調Jito。Jito Network由Jito Labs團隊推出，專注於Solana的MEV基礎設施。Jito Labs推出了多個產品，包括Jito-Solana驗證器客戶端和Jito區塊引擎。2022年8月，Jito Labs宣布已籌集到由Multicoin Capital和Framework Ventures領投的1,000萬美元A輪融資。

Jito-Solana

Jito-Solana是Solana驗證器客戶端的優化變體，專門設計用於高效的最大可提取價值(MEV)提取。通過支持交易打包，Jito使搜索者能夠控制區塊內的交易順序。這種控制減少了搜索者訴諸低價值或不必要的交易的可能性，而是鼓勵參與一個流暢的拍賣系統，在這個系統中，出價是基於潛在獎勵的。Jito的打包機制通過允許搜索者提交多個交易的單個批次，從而提高效率並減少對低價值交易的依賴，從而增加了交易被包含在區塊中的機會。驗證器優先考慮支付最高的打包，這推動了更有利潤的交互並減少了交易失敗。

Jito 區塊引擎

Jito Block Engine 是一個離鏈拍賣平台，通過該平台網絡中的中繼器、搜索者和驗證者可以通過拍賣機制協調交易排序，從而最大化 MEV 提取。

最大可提取價值(MEV)儀表板

Jito Labs提供MEV儀表板，用於監控和分析Solana上的MEV活動。它幫助開發人員、驗證者和用戶了解Solana網絡上MEV的具體情況和趨勢。

調度優化

在MEV相關問題中，交易排序的不確定性使得前置交易和夾擊攻擊更容易。攻擊者可以通過操縱交易順序來利用驗證節點的優先級機制獲利。為了解決這個問題，Solana已經對其調度器進行了優化，尤其是在即將到來的1.18版本調度器更新中。

調度程序經過優化，主要是為了提高交易優先級排名的確定性。Solana目前的多線程處理架構可能導致不同線程從不同隊列處理交易時出現不同步的優先級決策。這種不一致性使攻擊者可以通過提交衝突交易來干擾正常用戶交易。重新設計的調度程序專注於增強線程之間的協調，以減少由競態條件引起的交易排序衝突。此外，優化的系統更好地識別高優先級交易，確保它們在網絡擁塞時也能及時處理。

隱私增強

針對MEV交易，Solana通過加密交易細節來提高隱私性，使攻擊者難以獲取關鍵信息。此外，Solana正在探索類似以太坊的私人交易池的概念。用戶可以通過隱私池路由其交易。在這個池子裡，交易在被處理之前一直對公眾保持隱藏，從而最大程度地減少了夾層攻擊和搶先交易的風險。

去中心化的排序

通過實施獨立的排序服務，Solana將交易排序邏輯與驗證節點分開。在排序中使用隨機化算法有效地減少了特定交易被優先處理的機會，從而減少了攻擊者利用排序機制進行MEV提取的能力。此外，驗證者激勵模型可以調整以減少對優先費用的依賴，從而鼓勵更加公正的交易處理，而不是為了額外利潤而操縱排序。

結論

最大可提取價值(MEV)長期以來一直是去中心化網絡面臨的重大挑戰。雖然Solana以其高性能和低延遲而聞名，但這些特性使其成為最大可提取價值攻擊者的吸引目標。例如，前奏交易、夾心攻擊和惡意交易排序等問題破壞了網絡的公平性並降低了用戶體驗。為了應對這些問題，Solana實施了多層解決方案，包括調度器優化、隱私增強技術和費用模型調整。Solana旨在通過這些努力減輕前奏和夾心攻擊的風險，同時改善資源分配。

解決MEV問題需要技術進步、持續的社區參與和共識建立。社區可以通過促進去中心化治理和透明討論，共同開發MEV挑戰的解決方案。Solana還應該提供工具和資源，幫助用戶檢測和減輕MEV攻擊，從而賦予他們積極的防禦能力。隨著網絡的擴展和變得更加複雜，Solana必須在高性能、去中心化和公平性之間取得平衡。在解決“不可能三角”問題方面還有很長的路要走。