随着DeFi协议应用的发展，越来越复杂的智能合约部署在以太坊网络中，合约与合约之间的交互过程不但复杂且频次高，每一次合约交互都隐藏着财富机会，比如套利，比如清算，链上应用的繁荣也使链上交易可捕获的价值增加，这些价值被统称为MaximumExtractableValue，简称即MEV。根据MEV数据网站Flashbots统计，自2020年1月到今年6月，以太坊网络的MEV达7.49亿美元，近30天被提取的价值高达2.39亿美元，已经成为一块不容忽视的市场。但矿工可提取价值在网络交易过程中，存在抢跑和尾随交易，往往会导致以太坊GAS过高，带来链上拥堵、高交易滑点等问题，影响链上其他用户的使用体验。于是，越来越多的专业开发者致力于解决矿工提取价值过程中的不透明、无秩序的现状，以保护普通用户的交易利益，这种解决方案甚至以应用的方式出现，MEV-Explore、keeperDAO、CowSwap便是这类应用。本期DeFi蜂窝将带来MEV及其相关应用的梳理。什么是MEV？
MEV是MinerExtractableValue简称，原本是指矿工可提取价值。作为以太坊区块数据的打包者，矿工有很多主动权。在打包区块过程中，他们可以将交易包含进来或排除在外，要对交易进行排序，这个操作也让矿工提取除了正常的交易费用和区块奖励之外的价值，这个价值就是MEV。而当前在以太坊生态上，MEV并不仅仅有矿工在提取，还有专注于DeFi的交易员，也有机器人运营商，他们通过套利策略获得MEV，留给矿工的只剩下交易员在挖掘MEV过程中支付的交易费，因此，矿工能获得链上MEV仅仅是小部分。DeFi交易员、套利机器人加入到链上提取价值的行列，因此，MEV定义不再仅仅是矿工可提取价值，它发生了词变，变为最大可提取价值。在理解MEV之前，需了解以太坊链上的运转流程。这个区块链网络上主要有3个角色，我们用一个形象的比喻做说明——矿工是生产者，矿池像是拍卖行，用户相当于投标人。每当用户启动交易后，交易信息会广播到节点，每笔交易均附有手续费，也就是GAS费。费用代表用户购买区块空间的意愿，使其能够让他的这笔交易包含在区块内。矿池会把这些交易信息分配给矿工，而矿工为追求收益，会优先打包GAS费高的交易。此时，交易用户为了让自己的交易被优先处理，就会出高价GAS费，这种行为就是「最优GAS费竞拍」(PriorityGasAuction)，简称为PGA。在DeFi应用繁荣以前，以太坊就是这样按区块顺序有序运行的，链上MEV价值集中在矿工身上。随着DeFi协议的爆炸式增长，超额抵押借贷、AMM、收益挖矿策略、衍生品等智能合约的组合与交互越来越复杂。以太坊网络不再仅仅只支撑链上转账交易，可以捕获的价值将越来越多，智能合约的每次交互，都暗藏着巨大的财富，MEV也就变得丰富起来。MEV在DeFi领域，主要产生于套利交易和清算这两个主要场景。套利交易——以Uniswap为例，当有一笔大额交易在该DEX上产生滑点时，假如有价值10000美元的套利机会，DeFi交易员或机器人套利者就会扑捉到这个信息，执行套利交易。他们会提交这笔交易给矿工。为了让提交的交易被矿工优先打包处理，他们通常会给出高价GAS，哪怕是价值3000美元。此时，剩余的7000美元就是DeFi交易员或机器人套利者可提取的MEV。而那3000美元GAS费，则是矿工在此笔交易获得的MEV。套利机会不仅仅存在于大额交易的场景中，也会产生在不同DEX之间，比如，当ETH/SHIB在Uniswap和Bancor上出现不同的价格时，套利者就会在两个DEX间搬砖，使价格最终趋于一致。清算交易——在DeFi抵押借贷协议中，当抵押品价值下降时，如果没有补足或者出售抵押资产，就会触发清算程序，清算人可以以低于市场价格3%-5%的折扣，获得如ETH这样的抵押资产，而这3%-5%的折扣价值，也是MEV。MEV市场存在诸多痛点
抢跑行为带来利益分配不公平当前的以太坊网络上，捕获MEV的主要包括DeFi交易员、套利机器人运营商，也有普通用户，他们都是MEV的搜寻者，在链上各种合约交互的场景中，寻找收益机会。假如一个DeFi交易员在Uniswap上发现了套利机会，把交易提交给矿工，但由于链上数据都是公开的，所有人都能监控到这个交易员提交的套利交易信息，当MEV价值十分可观时，包括矿工在内的搜寻者，就有可能以更高的GAS费「抢跑」——复制这条交易信息，出更高价格的Gas费「搭个便车」。于是，一个以GAS费竞价争取此次套利机会的场面出现了，这对第一个发现套利机会的交易员显得很不公平，如果他出不起更高的GAS费，那么他发现这个「宝藏」便只能拱手让给「有钱人」。GAS费过高浪费区块空间OK，如果你认为崇尚交易自由的DeFi，就应该遵循优胜劣汰的市场法则——MEV一旦被搜寻者发现，就要尽快以高价GAS费提交此笔收益，争夺机会。想想矿工会怎么做？最大的可能是打包出钱最多的那笔交易。这就会造成因优先打包而带来的区块空间被减少的问题，此时，网络有可能变得拥堵起来，链上交易的GAS费也被抬高了。三明治夹击除了上述问题外，大额的DEX交易场景中还会存在「三明治夹击」这种颇受争议的获利方式。一些脚本能力更强的「科学家」交易员，通过使目标交易夹在两笔特定交易中间从而获利。同样以Uniswap的AMM式兑换场景举例，假如ETH价值1000美元，用户A用1000USDT买入ETH，科学家盯上了A。他先于A构造了一笔1100USDT买入ETH的交易；排在后面的A想要成交，就要用更多的USDT买入ETH，比如1150USDT。此时，科学家卖出ETH,从而赚了一笔差价，而真实的交易用户还要承受更大的滑点损失。矿工双重角色挑战在以太坊生态中，矿工的主要收入由四部分组成：区块奖励，叔块奖励，交易费用，MEV收益。你发现了吗？作为处理交易顺序的矿工，既有机会当裁判员，也有机会当运动员。当链上其他用户提交的MEV收益高于区块奖励和交易费用时，矿工就会进入两难抉择之中——到底是选择抢夺此笔交易，还是选择重挖区块来捕获区块中的MEV。这对矿工来说是个诱惑，为了使下一个块建立在自己套利成功的区块上，他会努力使包含自己套利交易的块成为最长链。解决MEV痛点的应用出现
当链上交易秩序甚至网络效率因MEV的丰富而带来不利时，一些开发者试图通过一些方案解决痛点。MEV-Explore浏览器MEV-Explore是一款以太坊MEV交易实时资讯面板和浏览器，用来展示MEV价值、分类、最新MEV交易、MEVGas费消耗等相关资讯，网站数据每3小时更新一次。这款应用旨在帮助社区了解和量化MEV，从而观察它对以太坊网络的影响。MEV-Explore的开发方是Flashbots——一家专门研究矿工可提取价值的机构。既然MEV客观存在，无法避免，Flashbots希望能为搜寻者和矿工建立MEV利益分配秩序，降低MEV对公链的影响和风险。Flashbots缓解MEV影响的解决方案分为三部分：点亮黑暗森林，价值挖掘民主化，分配利润。由于MEV目前对以太坊用户不透明，普通交易用户即使曾遭受过抢跑或三明治夹击也感受不到MEV的存在，理解它需要大量的数据分析和智能合约的深入了解。Flashbots希望MEV-Explore能够让MEV活动透明化，减少信息不对称，同时希望能将MEV量化，有衡量指标并且这些指标可视化。对于在提取MEV过程中的高GAS费，Flashbots提出的解决方案是MEV-Geth，简单来说就是把MEV交易隔离起来，用专属渠道进行矿工和搜寻者交易竞拍，通俗理解就是把这些交易移到链下，以缓解链上GAS费过高和拥堵。Alchemist解决方案Alchemist(MIST)基于Flashbots技术推出了首个去中心化交易所mistX,号称第一个FlashDEX，主要是解决抢跑问题，用来保护普通用户在交易过程免受抢跑攻击和三明治夹击。若抗抢跑失败，不需要支付任何费用。这就意味着在mistX上，你的交易，要么在没有抢跑交易的情况下交易成功，要么无需支付任何费用。不像传统的链上交易，不但面临着被抢先交易，还要损失提交的GAS费。mistX交易宣称交易无需GAS费，所有交易的GAS价格都是0。但这并不意味着没有手续费，只是支付方式与传统的交易方式不同——mistX用户在交易过程中是向矿工支付小费，这些小费以ETH支付。如果交易中包含ETH，就会把消费包含在交易中；交易中没有ETH，那么需要从你钱包的ETH中扣除。简单来说，交易无需GAS费，但需从每笔交易中扣除一定比例的小费。最重要的一点是在mistX取消提交的交易时，没有任何费用。mistX独特之处是利用了Flashbots机构提出的解决方案，将用户交易捆绑在一起。也就是说，通过mistX交易信息不会发布到公开池，这样有效地向抢跑者隐藏了信息，从而防止交易被操纵，或被抢跑，或被夹在中间。KeeperDAO解决方案KeeperDAO旨在让DeFi用户和交易搜寻者利益最大化，这种方式也强调并非保护矿工利益。KeeperDAO专门为套利者创建了一个资金池：任何人都能向这个资金池借钱套利，并获得套利收益的一部分。它相当于链上流动性承销商，流动性提供者将资金存入资金池中，套利者或清算人会利用流动池中的资金捕捉链上套利机会。当有套利机会发生时，套利者会以闪电贷的形式借用流动池中的资金，并在套利成功后将本金还回流动池中，套利者所得收益会被存入社区池中然后等待分配奖励，提供流动性的用户也将获得原生代币ROOK作为奖励。在其整个套利或清算过程中，Keeper主要面临的挑战就是提交套利交易过程的PGA竞拍，比如，当你捕捉到套利机会时，为了让此笔交易优先被矿工打包，就面临着是否要提供高价GAS费竞拍交易顺序。如果提供高昂的GAS费，而这无休止的GAS费混乱争夺中，套利者利润相比原始利润少之又少。获益的总是掌握交易控制权的矿工，他们可以获得MEV最大价值。如果不提供高价GAS费，交易会不会被竞争者抢跑？为避免此种情况，KeeperDAO通过专门的智能合约将此笔交易封装，消除MEV。也就是说，出现一笔套利交易机会时，搜寻者提交给KeeperDAO，让它分析是否有套利机会。如果有套利机会，KeeperDAO获得套利和清算优先权，同时能降低以太坊矿工为获取MEV价值控制交易排序的风险。交易完成后，KeeperDAO用ROOK对搜寻者加以奖励。尽管搜寻者获得利润减少，但损失少于PGA竞争的GAS损失。对KeeperDAO和搜寻者来说，这是双赢。目前用户可以通过提供ETH、WETH、USDC、renBTC、DAI等资金池的流动性来获得收益。ROOK初始供应量共100万个，截至6月9日，其市值2.1亿美元，暂报价为179$，持币地址数有18777个。ArcherDAO解决方案ArchrDAO旨在增加矿工的收入，希望通过联合策略提供者提供高价值的链上交易机会，然后在以太坊上重新排序交易来提高矿工收入，并优化交易者体验。ArcherDAO生态主要有3个角色，分别是策略提供者、矿工、流动性提供者。后两者较好理解，而策略提供者是发现并提交链上收益机会的一方，这些机会包括DEX中的套利、贷款清算及其它机会。ArcherDAO系统评估这些收益机会后，会将高价值的机会发送给矿工，由矿工打包进入区块并产生收益。整体来看，ArcherDAO是一个让套利者和矿工直接合作的平台，通过联合策略提供者和矿工，用执行有利可图的链上机会，为矿工带来新收入来源。不同于PGA解决方案，ArcherDAO让套利者和矿工双方合作，从而使MEV利益最大化，避免了为实现套利而浪费GAS费用。CowSwap方案CowSwap用批量拍卖来抵御MEV攻击，并集成各去中心化交易所作为流动性来源，为交易者提供最优价格。CowSwap是采用一种独特的需求匹配CoW(CoincidenceofWants)的方式进行撮合交易。当交易双方两人同时拥有彼此需求的资产时，双方便可以不通过货币媒介，直接进行交易，可以理解为链上的「物物交易」。也就是说，当一批交易发生时，CowSwap首先在链下为交易者匹配订单，如果它没有找到可匹配的需求交易，则将交易提交到链上其他DEX。在CowSwap上，两个人同时持有彼此想要的资产，即可直接匹配交易，而无需做市商或流动性提供者撮合交易。这样既然可以为个人交易者带来最佳的价格，也免除通过做市商或流动性提供者产生的手续费。CowSwap需要链上的外部流动性，因此采用批量订单的方式，按统一价格结算。所有订单价格一致，没有交易排序的问题，所以不能通过将交易按特定顺序排序来提取任何价值，从根本上免除MEV情况。
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