MEVの最初の五年間：過去と未来

原文タイトル：《MEV: 最初の五年間》

著者：James Prestwich、Nomad創設者兼CTO

編訳：倩雯、ChainCatcher

前言

五年前、私は「マイナーはあなたの友達ではない」というブログ記事を書き、Ethereumの物語にMEVを導入しました。その時、私たちはそれをMEVとは呼んでいませんでした。Phil Daianと彼の共同研究者たちは、1年後に彼らの画期的な論文「Flash Boys 2.0」の中で「マイナーが抽出可能な価値」と名付けました。当時、私たちはEtherDeltaや他のメインネットDEXで先行取引を生成するためのPythonスニペットを紹介する続編を発表する予定でした。その後、私はHTLCや他のクロスチェーンツールの構築に関与し、続編は延期され、最終的には永久に保留されました。

五年後の今日、私はMEVに関するこの記事を書くために座っており、少し現実味がないと感じています。この感覚は前回と全く同じです。私たちは再び長い熊市の始まりにいて、前回の投機狂潮の崩壊に深く沈んでいます。おなじみの感覚が静かに戻ってきました。前回と同じように、私は次回は異なるだろうと確信しています。次回は私たちの過ちから学び、より良いものを築くでしょう。多分。

著者注： これはMEVの入門書ではありません。多くの人が関連するテーマについて書いており、そのほとんどは私よりも優れています。この記事は、あなたがMEVに非常に精通していることを前提としています。もしまだ不慣れであれば、いくつかのブログを先に読んでから戻ってきてください。

これはMEVに関する叙述的な歴史です。完全に中立ではなく、私自身の判断や感情が色濃く反映されています。この物語の中で、私は（せいぜい）脇役ですが、これは私のブログなので、私の視点から語ることができます。

MEV：最初の五年間

MEVはプロトコル設計の基礎です。すべての真剣な実務者はMEVを知っており、MEVに対する計画を立て、MEVについて強い意見を持っています。私たちの立場から見ると、MEVに対する理解が近年発展してきたことを忘れがちです。それは暗号通貨と同様に早くから起源を持っていますが、関連する用語、表現、ツールはまだ発展途上です。過去2年間は、私たちのMEVに対する理解を根本的に変えました。私たちは、MEVが完全に無から生まれたことを忘れがちです。

MEV以前

MEVの議論の起源は、2010年代初頭の「手数料狙撃」に関するビットコインの研究に遡ります。手数料狙撃は後にEVM状態モデルに拡張され、「Flash Boys 2.0」論文で記述された「時間泥棒型」（time bandits）攻撃として正式に認識されました。ビットコインはリリース時に最初の（意図しない）コンセンサスレイヤーMEV防御策（100ブロックのcoinbase成熟度ルール）を実施し、2014年12月にはウォレットノードを使用した取引に1ブロックの時間ロックを追加することで、最初のクライアントレイヤーMEV防御を意図的に実施しました。

手数料狙撃防御フローチャート、出典0xB10C

状態の争奪と、約束されているが明確でない状態遷移がMEVの発生を引き起こします。ビットコインには共有状態が基本的に存在せず、争奪もなく、ビットコインの状態遷移は厳格に規定されているため、MEVは通常、手数料狙撃や他のタイプの二重支払いに限られます。つまり、コンセンサスメカニズムを直接攻撃しない限り、ビットコインマイナーが抽出できるMEVは非常に少ないのです。これにより、ビットコインはMEV研究には適しておらず、私たちはビットコインやそれに類似したチェーンにあまり時間をかけません。

MEVの誕生（2018-2019年）

良好な関係と同様に、MEVには二つのことが必要です：争奪と約束。まず、公共の状態の制御権を争奪する必要があります。MEVは、人々が好み、対価を支払う意欲のある状態を必要とします。次に、約束（実行前に）も必要です。しばらくの間、MEVは人々が状態の更新を約束することを望みました（この状態は人々に好まれ、争奪されている状態です）が、その約束はまだ実行されていませんでした。人々が取引に署名し、放送する際、彼らはその状態の制御を争奪することを約束します。しかし、約束と実行の間の遅延がMEVを介入させ、事前および事後にその状態に接触させます。これはユーザーの意図を引き出し、彼らの約束を許容可能な最悪の結果に押しやることで、抽出者が価格差を収益化することを可能にします。

DEXはMEVを実施するための絶好の場所です。彼らには完璧な争奪のシナリオがあります：誰もが市場で取引を行いたがり、各取引は他の取引と競争できます。たとえば、2016年に自撮合のオーダーブックDEXであるEtherDeltaは、マイナーが取引で優先権を得ることを許可しましたが、誰もそれを利用して何かをすることはありませんでした。当時は、いくつかのチェーン上の自動マッチングCLOB（中央限価注文簿）が非常に奇妙に見えましたが、今振り返るとさらに奇妙です。手数料が高いことは知っていましたが、2018年中頃には1単位の手数料の価格は現在の1/400程度で、昨年の1/10000でした。2020年まで、私たちは手数料市場について直感的な理解を持っていませんでした。

2017年にDAI（現在のSAI）の導入はDeFiに清算をもたらしました。清算は大量だが頻繁ではないMEV（Spike MEV）を導入しました。過去数年にわたり、私たちは予言者が自分のプロトコルの清算を不正に獲得し、極端な手数料オークションを通じてSpike MEVを獲得するのを観察しました。Spike MEVはハッカー、NFTのドロップ、その他の特別なイベントによっても生じる可能性があります。小さなパッケージに分割できないため、Spike MEVはプロトコルの運用に大きな影響を与えます。プロトコル設計は、頻繁には発生しないが、重大な結果をもたらす可能性のある悪意のあるインセンティブを考慮しなければなりません。

一方、DEXは外部市場の変化に応じて変化し、その市場の動きからFlow MEVを生み出します。これは、より頻繁で小さなMEVパケットが特徴です。AMMの目的はMEVと密接に関連しており、彼らの存在は外部市場を追跡するためにあり、抽出者に価値を提供することで実現されます。これらの抽出者は、恒常的な関数を「公正な」価格に推進します。実際には、彼らはMEVを抽出する「アービトラージャー」を通じて効率を維持しています。2018年中頃の最初のAMM（最初はBancor、その後Uniswap）は、オーダーブックで流動性を提供し始めました。これにより、相応のMEVが増加し、この問題に対する大きな関心を引き起こしました。当然、2018年にはUniswapの資金プールは一桁の数であり、資産もはるかに少なかったのです。

この時点でのMEV研究はほとんど存在せず、もちろん私たちはそれをMEVとは呼んでいませんでした。私たちはそれを主に先行取引と呼び、TradFi取引所の「DEX先行取引」や「清算先行取引」を借用しました。私たちはそれが単に注文を挿入する場合にのみ適用されるものではないことを知っていました。理論的に回帰とサンドイッチ攻撃を理解した後、私たちは、抽出者が利益を得る場合、取引が遅延または撤回される可能性があることを知りました。

過去のDeFiは、MEVを生み出すための必要な環境を無意識のうちに構築していたかもしれません。しかし、誰もこの問題を本気で心配していませんでした。当時の状態は十分に理想的ではなく、したがってリターンも存在しませんでした。誰もこの分野での実際の経験を持っていなかったため、抽出が到来したときに何が起こるのかも明確ではありませんでした。

Flashbotsの形成（2019-2020年）

2019年4月に「Flash Boys 2.0」が発表されると、MEV研究は流行し始めました。私はこの優れた論文を再読し、各著者について理解を深めることをお勧めします。これはプロトコルとメカニズム設計者の基礎的な論文であり、永遠に標準的なコースの一部となるでしょう。Tinaがいなければ、その発展は早々に停滞していたと思います。

2018年初頭、私はTinaとあるVCのオフィスで出会いました。共通の友人を通じて連絡を取り合い、私たちのピッチイベントも一緒に行われました。私はSummaのHTLCバリアントプロジェクトを推進しており、二つのオンライン当事者のクロスチェーンプロトコルの限界（および市場の複雑性に対する寛容度）を理解したため、そのプロジェクトは最終的に中止されました。Tinaは農場での搾乳に関するソーシャルブロックチェーンゲーム（後のCoW Swapではありません）を推進していました。私たちはデリバティブマイニングに共通の興味を持ち、この分野にどのように参入するかについていくつかのアイデアを持っていました。私たちは熊市の各ハッカソンで会話を交わしました。彼女は先進的なアイデアを選び、それを中心にチームを構築するのが得意でした。彼女のハッカソンプロジェクトは後にCarboClanとなり、このゲームはデリバティブマイニングに基づいており、ゲーム内容は蜂蜜レモンに関連しています。

2019年の後半、Tinaはイベントを組織し始めました。彼女はわずか1週間でdefi.wtfを立ち上げ、DevCon Osakaと共に開催しました。わずか3週間後、彼女はmacro.wtfを開催しました。その後すぐに、Pirate Shipsが設立されました。この名前は、2019年にEthDenverで行ったフラッシュローンとフラッシュミントに関するジョークから来ています。Pirate Shipsは、Tinaがサンフランシスコ、ニューヨーク、その他の場所で開催したサロン形式の集まりです。ここでは、型破りな研究者、エンジニア、オペレーター、詐欺師、その他の暗号通貨の専門家が集まります。これらの「船」（サロン）は、時には研究者を招待し、時には特定のテーマを持ち、時には地元の人々と気軽に集まることもあります。この組織は2019年末から、つまり全体のパンデミック期間中に運営され、最も熱心な支持者を惹きつけました。

Flashbotsの誕生は、論文「Flash Boys 2.0」ではなく、Pirate Shipsに大きく依存しています。それは永続的な「船」として誕生しました。MEV Shipは2020年中頃に設立され、一人の空間からオンラインのデジタル集団へと拡大しました。他のFlashbotsの創設者や管理者であるStephen、Phil、Alexもこの「船」に引き込まれました（あなたは今でもFlashbotsのドキュメントでいくつかの物語を見つけることができます）。最終的に、「船」は正式に設立され、「Flashbots」と改名され、かわいいロボットの絵文字を持ち、静かに不朽の章を開きました。

その年は、長い間待ち望まれた突破の時期でした。Flashbots Research（つまりMEV Ship）は初めて登場し、MEVをEthereumの対話の中心に押し上げました。DeFiの夏が始まりましたが、それが私たちにどのような影響を与えるのかはまだわかりませんでした。Mev-exploreとMev-inspectのリリースは、利用可能なMEVのチェーンに粗いツールを提供し、突然それが実行可能なものになりました------それはもはや単なる理論ではありませんでした。その年の秋、Flashbotsオークションの到来は、MEV抽出ツールが間近に迫っていることを告げました。お金は至る所にあり、「お金を拾う」競争が始まりました。

MEV ShipはFlashbotsの基盤を築き、協力的な研究と実験の文化を確立し、組織の発展を促進しました。この文化から派生した明確な使命は、MEVの叙述を定義しました。MEVの抽出は避けられずに製品化されるでしょうが、Flashbotsの文化と精神はそうではありません。

専門化（2021年から現在まで）

もちろん、MEV ShipとFlashbotsの光環は多くの技術者を引き寄せました。Flashbotsオークション（mev-gethとflashbotsリレーター）は2021年1月に導入されました------Flashbots発表から3ヶ月も経たない完璧なタイミングです。Ethereumは歴史上最大の上昇を迎え、MEVの生成量も相応に増加し、この瞬間の初期にMev-gethが導入されました。

Flashbotsオークションの前に、一部の勇敢な検索者は取引プールに取引と具体的な手数料を放送することでMEVを抽出していました。これは信頼性が低く、非常に非効率的でした。検索者は取引プール内の取引を見て、ブロック内でシミュレーション、抽出、放送する必要がありました。EIP 1559以前の手数料の規定と取引プールの一般的な信頼性の欠如がこのプロセスを複雑にしました。ブロックが手数料でソートされると仮定すると、先行取引は手数料を選択し、可能な限りターゲットの前に即座に実行されます。Spike MEV取引は驚くほど高額な手数料を支払います。検索者が公共の取引プールを使用しているため、リアルタイムオークションが激化します。これにより、混沌とした興味深い状況が生まれました。

Flashbotsオークションの相対的な単純さは、その採用を促進しました。それは単一のRPCエンドポイントに簡素化され、検索者がバンドルを提出できるようにし、バンドルは指定された方法でブロックに完全に含まれる必要があり、リバート（revert）アクションはバンドルを破棄します。これにより、専門化のための簡潔なインターフェースが作成されました。検索者はMEVを狩り、捕獲し、それをバンドルしてマイナーに渡し、チェーンに組み込ませます。Flashbotsオークションはすぐに抽出を定義し、他のシステムはほとんど意味を持たなくなりました。

Flashbotsオークションのその後の発展は、mev-boostで見られるように、「ビルダー」と「プロデューサー」（マイナーとステーキング者の総称）を分離することです。提案者-ビルダー分離（"PBS"）について初めて聞いたのは2019年のEthBerlinでした。Willは当時eth2で働いており、「無状態Ethereum」設計における状態証明の生成と更新について多くのことを教えてくれました。私たちがそれを何と呼んでいたかは覚えていませんが、それはプロトコルによって規定された専用ノードとして概念化され、追加の責任を負うものでした。「無状態Ethereum」はパンデミックによって終わりました。MEV PBSはmev-boostの中の例であり、プロトコルの外に存在し、市場に基づく専門化であり、プロトコルによって規定された専門化ではありません。

今日、私たちは比較的成熟したMEV供給チェーンを持っています。検索者は取引フローの中でMEVを掘り、価格を上げ、流量を競い合います。検索には技術と極度の専門化が必要です。彼らは秘密裏に行動し、他の検索者に対する優位性を保つ必要があります。ビルダーは検索者からバンドルを受け取り、それをブロックに構築します。検索者とビルダーは相互に共生しています。ビルダーは検索者に依存して抽出し、検索者はビルダーがバンドルを誠実に含めることに依存しています。

ビルダーは提案者（マイナーまたはステーキング者の総称）から、彼らのブロックをメインチェーンに組み込む権利を購入します。提案者はプロトコルによって与えられた権利を持ち、ブロックをチェーンに追加し、最も多くのMEVを支払うビルダーのブロックを選択することができます。ユーザーはMEVを生み出し、検索者がそれを抽出します。検索者はビルダーに支払い、ビルダーは提案者に支払います。歯車に油を差し、ブロックが組み立てられ、取引がチェーンに入ります。こうして回り始めます。

この話題について話しているので、簡単に言及しておきます。バンドルには予期しない副作用があります：それは検索者が抽出対象の取引手数料を補助することになります。検索者がユーザーの取引をバンドル取引に含めると、そのユーザーの取引は他の状況よりも早く、より信頼性高く確認されます。検索者が抽出したMEVは供給チェーン上で部分的にビルダーと提案者に支払われます。これは実質的に、抽出されたMEVの一部がバンドル取引の取引手数料として提案者に支払われることを意味します。本質的に、抽出されたMEVは提案者に「影の手数料」を支払います。取引の優先順位はまずそのMEVによって決まり、次にそのプロトコル手数料によって決まります。

抽出はEIP-1559を意外に破壊しました。非バンドル取引は基本料金を超えてGas手数料を請求します（Gas数に基づいて計算）。一方、バンドル取引は実際には第一価格型オークションであり、基本料金に対して統一されたチップ料金を請求し、Gasに基づいて計算するのではありません。つまり、現在二つの相互依存する手数料市場があります。一つはMEV取引の影の市場、もう一つは他の通常の市場です。MEVは優先権を購入できます。私たちはEIP 1559（もちろん他のすべての手数料メカニズム）以前にこれらの影の手数料市場の出現を予測していました。しかし、私たちが予測していなかったのは、MEVを使用する市場の状況です。抽出が裏で動いているため、ユーザーは影の市場から利益を得ており、その存在に気づいていないのです。

メカニズム設計の観点から見ると、MEV駆動のPBSは「安全」または「インセンティブ互換性」がない可能性が高いです。これまでのところ、Flashbotsのアプローチは誠実な仮定に依存してインセンティブメカニズムの空白を埋めています。そして彼らはこれらの仮定を市場の規範行動として確立します。なぜビルダーはバンドルを分解せず、MEVを選択するのでしょうか？なぜビルダーはリバートされたバンドルを含めないのでしょうか？それは、これらの市場規範に違反すると、検索者がリレーターの使用を停止するからです。私たちは、ゲームを終了させるよりも、ゲームを反復させる方が、バンドルのMEVを直接奪うよりも利益があると考えています。私は確信が持てませんが、このメカニズムが長期的にSpike MEVと垂直統合を支えることができるかどうかは疑問です。

オークションのインセンティブの不整合は、安全に一時的に無視できます。現在の市場規範は十分です。メカニズム設計は市場の圧力に屈しました。利益率の圧縮は、今日のMEV供給チェーンで唯一関連する問題です。提案者がブロックを選択する独占的な権利を持っているため、ビルダーは価格で競争しなければなりません。彼らはますます多くのMEVのシェアを提案者に譲渡し、検索者からより多くのシェアを取得して支払いを行わなければなりません。提案者が大部分のシェアを占めているため、MEVの利益率は崩壊の危機に瀕しています。

根本的に、提案者はレンタルを抽出しています。ビルダーと検索者は他の人から購入することも、購入を拒否することもできません。提案者はプロトコルによって独占的な権利を与えられ、次のブロックを選択することができ、監視なしにその権利を行使できます。ある著名な政治家Rod R. Blagojevichの言葉を借りれば、「提案者は金のようなものを手に入れました。彼らはそれを無駄に放棄することはありません」。提案者はプロトコルによって大きな権利を与えられていますが、それは道徳的または自然的な権利ではありません。それはプロトコルのルールによって与えられたものであり、人為的に変更可能です。いずれにせよ、提案者はブロックチェーンを延長することで報酬を得て、ビルダーは提案者に報酬を支払い、彼らが特定の方法でブロックチェーンを延長することを許可します。これにより、二重の報酬を得ることになります。

MEV抽出の前は、ソートはそれほど重要な役割を果たしていませんでした；インフレ型ブロック補助金が主要なインセンティブでした。したがって、権利は自由に無償で配布されていました。これが、提案者がこの権利に対して何の費用も支払わなかった理由です。それは過去には何の価値もありませんでした。しかし今、ソートには大量のMEVに対する権利が含まれており、この非対称な権力関係がMEVの供給チェーンを歪めています。この分野の研究は進行中です。将来的には、プロトコル内のメカニズムがこの問題を解決するために提案される可能性があります。

Sunnyは進行中の取引を暗号化することを提唱しています。暗号化取引は、提案者が取引がソートされる前にMEVの価値を知るのを防ぎます。私個人としては、MEVをフォーク選択ルールの設計に組み込むこと、注文権を高値で売却すること、そして抽出された価値の大部分をプロトコル内で再分配することに興味があります。

MEV：最初の五年間

さて、私たちは今どこに向かうべきでしょうか？五年前、MEVは好奇心から生まれました。それは研究者たちが夕食時に本題を終えた後に少し飲みながら話した結果です。MEVはDeFiの活動と実践経験の正しい組み合わせを待っていました。2021年の牛市に入ると、FlashbotsはMEV研究によって波に乗りました。

現在、私たちはMEVに関するパネルディスカッションを開催し、検索者と開発者がMEVのプロトコル設計について議論しています。市場構造はこの3つの役割の配置を確定し、その限界をテストし始めました。人々はPirate Shipの理念を尊重し続けていますが、Ethereum上の抽出は専門化の傾向を示しています。将来的には、MEVはどの精神や研究によっても定義されることはないでしょう。MEVの物語は利益率によって書かれることになります。

その歴史を通じて、人々（私を含む）はMEVを危険または邪悪だと考えてきました。「盗む」という言葉は何度も冗談として言及されてきました。しかし最近、私はこの価値判断が合理的ではないと考え始めました。MEVは事実です。どれだけの哲学、研究、または機械的な組み合わせもこれを変えることはありません。だからこそ、私は力強いMEV抽出供給チェーンの出現を目撃できることを嬉しく思っています。専門化されたMEVは予測可能なMEVであり；予測可能なMEVは有用なMEVです。私たちは市場を事前に計画するほど賢くはないので、利用できるものをできる限り活用しましょう。