最大可提取價值 (MEV)

最大可提取價值 (MEV) 是指透過在區塊中新增和排除交易並更改區塊中的交易順序，可以從區塊生產中提取的超過標準區塊獎勵和燃料費用的最大值。

最大可提取價值

最大可提取價值首次應用於工作量證明的背景下，最初稱為「礦工可提取價值」。此是因為於工作量證明, 礦工能選擇來交易之納入, 不納入, 及順序. 然而，自從透過 The Merge 過渡至權益證明後，驗證者就一直負責這些角色，挖礦也不再是以太坊協定的一部分。但價值提取方法仍然存在，因此現在使用的術語是「最大可提取價值」。

先決條件

請確保您熟悉交易、區塊、權益證明和 Gas 熟悉去中心化應用程式和 DeFi 也會有所幫助。

MEV 提取

理論上，最大可提取價值完全屬於驗證者，因為他們是唯一可以保證執行有利可圖的最大可提取價值機會的一方。實際上，大部分最大可提取價值是由稱為「搜尋者」的獨立網路參與者提取的。搜尋者在區塊鏈數據上運行複雜的演算法來檢測盈利的最大可提取價值的機會，並且有機器人自動將這些盈利交易提交到網路。

無論如何，驗證者確實會獲得全部最大可提取價值金額的一部分，因為搜尋者願意支付高昂的燃料費用（這些費用將歸驗證者所有），以換取更高可能性將其有利可圖的交易納入一個區塊。假設尋找者為完全經濟合理, Gas費此研究者願意來支付最大為100%之MEV利益(因為如果Gas費高於利益, 尋找者將會賠錢).

因此，對於一些競爭激烈的 MEV 機會，例如 DEX 套利，搜尋者可能需要將其 MEV 總收入的 90% 或更多作為 Gas 費用支付給驗證者，因為有太多人想進行同樣有利可圖的套利交易。這是因為確保套利交易運作的唯一方法，是提交最高燃料費用的交易。

Gas 節省技巧

這種動態讓「燃料高爾夫」— 即能夠使用最少數量燃料的程式交易，成為一種競爭優勢。因為它允許搜尋者設定較高的燃料價格，同時保持總燃料費不變（因為燃料費 = 燃料價格 * 燃料用量）。

一些著名的 Gas 節省技巧包括：使用以一長串零開頭的地址 (例如：0x0000000000C521824EaFf97Eac7B73B084ef9306 (opens in a new tab))，因為它們佔用的儲存空間較少 (因此 Gas 也較少)；以及在合約中保留少量的 ERC-20 代幣餘額，因為初始化一個儲存槽 (餘額為 0 的情況) 比更新一個儲存槽花費更多的 Gas。尋找更多減少燃料使用的技巧，是搜尋者在積極研究的一個領域。

通用搶先交易者

一些尋找者不自行尋找MEV榨取機會, 反之, 其成為一般偷跑者. 一般偷跑者為機器帳戶來監控交易內存池來發現榨益可能交易. 偷跑者將拷貝潛力榨取目標之交易程式, 取代地址部分利用偷跑者帳戶, 並於當地環境測試來確保此交易確實能榨取利益. 如測試結果為確實有利益, 偷跑者將提交此更改後交易使用一更高Gas費, 並"偷跑"先前於原始交易並榨取原先尋找者的MEV利益.

Flashbots

快閃機器是一個獨立專案，透過一項服務擴展執行用戶端，該服務允許搜尋者將最大可提取價值交易提交給驗證者，而無需將它們透露給公共記憶體池。此避免交易被其他尋找者發現並偷跑.

MEV 範例

最大可提取價值以多種方式出現在區塊鏈上。

DEX 套利

(DEX) 套利是最簡單且最知名的 MEV 機會。因此，它也是競爭最激烈的。

其運作如此: 如果兩個DEXes列表一同一代幣但於不同價格, 某人能購入此代幣於低價DEX並販售此於高價DEX於一單一交易. 因為區塊鏈某些機制, 此為近於無風險之套購機會.

這裡有一個 (opens in a new tab)獲利套利交易的範例，其中一名搜尋者利用 Uniswap 和 Sushiswap 上 ETH/DAI 交易對的不同定價，將 1,000 ETH 變成了 1,045 ETH。

清算

借貸協議之清算機制也是一有名MEV榨取機會.

像 Maker 和 Aave 這樣的借貸協定要求使用者存入一些抵押品 (例如 ETH)。這些存入的抵押品會被用來借貸給其他使用者。

然後，使用者可以根據自己的需求向他人借入資產和代幣 (例如，如果你想在 MakerDAO 管理體系提案中投票，你可以借入 MKR)，最高可達其存入抵押品的一定百分比。例如，如果借款金額不超過 30%，則將 100 DAI 存入協議的使用者最多可以借入價值 30 DAI 的另一種資產。該協議確定了確切的借貸能力百分比。

隨著借款人抵押品的價值波動，他們的借款能力也會波動。如果因市場波動，借入資產的價值超過其抵押品價值的 (比方說) 30% (同樣地，準確的百分比由協定確定)，協定通常允許任何人清算抵押品，立即償還貸款人 (這類似於傳統金融中保證金追繳 (opens in a new tab) 的運作方式)。如果被清算，借款人通常必須支付高額清算費，其中一些費用會支付給清算人 — 這就是最大可提取價值機會的來源。

搜尋者競相以最快的速度解析區塊鏈資料，以判斷哪些借款人可以清算，並率先提交清算交易並自己收取清算費用。

三明治交易

三明治攻擊為另一常見攻略於MEV榨取.

來做一三明治攻擊, 一尋找者必須監控大筆DEX交易於交易內存池. 例如, 假設某人欲想換10,000 UNI至DAI於Uniswap. 這類大額交易會對 UNI/DAI 對產生重大影響，可能會顯著提高 UNI 相對於 DAI 的價格。

搜尋者可以計算這筆大額交易對 UNI/DAI 交易對的大致價格影響，並在這筆大額交易之前立即執行一筆最佳買單，低價買入 UNI，然後在這筆大額交易之後立即執行一筆賣單，以大額訂單造成的更高價格賣出。

然而，三明治攻擊的風險更高，因為它不是原子性的 (不像上面描述的 DEX 套利)，而且容易受到沙門氏菌攻擊 (opens in a new tab)。

NFT MEV

MEV於NFT環境為一崛起市場, 但其也具有多重風險.

然而, 因為NFT交易發生於同樣共享之以太坊區塊鏈上, 尋找者能利用類似技術來於NFT市場.

例如, 如一人氣NFT舉辦一空投活動, 而尋找者想要一或一組特定NFT, 他們能程式編輯一交易來使他們能成為第一個來購入此一或一整組之NFT於單一交易內. 或者，如果一個 NFT 被錯誤地以低價上架 (opens in a new tab)，搜尋者可以搶在其他購買者之前，以低價搶購。

一個 NFT MEV 的著名例子是，一名搜尋者花費 700 萬美元，以地板價購買了 (opens in a new tab) 所有的 Cryptopunk。一位區塊鏈研究員在 Twitter 上解釋 (opens in a new tab)了買家如何與 MEV 供應商合作，對其購買行為保密。

長尾效應

DEX套購, 清算, 及三明治為知名MEV榨取機會, 且極為競爭所以新尋找者幾乎無法賺錢. 然而, 其有另一較不出名的"長尾攻擊"MEV機會(NFT MEV為一用例).

新尋找者或許能利用長尾攻擊來賺取較多利益. Flashbot 的 MEV 工作板 (opens in a new tab)列出了一些新興機會。

MEV 的影響

最大可提取價值並不都是壞事 — 以太坊的最大可提取價值既有正面也有負面的影響。

優點

許多Defi計畫依靠套購利益尋求者來維持幣池價格與實際市場價格. 例如, DEX套購確保用戶們能取得最佳, 最正確之價格為其代幣, 且借出協議依賴快速清算來確保借出者確實有被支付.

無理性尋找者來時時刻刻尋求經濟性機會且利用此優勢, Defi協議或許無法成長至其今日地位.

缺點

於應用程式層面, 一些MEV如三明治攻擊, 時常導致極差用戶體驗. 用戶被夾三明治將面臨市價滑點及較差執行價格於其交易.

於網路層面, 偷跑者及Gas費價格賭價時常導致網路堵塞及昂貴Gas費(當一或多方的偷跑者嘗試跑贏另一對手藉由提交更高額之Gas費賭價), 且無法使正常用戶來運行一般交易.

除了在區塊內部發生的事情之外，MEV 也可能在區塊之間產生有害影響。如果區塊中可用的最大可提取價值大幅超過標準區塊獎勵，驗證者可能會被激勵重組區塊並為自己捕獲最大可提取價值，從而導致區塊鏈重組和共識不穩。

這種區塊鏈重組的可能性，先前已在比特幣區塊鏈上進行過探討 (opens in a new tab)。當比特幣的區塊獎勵多次砍半, 交易費將成為主要區塊獎勵, 而其將成為經濟性合理來使礦工來放棄下一區塊獎勵並重挖此區塊來賺取更多利益. 隨MEV增長, 相同憂慮將面臨於以太坊, 而直接威脅區塊鏈信賴度.

MEV 的現狀

MEV榨取暴增於2021年初期, 而其導長時間之高額Gas費. 快閃機器的最大可提取價中繼的出現，降低了普通偷跑者的效力，並將礦工費價格拍賣帶到鏈下，降低了普通使用者的礦工費。

雖然許多搜尋者仍然從最大可提取價值賺到很多錢，但隨著機會變得越來越廣為人知，越來越多的搜尋者爭奪相同的機會，驗證者將獲得越來越多的最大可提取價值總收入（因為如最初描述的相同類型的燃料拍賣也在快閃機器中發生，儘管是私下進行的，而驗證者將獲得由此產生的燃料收入）。 MEV並非專屬以太坊, 而當MEV環境越來越競爭, 許多尋找者已轉移戰場至BSC幣安智鏈, 而其具相同潛力之MEV機會與一較低競爭環境.

另一方面，從工作量證明過渡到權益證明以及持續不斷使用卷軸來拓展以太坊，這些都以某種還不太清楚的方式改變著最大可提取價值的格局。與工作量證明中的機率模型相比，提前得知有保證的區塊提議者會如何改變 MEV 提取的動態，以及當單一秘密領導人選舉 (opens in a new tab) 和分散式驗證者技術實施後，這將會如何被打亂，目前尚不清楚。同樣，當大多數使用者活動遷離以太坊並轉移至其二層網路卷軸和分片時，存在哪些最大可提取價值機會還有待觀察。

以太坊權益證明 (PoS) 中的 MEV

如前述，最大可提取價值對使用者綜合體驗和共識層安全性產生負面影響。但以太坊向權益證明共識的過渡（稱為「合併」）也可能帶來與最大可提取價值有關的新風險：

驗證者中心化

在合併後的以太坊，驗證者（已存入 32 個以太幣作為保證金）就新增到信標鏈的區塊的有效性達成共識。由於 32 ETH 對許多人來說可能遙不可及，加入質押池可能是一個更可行的選擇。然而，獨立質押者的健康分佈是理想的，因為它減輕了驗證者的中心化問題並提高了以太坊的安全性。

不過，最大可提取價值提取被認為能夠加速驗證者中心化。部分原因在於，相較於過去的礦工，驗證者提議區塊的收入較少，因此自合併以來，MEV 提取已極大地影響了驗證者的收入 (opens in a new tab)。

更大的質押池可能會有更多的資源投資進行必要的最佳化，以抓住最大可提取價值機會。這些池提取的 MEV 越多，它們就擁有越多的資源來提升其 MEV 提取能力 (並增加整體收入)，這基本上創造了規模經濟 (opens in a new tab)。

由於可支配的資源較少，單獨質押者可能無法從最大可提取價值機會中獲利。這可能會增加獨立驗證者加入強大的質押池以提高收益的壓力，從而削弱以太坊的去中心化。

許可制交易池

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確保交易隱私。交易者將潛在的最大可提取價值交易直接發送到驗證者而非公共内存池，驗證者將交易添加到該區塊中並於交易者分配利潤。

“暗池” 是這種模式的升級版，是一種只供訪問的許可内存池，對願意支付特定費用的用戶開放。該趨勢將弱化以太坊的無許可和去信任，並有可能將區塊鏈轉換爲一種有利於最高出價者的 “付費游玩” 機制。

許可内存池還會增加先前部分描述的中心化風險。運行多個驗證者的大型池可能會受益於為交易者和使用者提供交易隱私，增加其最大可提取價值收入。

在合併後的以太坊中解決這些與最大可提取價值相關的問題，是一個核心研究領域。迄今為止，為了減少在合併之後 MEV 對以太坊去中心化和安全性的負面影響，提出了兩種解決方案：提議者-建構者分離 (PBS) 和 建構者 API (opens in a new tab)。

提議者-建構者分離

在工作量證明和權益證明中，建構區塊的節點面向參與共識的其他節點提出區塊以將其新增到鏈中。新區塊在另一位礦工在其上建立區塊（在工作量證明中）後，或從大多數驗證者那裡獲得認證（在權益證明中）後，成為規範鏈的一部分。

區塊生產者和區塊提交者角色的結合造成了大多數先前描述的與最大可提取價值相關的問題。例如，在時間盜賊攻擊 (opens in a new tab) 中，共識節點有動機觸發鏈重組，以最大化 MEV 收益。

提議者-建構者分離 (opens in a new tab) (PBS) 旨在減輕 MEV 的影響，尤其是在共識層。 PBS 的主要特點是區塊生產者與區塊提交者的分離。驗證者仍然負責提議區塊並對其投票，但是一類稱為 區塊建構者 的新型專業實體，將負責對交易進行排序和建構區塊。

在 PBS 模式下，區塊構建者創建一個交易捆綁並出價將其納入信標鏈區塊中 (作爲 “執行有效負載”)。被選中提出下一個區塊的驗證者隨後查看不同的出價，並選擇費用最高的交易包。 PBS 本質上創建了一個拍賣市場，使構建者和出售區塊空間的驗證者進行協調。

目前的 PBS 設計採用承諾-揭示方案 (opens in a new tab)，建構者只會發布對區塊內容 (區塊頭) 的密碼學承諾以及他們的出價。在接受獲勝的出價后，提交者創建一個包括區塊頭的簽名區塊提案。區塊建構者在看到已簽署的區塊提議後，應會發布完整的區塊主體，且在最終確認前，還必須從驗證者那裡收到足夠的。

提議者-建構者分離如何減弱最大可提取價值的影響？

協議内的提交者-構建者分離將最大可提取價值從驗證者的權限中移除，降低了最大可提取價值對共識的影響。相反，運行專用硬體的區塊建置者將抓住出現的最大可提取價值機會。

不過，這並不完全將驗證者排除在最大可提取價值相關收入之外，因為建置者必須出高價才能讓驗證者接受他們的區塊。盡管如此，由於驗證者不再直接專注於如何盡可能提高最大可提取價值收入，時間强盜攻擊的威脅得以降低。

提出者-構建者分離也降低了最大可提取價值的中心化風險。例如，使用提交-揭露方案，構建者就會信任驗證者不會竊取最大可提取價值機會或將其暴露給其他構建者。這就低了單獨質押者從最大可提取價值獲益的門檻，否則建置者將傾向於支持有著鏈下聲譽的大型池並與它們進行鏈下交易。

同樣地，驗證者不必信任建置者不會隱藏區塊體或發布無效區塊，因為付款是無條件的。即使提出的區塊不可用或被其他驗證者宣稱無效，驗證者的費用仍然會支付。在後一種情況下，區塊被直接丟棄，迫使區塊建置者失去所有交易費和最大可提取價值收入。

建構者 API

儘管提交者-構建者分離有望減少最大可提取價值的影響，但實現它需要對共識協議進行更改。具體來說，信標鏈上的分叉選擇規則需要更新。建構者 API (opens in a new tab) 是一個臨時解決方案，旨在提供一個可行的提議者-建構者分離實作，儘管它帶有更高的信任假設。

建構者 API 是引擎 API (opens in a new tab) 的修改版本，共識層用戶端用它來向執行層用戶端請求執行負載。如誠實驗證者規範 (opens in a new tab) 所述，被選中負責提議區塊的驗證者會向一個已連接的執行用戶端請求交易捆綁包，並將其包含在提議的信標鏈區塊中。

建置者應用程式介面還充當驗證者和執行層用戶端之間的中介軟體；不同之處是它允許信標鏈上的驗證者從外部實體獲取區塊（而不是使用執行用戶端在本地構建區塊）。

以下簡述建置者應用程式介面如何運作：

建置者應用程式介面將驗證者連接到由運行執行層用戶端的區塊建置者組成的網路。與 PBS 相同，構建者專注於投資消耗大量資源的區塊構建，並使用不同的策略最大限度地提提高從最大可提取價值 + 優先消費中賺取的收入。
驗證者（運行共識層用戶端）向建置者網路請求執行有效負載及出價。建置者的出價將包含執行有效負載標頭，即對有效負載內容的加密承諾，和向驗證者支付的費用。
驗證者查看收到的出價並選擇費用最高的執行有效負載。利用建置者應用程式介面，驗證者創建一個僅包括其簽名和執行有效負載標頭的「盲」信標區塊提案並發送給建置者。
在看到盲區塊提案時，運行建置者應用程式介面的建置者可能會用完整的執行有效負載回應。這讓驗證者可以創建一個在整個網路中傳播的「已簽署」信標區塊。
如果區塊構建者未能及時響應，使用構建者應用程式介面的驗證者仍有可能在本地構建區塊，因此他們不會錯過區塊提交獎勵。然而，驗證者不能使用已揭示的交易或另一組交易來創建另一個區塊，因為這將構成 雙重簽署 (在同一個時槽內簽署兩個區塊) 的行為，這是一種可罰沒的違規行為。

建構者 API 的一個實作範例是 MEV Boost (opens in a new tab)，這是對 Flashbots 拍賣機制 (opens in a new tab) 的改進，旨在抑制 MEV 對以太坊的負面外部性。 Flashbots 拍賣允許權益證明中的驗證者將建構有利可圖區塊的工作外包給稱為 搜尋者 的專業參與方。

搜尋者尋找有利可圖的 MEV 機會，並將交易捆綁包連同密封價格投標 (opens in a new tab) 一起發送給區塊提議者，以便將其納入區塊。運行 mev-geth，即 go-ethereum (Geth) 用戶端的分叉版本的驗證者只需要選擇利潤最高的交易包，並將其新增到新區塊的一部分。為了保護區塊提議者 (驗證者) 免受垃圾郵件和無效交易的影響，交易捆綁包在到達提議者之前會經過 中繼者 進行驗證。

MEV Boost 的運作方式與原來的 Flashbots 拍賣相同，但增加了一些為以太坊向權益證明過渡而設計的新功能。搜尋者仍然會尋找有利可圖的 MEV 交易以納入區塊，但是一類稱為 建構者 的新型專業參與方，將負責將交易和捆綁包匯總到區塊中。建置者接受搜尋者提供的價格密封出價，並執行最佳化以找到利潤最大的排序。

中繼者仍然負責驗證交易捆綁並將其傳送給提交者。然而，MEV Boost 引入了 託管方，負責透過儲存建構者發送的區塊主體和驗證者發送的區塊頭來提供資料可用性。對於代管，連結到中繼的驗證者請求可用的執行有效負載，並使用MEV Boost 的順序演算法選擇出價 + 最大可提取價值小費最高的有效負載頭。

建置者應用程式介面如何減低最大可提取價值的影響？

建置者應用程式介面的核心優勢在於，它有可能讓參與者平等獲得最大可提取價值機會。使用提交-揭露方案消除了信任假設，降低了尋求從最大可提取價值中獲利的驗證者的進入門檻。這應該可以減輕單獨質押者加入大型質押池，以提高最大可提取價值利潤的壓力。

建置者應用程式介面的廣泛實作將鼓勵區塊建置者之間進行更激烈的競爭，這將增強抗審查能力。驗證者審查多個構建者的出價時，意圖審查一筆或多筆用戶交易的構建者必須出價高於所有其他不審查的構建者才能成功。這大大增加了審查使用者的成本並對審查有所限制。

一些項目，例如 MEV Boost，將構建者應用程式介面作爲整體結構的一部分，旨在為某些參與方 (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。這是透過在使用者和區塊建置者之間提供一條私密通訊通道來實現的。與先前描述的許可内存池不同，這種方法是有益的，原因如下:

市場上有多種建置者存在讓審查變得不切實際，這是有利於使用者的。相反，基於信任的中心化暗池的存在將權力集中在少數區塊構建者的手中，並增加了審查的可能性。
建置者應用程式介面軟體是開源的，允許任何人提供區塊建置者服務。這意味著使用者不會被迫使用任何特定的區塊建置者，並提高了以太坊的中立和無許可特性。此外，尋求最大可提取價值的交易者不會因為使用私密交易管道而無意中促進中心化。

Flashbots 文件 (opens in a new tab)
Flashbots GitHub (opens in a new tab)
mevboost.org (opens in a new tab) - 提供 MEV-Boost 中繼器和區塊建構者即時統計數據的追蹤器

最大可提取價值 (MEV)