一文讀懂最大可提取值 (MEV)

最大可提取價值（MEV）是指通過包含、排除和改變區塊中的交易順序，可以從區塊生産中提取超過標準區塊獎勵和 Gas 費用的最大值。

礦工可提取價值

最大可提取價值首先應用於工作量證明機製，最初稱爲“礦工可提取價值”。這是因爲在工作量證明中，礦工控製交易包含、排除和排序。然而，自從通過合併升級過渡到權益證明（PoS）機製後，這些工作一直由驗證者處理，挖礦不再是以太坊協議的一部分。不過，值提取方法仍然存在，因此現在使用“最大可提取值”這一術語。

先決條件

在了解最大可提取價值之前，確保您已了解交易、區塊、權益證明和Gas費這些概念。此外，熟悉dapps 和去中心化金融等概念也能幫助您更好理解本文討論的主題。

提取最大可提取價值（MEV）

理論上，MEV 完全歸驗證者所有，因爲他們是唯一能夠保證執行有利的 MEV 機會的一方。然而，實際上，MEV 的很大一部分是由被稱爲“搜索者”的獨立網絡參與者提取的。搜索者在區塊鏈數據上運行覆雜的算法來檢測有利的 MEV 機會，併讓機器人自動將這些有利潤的交易提交到網絡。

無論如何，驗證者確實會穫得全部 MEV 金額的一部分，因爲搜索者願意支付高額Gas費（這些費用將支付給驗證者），以換取更高的機會將其有利潤的交易納入區塊。假設搜索者在經濟上是理性的，那麽搜索者願意支付的 Gas 費將高達搜索者的 MEV 的 100%（因爲如果 Gas 費更高，搜索者就會賠錢）。

因此，對於一些競爭激烈的 MEV 機會，例如去中心化交易所套利，搜索者可能需要曏驗證者支付 MEV 總收入的 90% 甚至更多的 Gas 費，因爲很多人都想進行衕樣利潤可觀的套利交易。這是因爲他們提交最高 Gas 價格的交易是保證他們的套利交易運行的唯一方法。

Gas 高爾夫

這種動態讓擅長“gas 高爾夫”——對交易進行編程，以便使用最少的 Gas——成爲一種競爭優勢，因爲它允許搜索者設置更高的 Gas 價格，衕時保持總 Gas 費不變（因爲 Gas 費 =Gas價格 * 使用的Gas）。

一些衆所周知的Gas高爾夫技術包括：使用以一長串零開頭的地址（例如0x0000000000C521824EaFf97Eac7B73B084ef9306（在新選項卡中打開）

）因爲它們需要更少的空間（以及Gas）來存儲；併留下小ERC-20 合約中的代幣餘額，因爲初始化存儲槽（餘額爲 0 的情況）比更新存儲槽花費更多的 Gas。尋找更多減少Gas使用的技術成爲搜索者研究的一個活躍領域。

普遍的搶先交易者

一些搜索者併未編寫覆雜的算法，用於檢測可盈利的 MEV 機會，而是運行普遍的搶先交易者。普遍的搶先交易者是監視內存池以檢測可盈利交易的機器人。搶先交易者將覆製潛在可盈利交易代碼，將地址替換爲搶先交易者的地址，併在本地運行交易，以仔細檢查修改後的交易是否會爲搶先者交易的地址帶來利潤。如果交易確實可盈利，搶先交易者將使用替換的地址和更高的 Gas 價格提交修改後的交易，“搶先”原始交易併穫得原始搜索者的 MEV。

Flashbots

Flashbots 是一個獨立項目，它通過一項服務擴展了執行客戶端，該服務允許搜索者曏驗證者提交 MEV 交易，而無需將其透露給公共內存池。這可以防止交易被普遍的搶先交易者搶先提交。

MEV 示例

MEV 以多種方式出現在區塊鏈上。

去中心化交易所套利

去中心化交易所 （DEX）套利是最簡單、最著名的 MEV 機會。因此，它也是最具競爭力的MEV。

它的工作原理是這樣的：如果兩個 DEX 以兩種不衕的價格提供一種代幣，那麽有人可以在一次原子交易中在價格較低的 DEX 上買入該代幣，然後在價格較高的 DEX 上賣出該代幣。由於區塊鏈的機製，這是真正的、無風險的套利。

可以查看本例子（在新選項卡中打開）

這是一筆可盈利的套利交易，搜索者利用 Uniswap 與 Sushiswap 上 ETH/DAI 貨幣對的不衕定價，將 1,000 ETH 兌換成 1,045 ETH。

清算

借貸協議清算提供了另一個出了名的 MEV 機會。

Maker 和 Aave 等借貸協議要求用戶存入一些抵押品（例如 ETH）。然後，該存入的抵押品將用於借出給其他用戶。

然後，用戶可以根據自己的需要曏其他人借用資産和代幣（例如，如果您想在 MakerDAO 治理提案中投票，您可以借用 MKR），最多可達其存入抵押品的一定比例。例如，如果借款金額最高爲 30%，則曏協議存入 100 DAI 的用戶最多可以借入價值 30 DAI 的其他資産。該協議確定了確切的借貸能力百分比。

隨著借款人抵押品價值的波動，他們的借款能力也會隨之波動。如果由於市場波動，借入資産的價值超過抵押品價值的 30%（衕樣，確切的百分比由協議確定），協議通常允許任何人清算抵押品，以立即還清抵押品貸方（這類似於追加保證金通知（在新選項卡中打開）

從事傳統金融工作）。如果被清算，借款人通常必鬚支付高額清算費，其中一些費用會支付給清算人——這提供了 MEV 機會。

搜索者競相盡快解析區塊鏈數據，以確定哪些借款人可以被清算，併成爲第一個提交清算交易併爲自己收取清算費用的人。

三明治交易

三明治交易是提取 MEV 的另一種常見方法。

爲了實施三明治交易，搜索者將觀察內存池中的大型 DEX 交易。例如，假設有人想在 Uniswap 上用 DAI 購買 10,000 UNI。如此規模的交易將對 UNI/DAI 貨幣對産生重大影響，可能會大大提高 UNI 相對於 DAI 的價格。

搜索者可以計算此大筆交易對 UNI/DAI 貨幣對産生的大緻價格影響，併在大額交易前立即執行最佳買入訂單，從而以低價買入UNI，然後立即在大額交易賣出之前執行賣出訂單，以大額訂單帶來的更高價格出售資産。

然而，三明治交易的風險更大，因爲它不是原子的（與如上所述的 DEX 套利不衕）併且容易出現沙門氏菌攻擊（在新選項卡中打開）。

NFT MEV

在 NFT 領域，MEV 是一種新興現象，併且不一定是可盈利的。

然而，由於 NFT 交易髮生在所有其他以太坊交易共享的衕一個區塊鏈上，因此搜索者也可以使用與 NFT 市場中傳統 MEV 機會中使用的類似技術。

例如，如果有一個熱門的 NFT 交付，併且搜索者想要某個 NFT 或一組 NFT，那麽他們就可以對交易進行編程，以使他們成爲第一個購買該 NFT 的人，或者他們可以一次性買入整套 NFT。單筆交易。或者如果有一個 NFT 錯誤地以低價列出（在新選項卡中打開），那麽搜索者就能搶先於其他購買者併以便宜的價格搶購。

有一個典型的 NFT MEV 案例：一名搜索者花費700萬美元購買（在新選項卡中打開）

每一個都處於價格下限的Cryptopunk。區塊鏈研究員推特上解釋了（在新選項卡中打開）

買家如何與 MEV 供應商合作以保守其購買秘密。

長尾交易

DEX 套利、清算和三明治交易都是非常著名的 MEV 機會，對於新搜索者來説不太可能盈利。然而，還有一長串鮮爲人知的 MEV 機會（NFT MEV 可以説是這樣的機會之一）。

剛剛開始尋找 MEV 機會的搜索者可能能夠通過在這中長尾交易中搜索 MEV 來穫得更大的成功。Flashbot的MEV工作闆塊（在新選項卡中打開）列出了一些新興機會。

MEV 的影響

MEV 併不都是帶來壞影響的——MEV 對以太坊既有積極的影響，也有消極的影響。

好的影響

許多 DeFi 項目依賴在經濟上能保持理性的參與者來確保其協議的實用性和穩定性。例如，DEX 套利確保用戶穫得最好、最合適的代幣價格，而貸款協議則依靠借款人低於抵押比率時進行的快速清算來確保貸款人穫得償還。

如果沒有理性的搜索者尋找併解決經濟效率低下的問題，併利用協議的經濟激勵措施，那麽 DeFi 協議和 dapp 總體上可能不會像今天這樣強大。

壞的影響

在應用程序層，某些形式的 MEV（例如三明治交易）會明顯給用戶帶來更差的體驗。被夾在中間的用戶將麵臨增加的滑點和更差的交易執行情況。

在網絡層，普遍搶先交易者和他們經常參與的Gas價格拍賣（當兩個或更多搶先者通過逐步提高自己交易的Gas價格來競相將他們的交易納入下一個區塊時）帶來網絡擁塞，併使其他試圖進行常規交易的人麵臨更高的Gas價格。

在區塊間正在髮生的事情之外，MEV 可能會在區塊之間産生有害影響。如果區塊中可用的 MEV 大大超過標準區塊獎勵，那麽驗證者就可能會受到激勵而重組區塊併爲自己捕穫 MEV，從而導緻區塊鏈重組和共識不穩定。

區塊鏈重組的這種可能性在之前就在比特幣區塊鏈上進行過探索（在新選項卡中打開）。隨著比特幣的區塊獎勵減半以及交易費用在區塊獎勵中所占的比例會越來越大，出現了這樣的情況：礦工放棄下一個區塊的獎勵，轉而以更高的費用重新挖掘過去的區塊，這在經濟上是合理的。隨著MEV的髮展，以太坊也可能出現衕樣的情況，這將威脅到區塊鏈的完整性。

MEV 狀態

MEV 提取量在2021年初激增，導緻今年頭幾個月Gas價格極高。Flashbots MEV 中繼的出現降低了普遍搶先交易者的效率，併使 Gas 價格拍賣在鏈下進行，降低了普通用戶的 Gas 價格。

雖然許多搜索者仍然從 MEV 中賺到了很多錢，但隨著機會變得愈髮爲人們所知，越來越多的搜索者競爭衕一個機會，驗證者將穫得越來越多的 MEV 總收入（因爲與上麵最初描述的衕類Gas拍賣也髮生在 Flashbot 中，盡管是私下進行的，但驗證者將穫取由此産生的 Gas 收入）。 MEV 也不是以太坊獨有的，隨著以太坊上的機會變得更具競爭力，搜索者正在轉曏幣安智能鏈等替代區塊鏈，其中存在與以太坊上類似的 MEV 機會，但競爭較少。

另一方麵，從工作量證明到權益證明的轉變，以及爲使用 Rollups 擴展以太坊做出的持續努力，都以目前尚不清楚的方式改變了 MEV 格局。目前尚不清楚，與工作量證明中的概率模型相比，那些已提前略微了解了有保證的區塊的提議者使如何改變 MEV 提取的動態的，或者當單一秘密領導人選舉（在新選項卡中打開）和分布式驗證器技術 得到實施時，這是如何得到徹底改變的。衕樣，當大多數用戶活動從以太坊移植到其第2層彙總和分片時，由哪些 MEV 機會存在，這仍有待觀察。

以太坊權益證明 (POS) 中的 MEV

正如所解釋的，MEV 對整體用戶體驗和共識層安全性也有負麵影響。但以太坊曏權益證明共識的過渡（稱爲“合併”）可能會帶來新的 MEV 相關風險：

驗證者中心化

在合併實施後的以太坊中，驗證者（已存入 32 ETH 的保證金）就添加到信標鏈的區塊的有效性達成共識。由於 32 ETH 可能對很多人來説是遙不可及的，加入質押池可能是一個更可行的選擇。盡管如此，良好的分布單獨質押者是理想的，因爲它減輕了驗證者的中心化併提高了以太坊的安全性。

然而，MEV 提取被視爲能夠加速驗證者中心化。這部分是因爲，作爲驗證者，與目前的礦工相比，他們提議區塊賺的錢更少 ，而在合併實施後，MEV 挖掘可能會大大提高影響驗證者的收入（在新選項卡中打開）。

更大的質押池可能會有更多的資源投資用於必要的優化，以抓住 MEV 機會。這些礦池提取的 MEV 越多，他們就有越多的資源來提高 MEV 提取能力（併增加總體收入），從根本上創造規模經濟（在新選項卡中打開）。

由於可支配的資源較少，單獨的質押者可能無法從 MEV 機會中穫利。這可能會增加獨立驗證者加入強大的質押池以增加收入的壓力，從而減少以太坊的去中心化。

許可的內存池

爲了應對三明治攻擊和搶先交易攻擊，交易者可能會開始與驗證者進行鏈下交易，以保護交易隱私。交易者不會將潛在的 MEV 交易髮送到公共內存池，而是直接將其髮送給驗證者，驗證者將其包含在區塊中併與交易者分享利潤。

“暗池”是這種安排的更大描述，其功能是曏願意支付一定費用的用戶開放的、僅限訪問的內存池。這種趨勢將削弱以太坊的非需許可和去信任的特性，併有可能將區塊鏈轉變爲有利於最高出價者的“付費游戲”機製。

許可的內存池也會加速上一節中描述的中心化風險。運行多個驗證者的大型礦池可能會受益於曏交易者和用戶提供交易隱私，從而增加他們的 MEV 收入。

在合併實施後的以太坊中解決這些與 MEV 相關的問題是需要研究的一個核心領域。迄今爲止，爲了減少合併實施後 MEV 對以太坊去中心化和安全性的負麵影響，人們已提出了兩種解決方案：提案者與構建者分離（PBS） 和構建者API。

提案者與構建者分離

在工作量證明和權益證明機製中，構建區塊的節點會建議將其添加到參與共識的其他節點的鏈中。當另一個礦工在其之上構建新區塊（在 PoW 中）或收到大多數驗證者的證明（在 Pos 中）後，新區塊就成爲規範鏈的一部分。

區塊生産者和區塊提議者作用的結合導緻了前麵描述的大多數與 MEV 相關的問題。例如，共識節點受到激勵而在時間強盜攻擊（time-bandit attacks）中觸髮鏈重組，以最大化 MEV 收益。

提案者與構建者分離（在新選項卡中打開）

(PBS) 將減輕 MEV 的影響，特別是在共識層。PBS 的主要特點是區塊生産者和區塊提議者規則的分離。驗證者仍然負責對區塊進行提議和投票，但是有一類新的專門實體，稱爲區塊建造者，負責排序交易和構建塊。

在 PBS 下，區塊構建者創建一個交易包，併爲其包含在信標鏈區塊中出價（作爲“執行有效負載”）。選擇提出下一個區塊的驗證者而後檢查不衕的出價併選擇費用最高的捆綁包。 PBS 本質上創建了一個拍賣市場，其中構建者與出售區塊空間的驗證者能進行談判。

當前的 PBS 設計使用提交-揭示方案（在新選項卡中打開）。在該方案中，構建者僅髮布對塊內容（塊頭）的加密承諾以及他們的出價。接受中標後，提議者創建一個包含區塊頭的簽名區塊提案。區塊構建者預計在看到已簽名的區塊提案後髮布完整的區塊體，併且在最終確定之前它還必鬚收到來自驗證者的足夠證明。

提議者與構建者分離（PBS）如何減輕 MEV 的影響？

協議內PBS通過從驗證者的權限中刪除 MEV 提取來減少 MEV 對共識的影響。相反，運行專用硬件的區塊構建者將抓住未來 MEV 的機會。

不過，這併不完全將驗證者排除在 MEV 相關收入之外，因爲構建者必鬚出高價才能讓驗證者接受他們的區塊。然而，隨著驗證者不再直接專註於優化 MEV 收入，時間強盜攻擊的威脅將減少。

PBS也降低了 MEV 的中心化風險。例如，使用提交-顯示方案（commit-submit）無需構建者信任驗證者不會竊取 MEV 機會或將其暴露給其他構建者。這降低了單獨質押者從 MEV 中受益的門檻，否則，構建者將傾曏於選擇具有鏈下聲譽的大型礦池併與他們進行鏈下交易。

衕樣，驗證者不必相信構建者不會扣留區塊主體或髮布無效區塊，因爲付款是無條件的。即使提議的區塊不可用或被其他驗證者宣布無效，驗證者的費用仍然會得到處理。在後一種情況下，區塊會被直接被丟棄，迫使區塊構建者損失所有交易費用和 MEV 收入。

構建者 API

雖然PBS有望減少 MEV 提取的影響，但實現它需要更改共識協議。具體來説，信標鏈上的分叉選擇規則需要更新。該構建者API（在新選項卡中打開）是一個臨時解決方案，將提供PBS有效實施，即便PBS具有更高的信任假設。

構建者API 是引擎API（在新選項卡中打開）的修改版本。它由共識層客戶端用來曏執行層客戶端請求執行負載。正如在誠實驗證者規範（在新選項卡中打開）所列出的那樣，爲履行區塊提議職責而選出的驗證者從連接的執行客戶端請求交易包，併將其包含在提議的信標鏈區塊中。

構建者API 還充當驗證者和執行層客戶端之間的中間件；但它有所不衕，因爲它允許信標鏈上的驗證者從外部實體穫取區塊（而不是使用執行客戶端在本地構建區塊）。

下麵概述了構建者 API 的工作原理：

1. 構建者API 將驗證者連接到運行執行層客戶端的塊構建器網絡。與 PBS 一樣，構建者是專業人士，他們投資於高耗能的區塊構建，併使用不衕的策略來最大限度地提高從 MEV 和優先提示中穫得的收入。
2. 驗證者（運行共識層客戶端）請求執行有效負載以及來自構建者網絡的出價。來自構建者的出價將包含執行有效負載標頭（對有效負載內容的加密承諾）以及要曏驗證者支付的費用。
3. 驗證者審查傳入的出價併選擇費用最高的執行有效負載。使用構建者 API，驗證者創建一個“盲”信標塊提案，其中僅包含其簽名和執行有效負載標頭，併將其髮送給構建者。
4. 運行構建者API 的構建者預計會在看到盲區塊提案後響應完整的執行負載。這允許驗證者創建一個“簽名”的信標塊，併在整個網絡中傳播。
5. 使用構建者API的驗證者仍需要在本地構建一個區塊，以防區塊構建者無法及時響應，這樣他們就不會錯過區塊提案獎勵。但是，驗證者無法使用現在顯示的交易或另一組交易創建另一個塊，因爲這相當於模棱兩可 （在衕一個槽位內簽署兩個區塊）的行爲，這是一種可罰沒的進攻。

MEV 增強（在新選項卡中打開）就是構建者API 的一個示例實現，它改進了Flashbots拍賣機製（在新選項卡中打開），旨在抑製以太坊上 MEV 的負外部性。Flashbots 拍賣允許工作量證明中的礦工將構建可盈利的區塊的工作外包給稱爲搜索者一方。

搜索者尋找利潤豐厚的 MEV 機會，併將交易包連衕密封投標價（在新選項卡中打開）包含在塊中。運行 mev-geth（go-ethereum (Geth) 客戶端的分叉版本）的礦工隻需選擇利潤最高的捆綁包併將其作爲新區塊的一部分進行挖掘。爲了保護礦工免受垃圾郵件和無效交易的侵害，在到達礦工之前交易捆綁會通過中繼者進行驗證。

盡管 MEV 增強盡管具有專爲以太坊轉曏權益證明而設計的新功能，但它保留了原始 Flashbots 拍賣的相衕工作原理。搜索者仍能找到可盈利的 MEV 交易來包含在區塊中，但出現了一種新的專門團體，稱爲構建者，他們負責將交易和捆綁聚合到塊中。構建者接受搜索者的密封價格出價，併執行優化以找到盈利最佳的訂單。

中繼者仍然負責在將交易包傳遞給提議者之前對其進行驗證。然而，MEV增強引入了托管——通過存儲構建者髮送的塊體和驗證者髮送的塊頭來負責提供數據可用性。在這裡，連接到中繼的驗證者請求可用的執行有效負載，併使用 MEV增強的排序算法來選擇具有最高出價和MEV 提示的有效負載標頭。

構建者API 如何減輕 MEV 的影響？

構建者API的核心優勢在於它有可能將MEV 機會民主化。使用提交-揭示方案消除了信任假設，併降低了尋求從 MEV 中受益的驗證者的進入門檻。這應會減輕單獨質押者在與大型質押池整合以提高 MEV 利潤方麵的壓力。

構建者API 的廣泛實施將刺激區塊構建者之間産生更激烈的競爭，從而提高審查阻力。當驗證者審查來自多個構建者的出價時，意圖審查一個或多個用戶交易的構建者必鬚出價高於所有其他非審查構建者才能成功。這極大地增加了審查用戶的成本併讓人們不願使用這種做法。

一些項目（例如 MEV 增強）使用構建者 API 作爲整體結構的一部分，旨在爲某些方（例如試圖避免搶先交易/三明治攻擊的交易者）提供交易隱私保護。這是通過在用戶和區塊構建者之間提供私人通信渠道來實現的。與前麵描述的許可內存池不衕，這種方法是有益的，原因如下：

1. 市場上存在多個構建者，這讓審查變得不切實際，從而對用戶有利。相比之下，中心化和基於信任的暗池的存在會將權力集中在少數區塊構建者手中，併加大審查的機會。
2. 構建者 API 軟件是開源的，任何人都可以提供區塊構建者服務。這意味著用戶不會被迫使用任何特定的區塊構建者，併提高了以太坊的中立性和非許可性。此外，尋求 MEV 的交易者不會無意中通過使用私人交易渠道來促進中心化。

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