深度丨MEV 仅仅是矿工最大可提取价值？

我们对MEV进行了首次深入研究，并通过MEV-Explore（公开的仪表盘和实时MEV交易浏览器）发布了我们的发现。从2020年第一个区块开始的以太坊区块链之后，我们对超过130万个MEV交易进行了分类，自2020年1月1日以来，发现至少价值3.14亿美元的MEV，以及因为失败的MEV交易而浪费的450万美元的gas费，相当于4,500个以太坊浪费的区块空间。

介绍：

MEV是代表可以从区块链上生产的区块中的交易的重新排序，包含或审查中随意提取的总价值度量。到目前为止，以太坊上的MEV提取主要是由DeFi交易员和机器人操作员通过执行涉及交易定单的交易策略来进行的，其中很小的一部分用于与这些参与者的MEV交易相关的Gas费中的矿工。MEV-Explore v0代替了在任何给定区块中可能提取的理论值（例如，矿工从他们正在生产的区块的交易重新排序中唯一可使用的MEV），而是专注于当前正发生在以太坊上的MEV活动的证据。

以太坊上已经提取了多少MEV？DeFi交易员和机器人操作员捕获了多少MEV？在通过MEV交易开采工作量证明解决方案的矿工身上，在MEV交易上花费了多少gas？MEV提取策略最常见的类型是什么？哪些DeFi协议包含最多的MEV？成功和失败的MEV交易占用多少网络资源？

考虑到这些问题，我们对以太坊进行了剖析，涵盖了8种主要的DeFi协议及其克隆协议，并收集了自2020年1月1日以来在链上记录的超过130万笔MEV交易，以为提取的MEV提供初步的下限。我们现在将通过MEV-Explore v0发布我们的发现：explorer.flashbots.net，这是一个公共仪表盘，可跟踪关于MEV的近实时汇总指标以及以太坊上的最新MEV交易。

自2020年1月1日起，提取的MEV至少为3.14亿美元

从2020年第一个区块（9193266）开始的以太坊区块链之后，自2020年1月1日以来，我们发现了至少价值3.14亿美元（约54万以太币）提取的MEV。这包括成功，还原和检查的MEV交易 ，以及与之相关的Gas费。

                        图1：自2020年1月1日以来的累积提取的MEV（美元）

提取的总MEV有显著增长：2021年1月，我们记录的提取的总MEV为5700万美元（4.76万ETH），相对于我们记录的18万美元（1.1k ETH），美元绝对金额增加了300倍，ETH增加了43倍。此数字确定了自2020年1月1日起的MEV的下限，并给出了至少可从交易订购中获得多少价值的指示性数字。 考虑到我们在数据收集过程中协议和交易类型的覆盖范围不完整，我们认为提取的实际MEV高于我们的度量。我们还预计该指标将继续增长，不仅因为反映出DeFi的增长以及以太坊不断增加的复杂性，这将开辟新的方式来从交易定单中获取价值，而且还因为更复杂的MEV提取方法的出现。

MEV-Explore v0标志着我们通过MEV-检验来进行量化和分类MEV活动的集体努力的第一个里程碑。目前，作为这些指标基础的数据收集正在检查下表中列出的8种协议（请参见图2）。有许多新兴的DeFi协议具有很显著的MEV曝光性（例如ESD / DSD）以及OG DeFi协议，其中大多数MEV在DeFi的最近增长之前就已经存在（例如Bancor，Kyber，Etherdelta，Airswap），我们计划在MEV-Explore v1中进行覆盖。此外，我们还没有涵盖大量的MEV活动，例如多重交易机会（例如三明治交易）和CEX-DEX价格套利。我们邀请社区加入我们，以改善仪表盘指标，完善我们的数据收集和清理流程，并编写更多的MEV检查器，以增加MEV-Explore的数据覆盖范围。

                                                    图2：协议覆盖范围

提取的MEV算什么？

如上所述，今天，MEV主要是由交易者抓住依赖于交易定单的交易机会来捕获的。 这包括例如在Uniswap上的代币之间进行价格套利，在dYdX上进行oracle更新后的贷款清算，以及从Empty Set Dollar等协议中债券赎回这些机会。

我们将提取的MEV中包含的MEV交易分为两种：成功和失败。在“失败”中，有两种子类型：“已还原”和“已检查”。

成功的MEV交易是指追随MEV机会并成功抓住它的交易。

已还原的MEV交易是一种失败的MEV交易，他们去追寻一个MEV机会，但没能抓住它，可能是因为别人比他们先抢到了，也可能是因为他们gas耗尽了，或者是因为市场条件发生了不利于他们的变化。

已检查的MEV交易是另一种类型的失败的MEV交易，失败的原因比较微妙，发送者为了节省gas，首先检查机会是否还存在，然后才启动他们的MEV交易。虽然发送者最终还是要为他们的检查支付gas费，但其成本比直接启动交易要低得多。

我们来看几个例子。

例1：优先gas拍卖的成功MEV交易。

在3个流动性池中平衡器 ETH/USDC、Sushiswap USDC/SIL和Sushiswap SIL/ETH之间进行的3跳套利，支付了12个ETH（当时1.41万美元）的交易费用，价值16.7个ETH（当时1.96万美元）的提取的MEV。

https://etherscan.io/tx/0x2bde6e654eb93c990ae5b50a75ce66ef89ea77fb05836d7f347a8409f141599f。

高额的交易费暗示了这样一个事实，即发送者通过替换他们现有的交易，在交易被开采之前用相同的随机数但更高的gas价格来迭代提高他们套利交易的gas价格，以与其他交易者竞争相同的机会。一个gas拍卖的失败者在这里出现，因为在 "已检查 "的MEV中损失了1.18个ETH（见例3）。上面的获胜交易最终支付了5.16万Gwei的gas价格，比当时的平均gas价格（94Gwei）高547倍，但只比失败者高2倍，为2.76万Gwei。

交易1提取的MEV明细：发送方为4.7 ETH（当时为5.5千美元），该区块的矿工F2Pool为12 ETH（当时为14.1千美元）。

交易2提取的MEV明细：该区块的矿工F2Pool为1.18 ETH（当时为1.4千美元）。

例2：一个失败的（已还原）的MEV交易。

一笔试图从Cream Finance清算中获取MEV的交易，因为Gas耗尽而失败，让发送者损失了5.75ETH（当时约1万美金）的交易费用。

https://etherscan.io/tx/0x8cfb46876ce1d40250e9690482bdaaffc1f6b60e18c3405ff5e98b636840875f

交易使用150万gas并花费了将近6 ETH的费用，该交易要求提供$ 88K USDC贷款以清算Cream Finance头寸。它开始这样做是在由于缺少提供的gas而导致中途失败之前。表面上看0x8cfb4是无辜的，但其内部交易却显示超过237个交易。这是一项非常复杂的交易，在EVM计算中具有复杂而昂贵的逻辑，最终使用了1.5Mgas，几乎是其中所含区块的13％！无论花费了多少gas，交易仍然失败，因为它gas耗尽，并最终使发送方损失了约5.75 ETH（当时约为$ 10K）的交易费用。

在这次 "已还原 "交易后，机会仍然存在，并被第二好的gas（或第一失败者）拍卖参与者抓住，总提取的MEV为4.125 ETH，其中3.75 ETH为gas费。

交易1提取的MEV明细：发送者的收入为0美元，该区块的矿工Sparkpool的收入约为5.75 ETH（当时约9.3K美元）。

交易2提取的MEV明细：发送方的收入为0.375 ETH（当时600美元），本区块矿工Sparkpool的3.75 ETH（当时约6千美元）。

例3：一个失败的（已检查）的MEV交易。

一笔为了寻找三跳套利机会，检查了Uniswap WETH/PRT、Uniswap SFI/PRT和Sushiswap SFI/WETH的流动性池的交易，发现目前不存在机会，于是优雅地返回，只消耗了43Kgas，让发送方损失了约0.01ETH（当时19美元）的交易费用。

https://etherscan.io/tx/0xf629036e2740a98e1ca5ce32fff85f27337d224e94cbeee6c3d7aabb7507b050

有些交易者比我们例2中的第一个发送者更节约成本，在启动一个逻辑复杂、消耗gas量大的交易之前，会执行一个 "检查"，以验证机会是否还在。我们认为这些也是失败的MEV 交易，因为MEV 交易最终没有被启动，因为返回的检查意味着机会已经消失了。

提取的MEV明细：发送者的收入为0美元，以太坊的收入为0.01ETH（当时为19美元），以太坊是这个区块的矿工。

MEV交易非常迷人，有时是由于其复杂性，有时是由于它们或多或少优雅地失败的方式，有时是由于它们讲述的关于假名用户的故事（就像这个来自一个看似错位的0倍开仓账本订单的套利，它为发送者净赚了190万美元的收入，收取了73美元的交易费用）。在MEV-Explore的实时MEV交易浏览器中深入了解更多的MEV交易，并帮助我们在 "目前正在审查的异常MEV交易 "选项卡中识别错误分类的交易！

MEV提取过程中的网络开销

DeFi交易机器人运营商通过参与像例子1中的提前交易/优先gas拍卖和参与置后交易（即在同一区块中，通过向网络发送许多gas价格略低于或等于目标的交易，并希望有一个被包括在内，从而尽可能地接近特定交易（如预言机更新）的后面），来竞争MEV机会。

我们可以从上面例子2的天然气价格中看到，这两种做法对以太坊来说都是有害的，因为它使链上的交易膨胀，并对Gas价格施加上行压力。鉴于我们所看到的高gas费，这个问题在目前尤为重要。这样的价格将侵蚀以太坊的无许可性，因为对他们来说成本太高，所以会把小用户从网络中赶出去。

此外，由于单笔交易会赢得MEV机会，我们发现以太坊区块链上到处都是已还原的和已检查的交易，我们将其归类为失败的MEV交易。我们认为这些失败的MEV交易都不需要记录在链上，占用宝贵的区块空间。

自2020年1月1日以来，提取的MEV活动至少占以太坊网络整体gas消耗的3%（见图4）。放大已还原和已校验的MEV交易，我们发现它们的gas消耗至少可以填满4500个以太坊区块，浪费了大量宝贵的区块空间！

图3: 自2020年1月1日以来，成功（绿色）和失败（红色）的MEV 交易所产生的天然气使用量相对于整个网络的天然气使用量。

MEV的演变：矿工最大可提取值

在今天的以太坊上，在转向股权证明共识（PoS）之前，矿工在交易纳入和排序方面拥有最大的权力，因为他们是区块生产者。因此，MEV一词最初被介绍为是由Phil Daian等人在2019年的研究报告《Flash Boys 2.0: Front Running, Transaction Reordering, and Consensus Instability in Decentralized Exchanges》中提出的矿工可提取价值。然而，MEV存在于所有智能合约区块链上，其中有一方负责交易排序，包括非矿工参与者，如ETH2.0中的验证者和rollup providers on Optimistic Rollups。因此，我们建议将MEV改名为最大可提取价值，扩大范围以涵盖其他区块链架构，同时仍与其初始名称 "向后兼容"（即暗示最强大参与者在交易排序方面的权利所设定的上限）。

从MEV的名称中去掉矿工这个词，也解决了另一个常见的困惑：认为只有矿工才是获取这个价值的人。如上所述，现实情况是，到目前为止，以太坊上的MEV提取主要是由非矿工DeFi交易商和机器人运营商进行的。

图4：自2020年1月1日以来，MEV 交易发送者和MEV 交易开采者之间提取的MEV份额（gas费）。

然而最近几个月，我们开始看到矿工们更积极地参与到MEV游戏中来，他们可以通过自己运行机器人直接提取，也可以通过与DeFi交易商签订利润分成协议，或者通过采用MEV提取的市场基础设施，比如Flashbots的MEV-Geth。

避免MEV危机

正如我们在上一篇《Introducing Flashbots: Frontrunning the MEV crisis》的文章中所描述的，MEV危机可能发生在几个维度上：矿工激励错位导致共识不稳定，矿工与交易者之间的单边交易导致不公平的信息不对称，以及网络开销导致以太坊无法使用是我们描述的几个维度之一。这个危机很难解决，因为任何阻止矿工或交易者获取MEV收入流的尝试都有可能激励潜在的不透明的协议外市场的建立，然而以太坊越来越高的复杂性（即新的智能合约部署，新的用户加入，新的可组成性层）表明MEV的规模只会继续增长。

我们认为MEV的提取是不可避免的。为了避免MEV危机，这种提取必须以不信任、公平、高效的方式进行。我们为避免这种危机所采取的第一步是创建一个高效和公平提取的概念证明，并且我们正在努力改进其信任保证。

迈出我们的第二步

从我们在1月21日MEV研讨会上讨论过的Zhou等人在《Quantifying Blockchain Extractable Value》中的研究论文中可以看出，虽然围绕MEV的关注点很多人都有，但直到最近几个月，这个话题才很少离开理论领域。这可能是因为量化MEV很麻烦，因为它需要大量的基础设施、数据分析和对智能合约交互的深入了解。更糟糕的是，随着越来越多的安全关键基础设施转移到链外（例如，清算机器人的交易逻辑转移到链外），以及链上状态和规模的增长，理解MEV将变得越来越复杂。

当我们发布这个v0的MEV-Explore时，我们现在正在迈出我们的第二步，通过分析MEV活动并为社区提供急需的数据来解决这一危机。这是我们向社区发布的仪表盘的第一个版本，并不是最终产品，而是我们认为足够好，足够有用，更重要的是，可以为之做出贡献的产品。量化MEV在链上的活动是一个无限制的问题。总是有更多的DeFi协议需要检查，更多的指标需要衡量，更多的数据清洗，你可以通过在MEV-Explore repo上打开一个github问题，或者在repo的讨论板块开始讨论，开始贡献。

我们相信MEV的对话对以太坊的未来是一个重要的话题，并且在2021年将越来越重要。人们无法将以太坊的社会层面与其技术层面分开。最终，MEV的争论，以及以太坊的未来，也将关乎社区将达成共识的社会规范。我们希望MEV-Explore能够在围绕这些规范的讨论中提供帮助。

特别感谢 Danning Sui、Tom Schmidt和Ryan Noble对MEV-Explore v0的贡献，感谢Flashbots核心开发者和MEV-Explore和MEV-Inspect的社区贡献者Georgios Konstantopoulos、Jason Paryani、Scott Bigelow、Austin Williams、Alejo Salles、Tina Zhen、Andrei Anisimov和Alex Manuskin。

我们是谁：Flashbots是一个研究和开发组织，目的是为了减轻矿工可提取价值（MEV）给智能合约区块链带来的负面外部性和生存风险，从以太坊开始。