MEV和套利
1.MEV原理
MEV的全名為Miner Extractable Value，指礦工（包括驗證者）透過利用重排序、插入、忽略或審查交易的能力，可以從區塊鏈生產中提取超出標準區塊獎勵和燃料成本的最大利潤金額在打包區塊的過程中，MEV是由區塊鏈上複雜的金融交易產生的，如套利、清算、三明治交易等，這些交易對交易的順序非常敏感。
MEV產生的價值主要包括交易產生的燃料成本和交易清單中存在的獲利訂單。套利交易業者往往願意向礦工支付極高的燃料成本，以便在未知的地方安排訂單以獲取利潤。這使得礦工能夠按照所需的順序打包區塊，從而賺取利潤。由於這些有利可圖的訂單，礦商也面臨更高的燃料成本。
2.MEV的產生
MEV的產生來自於用戶在區塊鏈上提交交易、交易資訊傳輸到網路和實際區塊被開採之間的延遲。以太坊交易在被納入區塊之前，交易位於交易池中進行處理，供公共訪問，稱為mempool，每個人都可以看到內容。套利者和礦工可以監聽這個記憶體池並找到最大化利潤的機會，例如透過早期交易。礦工也可以重新安排交易順序。在此期間，用戶基本上無法控制這筆交易何時執行、以什麼順序執行。總體而言，礦工開採區塊的過程是公平的，但礦工對區塊中可包含的交易擁有重大控制權。 MEV是礦工和套利者向一般使用者徵收的無形稅。
3.事務記憶體池
記憶體池是一個開放的交易池，其中包含未確認的交易，所有交易都在記憶體池內有序排列。每個區塊中包含的未確認交易的數量是有限的。礦工擁有完全的自主權來選擇將哪些未確認的交易打包到區塊中。當一筆交易被選擇打包時，它將被儲存在一個新的區塊中並被廣播。一旦確認，其中的交易將永久儲存。
礦工通常更喜歡高包裝成本的交易，以實現利潤最大化。這促使他們尋求其他方式來為自己帶來更多利潤。然而，礦工並不是唯一這樣做的人：機器人掃描記憶體池並將打包的交易放置在用戶交易之前或之後以提取價值。
4. 套利
所有套利機會的獲取都依賴記憶體池的獲取，獲取未打包的交易，然後從中尋找有利可圖的訂單，根據套利策略進行決策。目前，套利市場每日利潤規模已達數十億美元。
1> 三角套利
指同一種幣種在不同DEX幣種之間存在一定的價格差異。當一個池出現大幅下跌或上漲，而另一個池尚未發生變化時，就有套利空間。套利機器人利用閃貸來抹平價差，實現套利。如圖中的 HOBBES 代幣所示，機器人從 UNISWAP V2 購買代幣，然後將其出售給 UNISWAP V3，透過兩個池之間的差價產生收入。
2> 清算
Aave、Compound 和 Maker 等貨幣市場允許用戶存入一些資產作為抵押品並借入其他資產。隨著抵押資產價值的波動，用戶的借貸能力也會隨之波動。
如果借款人超出預算限額，這些協議將依靠市場參與者來清算借款人，但需要付款。為了激勵清算，協議向借款人收取清算費用，並將部分費用交給清算人。
這就是 MEV 的機會。搜尋者競相監控所有借款人的頭寸，並試圖成為第一個清算其頭寸的人，從而向自己收取清算費用。
與套利類似，強平事件的競爭也非常激烈。在市場急劇低迷期間，清算借款人的競爭導致巨額汽油費。同樣，能夠優化程式碼的搜尋者更具競爭力，可以參與競價和清算。
3> 三明治攻擊
區塊鏈上的交易不會立即發生。當使用者發送掉期交易時，他們定義了可接受的價格變化百分比（滑點），即可接受損失的價格差異。如果損失不低於滑動點，則交易可以完成，否則交易失敗。
如果用戶為交易設定過高的滑動點，就會發生「三明治攻擊」。仲裁員透過記憶體池發現這些交易，首先將用戶的交易推進到可接受的最高滑動點，導致交易以不利的價格發生。然後執行用戶的交易，進一步推高價格。為了實現這一步驟，在目標訂單下達之前，根據目標訂單的滑點，使用較高的 GAS 費用購買一定數量的代幣。低於目標訂單的GAS費用作為賣出訂單，排在目標訂單之後。這樣三明治攻擊就成功實施了，順利生成區塊後透過賣出訂單獲得利潤。
如圖所示，攻擊者在同一區塊內成功實施三明治攻擊，買進3.6748個BNB，賣出3.71077個BNB，獲利0.03597個BNB，約8.7個USDT。
4>前跑
指的是搶佔式機器人的攻擊行為，在等待正常交易打包的同時，不斷掃描Mempool中的交易。搶先機器人發現訂單有利潤，透過設定較高的gas費來完成攻擊交易，獲取用戶利益。也可以是透過記憶體池來預測某個代幣的漲跌，然後在這些訂單在獲利或虧損發生之前賣出之前增加GAG費用。
5>後退
是指在一筆交易後插入一筆交易導致價格大幅波動的行為，可能是套利、爆倉等。例如鏈上發生一筆大額Tx交易，導致某個交易對的價格波動。插入後續交易可以壓平DEX的價格，同時套利者也可以獲得利潤；或者抵押貸款後插入清算指令的行為觸發了鏈上的清算線路。也可以透過記憶體池的交易清單得知某個代幣出現了大幅下跌，這是由訂單引起的。可以透過記憶體池獲取到訂單的信息，然後按照訂單進行底層讀取。
5. 基於MEV的協定和應用
1.閃光機器人
此應用主要存在於以太坊。由於MEV和套利的存在，以太坊的交易費用頻繁飆升，區塊鏈出現擁堵，交易確認速度變慢。 Flashbots的出現就是為了緩解這個現象，優化以太坊網絡，減少MEV帶來的負面影響和風險。
原則：
在Flashbots Alpha解決方案中，參與者主要分為“套利交易者（搜尋者）”和“礦工”，兩者都必須使用MEV Geth客戶端（經過Flashbots修改以接受Flashbots交易包的Geth客戶端的分叉版本）並將 Flashbots 區塊與常規區塊進行比較）。
前者不僅是發起交易的套利者，還負責「搜尋目前鏈上最高的交易費並打包成交易包」的搜尋工作。這些搜尋者會互相競爭找出利潤最大化的交易序列，並將其打包成「交易包」來相互競爭，從而讓礦工將自己的交易包打包到下一個區塊中。礦工將在密封投標拍賣機制下選擇交易包，並產生包含交易資訊的「區塊模板」。如果礦工與搜尋者的「區塊模板」佣金收益大於自己打包的區塊，就會放棄自己打包的區塊，選擇區塊模板進行上鏈挖礦驗證。
在這種機制下，相當於在礦工和套利交易者（搜尋者）之間建立了專門的溝通管道，將原本屬於礦工的交易救助工作外包給了搜尋者。由此帶來的好處是：
1.避免交易策略洩漏：搜尋者本身就是套利交易者。對他們來說，只要將自己的套利交易打包到交易包中，就可以繞過交易池，避免交易洩漏給鏈上的其他參與者。
2.價格戰消失：由於套利交易者的交易在確認前並未洩露，PGA機器人無法檢測到套利交易，自然不會出現gas價格競價問題。一般來說，用戶在發送交易時也可以有效降低gas價格。
3 尋求者（套利交易者）可以省錢：套利交易者可以避免交易失敗、需要支付礦工費的困境。礦工可以獲得額外的好處：選擇交易包並成功連結到鏈上後，礦工可以獲得搜尋者的額外提示
簡而言之，礦工和套利者都使用 Flashbots 的服務。套利者為礦工選擇一個交易包，可以是多筆交易，然後將自己的交易插入其中。礦工收到這個包裹後，直接使用包裹內的訂單進行排列，從而避免了套利競爭。
2.MEV-蓋斯
MEV Geth 是一個經過修改的以太坊客戶端，用於解決 MEV 提取過程中產生的高額 Gas 費用。它不僅可以像其他節點一樣監聽記憶體池訊息，還可以連接Flashbots運作的中繼伺服器。 MEV Geth將MEV交易離線隔離，為礦工和交易搜尋者提供專屬競價通道，允許他們交換交易順序偏好，防止交易被網路中其他節點發現，緩解鏈上高昂的gas費和網路擁塞。
MEV Geth 引入了「交易搜尋器」的概念。它的工作是監控以太坊的狀態以及在交易池中提取 MEV 的機會，找到最有價值的類別，並使用交易捆綁的標準化模板拍賣將其提交給礦工。交易搜尋者可以配置他們想要向其提交交易的礦工清單。想要參與Flashbots核心專案的礦工必須經過篩選才能進入MEV Geth白名單。
MEV-Geth 在所有捆綁交易中選擇最有價值的捆綁交易。將包含此捆綁交易的區塊與沒有任何捆綁交易的常規區塊進行比較。 MEV Geth將會被執行，如果包含這個捆綁交易的話，將會更有價值。否則，該捆綁交易將自動返回常規 Geth 區塊。
簡單來說，就是在以太坊客戶端程式碼的基礎上，依照flash bots的設計理念，實現了相容以太坊主網的客戶端版本。
3.MEV-繼電器
MEV Relay 是一個 Bundle 中繼伺服器，可以直接將礦工連接到希望參與交易的套利機器人。 MEV Relay 可以模擬每一筆捆綁交易，過濾掉付款中無效或低於市場 Gas 費的捆綁交易。交易搜尋者透過MEV Relay將他們想要打包上鍊的排序後的交易進行捆綁，並提交給MEV Geth白名單上的礦工。礦工透過封閉式拍賣評估捆綁交易，產生帶有交易序列資訊的區塊模板以進行上鏈，並將其交易包含在區塊中。
捆綁交易包含以下資訊：
要執行的捆綁交易（由一組排序的未完成的以太坊交易、區塊高度、最小超時和最大超時組成）；
以 ETH 形式轉移給礦工的小費不需要為這些交易支付 Gas 費，也不需要為失敗的交易支付費用。只有當交易搜尋者的捆綁交易包含在一個區塊中時，捆綁交易中的小費才會支付給礦工，否則。
MEV Geth和MEV Relay的操作流程：
1. 使用者可以在MEV-Geth中使用交易捆綁，其中包括交易搜尋者和/或其他使用者的記憶體池中的一個或多個待處理交易。交易搜尋者透過智慧合約呼叫支付給礦工的小費函數。 Flashbots 捆綁包將始終位於區塊的頂部。
2. MEV-Relay接收捆綁交易並將其發送給所有列入白名單的MEV-Geth礦工。
3. 礦工從 MEV-Relay 接收 Flashbots 捆綁包並在 MEV-Geth 中處理它們。
4. MEV-Geth 從所有發送的捆綁交易中選擇最有利可圖的捆綁交易並將其放置在新區塊的頂部。
然後，MEV-Geth 會將包含該捆綁包的區塊與沒有任何捆綁包的區塊進行比較。
6. 只有當交易搜尋者的捆綁包包含在區塊中時，才會支付與交易搜尋者的捆綁包相關的小費。
7. 如果區塊不包含捆綁交易且交易不鏈接，則交易搜尋者和/或其他用戶將不會花費任何金錢，即如果交易失敗或被取消，則無需支付 Gas費用。
6、總結
套利主要依靠交易內存池，獲取等待隊列中的交易訂單列表，分析盈利訂單，根據自己的策略實施套利，通過增加GAS交易費用來賄賂礦工達到想要的訂單。目前，以太坊上的套利已經標準化。首先，礦工的利益是第一位的。目前以太坊上90%的礦工都支援閃避機器人的方案，相當於在套利者和礦工之間建立了一條通道，減少了以太坊上的套利競爭。當然，只有快閃記憶體機器人才能在以太坊上實現套利。目前，還有其他鏈如BSC和POLYGON，沒有這樣的標準化方法。套利可以透過滾動GAS費用來實現。
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