NGC Ventures：MEV再分配の道の探求

著者：Tudd Cai，NGC Ventures

MEV（最大抽出可能価値）について言及すると、大多数のユーザーはそれを嫌悪します。私たちが Uniswap で Meme コインを取引する際、高いスリッページを設定して激しい変動の中で売買できるようにしますが、これが MEV ボットに先行取引の機会を与えます。例えば、最近人気のあった MeMe コイン PePe を取引する際、ETH を使って PePe を購入しますが、サーチャーがその取引に気づくと、彼らはより高いガス代を使って PePe を先に購入し、PePe の価格が上昇し、私たちは理論上の数量よりも少ない PePe を購入することになります。その後、サーチャーは売却して利益を得ます。このプロセスがサンドイッチ攻撃です。一般ユーザーとしては、サンドイッチ攻撃に対抗するために、0.1% のように低いスリッページを設定することができますが、これにより大口取引が失敗しやすくなり、依然として手数料を支払う必要があります。ユーザーはガス代を上げることも選択できますが、これによりボットの攻撃コストが増加します。欠点は、これもまた自分の取引コストを増加させることです。

MEV ボットに直面すると、ユーザーは相対的に弱い立場になりやすいことがわかります。しかし、MEV ボットにとっては、ユーザーを無制限に収穫できるわけではありません。デフォルトでは、すべての取引がイーサリアムの公開メモリプールにあり、各取引は監視されています。MEV のサーチャーは、これらの取引を利用できるかどうかを確認します。複数のサーチャーが同じ取引を競うと、MEV のビルダーはプライオリティフィーを通じて次のブロックのスペースを占有し、通常の取引が詰まってしまい、オンチェーンコストが上昇します。すべての取引はオンチェーンになりますが、成功するのは一人のサーチャーだけで、他の成功しなかったサーチャーは不必要な損失を被ります。ユーザーを保護するために、MEV 問題を最適化するプロジェクトは、ユーザーにプライベート RPC を提供し、この RPC を通じて放送された取引は先行取引されないことを約束しています。例えば、Flashbot Protect RPC や OpenMEV RPC（Sushiswap の抗 MEV サービスプロバイダー）があります。前者の例として、Flashbots Protect は、ユーザーの取引を先に取ろうとするボットに対抗するための RPC ツールであり、他のノードプロバイダーと比較して、取引をプライベートなメモリプールに送信することで、取引がオンチェーンになる前にサーチャーに見られないようにし、サンドイッチ攻撃の状況を効果的に減少させます。

サーチャー間の競争が激化し、ユーザーが保護されているとき、サーチャーはユーザーとの協力を求めるようになります。では、ユーザーはなぜサーチャーとの協力に同意するのでしょうか？公共メモリプール内の MEV はサーチャーに捕捉されるのを避けられますが、プライベートトレードプール内の MEV は依然として捕捉されやすいです。ユーザーが Flashbots Protect RPC を使用しても、公共メモリプール内のサーチャーが潜在的な MEV を捕捉するのを防ぐことができるだけで、Flashbots Auction 内のサーチャーはその取引から MEV を抽出する機会があります。Flashbots Auction は、プライベートトレードプールと密封されたブロックスペースオークションメカニズムを提供し、ブロック検証者が最適なブロック構築の作業をサーチャーにアウトソーシングできるようにします。このプライベートトレードプール内で、サーチャーはプライベートにコミュニケーションを取ることができます。Flashbots Auction を通じて、サーチャーはガス戦争の方法で自分の取引が優先的にパッケージ化されることを保証する必要がなく、失敗した取引の費用を支払う必要もありません。

ユーザーは、MEV を完全に回避できないのであれば、サーチャーからいくつかのリベートを得る方が良いと考えます。 そこで、ウィンウィンのプランが登場しました。その名は MEV-Share です。MEV-Share は、Flashbots によって 2023 年 2 月に提案されたプロトコルで、ユーザーのプログラム可能なプライバシーを実現します：ユーザーはサーチャーと取引に関するデータを選択的に共有できます。これにより、ユーザーは取引をどのように、いつ、誰によって実行されるかを決定できます。デフォルトでは、ユーザーは取引のハッシュとサポートされている流動性プールのアドレスのみを共有します。サーチャーはプログラム可能なプライベートオーダーフロー（プライベートオーダーフローとは、Flashbots オークションシステムに提出された非公開の取引活動とオーダー情報）を検索し、オーダーフローオークションで入札することで、ユーザーのプライベートオーダーを実行する権利を得ます。ユーザーが取引データを選択的に開示することで、サーチャーはより良い入札を行い、サーチャー間の競争を最適化し、ユーザーもビルダーから返還される手数料を受け取ることができます。では、ユーザーとサーチャー間のデータ交換を調整するのは誰でしょうか？MEV-Share は、Matchmaker（仲介者）という新しい参加者を導入して、この交換を調整します。

Matchmaker は、MEV-Share サプライチェーンプロセスの 3 つの段階を調整できます。ユーザーの取引を受け取り、選択的にサーチャーとこれらの取引のデータを共有できます。また、ユーザーのプライベート取引をサーチャーが未構築のバンドルに挿入し、完全なバンドルを作成することもできます。バンドルは Flashbots Auction に導入された役割で、実行される取引の集合体です。これらはサーチャーからビルダーに送られ、ビルダーは受け取ったバンドルから最も利益のあるものを選び、完全なブロックにパッケージ化してリレーに送信し、最終的にリレーが検証者に送信します。MEV-Share では、Matchmaker は完全なバンドルを、ビルダーが遵守すべき有効性条項（例えば、ユーザーに手数料を返還すること）と共にビルダーに送信できます。ビルダーは、MEV-Share サプライチェーンに参加するために有効性条項を遵守する必要があります。MEV-Share はユーザーとサーチャー間の協力ですが、なぜビルダーも参加するのでしょうか？ここで、MEV プロセスにおけるさまざまな役割の分担について紹介する必要があります。

イーサリアムがプルーフ・オブ・ステークに移行する中で、検証者はメモリプール内の取引を自ら並べ替え、パッケージ化することも、MEV-Boost によってプッシュされたビルダーによって並べ替えられた、より高い MEV 収入を持つブロックをパッケージ化することも選択できます。MEV-Boost によって、検証者の収入は大幅に増加するため、ほとんどの検証者は自ら並べ替えるのではなく、MEV-Boost に接続することを選びます。実際、mevboost.pics によれば、現在 MEV-Boost に接続している検証者の割合は 90.7% に達しています。

MEV-Boost サプライチェーンには、ユーザー、サーチャー、ビルダー、リレー、検証者の 5 つの異なる役割があります。彼らの関係は以下の図を参照してください。ユーザーはオーダーフローの発起者であり、ユーザーがブロックチェーン上で取引を提出すると、その取引は通常メモリプールの取引プールに入ります。サーチャー（アービトラージや清算ボット、DeFi トレーダー、イーサリアム Dapps）はメモリプールを検索し、抽出可能な価値を探し、取引をバンドルしてビルダーに提供します。ビルダー（一般的には専門の機関）は、サーチャーからの取引、公共メモリプールおよびプライベート取引オーダーフローからの取引をブロックにパッケージ化する責任があります。リレーはビルダーと検証者を接続し、ビルダーが提出したブロックの有効性と入札を検証し、有効な最高入札を検証者に提出します。検証者はイーサリアムがプルーフ・オブ・ステークに移行した後のマイナーであり、提案者とも呼ばれ、ネットワークにブロックを提案し、ブロックをチェーンに追加する責任があります。現在、検証者の競争状況は安定しており、Lido が市場シェアの第一位を占めています。検証者はコンセンサス報酬（ブロック報酬）を得ることも、実行報酬（MEV+Tips）を得ることもできます。

ビルダーは MEV サプライチェーンの重要な構成要素であることがわかります。MEV-Share がユーザーとサーチャー間の関係を調整する一方で、ビルダーの行動が不適切でオーダーフローに悪影響を及ぼすと、ユーザーはほとんど追及する可能性がありません。したがって、信頼できるビルダーとオーダーフローを共有する方法を構築することが非常に重要です。Flashbots はそのような方法を構築しています。Matchmaker からオーダーフローを受け取るために、ビルダーは公正市場原則を遵守する必要があります。この原則の下で、ビルダーは市場中立の方法で行動し、オークションを操作してユーザーの利益を損なうことがないようにする必要があります。したがって、MEV-Share はオーダーフローの集中化の程度を削減する役割も果たします。

では、ユーザー、サーチャー、ビルダーはどのように MEV-Share を使用するのでしょうか？MEV-Share プロトコルは Flashbots Protect に含まれています。ユーザーは Flashbots Protect を通じて Flashbots Matchmaker に接続できます。ユーザーは、登録されたブロックビルダーとオーダーフローを共有するかどうかを選択するために、RPC リクエストを構成することもできます。サーチャーは Flashbots Matchmaker にサブスクライブしてプログラム可能なプライベートオーダーフローを検索し、ビルダーは MEV-Share を通じてオーダーフローを受け取ることができます。

MEV-Share の役割を一言で表現すると、どのように表現できるでしょうか？私の理解では、プログラム可能な取引データの共有を通じて MEV サプライチェーンの協力と最適化を実現することです。MEV-Boost はビルダーと検証者間の協力を最適化することに取り組んでいますが、MEV-Share はユーザーとサーチャーのために同じことを行います。近い将来、サーチャーとビルダー間の協力プランも実現するかもしれません。

さらに考えてみましょう。なぜ私たちは MEV サプライチェーンのメンバーが共有し、協力する必要があるのでしょうか？なぜ Flashbots はこれらの小さな切り口でありながら意義深い解決策を提案することに取り組んでいるのでしょうか？私は、根本的には分散型の価値提案であると考えています。MEV 市場は専門性が高く、競争が激しい暗い森であることは周知の事実ですが、Flashbots はコミュニティの協力を奨励したいと考えています。彼らの理想は、許可不要で透明で公平な MEV エコシステムを構築することです。

1）ブロックチェーンに対して、彼らは最大限の分散型並べ替えを実現したいと考えています。検証者に対して、彼らはブロックスペースの最大収入を実現したいと考えています。

2）サーチャーとビルダーに対して、彼らはユーザーとサーチャーの取引へのオープンアクセス、複雑な個性の表現、クロスチェーンの調整を実現したいと考えています。

3）ユーザーに対して、彼らは最良のオーダーフロー実行パスと最低の手数料を実現したいと考えています。「好み、プライバシー、調整」といったキーワードは、分散型の具体的な表現そのものです 。

もし MEV-Share が MEV サプライチェーンの始まりの研究に取り組んでいるとすれば、もう一つの提案である MEV-Burn は MEV サプライチェーンの終わりの研究に取り組んでいます。現行の MEV-Boost システムの下で、MEV はサーチャーによって捕捉され、ガス代の形でブロックビルダー、検証者、イーサリアムネットワーク自体に流れます。サーチャーが支払うガス代の一部は EIP-1559 プロトコルに基づいて燃焼され、残りの部分はチップの形でブロックビルダーに流れ、ビルダーは検証者に費用を支払ってネットワークにブロックを提案します。ビルダーにとって、MEV の利益は「取引手数料（ガス）+ サーチャーが支払う手数料 - 燃焼されたガス代 - ビルダーが検証者に支払う費用」として反映されます。検証者にとって、MEV 利益はビルダーが支払う費用から得られ、イーサリアムネットワークにとって、MEV の利益は EIP-1559 に基づいて燃焼された ETH から得られます。

EIP-1559 は、イーサリアムの取引混雑による効率低下の問題を解決するために設計されており、取引のピーク時にガス代の上限を動的に調整して、取引量が多すぎてネットワークが混雑するのを防ぎ、支払い構造と支払いの流れを変更してブロックの使用率を保証します。一方、MEV のプロセスでも、ブロックネットワークには同様の混雑問題が存在し、これを競争費用と呼びます。アービトラージャーは、より迅速な取引実行のために大量のガス代を支払う意欲があり、これにより発生する競争費用が MEV-Burn の燃焼の目標となります。

現行のシステムでは、検証者は MEV 贈賄を通じてスロット（イーサリアム PoS では 12 秒ごとにスロットが存在）を独占して利益を得ることができ、検証者はどの取引がどのスロットで発生するかを完全に制御できます。MEV サプライチェーンの他のメンバーが多くのことを行っても、検証者は常に相対的に多くの利益を享受します。より多くの制御を持つ検証者がより多くの利益を得ると、これは中央集権の問題を引き起こします。つまり、単一の検証者が提案されたブロックに対する独占権を持つことになります。検証者が競争し、ブロック提案の報酬のために戦うようにするために、MEV-Burn の提案が登場しました。この提案の核心思想は、プロトコル内でコンセンサス層の「出塊権」をオークションにかけることです。一度、検証者の中から勝者が選ばれると、彼らが提案する実行ブロックは、彼らの入札と同じかそれ以上の競争費用が燃焼されます。このアイデアは、検証者の最高入札がブロック内の最大抽出可能価値に近づくことを促し、結果として一部の MEV を燃焼させることができます。

では、なぜ MEV を燃焼させる必要があるのでしょうか？これにはどのような利点があるのでしょうか？まず、MEV の燃焼は MEV のピーク効果を減少させることができます。以下の図に示すように、平均 MEV 支払い（この画像は Flashbots が MEV Boost を通じて作成したブロックを示しています）は、各ブロックあたり約 0.05 ETH です。しかし、時にはそれが急激に上昇し、平均で各ブロックあたり 1 ETH に達することがあります。これらの市場の動揺の時期には、幸運な検証者が単一のブロックから 100 ETH を超える MEV を抽出したこともあります！

MEV の燃焼はピークを平滑化し、コンセンサスの安定性を強化します。ピークの平滑化は、個々の提案者が短いチェーンの再構成や P2P 攻撃などの方法で MEV を盗む動機を減少させます。極端な MEV ピークはイーサリアムにシステミックリスクをもたらす可能性があり、MEV-Burn はネットワークの安全性を強化することができます。

一方、MEV-Burn は EIP-1559 と同様の経済的利益を生むことができます。イーサリアムのプルーフ・オブ・ステークメカニズムの下で、検証者の報酬は主に基本報酬（ベース報酬）に現れます。基本報酬は、各時期の最良の条件下で各検証者の平均報酬を表します。これは、検証者の有効残高（最大 32）とアクティブな検証者の総数に基づいて計算されます。

ETH の発行量に関しては、発行量は検証者数の平方根に比例します。MEV の燃焼は検証者の収入を減少させ、ETH ステーキングの総報酬を減少させ、これにより ETH ステーキング量の減少を引き起こします。ETH ステーキング量が減少するにつれて、ETH の総発行量も減少します。信号チェーンは発行を通じてのみ安全性を確保するように設計されているため、EIP-1559 と MEV 燃焼は経済的安全性への過剰な投入を減少させ、経済効率を向上させることができます。検証者数が減少することで、信号ノードへの負担が軽減されます。MEV の燃焼は ETH の希少性を高める効果もあります。もし MEV-Burn が成功裏に実施されれば、ETH の供給量の減少速度は約 2.5 倍加速します。

もう一つの興味深い点は納税です------伝統的なビジネスでは、企業が利益を株主に分配したい場合、通常は二つの選択肢があります。一つ目は株主に配当を支払うこと、二つ目はアップルのように自社株買いを行うことです。そして、自社株買いは通常、キャピタルゲイン税（Capital Gains Tax）として課税され、配当は所得税（Income Tax）として課税されます。MEV の燃焼モデルは自社株買いに非常に似ています。ほとんどの法域において、所得税はキャピタルゲイン税よりも明らかに高いです。イギリスでは、所得税は 50%、キャピタルゲイン税は 20% です。EIP-1559 と MEV 燃焼は、ユーザーが支払うべき所得税をキャピタルゲイン税に変換し、特定の法域における暗号通貨の税収効率を大幅に向上させることができます。EIP-1559 は約 100 万 ETH の税収売却圧力を阻止しており、MEV 燃焼も数百万 ETH の売却圧力を阻止することができます。

MEV に関する一連の解決策は、公平で透明で安全な取引環境を構築することに取り組んでいます。MEV 再分配の道の探索において、私たちはユーザーとサーチャーの協力、検証者間のより激しい競争を目にしましたが、MEV は依然としていくつかの中央集権や不公平な分配の課題に直面しています。研究の過程で、Flashbots などの団体は分散型を維持することへのコミットメントを表明し、MEV に関与するすべてのユーザーとすべての分野の好みを尊重し、より多くの人々が研究と議論に参加することを期待しています。未来を見据え、私たちはより深い研究と革新を期待し、さらなる権力の分散に向けて進んでいきましょう！

参考資料：
https://collective.flashbots.net/t/announcing-mev-share-beta/1650
https://writings.flashbots.net/searching-on-mev-share
https://docs.flashbots.net/flashbots-protect/rpc/mev-share
https://ethresear.ch/t/mev-burn-a-simple-design/15590
https://ethresear.ch/t/burning-mev-through-block-proposer-auctions/14029
https://www.youtube.com/watch?v=jlGc0npwkeU\&pp=ygUIbWV2IGJ 1 cm 4% 3D
https://ethereum.org/en/developers/docs/consensus-mechanisms/pos/rewards-and-penalties