什麼是最大可提取價值(MEV)?

讓我們從交易實施流程開始：一個節點（如Geth或MEV Geth）通過對等連接或直接通過RPC（遠程過程調用）端點將未確認或待定的交易列表傳輸給其他節點。每個節點都有自己的交易池（Mempool），並且沒有全局交易池的概念。根據其位置和連接的對等方，不同節點的交易池可能會有所不同。此外，節點限制它們存儲在交易池中的交易數量，以避免被過多的交易信息壓垮。

來源：Chainlink

最大可提取價值(MEV)指的是區塊鏈網絡中的區塊生產者（礦工或驗證者）通過控制交易順序可以獲得的額外利潤。MEV取決於節點如何管理其交易池（Mempool），在這裡它們限制存儲的交易以防止網絡擁擠。區塊生產者通常通過優先處理高Gas費交易或插入自己的有利可圖的交易來提取MEV，從而從套利、強制清算或搶先機會中獲利，以獲得額外的經濟利益。

最大可提取價值(MEV)生態系統參與者

礦工

在工作量證明（PoW）區塊鏈中，礦工驗證並將交易打包進區塊鏈。憑藉選擇和排序交易的權力，礦工根據Gas費用和利潤潛力決定包含哪些交易。他們可以通過“搶先”和“夾攻”等技術利用MEV機會。礦工可能插入自己的交易以捕捉套利機會或操縱交易順序以最大化Gas費用收入。區塊鏈的結構固有地賦予礦工對區塊內容的控制權，為MEV提取創造自然機會。

驗證者

在權益證明（PoS）網路中，驗證者的角色類似於PoW中的礦工，處理區塊驗證和排序。他們可以控制交易訂單——這在當今高 Gas 費用環境中尤其有價值——這使他們能夠從 MEV 機會中獲利。驗證者通過優先考慮具有較高 Gas 費用的交易來提高收入。有些公司還與搜索者合作，向Flashbots等MEV平臺支付費用，以確保交易優先順序，從而創造額外的收入來源。這些活動源於驗證者區塊鏈授予的訂購權，允許他們在保持共識規則的同時追求利潤。

搜索者

MEV搜索者通過套利、搶先和強制平倉掃描鏈上交易以尋找獲利機會。他們使用複雜的演演演算法和交易機器人，實時監控未經確認的交易池，以分析潛在的MEV機會。當他們發現去中心化交易所資產的價格差異時，他們執行套利交易，低買高賣。對於搶先交易，他們識別掛單並事先插入自己的交易，以從價格變動中獲利——這種做法被稱為“三明治攻擊”。在清算場景中，他們觀察借貸協定的抵押品水準，並在滿足條件以索取協議獎勵時立即觸發清算。

為了確保優先順序執行，搜索者通常會向礦工或驗證者支付更高的gas費用，或者通過Flashbots等平臺與礦工合作，以確保他們的交易順序有利。

總之，最大可提取價值(MEV)基本上源自區塊生產者對交易進行排序的權力。提取價值的能力是區塊鏈去中心化結構和確認機制所固有的，使其成為系統的一個重要組成部分。

區塊鏈間的交易排序機制差異

最大可提取價值(MEV)源於區塊鏈如何處理交易排序和區塊打包中的不確定性。每個區塊鏈網絡都實現了其獨特的交易排序方法，確定了驗證者如何優先處理和排序待處理交易。

以太坊

Ethereum使用“優先氣體拍賣”機制，其中交易優先級由氣體費用決定，較高的氣體費用確保礦工優先處理交易。這激勵用戶提高氣體費用以獲得優先處理，這導致了MEV現象，例如搶先和夾擊攻擊。以太坊推出了像Flashbots這樣的平台來減輕這些風險，它提供私人交易通道以減少公開氣體費用拍賣。

以太坊 2.0

在以太坊2.0中，驗證者（而不是礦工）控制區塊生成。在PoS鏈中，交易排序權與PoW鏈相似，但通過MEV-Boost等工具進行優化，以減少瓦斯費用競拍。驗證者仍可以優先處理高費用的交易，並與Flashbots等平台合作，以最小化公共前沿運行。Danksharding設計將區塊提議者和交易生成者的角色分離。生成者根據提議者提供的“交易列表”創建和重新排序交易，以最大化MEV收益，儘管它們無法修改或排除交易。

比特幣

比特幣的交易排序依賴於交易手續費。然而，由於比特幣的設計較為簡單且交易量較低，與以太坊相比，瓦斯費用的拍賣現象較不明顯。比特幣的機制主要促進價值轉移而非執行複雜的智能合約，因此較少出現MEV現象。礦工根據費用和大小優先處理交易，以在區塊容量限制內最大化收入。

在Ordinals熱潮期間，MEV和網絡擁塞變得明顯。Ordinals利用比特幣的Taproot升級，在鏈上直接嵌入圖像和文本等數據，類似於NFT。礦工優先處理高手續費的Ordinals交易，以獲得更高的收益。這些交易佔據了大量的區塊空間，加劇了手續費競爭，改變了傳統的交易排序。礦工開始前置交易，從mempool中識別和打包高手續費的Ordinals交易，以獲取最大利潤。

Solana

Solana的共識機制結合了時間證明（PoH）和Tower BFT，為MEV提供了獨特的機會。驗證者一旦進入領袖角色，便可在交易排序中擁有重大的自主權。他們可以優先處理高費用交易或進行搶先交易。Solana的交易池並非完全公開，信息傳播上的延遲使領袖能夠利用信息不對稱進行MEV提取。

雖然 Solana 的高吞吐量和並行執行減少了擁堵，但驗證者仍然可以通過干預依賴於特定順序的交易（例如套利或清算）來獲利。Solana 在2022年推出的本地費用市場機制通過帳戶分片處理交易費用。然而，在高需求的分片中，驗證者可能會為了MEV收益而優先處理高價值的交易。驗證者節點的地理分佈和網絡傳播延遲也會創造前沿和順序操作的機會。

為了應對這些挑戰，Solana正在探索公平排序服務（FSS）、改進的費用機制和去中心化排序節點，以減輕MEV對用戶體驗的影響。

其他區塊鏈

其他注重隱私的區塊鏈通過加密交易數據和隱藏交易金額來最大限度地減少MEV攻擊機會。例如，Mina Protocol使用零知識證明技術來隱藏交易內容，這降低了礦工和驗證者交易訂購權的盈利能力。同樣，Aztec採用zk-Rollup技術在鏈上提交之前組合多個交易，有助於防止搶先運行和訂單操縱。

最大可提取價值(MEV)交易類型

MEV中常見的攻擊類型包括搶先交易、三明治攻擊、清算交易和時間劫持攻擊。其他形式，如暗池攻擊和分層攻擊，也存在。

搶先交易

來源：hacken.io

前奏是指礦工或驗證者在用戶的交易之前插入自己的交易，特別是當他們預期該交易將導致重大價格變化時。例如，如果即將發生大量購買訂單，礦工可能會在此之前購買該資產，並在大訂單推動價格上漲後立即出售，從價格變化中獲利。這種類型的交易利用了對交易排序的控制，有效地創造了短期的“交易搶先”。

三明治攻擊

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來源：以太坊

三明治攻擊是一種專門針對去中心化交易所（DEX）的前套利形式。攻擊者在目標交易之前插入買入或賣出交易，以通脹或通縮其執行價格。然後，在目標交易之後立即執行相反的交易，以捕捉套利機會。這種“夾心”策略不僅使目標交易者的執行價格惡化，還會增加他們的交易成本，從而損害常規用戶和去中心化市場的公平性。

清算

清算交易通常發生在借貸協議中。當借款人的抵押品價值低於清算閾值時，該協議允許清算者償還部分貸款並賺取清算獎勵。搜索者實時監控抵押品價值，並在滿足條件時執行清算交易，聲索獎勵。這些交易競爭激烈，清算者通常支付高天然氣費用以獲得優先權。

時間窃贼攻擊

時間窃賊攻擊是一種鏈重組攻擊，礦工重新組織區塊鏈狀態，重新排序甚至修改過去的交易以獲取更高的利潤。這種攻擊依賴於雜湊算力或驗證權威的集中，使其能夠控制區塊鏈歷史的一部分。這樣的攻擊破壞了區塊鏈網絡的穩定性和信任，因為頻繁的重組降低了共識效率，增加了交易延遲和不確定性，並且侵蝕了用戶對交易最終性的信心。

MEV對DeFi的影響

MEV為礦工、驗證者和搜索者引入了新的經濟激勵措施，使他們能夠在標準交易費用之外獲得額外利潤。這些激勵措施帶動了“優先競標”競爭，導致天然氣費用顯著增加，加劇了網絡擁塞。在DeFi中，這不僅增加了常規用戶的交易成本，還使小額交易在天然氣費用高企期間難以執行，限制了某些用戶的參與。

MEV攻擊，例如套利和前奔，會破壞LP（流動性提供者）的收益甚至可能減少。攻擊者從價格操縱中獲利，這可能導致流動性池的不平衡並增加無常損失。此外，LP的利潤不再僅僅依賴於交易量，而且還受到MEV搜索者和礦工操縱交易排序的影響，對普通LP構成潛在的經濟威脅。

有效解決MEV的方法包括將搜索者獲得的利潤重新分配給所有參與者，並確保交易機制的高效執行。

目前的解決方案

基本方法

DEX通過揭示部分訂單資訊和使用拍賣機制來降低搶先風險，這有助於交易者預測市場走勢。第 2 層解決方案在鏈下處理交易，通過將交易細節保留在主鏈之外，限制了 MEV 搜索者監控交易的能力。zk-rollups 等隱私技術在鏈下執行交易，限制攻擊者訪問交易資訊。時間鎖定強制執行延遲，要求交易在特定區塊后執行，從而減輕快速套利機會的風險，特別是在應對閃電貸攻擊方面。公平的拍賣機制和隨機排序創造了更公平的交易順序。加密的訂購協議保護交易細節，直到滿足特定條件，防止早期信息洩露。將敏感事務與公共記憶體池隔離可保護MEV捆綁包的完整性。最後，社區治理和透明的激勵措施通過對MEV預防措施的集體投票來維護系統公平，避免與單邊控制相關的風險。

不同層次的解決方案

為了減輕區塊鏈系統中有害的最大可提取價值(MEV)現象，已經在多個層面和工具上提出了各種解決方案，包括共識層、執行層、應用層、第二層解決方案和專門的MEV工具。

共識層：共識層的目標是通過調整塊生成和交易排序機制來減少MEV，防止塊生成者任意操縱交易順序。以太坊2.0的建議者-構建者分離（PBS）是一種創新的方法，分離了塊建議者和構建者的角色，使構建者可以構建塊而不直接控制交易順序。去中心化的排序協議進一步增強了交易的透明度和隨機性，減少了MEV風險，確保了公平的塊生成過程。

執行層: 在執行層，通過隱私保護措施和優化的燃氣拍賣機制來緩解MEV。 Flashbots的私人交易中繼系統允許用戶私下提交交易，避免暴露於公共交易池。此外，一些平台改進了燃氣拍賣機制，降低了用戶支付高燃氣費用以獲得優先處理的需求，減少了搶先交易和其他MEV相關問題的頻率。

應用層：在應用層中，DeFi協議和DEX通過實施批量拍賣和原子交換來解決MEV。像Balancer和Uniswap V3這樣的平台會將所有交易進行時間批量處理，從而有效地防止有害的MEV行為，如套利攻擊。像Chainlink這樣的預言機提供鏈上價格參考，減少套利機會，降低MEV利用的可能性。

第2層：第2層的擴容方案通過在鏈下處理大量交易後再提交到主鏈來減輕MEV風險。類似樂觀 Rollups 和 ZK-Rollups 的技術會批量驗證交易後再記錄在鏈上，防止區塊生產者操縱交易順序。此外，某些 DEXs 的第2層協議使用鏈下訂單撮合和結算，進一步減少潛在的MEV機會。

代表性解決方案

MEV領域的一些專業產品已經解決了許多問題。Flashbots 和 Blocknative 等領先供應商協助礦工、驗證者和搜索者在 DeFi 平臺上識別和提取 MEV。

閃電網

Flashbots 通過引入“MEV 批量交易”來應對 MEV 挑戰，這些交易將一組交易作為原子操作提交 - 確保它們要麼全部執行，要麼全部失敗，從而防止前奏交易和預先執行交易。Flashbots 中繼站連接搜索者和礦工，提供透明的交易提交機制。該平台採用了增強的優先級瓦斯拍賣系統，允許礦工和驗證者根據 MEV 值選擇交易，同時減少網絡擁塞。通過提供透明的 MEV 提取機會，Flashbots 確保公平性，使任何有能力的用戶都能參與 MEV 提取。這些設計既提高了 MEV 過程的效率，又提高了公平性。

Blocknative

Blocknative的核心創新在於提供透明高效的最大可提取價值(MEV)中繼平台。通過連接到該平台，驗證者可以訪問包含MEV機會的完整區塊。與傳統的礦工驅動系統不同，Blocknative使用開放中繼模型，允許多個建立者和驗證者公平競爭，從而減少MEV集中化的風險。此外，Blocknative還提供MEV捆綁RPC端點，幫助搜索者通過捆綁和提交交易到區塊鏈來優化MEV策略。

BloxRoute

BloxRoute 通過其“Blockchain Distribution Network (BDN)”協議進行創新，該協議通過開源閘道或者BloxRoute的公共API支持多個節點。這確保了低延遲、高吞吐量和協議中立性。這種設計可以讓節點快速同步，幫助區塊鏈項目提高交易速度，減少擁堵，降低交易成本。

伊甸网络

Eden Network引入了“槽租戶”機制，允許用戶抵押EDEN代幣以租用優先區塊空間。這確保他們的交易在指定的區塊中進行並提供MEV保護。這種設計保護交易者免受不利的MEV攻擊，如搶先交易，特別是在網絡擁塞期間。

Eden Network還通過代幣獎勵來激勵區塊生產者遵守協議規則，確保交易按正確順序處理。違反這些規則的區塊生產者將面臨懲罰，包括可能被從網絡中移除。

結論

總結來說，最大可提取價值（MEV）對區塊鏈生態系統的公平性、交易完整性和長期發展具有復雜的影響。雖然MEV為礦工和驗證者提供了額外的激勵措施，吸引了更多的項目和社區參與，但也給常規用戶帶來了高昂的交易成本。類似前置交易和夾心攻擊的行為阻礙了用戶按照其預期的順序執行交易的能力，增加了不可預測性。在這種環境下，技術熟練的參與者或資源豐富的礦工利用信息優勢獲利，使普通用戶處於不利地位。這種不平衡破壞了區塊鏈最初旨在實現的透明度和去中心化。此外，MEV導致了信息不對稱和網絡擁塞。

MEV對區塊鏈公平性構成重大挑戰。基本上，它代表了系統設計中的“套利機會”，允許礦工或驗證者利用信息和排序優勢，破壞區塊鏈設計的公平原則。 MEV的中心化加劇了這個問題，資源豐富的驗證者捕獲更多的利潤機會，而普通用戶和較小的礦工則難以獲得利益。

未來的解決方案可能會著重於改進共識機制和排序規則，在各層面持續進行創新。隨著更多的公鏈生態系統成長，跨鏈MEV可能會成為未來發展的重點。