ETH:對 Eth2 里 MEV 的初步探索 (上）_ETH2

以太坊即將從工作量證明(PoW)共識過渡到權益證明(PoS)共識協議。實現過渡的開發工作已經進行多年了，并將分多個步驟進行。第一步是在2020年12月啟動信標鏈。在寫此文時，它已啟動，并有超過16萬的驗證者，或相當于500萬個ETH質押在上面了。

第二步是“合并”，可能在2022年年初發生。盡管這一步以外還有很多細節有待解決，但PoS以太坊(eth2)已經固定下來的內容對我們來說已充分能夠分析出MEV將是如何的。

在這篇文章里，我們研究eth2里的交易排序以及分析MEV帶來的質押收益。我們發現MEV將顯著提高驗證者的獎勵，但可能強化了eth2參與者間的不公平。我們還對eth2里MEV的定性問題進行討論，例如它的最大利益相關者交易所與驗證者池之間的動態關系將是什么樣的。

這篇文章由來自Flashbots的AlexObadia和TaarushVemulapalli共同撰寫。此處有完整分析。

eth2總結

以太坊的共識當前是由礦工通過運行最好的硬件設備以解決工作量證明難題來實現的。從PoW共識到PoS共識的轉變意味著網絡將由驗證者來維持，這些驗證者存入32個ETH作為保證金，然后對信標鏈上的狀態進行投票以達成共識。驗證者這樣做是有經濟激勵的，因為他們的良好行為會得到獎勵，而離線或惡意行為會受到懲罰(例如罰沒)。

現在，信標鏈與eth1鏈式平行運行的，且自2020年12月起一直運行順利。而”合并“則意味著——你猜對了——信標鏈與現在的eth1鏈并在一起。在文章的其余部分，我們將用"eth1"指代包含現在的區塊和交易數據的以太坊執行引擎，”信標鏈“指代eth2的新底層PoS共識機制，而”eth2"指的是“合并”后的以太坊權威區塊鏈，它包含eth1的執行引擎以及信標鏈的共識機制。

Green Dot Network開放對 Coinhub 比特幣 ATM 的訪問:金色財經報道，Coinhub 和 Green Dot Network 達成合作伙伴關系。該合作伙伴關系旨在允許使用合作伙伴 Coinhub 比特幣錢包與 CHB Holdings 和 Edge 合作，在Green Dot Network的 20,000 多家商店購買加密貨幣，包括 CVS、Walgreens 和 Krogers。[2023/4/18 14:09:27]

eth2每6.4分鐘達成一次共識，稱為epoch。每個epoch包含32個slot，每個slot是12秒長，且都是把區塊添加到信標鏈上的機會。在正常的操作條件下，每個slot將有1個區塊，但像驗證者離線這種情況會導致一些slot不產生區塊。

在每個epoch里，所有驗證者都會被偽隨機分配做區塊提議或對其他驗證者所提議的區塊做證明。這些分配證明者和提議者分別會提前2個epoch和1個epoch得知。在區塊的每個slot里，該區塊的所有信息(包括來自eth1和信標鏈的數據）都將由一個驗證者負責提議，非常多的驗證者負責證明。證明者需要對信標鏈三方面的當前值進行投票：鏈頭、被證明的檢查點和被最終確定的檢查點，如果都準確投票了會得到獎勵。

eth2里的MEV

MEV(MaximalExtractableValue,可提取最大價值)?指的是一個區塊提議者可以從對交易重新排序、審查或在區塊里插入交易這些操作里獲得的所有潛在價值。為了了解在eth2里的交易排序，我們首先關注將會被使用的軟件的內部運作。

eth2客戶端

ImmutableX 與鏈游 Illuvium 合作推出針對 Illuvium NFT 的 IMX 交易獎勵計劃:3月9日消息，以太坊二層擴容方案 ImmutableX 與鏈游 Illuvium 合作推出 IMX 交易獎勵計劃，用戶可通過交易可定制 NFT 系列 Illuvium NFT（Illuvium Land、Illuvitars、Illuvitar Accessories 和 D1SKS）獲取 IMX 獎勵。

此前報道，lluvium 與幣安、Immutable X 以及 Chainlink 合作推出可定制 NFT 系列 Illuvium: Beyond，該系列 NFT 可以作為用戶在 Illuvium 元宇宙內的游戲頭像，用戶可選擇頭像的圖片內容，此外幣安將向通過幣安參與的用戶提供少量 BUSD 空投。[2023/3/9 12:51:28]

由于eth2本質上是兩條鏈的合并，它的客戶端自然由兩個子客戶端組成，一個用于執行引擎，一個用于共識。值得注意的是，現在的PoW以太坊客戶端會繼續存在于eth2里，與信標客戶端一起運行，各自承擔不同的分工。

eth1客戶端是一個PoW以太坊客戶端，但除去了它僅專注于eth1交易池、eth1執行有效性、以及EVM的共識責任。而信標客戶端則負責共識和驗證者職責(例如，信標區塊證明和提議)。它們是同時運行的，各自維持著自己的p2p網絡堆棧(信標鏈的libp2p、eth1的devp2p)。

eth2客戶端大概如下修改圖所示(圖片來自DannyRyan的這篇文章)。

OpenZeppelin 針對 Solidity 0.8 正式發布 OpenZeppelin Contracts 4.0 版:以太坊技術服務商 OpenZeppelin 針對智能合約編程語言 Solidity 0.8 版本 正式發布 OpenZeppelin Contracts 4.0 版本，更新內容包括重組存儲庫、存儲優化、刪除了存儲變量和內部函數并涵蓋decimals函數可實現設置保留小數的位數、在基本合約中刪除了對 ERC721 代幣的可枚舉性并將其作為可選擴展、取消與 GSNv1 集成，并開始增加對 GSNv2 （元交易，模塊化的系統）的支持。在未來幾日內，OpenZeppelin 將提供一個可使用 OpenZeppelin Contracts 快速啟動項目的工具。[2021/3/25 19:16:33]

eth1區塊提議

就像現在的PoW以太坊，在eth2里的eth1客戶端負責維持從它的p2p網絡里收到交易的本地交易池。如在Rayonism的規范所寫的，信標客戶端與eth1客戶端交互，以形成一個eth1區塊。盡管規范里的通信渠道在成產品時會有改變，但方法的語義應該變化不大：

經過幾個來回，信標客戶端向eth1客戶端某eth1區塊的信息(該區塊由它的交易池所收到的交易組成)，檢查它是否符合各種有效性條件

當信標客戶端收到了eth1區塊，該區塊也符合了各種有效性驗證，它會由區塊提議者把它打包到當前的信標區塊，使其成為證明者要進行投票的數據。

然后信標客戶端會請求eth1客戶端把將其鏈頭更新為最新被打包的eth1區塊。

一段時間后，信標區塊所在的epoch會被最終確定了，信標客戶端會通知eth1客戶端eth2區塊已經在共識層被最終確定了。

NEAR Protocol亞洲地區負責人：NEAR與ETH并非敵對 ，而是合作:12月14日晚，在Gate.io主辦的直播專訪節目《酒局幣赴》中，NEAR Protocol亞洲地區負責人 Amos Zhang與Gate.io合伙人酒兒就熱門話題ETH2.0與NEAR的發展前景進行了探討與交流。Zhang表示，從當前情況來看，距離ETH2.0的真正實現還需要一定時間，但擴容勢在必行。而NEAR以其友好的操作體驗，出色的擴容方案和獨特的彩虹橋跨鏈方案可以讓以太坊Dapp和NEAR實現互操作性，享受NEAR更低的Gas費和更好的用戶體驗。Zhang同時指出，NEAR跟以太坊不是一種敵對的關系，而是一種合作的關系，NEAR也將繼續研究開放金融的擴容與跨鏈技術來提升和ETH的互操作性與資產跨鏈。[2020/12/15 15:11:02]

盡管在eth2上達成共識的方式改變了，在每個eth1區塊里的交易排序還是跟現在一樣，都是在軟件里對交易進行排序(就像以太坊的PoW客戶端Geth那樣運作)，與在p2p網絡里廣播交易。

eth2里存在MEV嗎？

由于在eth2里交易排序的過程與PoW以太坊是一樣，因此有理由認為MEV機會仍將存在，就像我們今天了解到的情況一樣。不同點在于誰擁有排序的最終控制權，即驗證者而不是礦工，因為是驗證者選擇提議的信標區塊，它包含了從eth1客戶端詢問到的新eth1區塊。

動態 | SEC對 Riot Blockchain進行審查:由生物科技公司轉型的區塊鏈概念公司 Riot Blockchain，周二向SEC提交了第二季度財報。據悉SEC正在對公司的注冊材料，以及在收購加拿大Coinsquare公司少數股權中的數字貨幣支付情況進行審查。對此Riot Blockchain表示，正在于SEC進行溝通，并積極配合相關審查工作。[2018/8/16]

這意味著像Flashbot的MEV-geth(為提取MEV而優化的、修改后的eth1客戶端軟件)這樣的技術仍然可以存在，它們允許eth1交易發送者為了他們的交易能排在想要的位置而給區塊提議者(和交易排序者)小費。在確定了這點后，我們現在可以充分思考驗證者通過運行像Flashbot這樣的軟件可以獲得多少收益。

驗證者獎勵經濟分析

開發者Pintail最近發布了一份關于信標鏈驗證者獎勵的詳細分析。我們的研究沿用了他們的方法(也重新使用了他們的代碼)，你可以在這里查看，下面是從我們的研究結果里選出的幾點總結。我們還建立了一個線上活頁夾，你可以直接在你的瀏覽器里的PythonNotebook試用。

盡管MEV出了名是難以量化的，我們使用Flashbots數據作為區塊提議者從MEV中獲得的最低額外收入的下限。這是下限是因為只有一部分的MEV活動是在Flashbots上進行的。

閱讀這個分析時需要注意，它只分析了在協議規定的質押收益基礎上的MEV，而不包括區塊提議者理應獲得的交易費。這樣做的主要原因是現在很難預測在EIP-1559后的交易費是什么樣的。這應該不會是一個很糟糕的假設，因為不打算利用MEV的人也不大可能在basefee(基本費用)之上花多于默認設置的1gwei小費，但這的確意味著MEV對質押收益的相對影響是被夸大了。

理想情況

讓我們先考慮這樣一種情況：所有驗證者都完美參與并獲得協議可能的最大獎勵(即沒有罰沒情況)，以及所有的獎勵都平均分配，因為所有驗證者理應在無限的時間里獲得相同的提議區塊機會。

根據目前的驗證者數(1.6萬名)，我們發現MEV可以提高驗證者獎勵75.3%，或給出12.86%的年化率。這里的一個啟示是，更高的驗證者收益意味著會吸引更多ETH持有者成為驗證者，這意味著以太坊會因為有更多的驗證者而變得更安全。

展望不久的未來，當有更多的驗證者加入時，驗證者收益的增長會變得緩慢，例如，當有25萬名驗證者(有800萬個ETH被質押）時，MEV對驗證者獎勵的提高減少到60%。如上所述，這份分析沒有考慮驗證者將獲得的交易費用，這會降低MEV對收益的相對影響。但是，對于與今天Flashbots給礦工帶來的額外收益相比，這些數字仍然是有意義的，后者是大約5.6%。兩者如此大的差異是來源于PoS系統顯著降低的發行率。這表明，MEV的提取在eth2將會比在eth1有吸引力得多，而這可能會大大推動質押者賺取MEV帶來的質押收益。

以時間和REV分布作為變量進行分析

在任何有限的時間范圍內，驗證者的獎勵都會有變化，因為提議區塊是有特定的協議獎勵的，同時因為一些驗證者很幸運，獲得多于平均提議區塊的機會，而一些驗證者沒那么幸運，獲得比較少的提議區塊的機會。

例如，在100,000驗證者里，每個驗證者的區塊提議的平均數是每年26次，而運氣最差的1%驗證者獲得的提議機會最多是15個區塊，運氣最好的1%是39個區塊。

按照這個邏輯，我們可以根據區塊提議運氣的三個不同級別繪制出獎勵的變化圖：

現在加上每個區塊記錄在Flashbots的被檢測到的可提取價值(RealizedExtractableValue,REV)的平均值，我們可以對比這三種水平在有和沒有MEV提取情況下的表現：

沒有MEV提取與有MEV提取的情況相比，這3個級別的表現現在是沒有區別的。這表明，MEV提取加劇了由區塊提議運氣帶來的不平等。

此外，REV的分布也是不平均的，可以看作是運氣的第二個維度，有些區塊會比其他區塊有更大的MEV獎勵。例如，下圖顯示的是Flashbots上最近10萬個連續以太坊區塊(從區塊11600000開始）礦工獎勵的長尾分布。

為了便于觀察，我們截取了x軸0—3個ETH的部分，但在我們的樣本里，礦工獎勵最高可達101個ETH，你可以通過上文我們的分析鏈接找到。我們把Flashbots上的礦工獎勵分布用作REV分布的指標，可以基于運氣最差的1%、中位數和運氣最好的1%的驗證者應該獲得的MEV獎勵對三個級別的運氣情況進行定義，并繪制以下圖表：

盡管前面的圖表顯示，MEV加劇了由區塊提議運氣導致的驗證者獎勵不平等，這個圖表顯示的是REV的不平衡分布是驗證者間不平等的更大源頭——特別是考慮到在上一張圖里y軸的數值跨度是600%到80%。

然而，在現實中，驗證者會通過集中在驗證者池的資源抵消了由區塊提議運氣和REV分布帶來的獎勵差異。盡管以太坊PoS的設計是驗證者做有效證明可以得到相當可觀、近乎恒定的獎勵(不同于在PoW機制，只有提議了區塊才能得到獎勵)，在驗證者獎勵里引入MEV可能會成為一種中心化力量，因為它使得單獨驗證者的操作變得沒那么有利可圖，而加入到驗證池則變得經濟上更有吸引力，資金也能更早獲得流動性。

最后，我們擔心MEV會使eth2中的寡頭情況變嚴重——有最多32個ETH作為押金的實體比那些擁有更少的更快獲得財富(富者更富的態勢)。這將使得去中心化的MEV提取在eth2里變得尤其重要，這樣才能保持共識投票權的去中心化。

進一步分析

上文分享的Pythonnotebook有我們分析的其他詳細內容，其中我們在模型里把罰沒限制納入為考慮因素，研究在線時間不足和低驗證者參與率導致的懲罰是如何受MEV獎勵影響的。為了簡潔，我們不在此贅述我們的結果，但鼓勵你去查看并發表你們的意見。

來源|Flashbots

作者|?AlexObadia&TaarushVemulapalli

關于證明與最終確定的更多內容https://our.status.im/two-point-oh-justification-and-finalization/?

MEV是一個指標，代表可以從區塊鏈上一個正在生成的區塊里，通過交易打包的重新排序或交易審查可以不須許可地提取的總價值。到目前為止，在以太坊上的MEV提取主要由DeFi交易員和機器人操作員通過執行交易策略實現，因為交易排序在其中非常重要，一小部分MEV會通過gas費給到參與這次MEV交易的礦工。這里有更多關于MEV的內容?

在這篇文章對這個話題進行了討論

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