在ブロックチェーンエコシステムにおいて、最大抽出可能価値（MEV）は重要な研究分野となっています。それは技術的実現に関わるだけでなく、市場行動や経済的利益にも関連しています。イーサリアムがプルーフ・オブ・ステーク（PoS）に移行するにつれて、MEVの概念は顕著な進化を遂げました。バリデーターは現在、新たな重要な参加者となり、取引の順序を制御できるだけでなく、さまざまな戦略を通じて利益を最適化することができます。この変化は、MEVの定義や異なるコンセンサスメカニズムにおけるその表現を再考するきっかけとなりました。
Bing Venturesは常に業界の最前線を探求しており、本記事では技術的分析を通じて、MEVがもたらす課題と機会を理解する手助けをします。

MEVの変遷

最大抽出可能価値（MEV）とは、マイナーまたはバリデーターがネットワーク上でブロック生成から抽出する価値の総量を指し、標準的なブロック報酬やガス料金を超えています。プルーフ・オブ・ワークの文脈において、MEVは当初「マイナーが抽出可能な価値」と呼ばれ、マイナーが取引の順序を選択し、ブロックに含める能力を利用して利益を最大化することに関わっていました。これには、財務的利益を得るために取引の順序を操作するさまざまな戦略が含まれる可能性があります。
2022年にイーサリアムがプルーフ・オブ・ステークに移行するにつれて、MEVの概念は拡張され発展しました。現在の用語には「最大抽出可能価値」が含まれ、マイナー（現在はPoSシステムではバリデーター）が価値を抽出できるだけでなく、他のネットワーク参加者も含まれることを反映しています。PoSシステムのバリデーターは、PoWシステムのマイナーと同様に取引の順序を制御し、どの取引がブロックに含まれるかに影響を与えることができます。
MEVの主要参加者

1. バリデーター/マイナー：彼らは取引を並べ替え、含める独占的な権限を持ち、直接MEVを抽出することができます。
2. サーチャー：これらはアルゴリズムやボットを使用して有利なMEV機会を特定する独立した参加者です。彼らは通常、バリデーターに優先的に取引を含めるために高いガス料金を支払い、これによりサーチャーはMEVから利益を得ることができます。

MEV抽出戦略

1. フロントランニング（Front-Running）

これは、ボットがmempool内で有利な取引を検出し、より高いガス料金で自分の取引を先に処理することを含みます。たとえば、Flashbotsは、ユーザーとマイナーが取引の順序を事前に合意することを可能にする市場を提供し、このプロセスをより透明で公平にしています。

2. サンドイッチ攻撃（Sandwich Attacks）

これは、ボットが分散型取引所（DEX）での大規模な取引の前後に注文を配置し、市場価格を操作して生じるスリッページから利益を得る、より悪意のある戦略です。これは元の取引者の財務結果に直接影響を与えます。

3. DEXアービトラージ（Dex Arbitrage）

サーチャーは異なるDEX間のトークンの価格差を利用します。ある取引所で低価格でトークンを購入し、別の取引所で高価格で販売することで、市場価格を整合させ、市場効率を向上させます。

4. 清算（Liquidations）

DeFi貸付において、借り手は担保としていくつかの暗号通貨を預ける必要があります。借り手がローンを返済できない場合、プロトコルは通常、誰でも担保を清算し、借り手から清算手数料を得ることを許可します。MEVサーチャーは、どの借り手が清算されるかを特定するために競争し、自分自身のために清算手数料を集めます。

市場規模 ：Cancun Upgrade後の新しい変化

MEV分野のリーダーであるFlashbotは、ユーザーとマイナーが取引の順序を事前に合意することを可能にする市場を提供し、MEVがよりバランスの取れた構造的な環境で行われることを目指しています。過去半年間の「基盤構築」セクターのプロジェクトを振り返ると、MEVはFlashbotが4月までに優れた収益を上げており、12月の単一週では$1.428Mの収益を記録し、他のプロジェクトを圧倒する優れた収益性を示しています。しかし、イーサリアムの3月のCancun Upgrade後、Flashbotの収益は大幅に減少しました。その理由は以下の通りです。

1. EIP-4844（プロトタイプ分割技術）:

2. 透明性と予測可能性の向上: データブロック（blobs）を導入することで、このプロトコルは取引データの処理方法を変更し、ネットワークが大量のデータを処理する方法をより効率的かつ予測可能にしました。この変更により、取引の遅延や再配置を利用するMEVの機会が減少しました。

3. ネットワーク効率の向上と燃料費の削減: このEIPは、大量のデータを効率的に保存する方法を提供することで、大規模データ処理取引の燃料費を削減し、大データを含むMEV戦略のコストを低下させましたが、取引処理速度の向上により競争が激化しました。

4. EIP-1559（手数料市場改革）:

5. 透明性と予測可能性の向上: 基本料金とピーク料金の概念を導入することで、ネットワークの取引手数料に対するより良い予測可能性と安定性を提供し、取引手数料を操作するMEVの機会を減少させました。

6. EIP-2929（特定のオペコードの燃料コストの増加）:

7. 実行コストの増加: 特定のスマートコントラクト操作の燃料コストを増加させることで、この変更は複雑なスマートコントラクトの相互作用に依存するMEV戦略、例えば多段階アービトラージやコントラクトの相互作用に直接影響を与え、これをより高価で魅力的でなくしました。

   

出典: EigenPhi
MEV業界のパフォーマンスに関して、5月17日までの7日間で、DEXアービトラージから得られた利益はサンドイッチ攻撃の約2倍でした。一方、取引量の観点からは、サンドイッチ攻撃がDEXアービトラージの約7倍に達しました。DEXアービトラージの利益/取引量の割合は約14%で、サンドイッチ攻撃の0.01%を大きく上回っています。これにより、DEXアービトラージが業界で最も収益性の高い操作であることがまとめられます。

出典: jhackworth
Uniswapはアービトラージ取引量が最も高い分散型取引所であり、その流動性プールにおけるアービトラージのパフォーマンスを分析することで、全体のDEXアービトラージの状況を深く理解できます。

出典: OP Crypto
オンチェーン取引の観点から見ると、MEVはUniswapにおける取引量の割合が非常に顕著です。

業界マップ ： 上流、中流、下流の主要参加者

出典: OP Crypto
上流：取引の署名とブロードキャスト。
中流：取引の順序付けとMEV機会の発見。
下流：ブロックの提案と検証、MEV抽出の完了。
上流
上流は主にPRC提供者を含み、彼らは取引に署名し、署名された取引をローカルからネットワーク全体にブロードキャストします。これらの操作は通常、ユーザーまたは他の任意の発起者によって提出され、最初は公共メモリプール（mempool）に含まれます。上流段階の主なタスクは、取引を生成し、ブロードキャストすることです。
中流
中流は公開またはプライベートな環境でブロックを構築する責任があります。この段階では、ブロック生産者（バリデーターやブロックビルダーなど）がメモリプールから取引を選択し、好みに応じて順序付けてパッケージ化します。利益を最大化するために、ブロック生産者は通常、取引手数料の高低に基づいて取引の順序を決定します。また、彼らはアービトラージ機会などのMEV機会を直接探し、MEV利益の分配方法を決定します。たとえば、彼らはサーチャーの取引をコピーし、操作をレビューして自分で取引を実行することを選択するか、サーチャーが操作手数料を調整してオンチェーン位置を競争できるようにすることができます。中流段階の重要な活動は、取引の順序付けとMEV機会の発見と利用です。
下流
下流は主に新しいブロックを提案し、検証する責任があり、ユーザーの取引とMEV取引がネットワークの合意を得て最終的にMEV収入を得ることを保証します。この段階でバリデーターは重要な役割を果たし、彼らはCEX、流動性ステーキング、機関ステーキング、または個人ステーキングなどのさまざまなチャネルから来る可能性があります。下流段階の核心的なタスクは、順序付けられた取引をブロックにパッケージ化し、ネットワークの合意メカニズムを通じて最終的にこれらの取引を確認し、全体のMEV抽出プロセスを完了することです。

出典: ChainLink
サーチャー

• コードを作成し、通常は複雑な独自アルゴリズムを利用して、メモリプール内でMEV機会を特定します。
• 公共取引プールとMEVプロジェクトのプライベート取引プールを監視します。
• 他のサーチャーと競争し、「取引パッケージ」（bundles）をブロックビルダーに提出し、最大限支払う意志のあるガス料金を添付します。

ブロックビルダー

• リアルタイム市場で競争し、バリデーターを代表してブロックを構築します。
• サーチャーの取引を受け入れ、その中から最も利益の高い取引パッケージを選択し、MEVプログラム（MEV Boost、Flashbotなど）を通じてこれらのブロックをリレーに送信します。

リレー

• ブロックビルダーと提案者（バリデーター）間の仲介者として機能し、バリデーターが自分のブロックスペースを提供できるようにします。

業界の最新進展

過去数ヶ月を振り返ると、MEVはさまざまな分野で顕著なパフォーマンスを示しています。たとえば、Flashbotsはその革新的な市場構造を通じて、高い透明性と構造化された環境におけるMEVの可能性を示しました。イーサリアムのCancunアップグレードによりFlashbotsの収益が減少したにもかかわらず、分析を通じて、これらの変化は主にネットワーク効率の向上と新しいプロトコルの実施に起因していることがわかります。これは、MEV戦略が適応し進化する過程における動的特性を反映しています。
MEVの将来の発展においては、GnosisのAgnostic RelayやAutomata NetworkのConveyorなど、さまざまな新しいプロジェクトや技術が次々と登場しており、異なる技術や市場条件におけるMEVの課題に対処する新しい方法を示しています。さらに、SUAVEはクロスチェーン統一メモリプールを通じて、クロスチェーンMEV問題を解決する革新的なアイデアを提供しており、これらはMEV研究に新しい視点をもたらしています。

Gnosis

GnosisのAgnostic Relayは、イーサリアムネットワークでMEV Boostリレーを提供するオープンソースツールであり、誰でもブロック構築と生産に参加できるようにします。その設計と実装はGnosisコミュニティの知識と経験に依存しており、Flashbotsチームのサポートと貢献を受けています。

• 中立的なブロック構築/生産: Agnostic Relayは、すべての提出された取引がフィルタリングなしで検証されることを保証します。この中立性は、ブロックチェーンの分散化と検閲耐性を維持するために重要です。
• Flashbots MEV-Boostリレーのフォーク: Agnostic RelayはFlashbots MEV-Boostリレーのフォークであり、Flashbotsチームとコミュニティの深い知識と活発なサポートを組み合わせて、技術的および実際のアプリケーションにおける信頼性を確保しています。

AutoMeta

Automata Networkは、TEE（Trusted Execution Environment、信頼できる実行環境）協処理器を通じて、機械レベルの信頼をイーサリアムに拡張するモジュール式の証明層です。このネットワークにおいて、イーサリアムはグローバルバリデーターとして機能し、ハードウェアとソフトウェアコンポーネントを超えた分散型証明ネットワークを確立します。

• MEV保護（Conveyor）:
• Conveyorは、取引の送信順序を決定することで、マイナーが取引を再配置するのを防ぎ、「サンドイッチ攻撃」を防止します。これは、コンベヤーベルトのように取引を適切に順序付けし、ユーザーを悪意のある操作から保護します。
• ガバナンスプライバシー（Witness）:
• Witnessは、ユーザーが身元を明かさずに提案や投票を行うことを可能にし、ゼロガスインセンティブを通じてトークン保有者の参加を促します。ユーザーは簡単なインターフェースを通じて提案を提出し、コミュニティメンバーに投票を招待できます。投票はプライバシーリレーを介して送信され、結果は提案作成時に選択されたプライバシーレベルに基づいて表示されます。

Eden

Eden Networkは、複数の製品を通じてイーサリアムエコシステムを保護し、MEVの悪影響を軽減し、バリデーター、ビルダー、サーチャーの収益を向上させるためのツールとデータを提供します。

• Eden RPC:
  悪意のあるMEV攻撃（フロントランニングやサンドイッチ攻撃）からイーサリアムユーザーを保護するためのエンドポイントのセット。より安全な取引環境を提供し、ユーザーがMEVによって引き起こされる追加費用を減少させます。
• Eden Relay:
  イーサリアムのバリデーターとビルダーが収益を最大化するのを助けるためのツールセット。最適化されたブロック構築と提案プロセスを提供し、バリデーターとビルダーの収益を増加させます。
• Eden Bundles:
  高度なMEVサーチャーが取引パッケージをビルダーネットワークに提出できるエンドポイント。より効率的なMEV抽出方法を提供し、サーチャーとビルダーの収益を増加させます。

Edenには3つの製品の更新があります：0xProtect、Eden Public Data、Ethereum Mempool Streaming Service。

• 0xProtect:

• 機能:チェーン上のOFAC制裁リストを維持し、ブロック生産関連者が制裁対象のウォレットアドレスを含む取引を自動的にフィルタリングできるようにします。

• 動作原理:スマートコントラクトレジストリを通じて、制裁リストをリアルタイムで更新および維持し、すべての取引がOFAC制裁要件に準拠していることを保証します。関連者は直接このレジストリにアクセスし、非準拠の取引を自動的にフィルタリングできます。

• 適用シナリオ: MEVサーチャー、ブロックビルダー、リレー、バリデーターは0xProtectを利用して、操作がコンプライアンス要件に準拠していることを確認し、法的および規制上のリスクを回避できます。

• Eden Public Data:

• 機能:BigQueryに保存された公共データセットの一連を提供し、さまざまなデータ抽出およびロード（ETL）プロセスをサポートします。

• 主要データセット:

  • MEV-Boost:
  1. MEV-Boost Bids: MEV-Boostエコシステムのリレーから収集されたビルダー入札データ。
  2. MEV-Boost Payloads: MEV-Boostエコシステムのリレーから収集されたペイロードデータ。
  • Flashbots:
  1. Mempool Dumpster: Flashbots Mempool Dumpsterで検出された取引。
  2. MEV-Share: Flashbots MEV-Shareで検出された取引。
  • Gnosis:
  1. MEV Blocker: Gnosis MEV Blockerで検出された取引。
  • Ethereum Auxiliary:
  1. Tags by Pubkey: イーサリアム公開鍵のタグ。

• Ethereum Mempool Streaming Service:

ブロックビルダー、MEVサーチャー、dAppsにリアルタイムの取引データストリームを提供し、ブロックと取引パッケージの構築プロセスを最適化することを目的としています。

1. リアルタイムデータストリーム:

2. リアルタイムの取引データストリームを提供し、ユーザーはイーサリアム公共メモリプール内の未処理取引を即座に取得できます。

3. データポイントの豊富さ:

4. 取引ハッシュ、送信者、受信者、取引金額、ガス価格など、数千の取引データポイントを提供します。

5. ブロック構築の最適化:

6. リアルタイムアクセスと豊富なデータポイントを通じて、ユーザーがより優れたブロックと取引パッケージを構築するのを支援します。

CoW Protocol

MEV BlockerはCoW DAOによって開発され、フロントランニングやサンドイッチ攻撃からイーサリアム取引を保護することを目的としています。このプロジェクトはRPCエンドポイントを通じて、取引をサーチャーメモリプールに送信し、サーチャーが機会を追跡し、ユーザーと得られた利益を共有します。

• RPCエンドポイント:

• 機能: イーサリアム取引をフロントランニングやサンドイッチ攻撃から保護するRPCエンドポイントを提供します。

• サーチャーメモリプール:

• 機能: 取引はRPCエンドポイントを通じてサーチャーメモリプールに送信され、サーチャーが取引の機会を追跡します。

• 利益共有メカニズム:

• 機能: サーチャーが取引を成功裏に追跡した後、得られた利益をユーザーとサーチャーに90/10の割合で共有します。

SUAVE (Flashbot)

SUAVEはFlashbotsによって提案された新しいモデルで、現在のMEV抽出におけるいくつかの重要な問題、例えばクロスチェーンMEVやビルダーの集中化を解決することを目的としています。SUAVEはlayer-0ブロックチェーンを作成し、複数のブロックチェーンネットワークの共通メモリプールとして機能します。

• 好みの提出:

• 機能: ユーザーは具体的な取引を提出するのではなく、目標を反映した「好み」を提出します。これらの好みは特定の条件に基づいて設定でき、複雑さはさまざまです。

• クロスチェーン統一メモリプール:

• 機能: SUAVEはlayer-0ブロックチェーンとして、複数のブロックチェーンネットワークを横断する統一メモリプールを作成します。クロスチェーン統一メモリプールを通じて、SUAVEはクロスチェーンMEV問題を効果的に解決し、クロスチェーン取引の公平性と透明性を向上させることができます。

MEVの未来：技術と倫理の融合

MEV抽出の透明性は、その利点であると同時に潜在的なリスクでもあります。今後、ブロックチェーン技術は透明性と操作防止の間で新しいバランスを見つける必要があります。より複雑なゼロ知識証明（ZKP）技術を採用することで、取引が検証される前に匿名性を保ちながら、その合法性を確保することができます。これはユーザーのプライバシーを保護するだけでなく、悪意のある操作行為を防ぎ、ネットワークの公平性を維持することにもつながります。
スマートコントラクトと機械学習の融合
スマートコントラクトの自動化と機械学習の組み合わせは、MEV抽出の未来の方向性です。スマートコントラクトは市場データをリアルタイムで分析し、機械学習アルゴリズムを利用して最適な取引戦略を予測できます。この動的調整能力は、MEV抽出の正確性を大幅に向上させるでしょう。たとえば、リアルタイムの市場データを組み合わせることで、スマートコントラクトは取引の順序を自動的に調整し、利益を最大化することができます。
クロスチェーンMEVの可能性と課題
クロスチェーンMEV抽出は、まだ完全に開発されていない分野であり、大きな可能性を秘めています。CosmosやSolanaのような新しいクロスチェーンプロトコルを開発することで、異なるブロックチェーンネットワーク間でのMEV抽出が実現できます。このクロスチェーンソリューションは、MEVの柔軟性と適用範囲を向上させるだけでなく、ブロックチェーンエコシステムの相互運用性を促進します。しかし、これは新たな課題ももたらします。クロスチェーン取引の安全性や効率性の問題は、革新的な技術手段を通じて解決する必要があります。
動的MEV市場の台頭
未来のMEV市場は、より動的で複雑になるでしょう。AIやビッグデータ分析技術を利用することで、市場のトレンドや取引行動をリアルタイムでキャッチし、MEV抽出戦略を動的に調整できます。たとえば、機械学習アルゴリズムを用いて過去の取引データを分析することで、将来の市場変動を予測し、より効果的なMEV抽出戦略を策定できます。この動的市場の台頭は、既存のMEVエコシステムを根本的に変えるでしょう。
インセンティブメカニズムの最適化
より多くの参加者を引き付け、ネットワークの健全な発展を維持するためには、経済的インセンティブメカニズムを継続的に最適化する必要があります。新しい報酬モデルや分配メカニズムを導入することで、すべての参加者がMEVから公平に利益を得られるようにします。さらに、MEV保護サービスの提供やMEV最適化ツールの開発など、新しいビジネスモデルを探求することで、エコシステム全体の価値を高めることができます。これにより、ネットワークの長期的な安定性が維持されるでしょう。
MEVは単なる技術的問題ではなく、倫理的考慮を含む複雑な分野です。私たちは技術革新を進める一方で、その倫理的影響を深く考慮する必要があります。たとえば、新しい技術を開発する際には、これらの技術が市場の不公平を引き起こさないことを保証し、ブロックチェーンネットワークの透明性と公正性を維持する必要があります。PoSシステムでは、バリデーターが取引の順序を制御することでMEVを抽出する能力があり、これはネットワークの集中化や不公平な現象を引き起こす可能性があります。この問題を解決するために、動的なバリデーター選択や信頼に基づく報酬システムなどの新しいメカニズムを探求することができます。より多くのランダム性と多様なインセンティブを導入することで、ネットワークの分散化と公平性を確保できます。