Що таке MEV: посібник для початківців про невидимий податок Ethereum

Що таке видобута вартість майнера (MEV) і як вона працює?

Майнінг є основою криптовалют з доказом роботи (PoW) на основі блокчейну, таких як біткоїн (BTC), які платять майнерам за відкриття нових блоків для транзакцій. Як наслідок, криптомайнінг став джерелом існування для майнерів. Щоб криптографічно зв’язати новий блок з попереднім блоком у блокчейні, майнери повинні вирішити складну математичну задачу, яка вимагає великих обчислювальних витрат.

Сумарна обчислювальна потужність всіх користувачів визначатиме, наскільки складно розв’язати цю головоломку. Залежно від складності, людині знадобляться потужні машини, щоб збільшити ймовірність видобутку блоку і отримати за це винагороду. Оскільки майнери контролюють включення, виключення і впорядкування транзакцій, вони можуть видобувати цінність, що перевищує стандартну винагороду за блок і плату за газ.

Цінність, яку майнери можуть отримати, змінюючи послідовність транзакцій всередині блоків, які вони генерують, називається видобувною цінністю майнера (MEV — miner extractable value). Тому для криптовалют без дозволу PoW справедливість порядку є проблемою. Коли ставки досить великі, MEV може навіть винагороджувати форки блокчейну, що може вплинути на майбутні транзакції та безпеку рівня консенсусу.

У цій статті ми пояснимо концепцію видобутої майнером вартості, чому виникає MEC, стратегії MEV, найпоширеніші MEV-атаки, а також плюси і мінуси MEV.

Як відбувається видобуток MEV?

Щоб зрозуміти, як працює MEV і чому виникає MEV, давайте розглянемо приклад арбітражної транзакції на децентралізованих біржах (DEX). Арбітраж на децентралізованих біржах закладений в їхній дизайн, тоді як на традиційних ринках можливість арбітражу вважається ознакою неефективного ринку.

Автоматизовані маркет-мейкери (AMM), клас децентралізованих бірж, дозволяють користувачам купувати і продавати токени без участі третьої сторони. АММ, частина комп’ютерного коду, що працює на блокчейні, не знає про поточну ринкову ціну токена і залежить від арбітражників, щоб повернути ціну токена до ринкової. Таким чином, арбітражники стежать за тим, щоб децентралізовані біржі мали справедливі ціни.

Механізм розрахунків децентралізованих реєстрів дозволяє організовувати замовлення в пакети і виставляти їх до того, як вони будуть виконані, що дозволяє будь-якому агенту (майнеру) запропонувати серію угод, які залежать одна від одної. Це надійне зобов’язання призвело до появи флеш-кредитів, які дозволяють будь-кому розпочати арбітражну торгівлю. Торгуючи, випереджаючи прибуткові торгові можливості, представлені для розрахунків завдяки розкриттю ордерів, розрахункові агенти (майнери) можуть перешкоджати зусиллям арбітражників, які створюють ці можливості.

Крім того, ці арбітражники ризикують бути використаними іншими ботами або майнерами, якщо вони використовують стандартний канал транзакцій для своїх операцій. Наприклад, початкова архітектура Ethereum передбачала, що всі незавершені транзакції зберігаються в пулі пам’яті, відкритому для загального доступу, і передаються в однорангову мережу для обробки. Подаючи ті ж самі транзакції, в яких вони вказані як бенефіціари, але з більшою комісією, обізнані користувачі могли оцінити очікувані транзакції і виконати свою угоду раніше за арбітражника.

Однак майнери мають найкращі можливості випередити інших учасників мережі, оскільки саме вони вирішують, які транзакції будуть завершені в блоці і в якій послідовності. Крім того, вони можуть швидко дублювати всі виграшні транзакції з мемпула і виконувати свої транзакції, випереджаючи арбітражників і будь-кого, хто намагається їх перевершити.

Цінність, яку майнер може видобути таким чином, прийнято називати "видобутою цінністю" (miner extractable value, MEV) або "невидимим податком", який майнер може збирати з користувачів. Проте арбітраж вважається MEV лише тоді, коли майнер обмінює іншу транзакцію на свою власну, щоб отримати вигоду від такої можливості.

Як і у випадку з фронт-раннінгом, майнери можуть вибрати бек-раннінг, який відбувається, коли майнер вводить замовлення на продаж в умовах тиску з боку покупців після того, як помітив значну покупку. Крім того, в сендвіч-угоді майнери розміщують ордер на продаж одразу після транзакції, яка впливає на ринкову ціну, а ордер на купівлю — безпосередньо перед нею, тобто ризик контролюється за рахунок одночасних ордерів на купівлю і продаж.

Чи застосовується MEV до майнінгу біткоїнів?

Теоретично, MEV стосується і Біткоїна, оскільки є ключовою особливістю механізму консенсусу з підтвердженням виконання роботи. Однак, в реальності, MEV зрідка зустрічається в блокчейні Біткоїна, оскільки майже всі транзакції є переказами BTC між двома сторонами.

Як правило, майнери мають більше можливостей генерувати MEV, користуючись перевагами неефективності, спричиненої підвищеною складністю транзакцій. Тим не менш, завдяки складним транзакціям на основі смарт-контрактів, можливості MEV були доступні в блокчейні Ethereum (до того, як він перейшов на механізм консенсусу на основі доказів частки).

Після The Merge валідатори відповідають за впорядкування, включення або виключення транзакцій; метод вилучення вартості тепер називається максимальною видобувною вартістю. За даними Ethereum Foundation, успіх видобутку MEV може бути підтверджений валідаторами лише в теорії. Однак на практиці пошукачі видобувають більшу частину MEV.

Хто такий шукач MEV?

Пошуковці — це незалежні учасники мережі, які видобувають велику частку MEV шляхом запуску складних алгоритмів на даних блокчейну, щоб виявити прибуткові можливості MEV і налаштувати ботів для автоматичного відправлення цих вигідних транзакцій в мережу. Чи означає це, що валідатори не отримують вигоди від невидимого податку Ethereum?

• Посібник для початківців про різні типи мереж блокчейн

  Блокчейн — це розподілений, незмінний реєстр, який робить запис транзакцій та управління активами (як матеріальними, так і нематеріальними) в…

• Як майнити біткоїн: Посібник для початківців з майнінгу BTC

  Майнінг біткоїнів — це процес створення дійсних блоків, які додають записи про транзакції до публічного реєстру біткоїнів (BTC), який називається…

• Що таке DeFi? Посібник для початківців у сфері децентралізованих фінансів

  Після запуску біткойна у 2009 році розквітла потужна індустрія, що виникла завдяки цьому активу, його концепції та технології, що лежить в його основі….

• Як майнити Ethereum: Посібник для початківців з майнінгу ETH

  Майнінг криптовалют — це процес розв’язання складних математичних задач. Майнери, по суті, є наріжним каменем багатьох криптовалютних мереж, оскільки…

• Що таке біткоїн-нода? Посібник для початківців про вузли блокчейну

  Біткоїн (BTC) — це децентралізована однорангова мережа, що складається з комп’ютерів (вузлів), на яких запущено програмне забезпечення Bitcoin і які…

Оскільки пошукачі готові платити високі ціни на газ, щоб їхні транзакції були включені раніше, ніж транзакції інших користувачів, валідатори все одно отримують відсоток від MEV (наприклад, у вигляді плати за газ). Тим не менш, якщо пошукачі подають транзакцію з найвищою ціною на газ, вони можуть бути впевнені, що їхня арбітражна транзакція буде зарахована.

Найпоширеніші MEV-атаки

Крім арбітражу DEX, поширеними прикладами MEV є атаки на не взаємозамінні токени (NFT), ліквідації, атаки Uncle-Bandit і Time-Bandit.

NFT MEV

Пошуковці можуть використовувати стратегії видобутку MEV на ринку NFT. Одним з відомих прикладів NFT MEV був випадок, коли шукач виклав 7 мільйонів доларів, щоб придбати кожен криптопанк за мінімальною ціною. Аналогічно, NFT можна купити зі знижкою, якщо його ненавмисно виставити за низькою ціною, що дозволить шукачу перебити пропозицію інших покупців.

Ліквідація

Ліквідатори — це пошуковики, які спеціалізуються на ліквідації надмірно забезпечених позик для вилучення MEV з протоколів кредитування, таких як Aave і Maker, які використовують депоновану заставу, наприклад, ефір (ETH), для кредитування інших користувачів. Користувачі можуть позичати різні активи і токени у інших користувачів в межах певної суми застави, яку вони внесли. Крім того, протокол дозволяє будь-кому продати заставу і швидко розрахуватися з кредиторами, якщо вартість позичених активів перевищує вартість застави через ринкові коливання.

Для того, щоб швидко вирішити, яких позичальників можна ліквідувати, і першими подати ліквідаційну угоду та заробити на цьому ліквідаційний збір, ліквідатори конкурують між собою, намагаючись ліквідувати заставне майно якомога швидше. Можливість MEV виникає тому, що в разі ліквідації кредиту позичальник іноді змушений сплатити значний ліквідаційний збір, частина якого йде ліквідатору (розшукувачу).

Напади дядьків-бандитів

Можливо, ви запитаєте себе, що означає слово "дядько"; давайте роз’яснимо. Коли два блоки видобуваються і транслюються одночасно з одним і тим же номером, створюються блоки-дядьки. Інший блок, який залишається після того, як канонічний блок отримує більшу валідацію від вузлів, і транзакції якого не змінюють жодного стану, називається "дядьком" або "осиротілим" блоком.

Транзакції всередині незамкненого блоку є публічними, пропонуючи можливості MEV для пошукачів або зловмисників. Наприклад, коли користувачі флеш-ботів (пошукачі) відправляють сендвіч-торгівлю (пакет транзакцій), вони можуть застосувати арбітраж після того, як отримають частину покупки сендвіча. Крім того, майнери, які використовують MEV-Geth, дозволяють користувачам обходити публічний пул мемів і уникати ризику фронт-раннінгу, надсилаючи пакетні транзакції безпосередньо валідаторам.

MEV-Geth — це шлюз в мережу Ethereum, який може працювати як повноцінний вузол, архівний вузол або лайт-вузол. Пакети транзакцій часто містять транзакції шукача на додаток до очікуваних транзакцій інших користувачів Ethereum, які були отримані з пулу пам’яті. Валідатори заохочуються включати ці пакети в свої блоки, оскільки вони отримують 80-90% винагороди, заробленої шукачем.

Атаки Time-Bandit

Атаки Time-Bandit спрямовані на реверс транзакцій в блокчейні. Наприклад, якщо шукачі виявили надзвичайно вигідні можливості MEV в раніше валідованих блоках, вони можуть запропонувати змінити хід історії Ethereum і повторно валідувати ці блоки, щоб скористатися шансом, який вони щойно відкрили. Щоб відмінити транзакції, вони заохочують валідатора здійснити атаку Time-Bandit, пропонуючи вигідну винагороду.

Оскільки такі атаки дозволяють будь-кому опублікувати пропозицію про зміну історії блокчейну, вони функціонують як інструмент для продажу з аукціону консенсусу щодо поточного стану ланцюжка тому, хто запропонує найвищу ціну, що загрожує цілісності мережі Ethereum.

Переваги та недоліки MEV

Як і будь-яка інша стратегія, MEV має як позитивні, так і негативні наслідки. Наприклад, раціональні шукачі допомагають виправити економічну неефективність (наприклад, швидку ліквідацію в протоколах кредитування), забезпечуючи надійність децентралізованих додатків (DApps) і протоколів децентралізованих фінансів (DeFi).

З іншого боку, фронт-раннінг часто спричиняє перевантаження мережі та дорогі тарифи на газ для всіх інших, хто намагається проводити стандартні транзакції, що є одним з недоліків MEV. Крім того, користувачі, які працюють в режимі "сендвіч", стикаються з підвищеним прослизанням — максимальним відхиленням від цільової ціни, на яке користувач готовий погодитися під час укладання угоди.

Крім того, оскільки шукачі пропонують валідаторам вигідні стимули для реорганізації блоків, це може призвести до нестабільності консенсусу, ігнорування властивості незмінності блокчейнів і вплинути на чесних валідаторів і загальну безпеку мережі блокчейн.

Як користувачі DeFi можуть захистити себе від проблеми MEV?

Всі транзакції можуть бути врегульовані одним пакетом, якщо користувачі DApp підпишуть транзакції і відправлять їх поза ланцюжком із зазначенням пріоритетів замовлення. Така практика робить реорганізацію транзакцій неважливою, оскільки всі угоди мають однакову ціну незалежно від порядку, що збільшує складність реплікації.

Однак, навіть якщо валідатори або майнери (шукачі) спробують заробити на розгадуванні підписаних повідомлень, це буде безглуздо, оскільки їм потрібно буде знати, в якому пулі AMM ці транзакції будуть розраховуватися під час позачергового виконання, що позбавить користувачів від невидимого податку.

Альтернативне рішення проблеми MEV, запропоноване Chainlink, називається сервісом справедливої послідовності (FSS) — децентралізованим сервісом замовлення транзакцій, який забезпечує справедливість і передбачуваність у часовому ранжуванні транзакцій для всіх користувачів і може допомогти зменшити MEV. Крім того, економіка смарт-контрактів може масштабуватися за допомогою такого рішення, використовуючи роллапси другого рівня, такі як Arbitrum. Якщо FSS (яка використовує децентралізовані мережі оракулів) використовується для сортування транзакцій і застосовується на тому ж рівні 2, це може мінімізувати наслідки MEV.