Vamos começar com uma definição para o acrónimo MEV:

Valor extraível máximo: A quantidade máxima de valor que um agente pode extrair ao incluir, excluir ou alterar a ordem das transações durante o processo de produção de blocos

Para ser mais claro, o conceito de Valor Extraível pelo Mineiro (MEV) refere-se a um cenário em que um agente examina a transação recente de um usuário, elabora uma estratégia para gerar lucro a partir dela e posteriormente implementa essa estratégia para capturar quaisquer ganhos potenciais.

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Mais frequentemente do que não, um agente que captura com sucesso MEV fará isso à custa de outra parte. Pode ser o usuário que emite uma transação ou um agente passivo num protocolo DeFi.

O simples ato de ganhar dinheiro interferindo na execução de uma transação pendente tem enormes ramificações para os utilizadores, Protocolos DeFi e a rede blockchain subjacente.

Apresentaremos algumas informações de fundo sobre MEV antes de mergulharmos na discussão principal — qual é a moralidade do MEV? Tanto no contexto de agentes que exploram o MEV quanto de atores que tentam se defender contra ele.

Agentes dentro do Jogo MEV

Para além dos utilizadores que procuram interagir com um contrato inteligente, existem mais duas funções cruciais profundamente interligadas com o conceito de MEV:

• Investigador. Um agente que encontra uma oportunidade para lucrar com a transação de um usuário, cria um pacote de transações para explorá-lo e propõe o pacote ao proponente.
• Proponente. Um agente com autoridade para decidir a ordem das transações.

Um pesquisador pode ser uma empresa de negociação com ampla experiência ou um entusiasta programando no seu quarto.

Ser um pesquisador é um papel sem permissão.

O único obstáculo é a capacidade do pesquisador de encontrar alfa, construir um bot MEV competitivo e explorar as oportunidades. O acesso ao capital ajuda, mas ainda não é um obstáculo significativo.

Por outro lado, um proponente detém o poder de determinar a sequência de transações e, consequentemente, o resultado da sua execução. Este papel fundamental pode ser desempenhado por várias entidades, incluindo Mineiros (em sistemas de prova de trabalho), Validadores (em sistemas de prova de participação) ou Sequenciadores (em rollups).

Embora o grupo de proponentes seja tipicamente restrito, pode ter acesso aberto.

Existem razões convincentes para impor limites sobre quem pode assumir o papel de proponente:

1. Protocolo de Consenso: Muitos sistemas de blockchain necessitam do envolvimento dos proponentes num protocolo baseado em rondas, exigindo a cooperação da maioria (ou supermaioria) deles em cada ronda. Coordenar a comunicação entre todos os N participantes frequentemente revela-se um gargalo.
2. Encaminhamento de Transações: Os utilizadores devem ter um meio fiável para transmitir as suas transações ao proponente. Isto pode ser alcançado ao encaminhar transações para uma pool de memória pública ou diretamente para o proponente designado.
3. Integridade Verificável: A comunidade mais ampla pode procurar uma métrica objetiva para verificar que todos os proponentes estão trabalhando juntos como um coletivo para decidir a ordem das transações e que estão sempre estendendo a última ordem. Por exemplo, a rede pode implementar uma regra de escolha de fork onde um proponente constrói em cima da cadeia mais pesada (stake/work).
4. Risco de MEV: Em alguns sistemas blockchain, principalmente na maioria dos rollups de hoje, os proponentes são encarregados da responsabilidade de não explorar oportunidades de MEV. Portanto, é crucial para a comunidade ter a autoridade de decidir em quem confiam.

Em termos mais simples, deve haver um mecanismo que permita a um utilizador verificar, de forma independente, se um proponente detém a autoridade para decidir a ordem das transações recentes. Sem esta garantia, atores maliciosos poderiam inundar o sistema com ordens de transação falsas, deixando os utilizadores incapazes de discernir a verdade.

Para manter a explicação dos agentes simples, incorporamos o papel de um construtor no proponente e assumimos que um proponente irá construir um bloco e ter autoridade para publicá-lo.

Interação e Relação de Agentes

Qual é a interação entre o pesquisador e o proponente?

Um grande foco da pesquisa MEV é entender a interação entre os pesquisadores e os proponentes. Além disso, é essencial estabelecer se esses papéis podem ser desempenhados pela mesma entidade ou se necessitam de agentes distintos:

• Mesmo agente. O pesquisador pode ser um proponente no sistema,
• Agentes separados. Há um (ou mais) buscadores que não são proponentes e todos eles estão competindo para influenciar o proponente.

Por outras palavras, é importante identificar se um pesquisador pode ter controle total e indiscutível da política de ordenação de transações. Se o pesquisador também for o proponente, então ele pode potencialmente conceder ao pesquisador poder adicional para observar as táticas empregadas por outros pesquisadores, permitindo-lhes potencialmente roubar oportunidades de pesquisadores mais competitivos.

Por outro lado, se os pesquisadores não puderem ser proponentes ou conluio com proponentes, então permite-nos assumir um ambiente onde os pesquisadores devem competir entre si. O objetivo deles é influenciar o proponente e persuadi-los a ordenar uma lista de transações de acordo com a preferência do pesquisador vencedor.

Outsourcing vs. Monopoly na Maximização do Lucro da MEV: Existe um debate interessante sobre se é mais lucrativo para um proponente subcontratar a tarefa de identificar e capitalizar a MEV para um mercado aberto de buscadores ou se devem, em vez disso, visar consolidar a oportunidade através de uma abordagem monopolista.

Vamos partir do pressuposto de que um proponente atuará como uma parte honesta e cumprirá a sua política de ordenação de transações prometida. Além disso, que os pesquisadores e proponentes são sempre agentes separados.

O nosso foco é compreender a estratégia usada por um pesquisador para influenciar a política de ordenação de um proponente e, com sorte, vencer todos os outros concorrentes na mesma oportunidade.

Política de Ordenação de Transações

A busca e defesa do MEV concentra-se na capacidade do pesquisador de influenciar um único componente do sistema blockchain:

• Política de ordenação de transações. Dada uma lista de transações de usuário pendentes, qual algoritmo de ordenação é aplicado para produzir a lista final de transações ordenadas (ou seja, um bloco confirmado).

Um sistema de blockchain pode implementar uma variedade de políticas de ordenação e o seu objetivo é oferecer equidade a todos os utilizadores que possam querer efetuar transações.

Isso suscita a pergunta: Qual é a definição de justiça?

• Os utilizadores devem todos pagar a mesma taxa e as transações são ordenadas com base no princípio de primeiro a chegar, primeiro a ser servido?
• Os utilizadores devem pagar uma taxa de acordo com a prioridade da transação e todas as transações são ordenadas com base na taxa paga?

Ambos os casos seguem o princípio geral de que um usuário pode transacionar desde que tenha a capacidade de pagar. Não dita que a transação do usuário terá uma posição prometida na ordem total, apenas que eventualmente será ordenada para execução de forma oportuna.

Este conceito de equidade, que sustenta por que uma rede blockchain é resistente à censura, é interessante.

Ele estabelece que a capacidade de transação de um usuário deve depender apenas de sua capacidade de pagamento e que não devem ser discriminados com base em sua localização geográfica, identidade, gênero ou sistema de crenças. Ele se origina do mundo do Bitcoin e pode ser facilmente aplicado, já que a rede apenas suporta pagamentos.

No entanto, a capacidade de garantir a inclusão de uma transação é insuficiente quando tentamos compreender a equidade dentro de um sistema habilitado para contratos inteligentes. Para uma rede como o Ethereum, devemos ampliar o escopo da equidade para além da inclusão de transações na ordenação global. Deve também considerar a intenção de um usuário que assinou a transação e se o resultado desejado pelo usuário foi alcançado após a execução da transação.

Reconhecendo o Papel Vital da Intenção do Utilizador na Justiça. Os utilizadores avaliam a justiça, não apenas com base na capacidade de incluir uma transação de forma atempada, mas ao avaliar o resultado real da sua transação e se esta está alinhada com as suas expectativas iniciais quando assinaram a transação.

Isto pode levar a uma nova e interessante definição do que queremos dizer com resistência à censura:

• Fracas resistências à censura. Um utilizador pode sempre solicitar a execução de uma transação desde que esteja disposto a pagar a taxa apropriada por ela.
• Alta resistência à censura. Um usuário pode forçar o resultado pretendido da sua transação e novamente só precisa pagar uma taxa apropriada.

Mantenha isso em mente, pois se tornará importante quando entendermos como o MEV pode ser aproveitado para interferir na transação de um usuário e forçá-la a falhar em sua execução. Assim, mesmo que a transação de um usuário possa ser incluída à força na ordenação total, o resultado desejado do usuário (intenção) não pode ser alcançado.

Parece, pelo que sabemos, que uma política de encomenda deve impedir os pesquisadores de interferirem seletivamente numa transação do utilizador, se quisermos construir um sistema com uma forte resistência à censura. Este continua a ser um problema de investigação em aberto.

A ativação de Sanções da OFAC via Relaysestá a testar ativamente se uma rede blockchain pode continuar a tratar os utilizadores de forma justa com base na sua capacidade de pagar pela inclusão de transações.

Ativação de MEV

Para aprofundar naspetos técnicos do Valor Extraível pelo Mineiro (MEV), devemos examinar o seguinte:

1. Localizar oportunidades de MEV: Compreender como um pesquisador pode descobrir a transação recente de um usuário dentro do sistema blockchain.
2. Ambiente de Execução: Examinando o ambiente técnico no qual todas as transações são executadas.
3. Estratégias de Exploração: Investigação das várias estratégias que um pesquisador pode empregar para explorar oportunidades de MEV, como reordenação de transações, front-running e arbitragem.
4. Influenciar a Ordem: Explorar como um pesquisador pode influenciar o proponente a priorizar a inclusão de suas transações relacionadas ao MEV.

Uma vez que tenhamos estabelecido um firme domínio desses componentes fundamentais, podemos proceder à avaliação das implicações éticas e considerações morais em torno do MEV.

Localizar oportunidades de MEV

Um pesquisador precisa de acesso às transações recentes do usuário para encontrar novas oportunidades de MEV e ganhar dinheiro.

Existem duas abordagens para encontrar transações:

• Protocolo de fofoca. Um utilizador submete a sua transação à rede peer to peer e a transação é propagada para todos os nós dentro de um período de tempo muito rápido (<1 segundos).
• Feed do proponente. O proponente publica transações pendentes e/ou recentemente solicitadas.

A maioria dos utilizadores envia as suas transações no protocolo de gossip com a esperança de que um proponente descubra a sua transação e a inclua no seu bloco. Ao mesmo tempo, qualquer pessoa, incluindo pesquisadores, pode juntar-se ao protocolo de gossip e ouvir transações pendentes.

Levou a‘Floresta Negra’o pseudônimo, pois é quase garantido que um pesquisador encontrará a transação de um usuário e interferirá na sua execução se houver uma oportunidade de ganhar dinheiro. Por exemplo, no post da Floresta Negra, os autores não conseguiram recuperar os fundos em risco, pois um pesquisador descobriu a transação, a avaliou e coletou os fundos para si próprio.

Até à data, a única maneira de derrotar a floresta escura é evitar enviar uma transação para a rede peer to peer. Num post subsequente, os autores Escapou da Floresta Negraenviando sua transação diretamente para um minerador Ethereum. Isso, juntamente com outras instâncias, levou eventualmente à oferta do Flashbot de um recurso de transação direta que permite a um usuário enviar sua transação diretamente para um minerador confiável (como um serviço).

Ainda existe o risco de que os bots de MEV possam explorar uma transação direta se a blockchain passar por uma reorganização e a transação do usuário estiver temporariamente não confirmada e colocada na mempool. No entanto, os eventos de reorganização são relativamente raros no Ethereum de prova de aposta em comparação com 7% de todos os blocos no Ethereum de prova de trabalho.

O mesmo risco não se aplica aos rollups (como são implementados hoje). Quase todas as transações são transações diretas, uma vez que os utilizadores têm uma ligação de comunicação direta com o Proposer (Sequenciador). Existe pouca ou nenhuma oportunidade para um intruso interceptar o canal, o que aumenta significativamente a dificuldade de explorar oportunidades de MEV para transações pendentes.

Isso levou à perceção de que os rollups derrotaram os buscadores. Até à data, qualquer sucesso dependeu da confiabilidade dos Proposers em não explorar o MEV para seu próprio benefício. Claro, isso não é toda a história, e os buscadores ainda podem encontrar oportunidades de MEV.

Nos rollups, graças às transações diretas, os pesquisadores mudaram seu foco para localizar transações recentemente confirmadas na esperança de encontrar oportunidades semelhantes à arbitragem.

Por exemplo, no Arbitrum, o Proposer mantém um feed que publica transações recentemente ordenadas. É publicado a cada 250 milissegundos, principalmente para ajudar os provedores de infraestrutura como Infura e Etherscan a obter os dados mais atualizados. Isso permite que um usuário envie uma transação para o Sequencer e depois verifique seu status no Etherscan. Além disso, permite que qualquer pessoa execute um nó Arbitrum com o estado confirmado do Sequencer.

Lamentavelmente, os bots MEV descobriram este feed. Um pesquisador irá conectar-se ao feed e explorar oportunidades semelhantes à arbitragem a partir de transações recentemente ordenadas.

Qualquer informação sobre transações pode permitir MEV. A maior parte do discurso sobre MEV centra-se na capacidade dos pesquisadores de localizar e interferir na execução de transações pendentes. No entanto, mesmo que se confie completamente no Proponente para não permitir que os pesquisadores localizem transações pendentes, ainda há a possibilidade de os pesquisadores utilizarem qualquer informação disponibilizada pelo Proponente.

Estado da Base de Dados Partilhada

A execução final de uma transação pode ser diferente da execução esperada no momento da assinatura da transação.

Cada sistema blockchain opera como uma máquina de estados finitose, neste contexto, existe uma função de transição de estado (STF) que leva:

• Último estado da base de dados,
• Entrada do utilizador.

Após a execução, o STF irá produzir um novo estado da base de dados. Podemos resumi-lo da seguinte forma:

• STF(database_state, entrada do usuário) = novo_estado_do_banco_de_dados

Quando um utilizador inicia uma transação, ele direciona uma função de transição de estado específica juntamente com a sua entrada. É importante notar que a transação não se compromete com o estado atual da base de dados; o estado mais recente da base de dados só é conhecido quando a execução ocorre.

Num sistema de blockchain, a função de transição de estado inclui muitos componentes que podem afetar uma atualização ao banco de dados.

Para simplificar, é mais notavelmente definido por uma máquina virtual como a EVM, WASM, MIPS ou Cairo. Indo um pouco mais longe, quando um desenvolvedor implanta um contrato inteligente na máquina virtual, estão bloqueando uma entrada da base de dados para uso exclusivo pelo contrato inteligente. A entrada da base de dados só pode ser atualizada quando o contrato inteligente a executa.

Um contrato inteligente define o acesso de escrita a uma entrada específica do banco de dados.

Assim, quando um utilizador inicia uma transação e tem como alvo um contrato inteligente, pretende atualizar uma entrada específica na base de dados ou quaisquer entradas na base de dados às quais o contrato inteligente tenha acesso de escrita. Como o contrato inteligente define o acesso de escrita, pode definir quem está autorizado a realizar essa ação.

Na maioria dos casos, um contrato inteligente opera com uma política inclusiva, permitindo que qualquer pessoa o execute, desde que cumpra certos critérios predefinidos. A menos que a função do contrato inteligente sirva um propósito administrativo, os critérios não dependerão da identidade do iniciador da transação, mas serão empregados para manter as regras que regem o contrato inteligente. Por exemplo, verificar se o usuário tem um saldo suficiente de token X antes de realizar uma troca de Token X → Token Y.

Em resumo, devemos ter em conta dois aspetos-chave de uma transação:

1. Não Compromisso com a Saída: Quando um usuário assina uma transação, ele não está vinculado a um resultado de execução específico. Sua assinatura cobre as entradas e o contrato inteligente alvo, mas não dita a execução exata.
2. Pré-condições de Contrato Inteligente: Os contratos inteligentes estabelecem condições que devem ser cumpridas para uma execução bem-sucedida. Estas condições frequentemente giram em torno da aplicação de regras de protocolo (como lógica de troca) em vez da identidade do chamador.

Ambos os componentes são necessários para permitir que os utilizadores emitam transações ao mesmo tempo e lidem com condições de corrida. Caso contrário, como vimos com o lançamento de trocas na Cardano há alguns anos, pode levar problemas horrendos de usabilidade.

Ao mesmo tempo, isso leva à capacitação de MEV em qualquer plataforma de contrato inteligente, pois permite que um bot interfira na execução da transação de um usuário e potencialmente gere lucro ao fazê-lo.

Pacotes de transações e métodos de interferência

Graças à natureza pública de:

• Transações do utilizador,
• Estado da base de dados partilhada.

Um pesquisador pode simular transações pendentes e ter uma visão completa dos futuros estados do banco de dados. A sua tarefa é simular transações e determinar se existe um estado futuro do banco de dados que seja lucrativo para eles. Se sim, então devem esforçar-se por fazer com que o estado futuro do banco de dados ocorra e aproveitar a oportunidade de lucro.

Uma vez que encontram uma transação pendente que lhes seja lucrativa, então o pesquisador pode executar uma de duas estratégias:

• Não interfira. Permita que a transação do usuário seja executada conforme o esperado e o pesquisador seguirá com sua própria transação que aproveita o estado resultante do banco de dados.
• Não interfira. Um pesquisador deve emitir transações que estabeleçam as condições ideais antes que a transação do usuário seja executada.

A abordagem de não interferência é direta. O pesquisador essencialmente pré-calculou como será o banco de dados após a execução da transação do usuário e pode emitir uma transação que seja executada após o fato e capturar o lucro resultante. Como exemplo, um pesquisador pode aproveitar uma oportunidade de arbitragem ao retroceder uma transação do usuário.

Um pesquisador pode emitir duas transações que cercam a transação de um usuário e interferem em sua execução para obter lucro.

A abordagem do interferir requer que o pesquisador emita transações e procure que as transações sejam ordenadas antes da transação do utilizador. Isso terá impacto na execução da transação do utilizador e, esperançosamente, resultará num estado desejado da base de dados que seja rentável para o pesquisador.

Dois exemplos de interferência incluem:

• Sanduíche. Um pesquisador emitirá duas transações que cercam a transação de um usuário. Irá interferir com a execução da transação do utilizador, a fim de recolher um lucro.
• Front-running. Um buscador irá copiar a transação do usuário e executá-la antes deles. Isso permite que o buscador roube a oportunidade de lucro antes do usuário.

Para que a abordagem de interferência funcione, é necessário fazer suposições sobre o modelo de execução da transação. Como mencionado anteriormente, assumimos que a transação do usuário não tem um resultado fixo no momento da assinatura e sua execução final depende do estado do banco de dados compartilhado.

Graças ao modelo de execução e ao facto de um utilizador poder definir um conjunto de condições pré/pós que devem ser satisfeitas antes da transação ser executada com sucesso, pode-se argumentar que um utilizador define um conjunto de resultados aceitáveis, mesmo que possa ser usado contra eles por pesquisadores em busca de uma oportunidade para capturar lucro.

A ideia de que um usuário tem a autoridade para aprovar uma variedade de resultados aceitáveis é importante ao avaliar a moralidade do MEV.

Influenciando a forma como um proponente prioriza a ordem das transações

Isto traz-nos à última peça para permitir MEV - compreender como um pesquisador pode convencer o proponente a priorizar o seu conjunto de transações numa posição específica na ordenação total.

A abordagem adotada depende da política de ordenação implementada pelo Proponente, mas geralmente se enquadra em duas categorias:

• Leilão de prioridade. Um pesquisador deve pagar um lance que seja mais alto do que todos os outros pesquisadores.
• Jogos de Latência. Um pesquisador deve enviar sua transação (que paga uma taxa apropriada) ao proponente antes de todos os outros pesquisadores.

Por outras palavras, precisamos de considerar a competição entre os pesquisadores, como eles podem superar-se uns aos outros e qual a abordagem que tem a capacidade de permitir um mercado aberto de pesquisadores a participar num campo de jogo nivelado.

Um exemplo de um leilão de gás prioritárioà medida que os pesquisadores transmitem constantemente novas transações com uma taxa mais alta. Há pelo menos 100 transações dentro da janela de bloco de 12 segundos.

Graças à natureza pública de um protocolo de fofoca e ao mecanismo de leilão do mercado de taxas no Ethereum, um novo fenômeno surgiu quando a comunidade tomou conhecimento do MEV e levou a um congestionamento significativo da rede.

Na Floresta Negra, se um único pesquisador encontrar uma oportunidade de MEV, é muito provável que outros pesquisadores também a encontrem. Apenas um pesquisador pode ganhar a oportunidade de MEV e, como resultado, isso leva a uma guerra de lances muito competitiva chamada de leilão de gás de prioridade.

Num leilão de gás prioritário, um pesquisador deseja pagar o lance mínimo necessário que seja superior a todos os concorrentes, maximizando seu lucro. Eles devem monitorar os conjuntos de lances atuais (na memória compartilhada) e emitir uma nova transação com um lance mais alto. Todas as novas transações devem substituir sua transação anterior.

Os concorrentes repetem o processo acima e resulta em spam significativo atingindo a rede peer to peer. Por exemplo, no gráfico acima, podemos contar pelo menos 100 transações dentro de uma janela de 12 segundos. Além disso, apenas uma transação pode ter sucesso e capturar a oportunidade de MEV. Todas as transações concorrentes ainda estão incluídas em um bloco e provavelmente falharão na execução. Desperdiçando tanto largura de banda quanto espaço no bloco.

A Flashbots resolveu o problema de congestionamento associado aos leilões de gás prioritários movendo o leilão para fora da cadeia.

Flashbots surgiu com uma solução para aliviar os problemas associados com leilões de gás prioritário.

Solução da Flashbot: Pegue o protocolo de leilão de prioridade para escolher o vencedor e mova-o para fora da cadeia.

Todos os pesquisadores foram incentivados a enviar pacotes para um Relay executado pela Flashbots. Cabia ao Relay escolher o lance vencedor e encaminhá-lo ao proponente. Todos os lances falhados foram descartados pelo Relay.

Isso abriu caminho para o desenvolvimento do framework de separação de proponente-construtor (BPS), um conceito que distingue entre o construtor de bloco que ordena transações para um bloco e o proponente de bloco que é dotado da autoridade para decidir o conteúdo final de um bloco.

A separação de funções promove um mercado aberto para construtores, bem como para buscadores, para criar blocos lucrativos de forma colaborativa, partilhando uma parte do lucro com o proponente através de um leilão prioritário. O objetivo principal é garantir que nenhuma parte única possa obter todo o lucro gerado pelas oportunidades de MEV.

O processo de convencer um proponente é muito diferente para uma blockchain de camada 1 como o Ethereum em comparação com um rollup como o Arbitrum.

A Ethereum tem cerca de ~800k validadores, uma pool de memória pública, e o processo de escolha do validador para se tornar o próximo proponente depende de um farol aleatório. Por outro lado, o Arbitrum tem apenas um Sequenciador (Proponente) que tem uma pool de memória privada, facilmente identificável e os utilizadores podem ter uma ligação direta com ele.

O ambiente de rollup impacta como um pesquisador pode tentar influenciar o proponente, uma vez que não têm mais acesso às direções pendentes e há apenas uma (ou algumas) partes para convencer.

Como mencionado anteriormente, um pesquisador pode:

• Ouça o feed do Sequencer,
• Encontre transações recentemente ordenadas,
• Utilize estratégias de back-running com alavancagem para capturar oportunidades de MEV.

Um pesquisador pode aumentar a chance de ganhar a competição a lucrar se for o primeiro bot a descobrir a oportunidade de MEV e tiver a conexão mais rápida com o proponente. Por outras palavras, sem um leilão de prioridade, a única forma de um pesquisador ganhar é competir num jogo de latência.

Os pesquisadores descobriram, ao estudar a política de alimentação do Sequenciador, que a alimentação priorizará aleatoriamente uma conexão de web-socket diferente para receber a transação primeiro.

A melhor estratégia era simplesmente abrir o maior número possível de conexões e receber a transação primeiro, ganhando a lotaria da conexão. Isso levou a mais de 150 mil conexões com o Sequenciador Arbitrum.

As conexões em excesso foram um desperdício de recursos, um potencial ataque de negação de serviço ao Sequenciador Arbitrum e apenas benéfico para os pesquisadores que conseguem competir com sucesso em um jogo de latência.

Timeboostproposta. Combina first-come-first-serve com leilões de prioridade. A maioria das transações pode ser ordenada de acordo com FCFS, mas os pesquisadores têm a oportunidade de participar de um leilão de prioridade para oportunidades de back-running. Assim, remove qualquer vantagem de latência, permitindo ainda aos utilizadores desfrutar de uma política de ordenação FCFS.

Moralidade do MEV

Todos os ecossistemas precisam lidar com a seguinte pergunta:

Devemos promover um ambiente de MEV ou tentar evitá-lo completamente?

Surpreendentemente, não há uma resposta direta, mas muitos na comunidade técnica têm uma opinião binária sobre o tópico.

A palavra MEV desperta uma emoção em muitas pessoas de que estamos apenas a atirar os utilizadores aos lobos e isso é sempre mau

Existem duas escolas de pensamento em relação à exploração e prevenção do MEV:

• Campo anti-MEV. MEV como prejudicial. É semelhante a atirar um usuário aos lobos degenerados e permitir que sejam explorados ao máximo. Devemos fazer tudo o que pudermos para evitar a sua exploração.
• Campo Pro-MEV. MEV é bom. Ele fornece um incentivo financeiro para os pesquisadores realizarem ações que beneficiam o usuário e estabilizam o mercado. Além disso, a exploração de MEV é inevitável e devemos fazer tudo o que pudermos para aceitá-la.

Existem alguns fatores facilmente identificáveis que contribuem para as opiniões binárias dentro da comunidade. Mais frequentemente do que não, a perspetiva está enraizada em evidências anedóticas e experiência pessoal dentro do setor financeiro.

Alguns argumentam que a prevalência da negociação de alta frequência no sistema financeiro tradicional tende a desfavorecer os traders menores, enquanto favorece as grandes empresas de negociação que têm os recursos (e permissões) para executar suas negociações mais rapidamente. Além disso, leva os usuários a realizarem a negociação para obterem um acordo pior, enquanto permite que as grandes empresas lucrem com isso.

Em contraste, outros veem a exploração do MEV como inevitável devido à natureza aberta e sem permissão dos sistemas blockchain. É um aspecto inerente de como o sistema opera e, argumentavelmente, a estabilidade de um sistema blockchain depende da nossa capacidade de maximizar a extração enquanto partilhamos os seus lucros com todos os participantes.

Avaliar como MEV impacta um Sistema Blockchain

Roubado de mev.day - um grande foco dos eventos flashbot é entender como MEV impacta o protocolo de consenso de um sistema blockchain (como prova de participação).

Para entender se o MEV é moralmente justificável, devemos avaliar como isso afeta a suposição de recompensa justa dos sistemas de blockchain de camada 1 e se isso afeta negativamente a intenção da transação de um usuário.

Recompensa Justa para Todos os Proponentes

Uma propriedade fundamental para uma blockchain de camada 1, como o Bitcoin e o Ethereum, é que todos os proponentes recebem aproximadamente a mesma recompensa por produzir blocos em nome da rede.

A motivação para oferecer uma recompensa justa a todos os proponentes tem dois aspectos-chave que sustentam a segurança e confiabilidade de um sistema blockchain.

• Manter o conjunto de proponentes descentralizado. Em primeiro lugar, visa impedir que um único proponente cresça de forma desproporcional em relação a todos os outros proponentes ao longo do tempo, o que poderia potencialmente permitir-lhes acumular capital suficiente para executar um ataque de 51%.
• Incentivo financeiro para seguir a cadeia mais longa. Em segundo lugar, cria um incentivo financeiro para que todos os proponentes ampliem consistentemente a cadeia mais longa. Se a recompensa de um bloco ultrapassar significativamente o próximo bloco, então há o risco de um proponente ser incentivado a reorganizar a ponta da cadeia.resultando em instabilidade para os utilizadores.

Na comunidade Ethereum, a visão acima levou à separação entre proponente e construtor (PBS) como um método para democratizar os lucros do MEV. Por outras palavras, o foco em abraçar o MEV é partilhar justamente as recompensas entre todos os Proponentes e, em última instância, proteger a descentralização e fiabilidade da rede.

Um rollup não se concentra em recompensar justamente centenas de milhares de participantes, mas em recompensar qualquer parte disposta a intervir e manter o sistema vivo.

Por outro lado, a necessidade de oferecer uma recompensa justa a todos os proponentes é diferente em um ecossistema de rollup, principalmente devido às divergentes suposições de confiança subjacentes.

Num blockchain de camada 1, como o Ethereum, a suposição de confiança repousa sobre a maioria dos proponentes agindo honestamente para manter a integridade do sistema. Deve otimizar para uma vasta rede de participantes diversos e recompensá-los pelo tempo de atividade.

Num rollup, o requisito de confiança é muito mais modesto:

• Segurança. Uma parte honesta para salvaguardar a integridade do sistema.
• Vivacidade. Qualquer utilizador pode submeter a sua transação usando o mecanismo de inclusão forçada on-chain.

Naturalmente, o mecanismo de inclusão forçada deve ser uma opção de último recurso que pode ser usada pelo usuário (Não sou fã de based-rollups).

Quase todos os utilizadores dependem do Proposer designado para decidir a ordem das transações e para oferecer uma confirmação suave sobre como a sua transação será executada eventualmente. As confirmações suaves podem ser mantidas por um único proponente ou vários proponentes a trabalhar em conjunto. Você pode ler este artigopara saber mais sobre os diferentes níveis de finalidade da transação em um rollup.

Sequenciamento descentralizado. Alguns rollups podem buscar uma suposição de confiança mais forte, como uma maioria honesta, se quiserem garantir o tempo de atividade de confirmações suaves entre um comitê (ou conjunto) de proponentes. Não é um requisito rigoroso para um rollup e várias opções ainda estão sendo exploradas pela comunidade.

A conclusão importante é que um rollup não precisa necessariamente garantir o tempo de atividade para centenas de milhares de participantes ou maximizar a descentralização dos participantes. A prioridade é garantir que o sistema seja abertamente acessível e que uma única parte honesta possa intervir no momento certo para o proteger.

Assim, há uma necessidade menor de abraçar o MEV e oferecer uma recompensa justa para todos os proponentes de um rollup, especialmente se houver apenas um proponente. A questão de abraçar o MEV não é pela segurança do sistema, mas sim se é do melhor interesse do proponente deixar dinheiro em jogo ou capturar algum lucro de uma fonte de receita adicional.

Permanece uma questão de pesquisa em aberto, mas a evidência empírica de que a maioria dos rollups hoje operou com sucesso com um único Sequenciador sem abraçar o MEV, sugere esta conclusão.

Interferência na Transação de um Utilizador

Outro aspecto a considerar ao avaliar a moralidade do MEV é compreender a influência potencial, quer positiva quer negativa, que um conjunto de transações de um pesquisador pode exercer na execução de uma transação de um utilizador.

Argumentamos que focar apenas em como isso afeta a intenção da transação de um usuário é excessivamente limitado.

Uma avaliação deve abranger uma perspectiva mais ampla que leve em consideração as ramificações nos agentes dentro de um protocolo DeFi, bem como sua capacidade de contribuir para as operações síncronas dos protocolos DeFi.

Vamos aproveitar esta oportunidade para considerar exemplos específicos de agrupamento de transações e se pode ser justificado como uma atividade moral.

Front-running

Os ataques de front-running podem levar à censura ao forçar a transação de um usuário a falhar.

A estratégia está frequentemente associada a um pesquisador avaliando a transação de um usuário, copiando seu conteúdo e roubando a oportunidade do usuário.

• Negativo — Entrega Garantida de Tx
  • A Ponte Arco-íris da Near aproveitou os bots de MEV paragarantir a entrega da transaçãopara as suas provas de fraude. Isto ajuda a proteger a integridade de um protocolo DeFi e, em última análise, protege os utilizadores.
• Negativo — Questões de censura
  • A frente de execução pode permitir a censura, uma vez que o pesquisador força a transação do utilizador a falhar.
  • Isto foi testemunhado quando Vitalik estava a tentar “descarregar” tokens SHIBA e Bots de MEV interferiram em suas negociações para evitar sua capacidade de vender os tokens.
  • Vitalik foi forçado a migrar para CoW Swap e enviar estas transações diretamente aos proponentes (mineradores).
• Positivo — Não é possível recuperar os fundos expostos
  • No exemplo da Floresta Negra, o bot MEV conseguiu roubar os fundos enquanto o usuário tentava recuperá-lo de um contrato inteligente exposto/quebrado.

Sanduíche

A estratégia está frequentemente associada a um pesquisador que muda a taxa de câmbio antes e depois de uma negociação do utilizador.

• Negativo — Pior taxa de câmbio
  • Existem muitas instâncias de sandwiching onde um utilizador acaba por obter a pior taxa de câmbio ao realizar a sua troca. Isto acontece porque o pesquisador move o preço para não favorecer o utilizador, a troca do utilizador é executada e depois o pesquisador move o preço de volta.
  • O pesquisador beneficia ao criar uma oportunidade de arbitragem e recolhe qualquer escorregamento positivo que o utilizador possa ter recebido. Há argumentos queintercalar pode ser benéfico para encaminhar negociações, mas a maioria do discurso foca na experiência negativa imediata para o usuário.
• Positivo — Melhor taxa de câmbio (Positivo).
  • A Liquidez Just-in-Time (JIT) implica que o pesquisador injecta estrategicamente liquidez concentrada justo antes da troca do utilizador e retira-a imediatamente após a troca.
  • Isso permite ao utilizador garantir uma taxa de câmbio mais favorável ao realizar a troca, enquanto o pesquisador ganha a maior parte das taxas por facilitar a troca.
  • Os provedores de liquidez passiva (LPs) podem encontrar-se em desvantagem, pois recebem taxas mínimas ou nulas, uma vez que é a liquidez do pesquisador, não a deles, que é utilizada para executar a troca.

Infelizmente, foi recentemente descoberto na naturezaque ambas as estratégias de sandwich podem ser combinadas e resultam no pior dos dois mundos. O utilizador receberá a pior taxa de câmbio e permitirá ao pesquisador obter a maior parte das taxas para facilitar a troca. Assim, tanto o utilizador como os LPs passivos perdem.

Back-running

A estratégia está frequentemente associada a um pesquisador perseguindo uma oportunidade semelhante a arbitragem.

• Oportunidades semelhantes a arbitragem (Positivo).
  • O caso mais comum de backrunning, até onde sei, é quando um pesquisador quer arbitrar a taxa de câmbio após uma troca grande realizada pelo usuário.
  • Isso é benéfico para a sincronia dos Protocolos DeFi, uma vez que mantém o preço dos tokens em sincronia e, em última análise, para o utilizador, uma vez que estão sempre a pagar a taxa de mercado ao trocar por um token.

Não consigo recordar quaisquer estratégias de back-running que tenham um impacto negativo num utilizador ou protocolo DeFI. Se conseguir pensar em alguma, por favor deixe-a nos comentários!

A avaliação objetiva com julgamentos subjetivos é necessária

Podemos lançar luz sobre a floresta escura, medir objetivamente o seu impacto e depois tomar uma decisão sobre se deve ser abraçado (e em que medida).

Existe uma necessidade crescente de uma metodologia aprimorada para avaliar o impacto do MEV.

Esta metodologia deve abranger:

• Estratégia de pacote de transações,
• Efeitos específicos da aplicação,
• Rentabilidade para os agentes, beneficia,
• Potenciais perdas para agentes que não se beneficiam,
• Frequência de ocorrência.

Com métricas objetivas como as acima, a comunidade pode então fazer um juízo de valor sobre sua moralidade. Por exemplo, se considerarmos a liquidez Just in Time, ela fornece aos usuários uma melhor taxa de câmbio para ativos tail-end, e se representa <1% de todas as negociações, então pode ser uma estratégia MEV justificável para permitir como os benefícios superam os riscos.

Até onde eu sei, o tipo de análise acima está completamente ausente no discurso da MEV. Os dados on-chain estão disponíveis, mas o conjunto de dados ainda não está facilmente acessível para a análise acima.

Há uma discussão a ser tida na comunidade sobre como equilibrar o apoio às atividades de MEV mantendo a equidade no ecossistema, onde a equidade deve ser explicitamente definida,

Impondo Subjetividade?

O discurso em torno da aceitação de formas moralmente justificáveis de MEV suscita uma investigação fundamental:

Quem, no sistema blockchain, tem a responsabilidade de manter os julgamentos subjetivos sobre que tipo de MEV deve ser abraçado ou restringido?

No contexto de uma blockchain de camada 1 como o Ethereum, não há uma autoridade central com poderes para impor julgamentos subjetivos. A responsabilidade de determinar se certos tipos de MEV devem ser excluídos recai sobre os proponentes ou construtores individuais. No entanto, tais exclusões são frequentemente impraticáveis sem uma ação coletiva coordenada.

Além disso, dada o compromisso da comunidade em preservar a neutralidade credível e defender os princípios da descentralização para proteger o direito de transacionar, é altamente improvável impor qualquer forma de julgamento subjetivo numa rede como o Ethereum. Mesmo a aplicação de sanções da OFAC acabou por não obter 100% de apoio.

Agora, quando mudamos nosso foco para uma solução de rollup de camada 2, nos deparamos com um cenário diferente.

Aqui, uma única entidade, o Proponente, possui a autoridade para impor julgamentos subjetivos sobre as soft-confirmações que podem optar por fornecer para transações. Por exemplo, na maioria das implementações de rollup, a confiança é depositada no Proponente para não explorar sua posição privilegiada por recompensas adicionais por meio da manipulação de oportunidades de MEV. No entanto, é concebível que, no futuro, um Proponente possa optar por restringir formas específicas de MEV — pelo menos na medida do possível para fazê-lo.

Isso levanta a questão da praticidade de impor subjetividade e leva a um problema de pesquisa interessante:

Facilitar confirmações suaves para MEV seletivo. Avaliar a eficácia de um Sequenciador para inspecionar transações em tempo real, determinar a estratégia de MEV implementada e decidir se devem ser rejeitadas, sem impactar a experiência geral do usuário ou aumentar a latência do sistema para a finalidade suave.

Por outras palavras, se existe uma metodologia objetiva para avaliar o impacto do MEV e um quadro subjetivo para decidir qual MEV deve ser tolerado, quão prático é para um Sequenciador de rollup aplicá-lo.

Neutralidade credível acima de tudo?

Ao implementar um sistema que permite livremente a um Propositor excluir certas transações, podemos abrir a porta para erodir ainda mais os direitos dos utilizadores de efetuar transações.

Ao mergulharmos nas considerações éticas do MEV e na justificação potencial para restringir certas formas dele, surge um dilema moral mais amplo - um que gira em torno do potencial para esses julgamentos promoverem inadvertidamente a censura.

Existe um medo legítimo de que a liberdade dos utilizadores para realizar transações possa ser erodida ao longo do tempo, à medida que certas transações são vistas como moralmente injustas pelos operadores do sistema. Pode começar com transações que não prejudicam diretamente o utilizador, mas eventualmente levar à censura de outras formas de transações simplesmente porque a tecnologia agora existe para o permitir.

Eu acredito firmemente que uma blockchain de camada 1 como o Ethereum deve permanecer credibilmente neutra a todo custo. Não apenas para proteger o direito de transacionar, mas também para proteger todos os rollups que se baseiam nela. É um pré-requisito para garantir que o Ethereum possa ser a raiz da confiança e a plataforma para proteger os fundos dos utilizadores que estão bloqueados num sistema off-chain.

Por outro lado, existe um potencial para os proponentes num sistema semelhante ao rollup implementarem filtragem de transações em tempo real e renunciarem a uma neutralidade credível.

É provável que esta via de investigação seja prosseguida, independentemente das nossas opiniões sobre a importância de uma neutralidade credível. É imperativo que a nossa comunidade se envolva proativamente com ele e compreenda até que ponto ele pode ser implementado na prática.

É verdade que abraçar a praticidade da filtragem de transações pode inadvertidamente levar a um sistema que corrói a liberdade dos usuários de realizar transações.

É por isso que a nossa comunidade deve trabalhar em paralelo noutra linha de investigação que se concentre em protocolos de ordenação que amarrem as mãos do proponente, impedindo a sua capacidade de filtrar transações específicas e, em última análise, proteger o direito do utilizador de transacionar.

Por padrão, não pode ser mal. Na minha opinião, o objetivo final é construir um rollup onde o Proponente não pode ser mal, em vez de simplesmente prometer que eles não serão mal.

Supondo que a comunidade decida implementar protocolos que amarram as mãos do proponente, então há um medo legítimo de que o MEV deva ser abraçado por padrão. Sou de opinião que não é necessariamente esse o caso.

Por exemplo, a proposta de impulso de tempo é um exemplo que combina:

• Ordem de chegada, primeiro a chegar, primeiro a ser servido,
• Acordo de encomenda por comissão,
• Ativar a retro-execução via microleilões.

Permite que um rollup adote estratégias de back-running, algo que geralmente é considerado moralmente justo, tornando difícil sanduíche uma transação de um usuário sem acesso direto ao usuário.

Sem filtragem de transações, o compromisso é que um protocolo de ordenação possa desencorajar categorias inteiras de estratégias de MEV, mas isso pode ser necessário para ajudar a proteger a liberdade dos usuários de transacionar.

Claro, por outro lado, talvez um rollup não deva tentar evitar oportunidades de MEV de todo e abraçar o MEV em sua totalidade. Permita que o mercado atinja algum equilíbrio em torno dos lucros gerados pelo MEV, permitindo um mercado aberto de buscadores para participar. Tudo pode acontecer!

Não há uma resposta certa sobre se devemos prevenir ou abraçar MEV.

Felizmente, os rollups como uma pilha de tecnologia, oferecem-nos a liberdade de experimentar com tudo o que foi mencionado acima, e encontrar a solução que melhor protege o interesse de todas as partes envolvidas, incluindo o utilizador que realiza a transação, os agentes nos protocolos DeFi e os participantes no protocolo subjacente.

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