以太坊合併之後，MEV 的變與不變

作者：Jiawei,IOSG Ventures

引子

根據以太坊社區給出的定義：MEV是指通過包含/不包含/以及排序區塊中的交易，從區塊生產中提取的超過標準區塊獎勵和Gas費的最大價值。

鏈上金融活動日趨複雜，MEV也隨之不斷積累。據不完全統計，目前MEV已接近7億美金的體量。這僅是在PoW時期以太坊一層的語境下，如果把The Merge發生之後，以及各個Layer 2與Alt-L1考慮進去，保守估計MEV的總體量將超過10億美金。

在以太坊交易的生命周期中，我們可以抽象出MEV供應鏈。本文主要討論Builder和Validator（Proposer）的部分。

提議者和構建者分離（PBS）

在當前以太坊的協議層設計中，區塊構建者（Builder）和區塊提議者（Proposer）是同一實體------在PoS之下，他們首先是Validator的子集。這一實體被偽隨機地從廣泛的Validator Set中選出來構建區塊、並向PoS網絡提議區塊。

上圖基本闡釋了區塊構建的過程。Builder獲取交易的來源主要有三種：公共交易池（mempool）、私密交易Channel（如Flashbots Protect）和MEV搜索者提交的Bundles。Builder將這些交易構建成一個區塊，連同參與拍賣的出價遞交給Relay。

在MEV不斷增長的趨勢下，這種Builder和Proposer作為同一實體的設計逐漸顯現出弊端：相較普通的Validator而言，大型Validator Pool有更多機會去實現MEV；此外，他們顯然比普通Validator有更強大的MEV捕獲能力，這樣導致了嚴重的中心化問題。於是，PBS（Proposer-Builder Separation）提出把Builder和Proposer的分離開來。

分離之後，無論普通Validator還是大型Validator Pool，都把區塊外包給專業的Builder進行構建，以此最大化利潤，而自己只需要做「提議」一件事情。

目前的PBS分為協議層和非協議層實現，兩者的區別是前者內嵌於以太坊本身，技術上具有強制性；而後者指的是PBS是可選項，具有非強制性。

• 協議層PBS（Danksharding） 協議層PBS（In-protocol PBS或Enshrined PBS）將在以太坊Danksharding實施中引入，使PBS成為協議層的設計。屆時Builder除構建區塊之外，還需要在約1秒內計算32MB數據的KZG多項式承諾，並在P2P網絡中進行分發。

• 非協議層PBS（MEV-Boost） Flashbots提出了一個開源軟件MEV-Boost，作為PBS的非協議層實現。這是一個開放市場，即Builder專注於構建區塊，盡可能實現每個區塊的利益最大化。在參與拍賣後，最有利可圖的區塊被提交給Proposer。後者只需要簡單地提議這個區塊，相當於出售其區塊空間。作為回報，該區塊的Proposer可以獲得區塊構建者支付的費用。據估計運行MEV-Boost之後，驗證者的質押收入將提升超過60%。

以上是MEV-Boost的大致工作流程。

首先，Validator除運行驗證者客戶端、共識客戶端和執行客戶端三個軟件外，還需要運行MEV-Boost。

Builder從交易訂單流中獲取交易和Bundle，並按各自的策略構建區塊。

Relay作為Builder和Proposer之間的雙向通信渠道，可以連接到一個或多個Builder，並驗證Builder提交區塊的有效性和出價，將有效的最高出價提交給Proposer。

Proposer可彙集一個或多個Relay，從中選出最有利可圖的區塊，並進行提議。

關於非協議層PBS與區塊構建，衍生出來一些有趣的話題，下文將一一討論。

市場供需及轉變

在供需關係上，Proposer和Builder其實在早期已經實現了一定程度上的分離。

複雜的鏈上活動使MEV的機會日漸顯現。在PoW中，擁有強大算力的礦工掌握了出塊權，但是他們搜索MEV的能力一般，大多只是單純地選擇支付的Gas費高的交易來生成區塊；另一方面，搜索者捕獲MEV機會的能力很強，但是出塊權不在他們手上。

起初，沒有一種確定的方式讓礦工包含這些搜索者提交的交易；搜索者只能儘可能拉高支付的Gas費，以期其提交的交易被包含。但這是一種公開的「拍賣」，相當於Gas War，即便出價者最終失敗也必須支付費用，並將造成網絡負載和推高Gas價格，產生嚴重的負面外部性。

於是，針對以上供需和痛點，Flashbots提出了Flashbots Auction，在礦工和搜索者之間引入了拍賣和通信渠道。搜索者通過Flashbots Auction向礦工發送交易，並額外支付費用。

概括而言，供需關係產生了開放市場。

這是PoW中的情景。而當以太坊過渡到PoS之後，只需要質押32個ETH和滿足簡單的硬件要求就可以參與驗證網絡，意味著出塊權的分布變廣，即可以參與出塊的人大大增多了。但是，對比礦工而言，這些Validator缺乏構建區塊的能力。

供需關係的開放市場仍然存在，但產生了一些變化：以往礦工可以選擇自己構建區塊，或是把區塊構建外包出去------Flashbots Relay 向礦工發送交易或區塊，礦工可以選擇性接收 ；而現在，對Validator來說，區塊構建會產生額外的計算開銷，並且他們大多沒有足夠的能力捕獲MEV，因此Validator需要向Flashbots Relay請求區塊。

監管、抗審查與去中心化

監管與審查，某種程度上是同一件事情。而抗審查和去中心化是區塊鏈的敘事支柱，兩者的關係密不可分。

首先在監管層面，合併後，中心化交易所、質押服務提供商和實際運營商在全網Validator中占據很大比例。這些實體處在特定的法律管轄區內，因此需要權衡其業務帶來的合規風險。以太坊面臨著無形的監管壓力，

從數據面上看，每日符合OFAC合規要求的區塊已經占到67%之多；每100個區塊中有74個符合OFAC合規要求。這項數據在保持高位的同時處在上升趨勢中。如果該數值接近於100%，那麼受到OFAC制裁的地址發出的交易將很難被包含在區塊中。

當然，迄今受OFAC制裁的地址均為黑客地址，在道德倫理上似乎有其合理性；但這個監管範圍是否會擴大，恐怕難以料想。面對監管高壓，大型驗證者池應如何在經濟利益和去中心化精神面前作選擇？與其嘗試回答這個問題，我們也許更應該從技術角度出發直接解決審查問題。

除監管層面的審查之外，當前MEV-Boost中還存在著Builder的審查問題。在上述工作流程中我們看到，Proposer只能被動接收由Builder提交上來的完整區塊，無法從中包含自己想要的交易。即要麼全部接收，要麼完全不參與MEV-Boost。在這種情況下，Builder實際上可以聯合起來有意地不包含某些交易，並對其交易發起者進行敲詐勒索。

在Danksharding的協議內PBS中，引入了crList（抗審查列表）來解決審查問題，即Proposer有權利指定一個交易列表，這個交易列表必須被Builder所包含；在贏得拍賣後，Builder需要證明crList中的交易都已經被包含在內（或區塊已滿），否則該區塊將被視為無效。

在EigenLayer提出的MEV-Boost++中引入了Proposer Part，即類似於crList，Proposer有權參與構建區塊的一部分。

進一步的去中心化

通過PBS的非協議層實施，Validator中心化的問題得到緩解，在上一節討論中，我們發現現階段Builder同樣有著中心化的問題。過去一周內，排名前五的Builder構建了84.64%的MEV-Boost區塊。

Flashbots近期开源了其Builder API，希望由多個Builder協作構建區塊，而非當前由單個實體構建完整的區塊。

粗略來看，因為不同Builder能夠覆蓋到MEV搜索者和私密交易Channel的覆蓋面不同，有些Builder可能在前者或者後者方面各有優勢。現在，Builder們遞交的區塊是一個完整的區塊，如果想要自己構建的區塊被選上，必須使構建區塊的整體實現利益最大化。

如果多個Builder協作，前者占優勢的Builder可以提交區塊的一部分，後者占優勢的Builder可以提交其他部分，這樣會使得Builder整體而言更加去中心化，並且理論上Validator最終收益也會更多。然而與此同時，這也明顯加劇了Builder間的競爭。

Flashbots提議所有團隊公開開發他們的Builder，並且社區只信任那些行為符合透明和免費軟件規範的Builder。如果各個Builder遵循這一標準，將使得Builder的角色和區塊構建更加去中心化和透明。

從MEV的角度思考Endgame

Vitalik在他的文章「Endgame」中描述了以太坊的最終圖景：區塊生產是中心化的，但區塊驗證是去信任的和高度去中心化的，並且確保抗審查。

個人猜想，前半句話的邏輯基於以下三點：

• 從去中心化的程度考慮，以太坊需要使成為Validator的硬件要求或計算資源盡可能低，如果Validator只需要簡單地提議一個構建好的、且出價最高的區塊，而無需自己構建區塊，這能夠降低一部分計算開銷。

• 從經濟激勵的角度出發，該系統的參與者都是Economically Rational 的，如果運行MEV-Boost可以使質押收益提升60%之多，那麼除去監管等其他客觀因素，理性的Validator會把區塊構建的工作外包給Builder去做，這樣使得區塊生產是中心化的。

• 如果Danksharding在未來確定實施，對Builder的硬件和帶寬要求大幅增加，因此必然指向Builder中心化的結果。

儘管區塊生產是中心化的，但以太坊通過降低參與網絡驗證的門檻和PBS，實現Validator Set的進一步去中心化，並基於廣泛的Validator Set和偽隨機的投票過程來確保區塊驗證去信任、且高度去中心化，這一點是確定的。

當然，中心化與去中心化是Spectrum，而非「是」或「否」的問題。

Closing Thoughts

區塊構建是一個廣闊的市場，MEV每時每刻都在發生，從中涉及到算法比拼和競爭者博弈，現金流川流不息、不捨晝夜。MEV是當下加密世界中不可多得的純鏈上原生的商業模式，足夠穩固。

當前的PBS是非協議層的，Validator仍然可以選擇自己構建區塊，而非外包給專業的Builder。而在未來以太坊引入Danksharding之後，PBS成為協議設計上強制性的實施，我們將看到區塊構建的市場變得更加龐大。

我們關注在「不變」中尋「變」和求「變」的投資邏輯：

• 考慮未來大規模採用、和鏈上金融活動日趨複雜，我們認為MEV是中長期視角下「不變」的趨勢所在。

• 在合併後什麼「變」了？首先，區塊提議與區塊構建之間的供需關係發生改變。其次，對抗審查和去中心化的需求開始出現。最後，區塊構建成為專業化市場的趨勢也在慢慢顯現。這些變化將引導我們抵達以太坊的終局。

在非協議層PBS（MEV-Boost）和協議層PBS（Dankshading）之間，存在一段兩至三年的時間窗口。更進一步來說，如果跳出以太坊Layer1的視角，在多鏈生態和多Rollup生態中，同樣存在著廣闊的跨域MEV機會。

IOSG將持續進行一系列指向性、預測性的研究，並從中挖掘隱含的投資機會，敬請關注！

References:

https://docs.flashbots.net/

https://boost.flashbots.net/

https://www.flashbots.net/mev-sbc-workshop

https://www.blocknative.com/blog/ethereum-block-building

https://www.blocknative.com/blog/web3-transaction-lifecycle