区块链技术：什么是矿工可提取价值(MEV)？

当前，区块链经济的总价值已经超过了1万亿美元，并以指数级的速度持续增长着，自年初以来，仅DeFi生态系统的价值就已经翻番。然而，随着智能合约的日益普及，人们也发现了一些新的漏洞，价值可能会在用户不知情的情况下流失。其中一个例子就是矿工可提取价值（MEV）——一个区块链矿工可以通过动态的对交易进行任意重新排序（包括或排除一个区块内的交易），以牺牲用户的利益为代价来获取利润。简单地说，矿工可以确定交易在区块链上的处理顺序，并利用这种能力为自己谋取利益。

包括Chainlink实验室研究人员Ari Juels和LorenzBreidenbach在内的研究者撰写了研究论文 “Flash Boys 2.0”，文中提到的MEV和事务重新排序不仅仅是一个理论概念，而是一个已经以超前交易的形式出现在去中心化交易所上了，这可能会严重影响用户的体验。在本文中，我们将探讨为什么会出现MEV，现在有哪些MEV的例子。

为什么会出现矿工可提取价值

比特币和以太坊等区块链网络是由成为“矿工“的去中心化计算机网络保护的不可变账本。这些矿工负责定期将待处理的交易打包成区块，然后由整个网络进行验证，并添加到全球的账本中。虽然区块链网络确保了所有的交易都是有效的（例如，没有双花出现），并且新的交易块不断产生（防止停机），但实际上它并不能保证交易将按照提交区块链的方式进行排序。

由于每个区块只能包含有限数量的交易，矿工在选择内存池（mempool）中哪些待处理交易时拥有完全的自主权，内存池是矿工在链下存储未确认交易的位置，它们将包含在自己的区块中。虽然为了获得最多的利润，矿工通常以最高的gas价格（交易费）来处理交易，但这并不是网络的要求。因此，矿工可以利用他们任意对交易进行重新排序的能力，从用户那里获得额外的利润，从中创造出来的价值就被称为矿工可提取价值（MEV）。

默认情况下，矿工不会根据用户提交的时间，而是根据用户支付的费用金额来处理交易

虽然MEV这个概念是一个最常见的术语，但今天我们看到的大多数形式的MEV都不是来自矿工本身，而是来自第三方的机器人。这些机器人通过改变支付给矿工的交易费用来操纵他们在一个区块内的交易顺序。这意味着即使矿工根据最高的gas价格来处理交易，MEV还是会产生。然而，因为矿工最终控制了一个区块内的最终交易顺序，所以MEV可以被看作是矿工可以提取价值的上限。

MEV是以牺牲普通用户为代价的，通常所有用户在交易完成后才会意识到这一点。这可能包括网络交易费用的增加和交易的额外滑点，这两者都直接从用户那里获取价值。

交易所套利和gas价格竞标战

目前最常见的MEV形式是在两个或多个去中心化交易所（DEX）之间进行套利的第三方机器人。当加密货币资产在一家交易所的价格与另一家交易所的价格出现偏离时，就会产生套利机会，这通常是由其中一家交易所的大规模交易造成的。套利机器人通过在一家交易所以较低的价格购买资产，在另一家交易所以较高的价格出售资产，在赚取利润的同时，使两个交易所的价格回到相同水平。此外，链上的去中心化交易所和链下的中心化交易所之间也会出现很多的套利机会。

随着DeFi项目的增加和中心化交易所内部流动性的增加，这些套利机会的发生和盈利能力增加，导致套利机器人之间的竞争日益激烈。这些机器人通过参与竞标战来竞争套利机会，这导致它们不断提高愿意支付给矿工的交易费用，从而试图让他们的交易先得到处理。他们之所以会有这样的行为，是因为他们知道矿工作为理性的经济行为者，会受到激励从而根据最高的gas价格来处理交易。尽管这种形式的MEV确保了各交易所的市场价格一致，但它有一个不利的副作用。

这其中的结果就是，区块链网络的带宽被竞争日益激烈的套利交易所消耗，这提高了网络上其他人的交易费用。套利机器人支付的交易费用，通常占套利最终利润的很大一部分，这部分价值最终直接流向了矿工。这意味着，矿工即使没有自己抓住套利机会，也能从这种形式的MEV中获益，因为他们的交易费收入会越来越多。

交易所提前交易（frontrunning）和“无形费用”

另一种可能被认为对用户体验更直接有害的MEV形式是为用户在去中心化交易所进行提前交易的机器人。因为来自用户的所有交易都必须经过内存池，所以这些先行运行的机器人可以监视进入内存池的大型交易，并利用这种“先知“的能力为自己谋利。

例如，如果机器人发现了一笔大额交易，一个提前交易的机器人可以复制用户的交易，并支付更高的交易费用，从而首先处理他们的交易。这将移动被交易资产的市场价格，导致用户的交易产生更大的滑点（交易的预期价格和实际价格之间的差额）。在用户的交易被处理后，被交易资产的市场价格进一步向提前交易者有利的方向转变，这使得他们可以通过出售资产来获利。

因此，用户的交易是以次优的汇率执行的，这增加了用户使用去中心化交易所的 “无形费用”，在这种形式下，用户收到的代币要比最初预期的要少。与交易所套利类似，进行提前交易的机器人为了获得这些机会，通过参与交易费竞标战来让他们的交易首先被处理，从而增加了在区块链网络上创建任何交易的成本。

交易所套利和提前交易只是MEV如何产生并可能对用户产生负面影响的两个例子。然而，它们并不是MEV可能存在的唯一情况。如果矿工开始抓住更多的MEV机会，他们就可能会使用更高级的交易重新排序策略，进一步从用户那里榨取价值。套利机器人和提前交易机器人只能通过支付更高的交易费用来重新安排他们的交易，而矿工可以免费重新安排他们挖出的交易区块。这进一步为MEV带来了更多机会，在最坏的情况下，可能会导致阻塞重组和共识的不稳定。

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