科普：什麼是礦工可提取價值（MEV）？

原文：https://blog.chain.link/what-is-miner-extractable-value-mev/

注：本文在原文基礎上略有刪減。

當前，區塊鏈經濟的總價值已經超過了1萬億美元，並以指數級的速度持續增長著，自年初以來，僅DeFi生態系統的價值就已經翻番。

然而，隨著智能合約的日益普及，人們也發現了一些新的漏洞，價值可能會在用戶不知情的情況下流失。其中一個例子就是礦工可提取價值（MEV）——一個區塊鏈礦工可以通過動態的對交易進行任意重新排序（包括或排除一個區塊內的交易），以犧牲用戶的利益為代價來獲取利潤。簡單地說，礦工可以確定交易在區塊鏈上的處理順序，並利用這種能力為自己謀取利益。

包括Chainlink實驗室研究人員Ari Juels和LorenzBreidenbach在內的研究者撰寫了研究論文“Flash Boys 2.0”，文中提到的MEV和事務重新排序不僅僅是一個理論概念，而是一個已經以超前交易的形式出現在去中心化交易所上了，這可能會嚴重影響用戶的體驗。

在本文中，我們將探討為什麼會出現MEV，現在有哪些MEV的例子。

1 為什麼會出現礦工可提取價值

比特幣和以太坊等區塊鍊網絡是由成為“礦工“的去中心化計算機網絡保護的不可變賬本。這些礦工負責定期將待處理的交易打包成區塊，然後由整個網絡進行驗證，並添加到全球的賬本中。雖然區塊鍊網絡確保了所有的交易都是有效的（例如，沒有雙花出現），並且新的交易塊不斷產生（防止停機），但實際上它並不能保證交易將按照提交區塊鏈的方式進行排序。

由於每個區塊只能包含有限數量的交易，礦工在選擇內存池（mempool）中哪些待處理交易時擁有完全的自主權，內存池是礦工在鏈下存儲未確認交易的位置，它們將包含在自己的區塊中。雖然為了獲得最多的利潤，礦工通常以最高的gas價格（交易費）來處理交易，但這並不是網絡的要求。因此，礦工可以利用他們任意對交易進行重新排序的能力，從用戶那裡獲得額外的利潤，從中創造出來的價值就被稱為礦工可提取價值（MEV）。

默認情況下，礦工不會根據用戶提交的時間，而是根據用戶支付的費用金額來處理交易

雖然MEV這個概念是一個最常見的術語，但今天我們看到的大多數形式的MEV都不是來自礦工本身，而是來自第三方的機器人。這些機器人通過改變支付給礦工的交易費用來操縱他們在一個區塊內的交易順序。這意味著即使礦工根據最高的gas價格來處理交易，MEV還是會產生。然而，因為礦工最終控制了一個區塊內的最終交易順序，所以MEV可以被看作是礦工可以提取價值的上限。

MEV是以犧牲普通用戶為代價的，通常所有用戶在交易完成後才會意識到這一點。這可能包括網絡交易費用的增加和交易的額外滑點，這兩者都直接從用戶那裡獲取價值。

2 交易所套利和gas價格競標戰

目前最常見的MEV形式是在兩個或多個去中心化交易所（DEX）之間進行套利的第三方機器人。當加密貨幣資產在一家交易所的價格與另一家交易所的價格出現偏離時，就會產生套利機會，這通常是由其中一家交易所的大規模交易造成的。套利機器人通過在一家交易所以較低的價格購買資產，在另一家交易所以較高的價格出售資產，在賺取利潤的同時，使兩個交易所的價格回到相同水平。此外，鏈上的去中心化交易所和鏈下的中心化交易所之間也會出現很多的套利機會。

隨著DeFi項目的增加和中心化交易所內部流動性的增加，這些套利機會的發生和盈利能力增加，導致套利機器人之間的競爭日益激烈。這些機器人通過參與競標戰來競爭套利機會，這導致它們不斷提高願意支付給礦工的交易費用，從而試圖讓他們的交易先得到處理。他們之所以會有這樣的行為，是因為他們知道礦工作為理性的經濟行為者，會受到激勵從而根據最高的gas價格來處理交易。儘管這種形式的MEV確保了各交易所的市場價格一致，但它有一個不利的副作用。

這其中的結果就是，區塊鍊網絡的帶寬被競爭日益激烈的套利交易所消耗，這提高了網絡上其他人的交易費用。套利機器人支付的交易費用，通常佔套利最終利潤的很大一部分，這部分價值最終直接流向了礦工。這意味著，礦工即使沒有自己抓住套利機會，也能從這種形式的MEV中獲益，因為他們的交易費收入會越來越多。

3 交易所提前交易（frontrunning）和“無形費用”

另一種可能被認為對用戶體驗更直接有害的MEV形式是為用戶在去中心化交易所進行提前交易的機器人。因為來自用戶的所有交易都必須經過內存池，所以這些先行運行的機器人可以監視進入內存池的大型交易，並利用這種“先知“的能力為自己謀利。

例如，如果機器人發現了一筆大額交易，一個提前交易的機器人可以復制用戶的交易，並支付更高的交易費用，從而首先處理他們的交易。這將移動被交易資產的市場價格，導致用戶的交易產生更大的滑點（交易的預期價格和實際價格之間的差額）。在用戶的交易被處理後，被交易資產的市場價格進一步向提前交易者有利的方向轉變，這使得他們可以通過出售資產來獲利。

因此，用戶的交易是以次優的匯率執行的，這增加了用戶使用去中心化交易所的“無形費用”，在這種形式下，用戶收到的代幣要比最初預期的要少。與交易所套利類似，進行提前交易的機器人為了獲得這些機會，通過參與交易費競標戰來讓他們的交易首先被處理，從而增加了在區塊鍊網絡上創建任何交易的成本。

交易所套利和提前交易只是MEV如何產生並可能對用戶產生負面影響的兩個例子。然而，它們並不是MEV可能存在的唯一情況。如果礦工開始抓住更多的MEV機會，他們就可能會使用更高級的交易重新排序策略，進一步從用戶那裡榨取價值。套利機器人和提前交易機器人只能通過支付更高的交易費用來重新安排他們的交易，而礦工可以免費重新安排他們挖出的交易區塊。這進一步為MEV帶來了更多機會，在最壞的情況下，可能會導致阻塞重組和共識的不穩定。