利用MEV套利月赚千万？万字长文详解最大可提取价值 (MEV) 的未来

对几个问题的公开探索

在过去的一年里，最大可提取价值（MEV；以前称为矿工可提取价值）的现象占据了公众的意识，一方面原因是提取MEV需要明显的高水平技术，另一方面原因是成功提取MEV的利润丰厚。然而，尽管MEV在区块链生态系统中发挥着越来越重要的作用，但对MEV的讨论往往是混乱和不精确的。由于提取的MEV总额可能达到数十亿美元（通过MEV-Explore，仅以太坊主网上的跟踪MEV就有6亿），因此MEV的大部分对话都集中在MEV提取者的利润上，这并不奇怪；然而，MEV的范围、演变和管理是影响深远的话题，从长远来看对区块链安全有潜在的影响。

在这篇文章中，我们将致力于澄清围绕MEV的一些重要议题。我们将首先提出并说明MEV的精确定义。随后，我们将讨论MEV在过去一年中是如何发展的，并向前推断，以了解MEV和更广泛的加密经济在未来几年的持续增长所带来的关键问题和担忧。我们将特别密切关注激励MEV生态系统中不同行为者的激励结构（包括现有的和新的）。最后，我们以对未来研究方向的简要调查作为结束。

区块生产者、搜索者、协议和用户在MEV的创造和提取中的角色相互交错，以不同的动态方式相互影响，常常使MEV的讨论变得有些混乱。通过这篇文章，我们将试图从不同的系统或建议的解决方案如何使系统中的不同参与者受益和受损的角度来分析MEV。我们将看到，这是一个清晰有效的框架，通过它我们可以开始推导出不同加密经济系统中MEV的长期最终状态。

什么是MEV？

MEV被Ethereum.org精确定义为 “通过包括、排除和改变区块中的交易顺序，可以从区块生产中提取超过标准区块奖励和gas费用的最大价值”。乍一看，这似乎与常见的MEV概念相当不同，MEV在流行的词典中几乎与“运行交易机器人”互换使用。然而，如果我们仔细研究MEV的几个常见例子，我们会很容易理解它们是如何与正式定义联系起来的。

回顾一下，MEV最早是由Daian等人（2019）定义的，《Flash Boys 2.0：Frontrunning, Transaction Reordering, and Consensus Instability in Decentralized Exchanges》首先研究了 “区块链系统中广泛和不断增加的套利机器人的部署”，然后推断出一个更普遍的现象，即通过区块内和区块间的交易优先排序来提取价值。除了套利之外，许多用户有亲身经历的另一个典型的MEV的例子是三明治攻击现象。

在套利和三明治攻击之外，还存在许多其他形式的MEV，特别是所谓的 “异类 “或 “长尾 “MEV。例如，在Paradigm的Dan Robinson发表的一篇非常受欢迎的帖子《Ethereum是一片黑暗的森林》中，生动地说明了广义的前驱现象，Qin等人（2021年）在《量化区块链可提取的价值》中更全面地研究了这种现象。森林有多黑？在这篇文章中，我们不会试图全面收录每一种形式的MEV；建议好奇的读者参考Flashbots Research Vault。

通过分析套利和三明治攻击，我们可以看到，两者都是从区块生产者任意重新排序交易的能力中积累价值，因此被适当地视为MEV。

套利。套利机会的特点是一连串的交易，使交易者以更多的初始资产数量结束这一系列的交易。当以原子方式进行时（即整个交易序列包含在一个单一的交易中，其中的每一部分只在整个套利成功时执行），这种利润是无风险的（扣除交易费用）。

假设两个市场的价格（包括，例如，同一AMM上的两个独立的流动性池）对同一资产有足够的差异，这样就存在一个可盈利的套利机会。这种 “不平衡 “状态必须是用户与相关市场进行交易的最终结果。假设一个用户创造了一个套利机会（例如，用一个非常大的购买或出售）；那么矿工可以在创造套利的交易之后立即插入他们的套利交易，以捕获套利。

在这种情况下，原则上，套利机会有可能在许多区块中无人认领。然而，区块生产者享有特权，能够 “回流 “创造套利的交易，这使得他们的利润性质没有风险。相反，试图利用套利机会的非区块生产者实体必须向区块生产者支付特权，以便在创造套利的交易之后立即插入他们的套利交易，或者在套利机会在他们的交易之前消失的情况下承担交易失败的风险。因此，我们看到，在这种常见的情况下，即使外部（非区块生产者）用户获取了部分套利利润，他们也从根本上依赖区块生产者重新排序交易的能力来确保无风险的利润。

三明治攻击。三明治攻击 “是指用户的交易被两个交易 “夹住 “的现象。一般来说，区块生产者有能力监测未决交易（这些交易尚未被订购和组装成一个有效的区块，它们驻留在一个被称为 “mempool”（”内存池 “的简称）的位置，因此，在某些目标交易之前插入自己的交易，这种做法被称为 “frontrunning”。当注意到一个用户即将购买某项资产时，夹心人（1）在目标交易之前立即插入同一资产的大量买入（frontrun）和（2）在目标交易之后立即插入所有购买数量的卖出（所谓 “backrun”）。由于中间执行了目标交易，卖出的价格比买入的价格要好，从而使夹层交易者获得了利润。

我们立即看到，三明治攻击的理想执行是依赖于交易订购权限的。如果没有按要求订购交易的能力，其他交易可能发生在三明治攻击的两半之间，有可能导致夹层者的损失。与套利机会类似，许多三明治攻击是由非区块生产实体进行的；然而，这些实体仍然依赖于区块生产者的特殊特权，并通过向区块生产者支付费用来竞争获取这些特权的价值。

在这两个例子中，很明显，最大的价值提取是如何依赖于重新排序交易的能力，这是给予区块生产者的特权。

偶尔会有人声称，这种MEV的定义 “过于宽泛”，这种批评更适用于套利的例子，而不是夹层攻击；然而，即使在套利的情况下，对交易进行排序的能力显然存在非零价值，即套利交易被直接放在创造套利机会的交易之后。因此，我们也许可以区分 “MEV机会 “的两个备选定义：

严格的定义。一个MEV机会的特点是大部分或全部的价值都是通过交易订购权限获得的。

允许性定义。一个MEV机会的特点是，至少有一小部分价值是通过交易订购特权获取的。

然而，在这两种情况下，至少有一些价值（即使是相对较小的价值）是通过交易排序权限获得的。未能区分MEV、严格定义的MEV机会和允许定义的MEV机会，很可能是造成关于什么是 “或不是 “MEV的一些混乱的原因。

偶尔也会有人提出一个更为严格的MEV标准，即提取的价值必须接近于无风险，在实现利润之前将风险降到最低。这个定义不包括所谓的 “概率性MEV”，即MEV机会的价值不是完全可以计算的，而是从某种分布中随机抽取的。尽管读者可以自由地定义MEV，但我们认为过于严格的MEV定义并没有实际意义。最终，关于MEV的风险和收益的考虑不仅适用于从复杂的交易重新排序计划中获得的无风险利润，在这种情况下，如果没有重新排序的权限，大部分的价值是无法获得的，相应地，更广泛、更包容的MEV的定义才被证明是最有实际效用的。只要用户对其交易在特定区块甚至一系列连续区块中的确切位置并非完全不敏感，他们愿意付费以减少其交易相对位置的不确定性，就代表了具有加密经济意义的MEV的存在。

MEV提取的受益者

如上所述，尽管MEV本质上与区块生产权限有关，以及相应地与任意重新排序交易的能力有关，但围绕MEV提取已经发展出一个复杂的经济，因此区块生产者并不是MEV提取的唯一受益者。由于识别MEV提取机会并采取行动的复杂性，目前绝大多数MEV是由外部 “搜索者 “提取的，他们将交易提交给区块生产者以纳入未来的区块。在某些（也许是很多）情况下，区块生产者本身可能就是搜索者。如果他们不是，搜索者通常会向区块生产者付款，以使他们的交易被置于区块内所需的位置（通常在顶部），付款通常通过优先gas拍卖（PGA）或密封信封式拍卖（例如，通过Flashbots）确定。

除了区块生产者和搜索者之外，更广泛的生态系统可能会因为MEV的提取而获得一般利益或遭受各种成本。例如，特别是在实施EIP-1559之前，PGAs会经常将以太坊主网上的gas价格竞价到极高的水平，由于昂贵和不可预测的交易成本，大大降低了网络对普通用户的可用性。然而，与此同时，AMM池之间的有效套利确保了各市场资产价格的一致性和价格发现的传播。此外，一些协议依靠套利者来 “正确 “运作，例如Balancer，其中外部套利是重新平衡用户的固定权重资产组合的机制，或者Primitive，其中外部套利使用户的期权头寸向正确的回报发展。因此，设计一个适当的MEV提取机制，激励正和行为，并将奖励计入正确的行为者，对任何给定的区块链的长期健康具有深远的意义。

区块生产者和搜索者

由于MEV生态系统中有大量的行为者，最简单的做法是开始分析区块生产者的利益，因为他们在区块链功能中发挥着重要作用。早期的区块链，如比特币和以太坊，依靠工作证明作为一种共识机制，其中矿工是区块生产者。然而，随着区块链架构的发展，我们看到了权益证明区块链的发展，其中验证者，通过他们所持有的代币被激励为良好的行为，起到区块生产者的作用。(以太坊主网本身预计将在2022年过渡到股权证明，这一事件被称为 “合并”）。股权证明区块链的日益普及是促使我们从 “矿工可提取价值 “改为 “最大可提取价值 “的原因；同样，普遍考虑区块生产者而不是仅仅考虑矿工将扩大我们分析的适用性。正如我们将看到的，研究区块生产者的观点也将使我们了解驱动搜索者的动力，这是因为将两种角色整合在一起有很大的优势。

区块生产者主要在两个方面受益。首先，区块生产者可以通过运行软件，在他们提出区块时搜索提取机会，自己提取MEV。其次，他们可以向搜索者出售交易重新排序的权利。在第一种情况下，他们获取所有提取的价值；值得注意的是，在第二种情况下，随着竞争的搜索者提交更高的出价，他们目前获取的提取价值的比例越来越高（即竞争的搜索者愿意接受越来越低的提取价值份额来获取任何价值的权利）。

这里有许多迷人的动力在起作用：

越来越多的网络主导地位。实施不同MEV搜索策略的独立区块生产商有强烈的动机进行合并，形成越来越大的实体。通过合并他们的MEV策略和投资搜索器研发的更大能力，合并允许双方提取比他们自己能够提取的更多价值（即MEV提取受制于规模经济）。特别是，资本不足的小型区块生产商，如果不能制定有竞争力的MEV战略，就有可能被较大的综合搜索者-区块生产商集团收购，威胁到整个区块链的去中心化。尽管Flashbots拍卖等拍卖机制通过允许小型验证者获取MEV收入的大部分份额来缓解这一风险，但不断增加的MEV复杂性可能会导致综合搜索器-区块生产商的不同表现（下文讨论），这将在一段时间内通过区块生产商的合并和收购加剧中心化的风险。

此外，在其他条件不变的情况下，能够更有效地提取MEV的区块生产商将获得网络中越来越多的主导份额。在一个没有MEV的世界里，固定的区块生产者具有恒定的hashrate或stakes，奖励大约是按比例分配的，不同区块生产者的相对权力随着时间的推移保持不变。因此，如果一些区块生产者通过卓越的MEV提取得到了比其他区块生产者更高的有效补偿，他们将渐进地主导网络。

来自MEV提取的奖励本身可以用来获得更大的网络部分；此外，在质押证明区块链中，他们可以通过向用户提供流动性的质押衍生品，诱使用户将代币委托给他们的赌注，这些衍生品可以获取委托质押产生的MEV利润的一部分，例如最近发布的Eden Network的yyAVAX。请注意，MEV的提取本身会随着网络的主导地位而超线性扩展，其中直接的线性部分来自于重新排序交易的能力，直接与hashrate或权益份额成比例，另外的部分来自于在多个连续区块中重新排序交易产生的新MEV机会。也就是说，这些赢家通吃的动态可能需要一些时间才能发挥出来，以太坊在禁止包含DEX交易前台的捆绑交易的情况下，仍然保持了以太坊总hashrate的高比例（目前是30%）就是证明。

总而言之，这些构成了通常讨论的MEV的中心化风险。随着中心化程度的提高，区块链会暴露在51%的攻击或恶意重组等不利行为面前。然而，值得注意的是，随着任何一个区块生产者的网络主导地位的提高，他们越来越有动力去保护整个网络的价值，这也许可以减轻对链的真正破坏性攻击的风险。

搜索者与区块生产者的整合。如果区块生产者在提取MEV方面没有近乎最大的能力，那么他们就会受到很大的激励，把重新排序交易的权利卖给搜索者，因此MEV-Geth越来越受欢迎，它支持一种被称为Flashbots拍卖的交易捆绑的封闭式竞价拍卖系统。

可以想象，一个竞争性的MEV提取市场将导致这样一种情况：绝大多数区块生产商的最大利润将来自于在这个市场上出售他们的重新排序权，而不是自己提取MEV。因此，一些人假设Flashbots或类似Flashbots的机制将在未来几年内占主导地位，因为搜索者之间的竞争渐进地将搜索者的利润率降低到非常低的水平，相应地允许区块生产商以接近零的边际投资获取绝大多数的MEV。

然而，正如Doug Colkitt所指出的，这只适用于所有参与者对特定交易重新排序的价值达成一致时。目前，绝大多数的MEV机会都是这种情况；例如，原子套利的价值是可以直接计算的。然而，随着区块链交易的复杂性增加，我们很自然地期望搜索者在对任何给定交易集的可提取的总MEV进行估值的能力方面变得越来越不同。在这种情况下，成为一个综合的搜索者-验证者，而不是单独的搜索者，会变得非常有利，因为如果其他搜索者得出的重新排序机会的估值比你高，他们会相应出价，你将能够提取零价值。相反，如果你是一个综合的搜索者-验证者（或者你与一个区块生产商建立了独家的私人关系，等等），你将能够根据你的私人信息采取行动，并获取相关价值。

实质上，上述情况类似于经典拍卖理论中的 “赢家的诅咒”，即参与者收到关于被竞标物品价值的私人信息。如上所述，私人信息，即对任何给定的交易重新排序机会的不同估值，可能会随着区块链交易的日益复杂而产生，其中复杂的搜索者将比天真的搜索者拥有巨大的优势。然而，除了任何特定区块链内交易的复杂性之外，不同的估值也可能是统计性MEV的结果，即搜索者在时间和/或空间上概率性地分散风险（例如在多个区块链上执行交易），而不是纯粹关注原子性的、有保证的盈利机会。最后，低费区块链如Solana或Cosmos生态系统中的appchains的日益普及，有效地使高复杂度、低利润的MEV机会越来越可行，而高交易费的区块链如Ethereum mainnet为MEV机会的利润率设定了较高的底线，因此为其复杂性设定了较低的上限（在MEV机会空间中的复杂性与利润权衡的合理假设下）。这一假设的经验证据是由Jump Capital在Solana验证者中的主导地位提供的；他们约占Solana总赌注的20%，而且很可能他们正在利用其高水平的人力资本来提取绝大多数可用的MEV。

普遍的安全利益。虽然区块生产者获取MEV的能力可能会导致长期的中心化风险，如上所述，主导生产者对网络发动攻击的能力越来越强，但MEV的存在激励了新的网络进入者，这直接抵消了来自高能力搜索者-验证者的中心化风险。此外，区块生产者的金融价值的累积本身就增加了整个网络的安全性，以抵御外部攻击者，他们必须部署更多的资本来支配网络的大部分哈希值或权益。

因此，MEV对特定链的安全既有正面影响，也有负面影响。区块生产者普遍获得的MEV增加了网络安全，而特定区块生产者获得的MEV则降低了网络安全。

从根本上说，随着交易复杂性和搜索者能力的增加，区块生产者提取MEV的能力差异将加剧，这是非常合理的。因此，我们可以想象这样一个世界：最有能力的搜索者与区块生产者整合在一起，并最终构成了网络hashrate或权益的很大一部分，而几乎所有其他搜索者（与顶端的人相比，他们的私人信息相对较少）通过类似Flashbots的拍卖机制获取越来越多的MEV。虽然这可能是一个可以接受的权衡，以增加网络的整体安全性，但已经提出了一些进一步的策略来减轻中心化的风险，我们将在下一节讨论。

普通区块链用户

除了区块生产者和搜索者之外，普通用户也可以从高效的MEV提取中获得好处（除了之前讨论的一般化安全好处之外）：

跨市场价格稳定。流动性池之间的套利确保资产价格不会在不同的DEX和区块链之间出现巨大的分歧，它允许用户自由交易，而不需要事先在几十个市场上检查价格。

有条件的交易。一些系统依靠在满足特定条件时及时执行某些交易。例如，借贷平台依靠用户清算已低于其最低抵押率的头寸。可以想象，协议也可能希望某些效用函数在固定的时间间隔后运行。在这两种情况下，搜索者之间存在着贿赂区块生产者的竞争，从而使区块以一种方式被重组，使搜索者成为第一个捕获与所需交易相关的奖励的用户。因此，这些机会，尽管被一些人认为只是 “链上机器人”，但最终在某种程度上确实符合MEV的要求。

当然，用户也可能因 MEV 的扩散而遭受负面影响：

交易成本高。如前所述，根据特定区块链的交易费用结构，优先权gas拍卖（本质上是公开拍卖，搜索者根据对竞争出价的观察，为同一交易反复提交连续的高价）可以推高普通用户的交易费用。这导致平凡交易的费用不可预测地飙升，大大降低了生活质量，并使资本不充足的参与者根本无法发送任何交易。

网络垃圾邮件。相反，如果交易费用异常低，也许会过度缓慢或根本不随计算的复杂性而增加，那么搜索者就会被激励用大量的低价值交易来干扰网络，以便在MEV机会出现时立即抓住它们。即使这些机会中只有一小部分对任何给定的搜索者来说是实现的，交易的低价也会导致净利润。我们在实践中观察到这一点，如Polygon和Solana等多个区块链。与优先gas拍卖类似，这也降低了普通用户的生活质量，只是非搜索者不是面临高额的交易费用，而是根本无法以任何合理的概率确认他们的交易，因为他们根本被大量的网络垃圾所排挤。

榨取性的前台。最后，某些形式的MEV纯粹是对用户的价值榨取，对更广泛的加密经济的好处为零。一个简单的例子是三明治攻击的存在，这是纯粹的价值转移，从用户到捕获MEV的各方；应该很清楚的是，除了直接的MEV受益者，没有实体从三明治攻击的存在中受益。更为普遍的是，几乎所有形式的 “跑马圈地 “都是纯粹的榨取，并通过增加成本和不可预测性降低最终用户的生活质量。

因此，MEV对普通用户的净影响是大量不同因素的总和，而它的符号是正还是负，往往并不清楚。正如我们即将看到的，已经提出了不同的系统，试图将这一计算转向用户的净收益方向。

MEV管理方面的创新

随着时间的推移，区块链开发者已经认识到MEV的复杂性及其在现代加密经济系统中不可或缺的部分。相应地，他们试图重组区块链架构和激励系统，以减轻MEV的负面影响，同时保留或放大其积极影响。这些尝试主要分为两类：

将MEV平均分配给各区块生产者，以避免中心化风险，同时获得MEV提取的网络安全利益

通过减少纯粹的提取性MEV和/或将MEV利润分配给区块链生态系统，减轻MEV对普通用户的负面影响

这些策略在基础架构层和协议或应用层都有尝试。举例来说，EIP-1559的实施是一种架构上的改变，它试图减轻优先gas拍卖对普通用户的负面影响，但对改变MEV利润在区块提议者之间的分配没有什么作用。相比之下，Flashbots式的交易订购特权拍卖允许区块生产者利用竞争性搜索者市场，对其MEV提取效率产生有效的底线，因此缩小了最差和最好的区块生产者在MEV提取方面的差距，但对防止提取性MEV没有任何作用。在下文中，我们将触及一些较新的系统或拟议的变化，以及它们的相对优势和劣势。

公平排序

直观地说，消除交易前置的最简单方法是对交易处理施加先入先出规则。如果一个单一的中心方拥有对所有交易进行排序的权利，这就很容易实现；在这种情况下，有一个定义明确的到达顺序，只要中心方可以被信任，抢跑实际上是不可能的。例如，目前Arbitrum One就是这种情况，它是以太坊主网之上的一个optimistic rollup，它有一个由Offchain Labs运行的单一许可的全节点，拥有全部交易排序的权限。(请注意，排序器的使用是Arbitrum rollup技术的一个可选部分，它允许对交易进行近乎即时的确认）。然而，将交易排序集中到一个排序者，自然会使所有用户面临来自该排序者的恶意活动的风险，因此，最终转变为一个去中心化的模式是可取的。

然而，在一个去中心化的环境中，成千上万的节点可能在不同的时间收到交易，实现一个精确的公平到达顺序的概念并不容易。Kelkar等人（2020）在这个方向上取得了一些进展，《拜占庭共识的秩序公平》，提出了 “公平秩序 “的正式定义，以及一系列协议，称为Aequitas，提供了公平秩序的各种保证。在一个非常高的水平上，这些协议试图确保如果许多节点在收到交易B之前收到交易A，那么产生的排序应该把交易A放在交易B之前。Arbitrrum One计划最终在Chainlink预言机的去中心化网络的帮助下实现这样一个公平的排序协议。

我们有理由相信，在未来几年里，我们将看到公平排序算法的进一步发展，而Arbitrum One等区块链对这些共识协议的实际使用将大大减少某些场所中提取交易前置的严重性。然而，值得注意的是，对先进先出模式的依赖并非没有缺点：

延迟优势。与节点相比，拥有最低延迟的行为者将能够提取更多的MEV。这有利于高度资本化的实体，它们能够将资源投入到靠近节点的地方并建立快速的网络连接。一般来说，网络延迟的差异将系统性地不利于世界上连接性较低的地区，而这些地区也正是最可能过度缺乏经济资源的地区。

网络垃圾。为了增加他们的交易尽快通过网络广播的概率，用户，特别是MEV搜索者受到很大的激励，用相同的交易向网络发送垃圾信息，反复向许多不同的端点发送，大大增加了一个正常用户的单一交易被放弃或延迟的概率。

用户和排序者之间的中介。根据用户通常如何将交易发送给定序者（或用于公平定序的去中心化的预言机网络等），中介本身可能是一个风险来源。例如，如果用户通过RPC向基于Arbitrum的区块链发送交易，这些RPC原则上可以在将交易传递给定序者之前重新排序并提取MEV。

归根结底，”公平排序 “只是相对于一组特定的优先级而言的；最终，目前提出的实施方案可以简单地被认为是相对于其他MEV经济体的另一组权衡。

N块排序权的拍卖

与其依赖一组预先确定的实体来对交易进行排序（例如，实施公平排序的去中心化Chainlink网络），不如提议由区块生产商拍卖在N个区块的连续窗口内任意重新排序交易的能力。这种机制为MEV提取权创造了一个竞争性的市场，同时确保用户可以保证他们的交易最多只能延迟~N个区块。这一策略最著名的实施者是Optimism（以太坊主网之上的一个optimistic rollup），它将这些拍卖称为 “MEVA”（MEV拍卖），旨在利用MEVA的收入来资助公共产品的发展。

从个人受益者的角度来分析MEVA的影响是有参考价值的：

区块生产者原则上应该能够通过交易排序权的竞争性竞标过程获得大部分价值。然而，他们的短期利润可能会减少，因为区块链要求将拍卖收益的一部分转用于公共产品资金。这种减少有可能被搜索者获取更多的总MEV的能力所部分或全部缓解。

搜索者将受到MEVA引入的巨大影响；由于提取多区块MEV的难度增加，搜索者的总利润可能会增加，但这些收入的分配可能会变得非常不平衡，绝大部分将归于最熟练的搜索者。

例如，假设一个搜索者赢得拍卖，成为N个区块的排序者。搜索者将以他们的专业知识提取他们所能提取的MEV；然而，有可能该区块中还有他们没有提取的MEV。因此，他们可以把提取剩余MEV的权利卖给其他搜索者，或者扩大他们的能力，更充分地提取每一种MEV。然而，当搜索者自己都不知道区块中还有哪些MEV（因为如果他们知道，他们会自己提取）时，拍卖提取MEV的权利在逻辑上是非常复杂的。因此，MEVA的引入将加速形成少数精通提取每一种形式的MEV的单一MEV集团，这些集团在N个区块的拍卖中持续获胜。

这可以与Flashbots的密封信封式拍卖形成对比，后者允许搜索者只对选择性交易捆绑的权利进行投标。虽然原则上捆绑交易有可能包含未提取的MEV，但与多区块MEVA的设置相比，捆绑交易提交的相对针对性意味着不同类型的MEV的搜索者结合成单一实体的动力相对较小。

普通用户从惠及所有区块链用户的公共产品的资助中体验到轻微的长期收益。然而，明确引入竞争性市场来提取多区块MEV以及MEV提取的整体中心化可能会导致更高水平的短期损失。

有趣的是，由于拍卖的 “赢家诅咒”，其中参与者有不同的私人信号，如前一节所述，如果所有交易订购特权必须通过MEVA获得，复杂的MEV提取程度可能被限制在一个相对较低的水平。

与公平排序一样，似乎MEVA是另一组可供选择的权衡。区块链用户从将一些MEV收入转移到公共产品资金中受益；然而，这是以MEV提取的中心化为代价的，导致整体MEV提取水平的提高。此外，在网络安全方面，有可能会出现与提取公共物品资金的程度相称的小的权衡，尽管可能会被更高的整体MEV收入所抵消。MEVA的MEV管理模式是否比其他模式更有吸引力，还有待实践的检验。

提案人/区块建设者分离

在区块生产者中，拍卖的可选使用方式的一个自然延伸是在区块提议者和区块构建者的角色之间实施必要的分离，提议者是组装完整区块的实体，而区块构建者则是证明建设区块有效性的实体。目前，在大多数区块链中，区块提议者也是区块构建者，这从根本上使他们有能力从区块中提取MEV，即使许多人可能自愿选择通过基于拍卖的机制（如MEV-Geth）来获取MEV收入。在这个被称为 “提案人/区块建设者分离”（PBS）的方案中，区块生产者（也可以说是区块建设者或出价者）必须接受区块建设者的最高出价。建设者可以尝试自己提取MEV；或者，他们可以接受来自搜索者的较小的交易包，并将其组装成一个完整的区块。

在一个非常高的水平上，我们可以认为PBS大致类似于要求所有区块生产者运行（某种版本的）Flashbots拍卖，他们必须接受最高的出价，并且一个交易包包括整个区块的价值。从本质上讲，它是Flashbots拍卖的加强版。在这个意义上，PBS可能会进一步使MEV的提取民主化，允许小型验证者保持一定的竞争力。然而，在大量的规模经济和复杂的、概率性的MEV扩散的情况下，倾向于区块生产者中心化的动力只是被抑制而不是被消除。

在PBS的范围内，已经提出了几种不同的实现方式，正如Flashbots最近的一篇文章《为什么建立最有利可图的区块很重要》中所描述的那样。概括地说，这些实施方案采取了不同的方法来解决区块构建者的隐私问题，这是成功实施PBS的一个关键障碍。从本质上讲，如果被选中的区块生产者能够观察到区块建设者提交的内容，并根据这些信息提交自己的区块，他们可以简单地复制出价最高者的区块内容，但出价却很高，在这个过程中获取所有的MEV，最终抑制了建设有利可图的区块的积极性。解决方案主要分为三类：

交易模糊化。加密技术可用于向区块生产者混淆拟议区块的内容。例如，交易和捆绑包可以由块构建器在英特尔 SGX 等安全区域内编译。理论上，因为安全enclave的使用也可以通过密码验证，这将阻止区块生产者观察交易。（但是，众所周知，英特尔 SGX 特别容易受到多重攻击。）

另外，可以使用更直接的加密方案来保护用户的交易隐私，如时间锁加密（解密需要经过时间）或阈值加密（解密需要某些阈值比例的区块生产者的私钥）。遗憾的是，前者导致了较差的可组合性和用户体验，而后者则容易受到多个区块生产者的串通。

对提议的区块进行预先承诺。在区块生产者愿意发布完整的区块内容之前，可以让区块生产者预先承诺一定的区块头（每个区块头对应一个区块生产者的提议），而不是加密屏障。如果区块生产者证明的区块头不在他们之前承诺的区块头之内，那么他们就会受到削减规则的限制。因此，区块生产者不能观察已建成的区块，然后用这些信息重新提交投标。Vitalik在《提案人/区块构建者分离友好的费用市场设计》中进一步详细描述了这个提议。

尽管这个解决方案在其无许可的性质上很优雅，但它需要仔细考虑其设计属性，以有效地防范攻击载体。例如，恶意的区块建设者可以提交带有高额费用的区块生产者包，他们在承诺后拒绝公布，如果区块生产者对他们将承诺的区块数量有任何上限，就有可能挤掉合法的区块提案。削价机制也需要仔细计算潜在的失败模式；如果设计不当，可以想象攻击载体可能仍然对区块生产者开放，无论是单独还是串通。

许可的中继。如果人们愿意接受将受托方引入系统–这可能是向完全去中心化的PBS过渡的中间步骤——那么实施就会变得更加简单。就像Flashbots拍卖目前需要向受信任的中继提交捆绑物，而受信任的中继被认为不会窃取用户的捆绑物一样，在区块构建者和区块生产者之间引入受信任的中继确保区块构建者的提议不会被泄露给区块生产者。在这种情况下，PBS的一个具体实现是Flashbots研究小组的MEV-Boost。

除了特定的PBS系统的技术细节，有一个意外的好处特别值得一提。在底层执行PBS意味着区块生产者可以可信地声称在纳入用户的交易方面完全中立，特别是如果他们不参与MEV提取的公开市场。监管机构有可能将某些形式的MEV归类为非法，就像传统金融业中经纪商在客户订单前操作被认为是可能违反信托责任一样。虽然这种担忧在很大程度上仍然是理论上的，但值得注意的是，最大的以太坊矿池之一Ethermine在半年前为了 “合规 “而停止接受DEX前沿交易的捆绑。如果这种担忧继续保持下去，PBS可能会允许中心化交易所继续以有竞争力的价格提供盯盘服务，因为他们仍然会从所有形式的MEV中获得收入，而不会像以前那样面临潜在的执法行动。

协议层面减少MEV机会

某些MEV机会可以理解为用户行为或协议设计中的缺陷，这些缺陷允许在正常的用户-协议互动中产生纯粹的提取性MEV。随着新协议的出现，这些MEV机会可能会随着时间的推移而消失，因为新协议的出现会阻止它们的产生。

例如，流动性池的不平衡通常是由用户在单个池内进行大量原子互换造成的。原则上，用户可以将他们的交易分散到多个DEX中，以减少整体价格的影响，并以较低的成本执行他们的交易；然而，手动操作是缓慢和麻烦的。因此，像1inch、ParaSwap和Rango这样的DEX聚合器已经变得越来越流行，它们可以确定交易路由的最佳路径，为用户提供跨越许多不同DEX（在Rango的情况下，也是跨越多个链）的卓越交易执行。最终，随着越来越多的交易量转移到这些聚合器，可用的套利机会空间将相应减少。(虽然如此，但值得注意的是，通过聚合器的大订单的单个路由交易仍然可以被夹住，聚合和非聚合的DEX之间的套利仍然是可能的）。

同样，在Uniswap V3上引入的中心化流动性导致了 “及时（JIT）流动性 “的现象，搜索者在用户交易前立即插入非常狭窄的深度流动性，并在交易后立即撤回流动性，因此获得了大部分的相关交易费用。虽然这导致已执行订单的价格滑落较低，但它极大地抑制了私人流动性的提供，在最病态的情况下，可能会进入一个平衡状态，即所有流动性都是JIT，没有任何被动流动性迫使交易者向JIT流动性提供者请求报价。这种情况可以通过引入协议层面的机制来防止，使JIT流动性基本不可能实现，例如CrocSwap提出的 “生存时间 “要求，该要求对用户铸造和随后赎回流动性头寸的速度施加了下限。

其他协议已经成功地减少了用户对MEV的敏感性，其一般概念是将以前的 “开放 “过程，提高 “隐私 “水平，使外部行为者不能再干预以提取MEV。例如，CowSwap在用户提交的订单之间执行定期批次的链外限价订单匹配。由于订单是直接匹配的，这些交易不可能被夹攻，因为执行价格与流动性池余额等外部因素没有互动。通过将互换互动的范围限制在买方和卖方之间的直接互动，交易受到了保护，不受典型形式的前线攻击。

KeeperDAO系统证明了范围限制的另一个有趣的应用，它试图在特定的搜索者（称为Keepers）和产生MEV机会的平台之间建立许可渠道，例如DEX，在那里用户的不平衡掉期创造了套利机会。例如，保持者的地址可以被列入白名单，以允许他们以较低的费用进行交换；人们可以反过来为其他类型的协议建立类似的系统。守护者将能够在非守护者搜索者之前利用MEV的机会获利，而且由于他们没有参与到非守护者搜索者的拍卖中，他们也将能够获得更多的MEV，而不是一定要被赶到极低的利润率。作为进入这个提取MEV的 “围墙花园 “的回报，Keeper放弃了他们的部分利润，与KeeperDAO和MEV生成协议共享。

除了KeeperDAO，其他协议也提出了类似的MEV分享方案，比如bloXroute的BackRunMe，它可以保护用户不被抢先，同时给特定的搜索者提供更早的回跑机会。总的来说，这些安排与传统金融中的订单流支付（PFOF）的做法有一些相似之处，有特权的搜索者受益于保护，免受更广泛的搜索者–区块生产者生态系统的 “毒流 “的影响，使他们的利润下降到接近零，就像做市商如何避免高度知情的HFT交易的毒流一样，而且在这两种情况下，用户的交易执行成本较低。这些协议创建的MEV生态系统将利润从区块生产者（否则他们能够渐进地捕获这些机会的>99%的价值）转移到加密货币经济生态系统的其他部分。以这种方式减少非特权搜索者和区块生产者的MEV收入可能会缓解基于MEV的中心化，同时适度降低网络的整体安全程度。

正如我们所看到的，用户和开发者对在协议层面建立抗MEV的区块链生态系统都有很大兴趣。一般来说，如果MEV的机会来自于 “把钱留在桌子上 “的交易，我们应该期待用户更倾向于那些能提供更大价值的协议，允许他们轻松收回这些低效率的至少一部分（否则会被捕获为MEV）。与加密经济系统的成熟相适应，MEV搜索者和区块生产者应该期望从可纠正的低效率中产生的 “轻松收入 “会随着时间的推移而减少。这可能会促使对特定领域的专业知识和硬件有大量投资的搜索者，走向越来越复杂的MEV形式。

概率性的MEV提取

目前，大部分的MEV是以一种非常 “低风险 “的方式被捕获的。例如，通过Flashbots拍卖提交的原子套利交易或三明治包是完全无风险的；要么被接受，在这种情况下它们是有利可图的，要么不被接受，在这种情况下提交者的情况不会比以前更糟。然而，随着对MEV的竞争变得越来越激烈，一方面是更多的搜索者不断涌入，挤占MEV机会的固定空间，另一方面是用户和协议不断试图消除简单的MEV机会，自己获取价值，搜索者可能会转向越来越复杂的MEV策略。

与现代传统金融中的量化策略相类似，如果MEV搜索者增加他们的仓储和管理风险的意愿，他们将能够获得更广泛的MEV机会。也就是说，搜索者将从能够通过交易重新排序来提取价值中获利，这些交易不一定有利可图，但如果相关的风险得到适当的管理和分散，就能在预期中获利。

虽然看起来很抽象，但风险仓储的一种简单形式是流动性狙击，即搜索者在流动性池建立后立即竞争购买一种资产。通常情况下，流动性狙击手购买的代币不会立即在同一区块中卸载，而是在几分钟到几小时内出售。我们提出以下意见：

尽管表面上与 “简单的机器人 “相似，我们认为流动性狙击仍然属于MEV的范畴。简单的证据是，搜索者通常愿意向区块生产商支付更多的钱，以便在增加流动性后尽快包含他们的买单。对区块内转运订单的偏好表达清楚地表明了MEV的存在。

流动性狙击手的利润是不保证的。根据预先存在的代币分配，价格很可能在他们的进入价格下下降。然而，在有利的市场条件下，大多数新项目很可能在增加流动性后看到价格急剧上升。因此，搜索者正在承担库存风险，即使他们的交易具有正的预期价值。

回顾一下，做市商角色的特点是接受库存风险以换取买卖价差的利润。在低延迟、高TPS的区块链中，支持中央限价订单簿上的传统做市策略，我们可能会看到做市商和区块生产商的角色合并，因为交易订购特权将允许他们对其做市策略的库存风险应用复杂的管理策略。(这可能是Jump Capital对Solana生态系统进行大量投资的多个动机之一，他们在那里提供了大约20%的所有抵押SOL代币）。

以类似的方式，我们可能期望MEV搜索者也开始在时间维度上分散风险，与现代HFT公司每天执行数十万笔交易的方式基本相同。这些交易并不都是有利可图的，但由于这些交易数量众多，大数法则确保它们在数小时或数天的时间范围内持续有利可图。没有什么特别的理由可以解释为什么交易重新排序的特权只能导致MEV的提取机会，这些机会在几笔交易的时间尺度上或在一个区块内获利，因此对搜索者来说实际上是无风险的；因此，看到搜索者的策略纳入现代金融的复杂量化技术，允许提取较低确定性形式的MEV，特别是在具有低交易费用和快速确认时间的较新区块链上，这将是毫不奇怪的。

事实上，人们已经可以想象现有的MEV提取如何扩展到概率环境中。目前，一个三明治攻击既要正面追踪又要反面追踪其目标交易；通过排除三明治两半之间的任何其他干预交易，三明治制作者将风险降到最低（例如，在他们能够卖掉库存之前价格下降）。然而，这需要精确地安排两笔独立的交易，每笔交易都有相关的互换费用（在Uniswap的情况下是0.3%）。回顾一下，在有两个配对资产A和B的流动性池中，交易是 “对称的”，即买入A大致等同于卖出B，反之亦然。考虑下面的事件序列，有两个独立的可夹心的目标交易：

夹心人购买A

目标交易#1购买A

夹心人将A换成B

目标交易#2购买B

夹心人卖出B

在上面的例子中，夹心人只需支付三次掉期费，但如果夹心人将两个目标交易分别夹在中间，他们将不得不支付四次掉期费。因为掉期费是整个交易规模的0.3%，能够在1号和2号目标交易之间承担一些库存风险，可以带来有意义的更高利润（用其收益分布中的额外方差换取更高的预期值）。然而，夹层交易者必须注意适当地管理他们的库存风险；例如，如果目标交易#1实际上是利用A的低于市场的价格进行的套利，那么夹层交易者不太可能在相反方向的夹层中获利退出（即，夹层交易本身可能带有关于未来价格变动的信息）。根据他们的特定设置，一个概率性的MEV搜索者也可能对所有未结交易的头寸大小施加限制，以防止过度暴露于任何单一资产的特异性风险。

概率性MEV的最后一种形式出现在对不同领域的MEV的考虑中，正如Obadia等人（2021）所讨论的，团结就是力量。A Formalization of Cross-Domain Maximal Extractable Value. 对于本身不是所有相关领域的区块生产者的搜索者来说，跨领域MEV的提取（例如，跨两个不同区块链的套利）必然会涉及他们交易的相对顺序或确认状态的某种程度的不确定性。例如，人们可以想象，一个区块链上的购买确认了，而另一个区块链上的抵消销售却没有处理，让搜索者持有库存，可能会造成损失。尽管如此，那些能够有效管理这些风险的搜索者将能够在一个越来越多的跨链世界中很好地利用MEV提取。(然而，值得注意的是，跨链MEV的盈利能力可能是整个加密货币经济中心化的重要驱动力，因为多个区块链或桥梁的验证者、节点和矿工聚集在一个搜索者的保护伞下，将允许对链间和链内的MEV进行极其高效、低风险的提取）。

对于可能的概率性MEV搜索者来说，需要注意的是：由于金融市场是对立的，执行概率性MEV可能会使搜索者暴露在一个非常大的潜在攻击面，这取决于从链上数据得出基本策略的难度。可以想象，能够 “诱导 “算法进入某些不利的交易，就像经常部署 “有毒 “的流动性池，希望过于天真的流动性狙击手能够购买他们（无法出售的）代币。

结论

从上面的讨论中可以看出MEV的巨大复杂性，出于需要，它只是粗略地触及了情况的要点。然而，对MEV进行更详细的研究还有很大的空间，比如说：

对MEV提取进行更全面的、跨链的、定量的分析

对概率性MEV的理论和实证研究，以及与传统金融中的HFT相比，其相似性或差异性

应用更复杂的拍卖机制来获取和分配MEV给不同的生态系统参与者

我们热切期待这些方向的未来工作。

在这篇文章的最后，我将简短地谈一谈我个人对MEV的看法。虽然这可能接近于毫无意义的抽象或猜测，但我已经开始相信，关于MEV的 “斗争”–关于它的提取、受益者和缓解–是一个完美的、微观的说明，说明加密经济网络是如何被竞争力量内在地塑造的，这些竞争力量不断地推动卓越技术的发展。例如，考虑到交易运行的复杂性如何直接推动了不同的区块链架构和协议的发展，这些架构和协议试图通过内部化本来属于领先者的利润来为用户获取更多价值。同样，加密经济系统的一般对抗性，其无许可和开放的性质允许任何有能力的运营商从缺陷中提取价值，迫使这些系统从一开始就优先考虑安全性和稳健性。

对于有朝一日可能成为新金融系统增长基础的基础设施来说，这是一个非常理想的品质。例如，比较一下传统银行的庞大和笨重的技术，其特点是网站破损，短信验证方法过时，容易受到社会工程的影响，以及一般来说，无数的攻击载体充斥着利用，在足够大的资金损失后，才被粗略地修补。这是一个系统的最终结果，它本质上不适应全球化世界的残酷对抗性。尽管加密经济体系的成熟可能需要时间，但它们将更加持久，部分原因是唯一的幸存者是那些从其产生的第一块就成功适应了对抗性环境的人。

由于这些原因，以及更多的原因，我发现MEV的魅力是不可抗拒的。这是一场复杂性技术和智力的美丽游戏，随着参与者一次又一次地加倍努力，整个加密经济生态系统最终会因此变得更加强大。能够在未来几年内观看这场戏剧的展开，是一种莫大的荣幸。