加密和DeFi领域的可提取价值与操纵市场行为

国际清算银行（BIS）针对加密监管主题发表了 《Miners As Intermediaries: Extractable Value And Market Manipulation In Crypto And DeFi》中国人民大学金融科技研究所（微信ID：ruc_fintech）对报告核心内容进行了编译。本文介绍了矿工可提取价值（Miner Extractable Value，也称MEV）的现象以及MEV产生的原因，阐明了MEV对加密货币、去中心化金融和其他基于区块链应用的影响，引出监管意义。

去中心化金融（DeFi）和加密货币并非是可信的，它们依赖于中间方，这些中间人，需要收到激励才会维护交易账本。然而，每一个更新区块链的验证者或 "矿工 "都可以决定哪些交易被执行以及何时执行，这会对市场价格产生影响，为前期运行和其他形式的市场操纵提供了条件。从计算机科学和加密货币领域的角度，无许可区块链（通常指公链）技术存在的缺陷是众所周知的。对于这个问题，也有一个术语——称为矿工可提取价值（Miner Extractable Value，也称MEV）具体指的是矿工通过选择包括哪些交易和顺序的能力而获得的利润。也就是说，矿工有着选择交易收入区块(Tx Inclusion)，和决定交易先后顺序(Tx Ordering)的权力。MEV指的就是矿工透过掌握这两个权力所能提取的总价值。本文解释了MEV及其产生的原因，阐明了对加密货币、去中心化金融和其他基于区块链应用的影响，引出监管意义。

什么是矿工可提取价值（MEV）？

在传统金融市场中，用户的交易是由可信且受到监管的中介，按照其接收交易的顺序进行排序。在区块链上，更新区块是靠竞争得来的，也是随机的。例如，在基于像比特币这样的工作量证明的加密货币领域，所有矿工利用计算能力，快速地解决一个谜题，但是最终只会有一个矿工可以得到增加下一个区块的权力，某个特定矿工增加下一个区块的概率，约等于该矿工在总计算能力中的份额。由于存在很多不同矿工的竞争，没有单个矿工可以持续具备审查某个特定的交易，因此，该过程可以被认为是去中心化 和公平的，如果某笔交易支付的费用足够高，如果一个交易支付的费用足够高，其他矿工最终会将其纳入区块。类似的论点也适用于基于权益证明（PoS）的网络，而以太坊的最终目标就是要过渡到权益证明（PoS）的网络。

不过，当矿工能够添加一个新区块时，就可以自由地以他们想要的任何方式组装该区块，这样其实矿工就可以从其他用户那里提取价值。除了收取合法的交易手续费（例如以太坊的Gas手续费），矿工还可以从所有待处理的交易（待上链交易池、内存池）中进行区块组装，这样就可以最大化矿工可提取价值，本质其实是通过操纵市场价格来获得的利润。由于区块链账本是可以公开阅读的，就算是无从得知矿工的具体身份，但这些形式的市场操纵是肉眼可见的。图1展示了一个矿工进行三明治套利交易(sandwich trading)的假设，交易对象是美元稳定币（USDC）和以太坊（ETH）。不同的用户在Mempool中发起了买入和卖出交易，矿工可以选择把哪些订单打包在某个区块中。理论上，矿工应该只根据费用来选择和订购交易（下图左侧显示）。但是，由于每笔以太坊交易的执行都需要计算能力和资源，因此要向矿工支付执行交易手续费，费用以ETH的小单位（gigawei或 "gwei"，每个等于0.000000001 ETH）支付。

图1

矿工本应该根据提示，对交易进行排序，建立下一个区块：

应该优先考虑较高手续费的交易（Tx），因此，进入新区块的第一笔交易应该是Tx 1，该笔交易涉及卖出0.4个ETH，包括20个Gwei的小费（除了基本手续费之外）。随后，Tx 4是下一个进入区块的交易，因为它的综合费用排名第二高。

但是，矿工却能够以对自己最有利的方式对下一区块的交易进行排序，获取价值。

这时候，交易排序就不是基于费用了，而是基于矿工自己的利益攫取利润的机会。（图1的右侧）。大笔交易可以改变价格，于是，矿工通过在大额交易之前引入自己的交易，就可以在常规费用之外获得额外利润。这种利润不仅会牺牲了其他市场参与者的利益，而且矿工的交易还延迟了其他合规交易，对常规市场参与者形成了“隐形成本”。

这样一来，MEV会类似于传统金融市场中，金融中介机构的非法内幕交易(Front-running)。非法交易指的是，如果矿工发现内存池中有大量的待定交易，并可能会对市场价格产生很大影响，就可以在这笔大笔交易之前增加一笔相应的的交易，随之以牺牲其他市场参与者的利益为代价，从价格变化中获利。矿工也可以参与 "反向操作"，用户交易或影响市场的事件发生后，直接将交易写入区块。这可能需要在新的代币刚刚上市后购买，例如从多个地址的自动策略，以操纵价格。最后，矿工可以进行 "三明治交易"，即在用户之前和之后执行交易，从而获得利润，而不需要在相关资产中承担任何长期的头寸。

市场操纵从不是一个虚幻的概念

下图2左侧的数据显示，自2020年以来，仅以太坊网络上的MEV总额估计就达到了5.5-6亿美元。除了三明治攻击，MEV可以还来自清算攻击（即强制清算）、重放攻击（克隆和预先运行受害者的交易）和分散的交易所套利（右侧面板）。值得注意的是，这些数据主要统计了市场的主流数据，真实情况可能更为严重，数据显示的MEV的数量，只是矿工谋取利益的一小部分。

图2

MEV的发生极其普遍，有时每30笔交易中就有1笔是矿工为了个人牟利而参与其中。（图3左侧）。在2022年6月初，因为宏观的压力，会出现一些更大的MEV交易，因此这一比例会更高。还存在的问题是，部分矿工牟利并不是区块链系统中进行寻租的唯一模式，还存在的情况是，新的公链会承诺给开发者和风险投资大量的代币分配，因此，进行内部寻租极为容易。

图3

MEV对区块链金融的影响

世界各地的监管机构，需要明确矿工的价值提取（MEV）是否构成非法活动。在大多数司法管辖区，市场的内幕操作通常被视为非法。在传统金融市场中，受监管的金融中介必须按照规定的执行规则，以客户的最大利益为基准，处理交易。相较之下，在基于区块链的系统中，没有明确的规定，要求矿工按照义务和合规的顺序进行操作。尽管地址的相对透明，但是在区块链匿名系统中，追踪恶意分子的真实身份并不容易。

关于目前对内幕交易的监管，是否适用于MEV，以下是几个开放性问题：

目前对于内幕交易的监管，可以适用于MEV

在大多数司法管辖区，法律界限是模糊的。需要通过法律的清晰度，研究评估以太坊协议和其他DeFi生态系统所允许的单方谋利活动，是否应该被禁止。传统金融市场相比，参与区块链生态系统的人基本上都接受了协议和代码定下的原则。因此，尚不清楚如果有人利用这些规则为自己谋利，参与者是否会反对。

另一方面，也有人认为，像禁止内幕交易这样的市场法规，无论潜在非法行为是否按照区块链的规则下得到授权，都应该有禁止内幕交易的规定。值得注意的是，涉及到内存池mempool时，矿工并没有信息优势。矿工提取价值的能力来自于对区块的控制，可以控制区块的添加，这是否可能构成非法内幕交易，还有待确定。尽管开发者和矿工可能会用去中心化的表态，以保护自己不承担法律责任，但也有专家认为，监管机构应该对区块链进行监管。

即便如此，由于矿工的身份不明，在具体执行监管措施时候，可能会比较被动。

除了这些关于非法性的考虑，MEV也给行业本身带来了一个典型的问题 ，因为MEV与去中心化的理念相抵触。新的去中心化金融应用，试图在公链上建立金融服务。然而，MEV可以直接限制这些应用的实用性， 需要大量投资的大型机器来筛选所有 MEV 可能性。利用 MEV 的“机器人”现在活跃在不同的去中心化交易所。这强化了固定的采矿成本，本质是中心化的。用户的额外费用和不可预测性意味着 DeFi 市场中存在另一种形式的内部寻租。

展望未来，MEV现象出现的频率可能会持续上升。在市场的一般均衡中，为了生存，矿工也许不得不通过MEV来生存。从事MEV的矿工平均来说会赚取更多的利润，然后这些利润可以用来购买更高算力的设备，并且排挤计算能力不足的矿工，这样就形成一种不当的新型恶性竞争，这种竞争是基于区块链本身所具备的竞争性、去中心化以及赋予矿工天生的权力所产生的的。

有专家认为，MEV对以太坊账本的完整性构成了严重风险，这些问题还是比较严重的，尽管区块链的去中心化治理是有效的，但它的去中心化给用户和效率形成了巨大的成本，还存在例如区块链缺乏可扩展性的问题。不过，MEV与存在的问题，通过被许可分布式账本技术，可以得到解决。因为该技术是基于身份公开的的可信网络，任何参与者的身份都是已知的，如果有不法行为，所以可以根据监管法规追究其责任。