MEV в DeFi: бороться или смириться?
В условиях новой цифровой реальности происходят не просто клонирование «аналоговых» финансовых инструментов и адаптация их под работу с блокчейнами различных криптовалют, но появляется нечто новое, не имеющее аналогов вне digital. Причем это касается не столько уже ставших привычными DeFi-проектов, сколько того, что в обычной жизни назвали бы рисками ИБ или фрода. Но поскольку полной аналогии нет, приходится давать этим феноменам новые определения.
Не видите налог? А он есть!
Одно из таких «новшеств» получило название «невидимый налог в Ethereum» (Miner Extractable Value, MEV). Это прибыль, которую майнер может получить за счет включения, исключения или изменения порядка транзакций по своему усмотрению в создаваемых им блоках.
«Нигде так серьезно не относятся к безопасности программного кода, как в DeFi. В тех условиях, в которых работают DeFi, по-другому быть не может. Это полностью открытая среда, где нет никаких доверенных сторон, где невозможно скрыть ни бита информации. Однако техники для махинаций все же есть, например MEV», — написал в своем блоге Сергей Прилуцкий, известный Software Researcher.
В чем заключаются основные проблемы? Эксперты издания ForkLog утверждают: «При MEV речь идет не только о высоких комиссиях для пользователей, которые платят невидимый налог, но и о саботаже консенсуса майнерами, конкурирующими за дополнительную прибыль».
Прикладной MEV или как наводить свой порядок в блоке Еthereum
На хабре уже заходили в тёмный лес MEVа, но почти не затрагивали его прикладную сторону. В этой статье рассмотрим основную инфраструктуру MEVа на эфире и разберём несколько примеров, как это работает сегодня.
Введение
MEV (maximal extractable value) — это процесс извлечения профита из сети блокчейна путем добавления, удаления или изменения порядка транзакций, включенных в блок. Данная концепция зародилась в комьюнити эфира довольно давно (конечно, если исчислять в криптогодах), но начал MEV выходить на новый уровень объемов с ростом DeFi инфраструктуры, которая открыла больше возможностей для серчеров.
Простыми словами принцип работы MEVа следующий: «Эй, майнер, поставь мою транзакцию рядом с той, чтобы я заработал 1 ETH, а я тебе за это дам половину от этого». Очевидно, что это win-win ситуация, как для того, кто нашел эту транзакцию (серчеры), так и для тех, кто может изменять порядок транзакции при создании блока.
Важным термином в работе с MEVом является мемпул. В терминологии блокчейна, мемпул — это пул ожидания для транзакций, которые ещё не были добавлены в блок и все еще не подтверждены, то есть находятся в состоянии pending. Само собой, любой желающий может увидеть все транзакции, которые находятся в этом ожидании и понять, как они могут повлиять на те или иные состояния контрактов.
Что ищут сегодня в блокчейне?
На момент написания статьи самыми популярными направлениями использования механик MEVа сейчас являются:
-
DEX арбитраж и сендвичинг. Мемпул предоставляет уникальную возможность для трейдеров — предвидеть цены на биржах. Большинство децентрализованных бирж работают по алгоритмах маркет мейкинга, что позволяет, зная текущее состояние пулов (контрактов бирж) и входящие сделки из мемпула узнать состояние цены после каждой предстоящей сделки в блоке. Здесь для серчеров открывается возможность, как для обычного арбитража между разными биржами внутри одного блока, так и для сендвичинга — покупки и продажи вокруг одной сделки или наоборот.
Например, трейдер увидел в мемпуле большую транзакцию на покупку токена AOWL, после чего он отправил майнеру свои 2 транзакции: на свою покупку этого токена прямо перед большой сделкой и моментальной продажей после этой сделки.
Инфраструктура
Большую роль в развитии MEV ифраструктуры сыграли flashbots community. Они предложили инфраструктуру mev-boost — по сути улучшенный клиент geth (то есть клиент узла ноды Ethereum). В данной статье будем рассматривать именно эту инфраструктуру, так как на данный момент все билдеры в сети эфира используют именно её. Однако преобладание Flashbots Builder сильно упала в производстве блоков, хотя на пике они собирали почти 80% всех блоков эфира.
Вкратце пройдёмся по процессу «майнинга» в Ethereum 2.0 после мержа. Теперь за создание блоков отвечает 3 агента: билдер, релэй (ретранслятор) и валидатор.
Билдер блоков получает транзакции от серчеров и пользователей, которые, в дополнение к плате за газ, выражают свою предпочтительную позицию в блоке, делая ставку с закрытой ценой. Задача билдера состоит в том, чтобы построить наиболее прибыльный блок, используя различные стратегии.
Ретранслятор — это агент, отвечающий за проверку блоков перед их передачей валидаторам. Реле защищает валидаторов от спама, проверяя блоки билдера на достоверность и оценивая значение каждого блока, связанное с MEV.
Валидатор в архитектуре mev-boost — это участник Beacon Chain, выбранный для предложения блока для определенного слота. Валидатор связывается с ретранслятором, чтобы получить наиболее прибыльный заголовок блока, который он подтверждает, подписывая его своим открытым ключом через escrow.
Таким образом, пользователи сети могут напрямую влиять на сбор блоков через mev-boost инфраструктуру. Для упорядочивания транзакций используются связки или бандлы, которые представляют из себя упорядоченный набор транзакций, который серчер отправляет билдеру через API.
Для примера посмотрим данную ликвидационную транзакцию, которая была исполнена через билдера flashbots. Посмотрим её позицию в блоке и увидим, что она стоит второй в блоке сразу после публичной транзакции Transmit, которая обновляет ончейн цену актива. В данном примере транзакции 0xcc101. и 0xba0c4. являются атомарной связкой.
Пример использования
Mev-boost клиент имеет универсальные REST API методы, который можно найти, например, в документации flashbots. Рассмотрим пример отправки бандлы через go:
import ( "errors" "fmt" "github.com/ethereum/go-ethereum/crypto" "github.com/metachris/flashbotsrpc" ) rpc := flashbotsrpc.New("https://relay.flashbots.net") // Список подписанных raw транзакций в порядке исполнения бандла txs := []string // Номер блока, для которого бандл будет валиден blockNumber := 13281018 sendBundleArgs := flashbotsrpc.FlashbotsSendBundleRequest < Txs: txs, BlockNumber: blockNumber, >// Приватный ключ, который используется в качестве подписи именно запроса в FB var privateKey, _ = crypto.GenerateKey() result, err := rpc.FlashbotsSendBundle(privateKey, sendBundleArgs) if err != nil < log.Fatal(err) >fmt.Printf("%+v\n", result)Больше про MEV
- https://docs.flashbots.net
- https://arxiv.org/pdf/1904.05234.pdf
- https://vc.ru/crypto/276062-mev-kak-bazovaya-koncepciya-v-kriptoekonomike
Извлекаемая майнерами ценность (MEV)
MEV — это мера прибыли, которую майнер может получить благодаря своей способности произвольно включать, исключать или изменять порядок транзакций в производимых им блоках.
Что такое Miner Extractable Value (MEV)?
Извлекаемая майнерами ценность (MEV) — это мера прибыли, которую майнер (или валидатор, секвенсор и т.д.) может получить благодаря своей способности произвольно включать, исключать или изменять порядок транзакций в блоках, которые он производит.
Одной из первых форм MEV, от которой пострадали пользователи, был фронтранинг, осуществляемый ботами, которые просто копировали транзакции пользователей с более высокой ценой на газ, чтобы майнеры выбирали их более дорогие транзакции вместо других. Хотя фронтраннинг эволюционировал, и он больше не представлен в такой форме, майнеры и сейчас пользуются этим приемом. Фронтраннинг выглядит так: майнеры получают прибыль, размещая свою конкретную транзакцию прямо перед пользовательской, что делает более позднюю транзакцию неудачной, в то время как транзакция майнеров успешна и прибыльна. Это происходит потому, что майнеры могут менять порядок транзакций по своему усмотрению, используя свое привилегированной положение, чтобы завершить сделку раньше, воспользовавшись торговыми возможностями, о которых сигнализируют транзакции пользователей.
Наряду с фронтранниногом, наиболее часто MEV-атаки также включают бэкраннинг. В этом случае майнеры получают прибыль, пользуясь тем, как выполнение транзакций пользователей изменит рыночные условия, и размещая свою конкретную транзакцию сразу после пользовательской.
Сэндвич-атака — это комбинация двух вышеперечисленных, позволяющая получить прибыль и воспользоваться представленной пользователями транзакцией.
Все эти формы MEV могут быть выполнены только майнерами, так как только у них есть возможность менять порядок транзакций внутри блока. Такой тип извлечения стоимости стал возможным из-за конструкции мемпула Ethereum, поскольку единственной мотивацией для майнеров включать транзакции в блок является размер потенциального вознаграждения.
Стефан Джордж (Stefan George) уже более семи лет является предпринимателем в блокчейн-пространстве. Он технический директор и соучредитель компании Gnosis, которая занимается созданием новых рыночных механизмов для децентрализованных финансов. Gnosis внесла вклад в развитие ведущей инфраструктуры отрасли, включая Gnosis Safe Multisig, решение для кошельков, которое позволяет пользователям управлять цифровыми активами на сумму более 29 миллиардов долларов, и Gnosis Protocol, децентрализованный торговый протокол, который защищает трейдеров от арбитража, чтобы обеспечить лучший опыт работы с Ethereum.
MEV в Ethereum: как устроен скрытый налог в сети ETH?
Одним из них стала MEV — арбитражная стратегия, при которой майнеры в сети Ethereum изменяют порядок добавления транзакций в блок. Это позволяет им заработать на разнице цен активов на различных площадках, а также забирать более высокие комиссии трейдеров, которые надеются, что их транзакцию обработают первой. MEV увеличивает расходы при использовании децентрализованных криптобирж (DEX), приводит к росту стоимости операций в сети, перегружает и дестабилизирует блокчейн и обходится пользователям в сотни миллионов долларов в год. При этом с MEV крайне сложно бороться — проблема характерна не только для Ethereum, но и для других блокчейнов, которые используют смарт-контракты. К счастью, на рынке есть решения, которые стремятся свести к минимуму негативные последствия этой стратегии. Media.sigen рассказывает, как работает MEV, чем она грозит Ethereum и какие шаги предпринимают игроки криптоотрасли для того, чтобы противостоять скрытым налогам в сети ETH.
Что такое MEV?
Гибкие смарт-контракты и DeFi-протоколы позволяют майнерам получать дополнительный доход за счет особенности архитектуры сети Ethereum и других блокчейнов, которые поддерживают смарт-контракты. Самым распространенным способом такого заработка является MEV.
У аббревиатуры MEV есть две расшифровки, которые одинаково передают суть этой стратегии:
Miner Extractable Value — извлекаемая стоимость майнера
Maximum Extractable Value — максимальная извлекаемая стоимость
MEV — это прибыль, которую майнер или валидатор может получить, намеренно изменив порядок транзакций в блоке, добавляемом в блокчейн.
Порядок транзакций важен, прежде всего, для трейдеров на DEX и пользователей различных DeFi-протоколов. Так, те трейдеры, чьи сделки выполняются в первую очередь, могут воспользоваться арбитражем (то есть они могут успеть заработать на разнице цен активов на разных площадках) или проскальзыванием (разницей между ожидаемой трейдером ценой проведения сделки и фактической ценой ее исполнения). Это происходит за счет невысокой ликвидности и высокой волатильности цифровых активов, а также из-за крупных сделок, которые резко влияют на их цену.
Как мы писали выше, MEV-стратегию можно использовать в любом блокчейне, поддерживающем смарт-контракты. Но из-за того, что большинство DeFi-протоколов работают на базе Ethereum, именно в этой сети MEV используется чаще всего.
Впервые о возможности проведения MEV рассказал программист-аналитик и алгоритмический трейдер, известный под псевдонимом Pmcgoohan, еще в 2014 году — то есть за год до запуска основной сети Ethereum. Но тогда пост Pmcgoohan на Reddit остался без внимания. Позднее, в 2019 году, группа исследователей во главе с Филом Дайаном сформулировала концепцию и придумала термин MEV, который в 2020 году получил развитие в работах Георгиоса Константопулоса и Дэна Робинсона «Ethereum is a Dark Forest» и разработчика под псевдонимом Samczsun «Escaping the Dark Forest».
Эти изыскания перевели MEV из статуса теоретического риска в одну из наиболее актуальных проблем сети Ethereum.
MEV — скрытый налог для пользователей Ethereum
Фактически MEV — это скрытый налог для пользователей блокчейна, который платится в пользу майнеров и трейдеров. По сути, средства, которые те заработали с помощью MEV, это деньги, потерянные для пользователей.
Иногда это происходит напрямую, например, когда майнер копирует выгодную арбитражную сделку пользователя и продвигает свою операцию вперед, чтобы она исполнилась первой. А иногда косвенно, например, за счет роста стоимости «газа» для всех пользователей сети или исполнения сделок по неоптимальному для них обменному курсу. Обо всем этом мы подробнее расскажем ниже.
Использование MEV может принести майнеру гораздо больше, чем прямой доход от добычи новых ETH. Например, по данным исследовательской компании Flashbots, доходность от проведения MEV-операций может составлять десятки и даже сотни тысяч долларов.
По данным инструмента MEV-explore от Flashbots, с 1 января 2020 года с помощью MEV майнеры заработали свыше $726.9 млн, а за последние 30 дней — $18.5 млн. При этом весной ежемесячно эта стратегия приносила им более $140 млн.
Большая часть этих средств (до 46%) — это результат использования MEV на Uniswap — одной из крупнейших DEX на крипторынке. При этом эксперты Flashbots утверждают, что реальная доходность MEV-стратегий может быть в разы выше.
Как работает MEV?
Напомним, что в Ethereum майнеры выбирают транзакции из мемпула (списка неподтвержденных транзакций) и объединяют их в блоки для записи в блокчейне. В блоке транзакции располагаются не в хронологическом порядке, а в том, в котором их добавил майнер.
Как правило, майнеры распределяют порядок операций в зависимости от размера их комиссий: чем выше комиссия, тем быстрее транзакция будет добавлена в блок. Однако никто не контролирует соблюдение этого условия. Майнеры могут продвинуть вперед любую транзакцию, которую захотят, независимо от размера комиссии, уплаченной за нее. Это и создает идеальные условия для реализации MEV-стратегии.
Чаще всего MEV используют арбитражные трейдеры и операторы торговых ботов. Майнеры же зарабатывают на MEV лишь косвенно: за счет высокой комиссии от этих пользователей Ethereum. Однако в последнее время даже сами майнеры стали запускать собственных торговых ботов.
Рассмотрим схему проведения MEV на самом простом примере, однако сразу хотим подчеркнуть, что в реальности такие стратегии гораздо сложнее. Допустим, в результате крупной операции в пуле ликвидности на Uniswap произошло ценовое проскальзывание, и появилась арбитражная возможность на $5 000. Эту возможность замечает трейдер или торговый бот и проводит транзакцию, в которой совершает арбитражную сделку, чтобы заработать на разнице цены. Допустим, чтобы эта транзакция была подтверждена, трейдер или торговый бот назначает комиссию майнеру в $10.
После этого может произойти один из двух вариантов:
— В первом майнер может воспользоваться этой арбитражной возможностью сам.
— Во втором такую возможность могут заметить другие трейдеры или торговые боты и предложить майнеру более высокую комиссию, чтобы их новая транзакция была обработана первой.
Во втором случае победит тот, кто предложит больше — именно он в конечном счете сможет совершить арбитражную сделку. Допустим, победил трейдер, который предложил комиссию в $2 000. Тогда эти средства достанутся майнеру, а прибыль трейдера от арбитражной сделки составит $3 000.
Виды MEV-стратегий
Разберем наиболее распространенные вариации MEV-стратегий:
— Фронтраннинг (front-running) — размещение опережающей транзакции. Боты сканируют сеть в поисках крупного ордера на DEX, который подтолкнет вверх цену актива. Когда такой ордер найден, торговый бот размещает свою транзакцию перед ним: он покупает актив, который собирается приобрести трейдер, по более низкой цене и сразу продает его по более высокой.
— Бэкраннинг (back-running) — обратная стратегия, при которой трейдер ждет, пока кто-то совершит сделку, которая изменит рыночные условия, и продает актив сразу после нее.
— Сэндвич-стратегия (sandwich) — комбинация фронтраннинга и бэкраннинга, при которой транзакции трейдера размещаются до и после «перехваченной» транзакции. Так получается манипулировать ценой актива. Например: трейдер видит, какой актив намерен купить другой пользователь, приобретает его, чтобы поднять его цену, ждет покупки актива, которая сделает его еще более дорогим, а затем продает ранее купленный актив по завышенной стоимости.
— Реорганизация блока (time-bandit attack) — стратегия доступна только для тех майнеров, которые могут реорганизовать блоки, чтобы использовать возможности MEV в ранее добытых блоках. Когда прибыль от MEV гораздо выше, чем вознаграждение за блок, майнеру выгодно реорганизовать предыдущие несколько блоков. Проводить крупные реорганизации опасно — они могут серьезно навредить Ethereum в долгосрочной перспективе.
Чем MEV грозит Ethereum?
Есть несколько причин, почему MEV представляет угрозу для сети Ethereum и децентрализованной финансовой экосистемы в целом. Регулярное использование MEV приведет к:
Росту комиссий за транзакции в DeFi — в погоне за выгодными арбитражными возможностями трейдеры будут завышать размер платы за транзакции, что станет причиной роста средней комиссии для всех пользователей сети Ethereum;
Проведению сделок другими пользователями по невыгодному курсу;
Росту перегруженности сети;
Тому, что потери от MEV уже через несколько лет могут составить десятки миллиардов долларов в год;
Поощрению нестабильности консенсуса Ethereum — у майнеров есть финансовый стимул, чтобы реорганизовать недавно добытые блоки.
По мнению программиста Pmcgoohan (первооткрывателя MEV), все это в конечном итоге может «уничтожить сеть Ethereum».
Почему с MEV сложно бороться?
Сейчас среди Ethereum-разработчиков есть два основных подхода к борьбе с MEV.
Согласно первому, число случаев использования MEV-стратегий неизбежно будет расти, и можно лишь свести к минимуму их последствия, но не устранить полностью. Например, исследовательская компания Flashbots разрабатывает инструменты, обеспечивающие прозрачность и равный доступ к MEV-стратегиям для всех — это должно повысить стабильность сети и нивелировать отрицательные последствия применения MEV.
Вторая точка зрения предполагает, что проблема MEV решаема — нужно лишь обновить правила алгоритма консенсуса сети Ethereum, выпускать протоколы, которые минимизируют возможности для MEV и, самое главное, увеличить мотивацию майнеров отказываться от этих стратегий.
Но можно ли изменить протокол Ethereum так, чтобы MEV-стратегии стали невозможны? К сожалению, пока это принесет больше вреда, чем пользы. Попытка помешать майнерам получать информацию о транзакциях может привести к увеличению количества внебиржевых рынков (OTC). Например, если бы все операции в сети Ethereum оплачивались по фиксированной цене, майнеры все равно могли бы договориться с трейдерами о внеочередном проведении транзакции, но делать это уже в обход основной сети. При лишении майнеров права распределять транзакции трейдеры все равно могли бы «выкупать» выгодные арбитражные возможности, назначив за них высокие комиссии.
При этом возможность получать доход от MEV не исчезла ни после активации обновления EIP-1559, которое запустило механизм сжигания части комиссий майнеров, ни после перехода Ethereum к состоянию 2.0, в котором не будет майнинга.
Ни одно из этих обновлений не меняет основной причины появления MEV, а именно — доминирования майнеров. Порядок транзакций, включенных в блок, полностью находится под контролем майнеров.
MEV останется актуальной до тех пор, пока майнерам будет выгодно переписывать историю транзакций. Предложенные же обновления лишь способствуют использованию MEV-стратегий. Например, после активации EIP-1559 майнеры потеряли часть дохода, однако именно MEV может помочь им компенсировать его. Так, в марте этого года крупный ЕТН-пул Ethermine внедрил MEV-стратегию в качестве компенсации потери доходов. Схожие решения добавили пулы 2Miners и Flexpool.
В Ethereum 2.0 место майнеров займут валидаторы, но и они сохранят власть над транзакциями — в результате сеть может стать даже более централизованной. Правда, в Ethereum 2.0 возможность реорганизации будет минимальна — понадобится согласие не менее половины всех валидаторов сети.
Способы смягчения последствий MEV
Над смягчением последствий MEV работают десятки проектов. Выделим основные направления и решения.
Компания Flashbots выпустила бота MEV-Geth. Он помогает трейдерам бороться за выгодную транзакцию, экономя на сборах «газа», когда их транзакции отклоняются. Фирма работает и над другими способами смягчить последствия MEV.
Минимизировать проблему могут и решения второго уровня в сети Ethereum. Они публикуют в основной сети лишь результаты транзакции, без деталей по ней — майнеры и трейдеры не могут увидеть заранее, какой она будет. Два лидера L2-решений в сети Ethereum предложили свои подходы к борьбе с MEV: проект Optimism — решение MEV Auction (MEVA), проект Arbitrum — Fair Sequencing.
Еще одно решение проблем с MEV — использование в смарт-контрактах dApps-архитектур, которые будут более устойчивыми к MEV. В них используется специальное шифрование для того, чтобы скрыть транзакции трейдеров. Среди примеров:
Сервис справедливого секвенирования ChainLink (Fair Sequencing Services), проекты Arbitrum и Aleph Zero — они запрещают изменение порядка транзакций;
Eden Network: позволяет трейдерам проводить операции за пределами публичного пула транзакций Ethereum. Решение используют проекты SUSHI, Alpha Finance и оракул-протокол Band Protocol;
KeeperDAO — протокол, позволяющий юзерам получать часть прибыли от MEV и защищающий их от исполнения сделок по невыгодным ценам, проскальзывания и сэндвич-стратегий;
Secret Swap — автоматический маркетмейкер, защищенный от стратегии фронтраннинга за счет шифрования мемпула (майнеры просто не могут просмотреть детали транзакции);
BackRunMe и ArcherSwap — решения, защищающие от фронтраннинга, сэндвич-стратегий и проскальзывания, которые делятся с пользователем частью дохода от MEV;
mistX.io — децентрализованная биржа, транзакции в которой не поступают в общедоступный пул Ethereum;
CowSwap — DEX, построенная на протоколе Gnosis Protocol v2 (GPv2) со встроенной защитой от MEV.
В заключение
Пока криптосообщество не может полностью устранить возможности для проведения MEV-стратегий. Но их негативные последствия можно значительно минимизировать.
Главное — разработчики и пользователи сети Ethereum видят проблему и уже принимают меры по ее решению.