MEV拍卖机制，通过组合区块奖励和交易费用来奖励 - 区块链前沿 - BitMere

区块链矿工（也被成为验证者、区块生产者或聚合者），通过组合区块奖励和交易费用来奖励他们提供的服务。
然而，成为一个负责生成特定区块的区块生产者，你可以享受到很大的权力，这允许你随意地重排序交易，例如在其他交易前后插入你自己的交易，以及将交易直接推迟到下一个区块，就此，就会有很多途径可谋取利益。例如，参与者可以在去中心化交易所（DEX）进行超前交易(可以是Uniswap类型，也可以订单簿类型），先到者就可以申领奖励，并在ICO活动中拥有有利地位，类似的应用还有很多。最近的研究表明，参与者可从中提取的收入（称为“矿工可提取价值”或MEV）可能远远高于交易费收入。
频繁批量拍卖（Frequent batch auctions，简称FBA）是通过重新排序来应对市场操纵的一种传统方式。在FBA中，市场不是“按原样”处理交易，而是收集在同一时间范围内提交的所有交易（可能短于100毫秒，或一分钟或更长），根据不依赖于提交顺序的标准算法重新排序，然后按新的顺序处理它们。这使得微型时机操纵几乎无关紧要。
我们提出了一种类似于FBA去除微型时机操纵的技术，但会有一个主要的区别。在FBA中，只有一个应用，因此对于交易（订单）有一个自然的“最优”订单：按价格顺序处理它们。而在通用区块链中，会有很多具有任意属性的应用，因此对于固定算法来说，提出“正确”的顺序几乎是不可能的。相反，我们只是将N区块窗口中的交易重新排序的权利拍卖给出价最高的人。也就是说，我们创建了一个MEV拍卖 (MEVA)，其中拍卖的获胜者有权重新排序提交的交易，并插入自己的交易，只要他们不延迟任何特定交易超过N个区块。
这就形成了一种“有管理的集中化”形式：一个成熟方赢得了拍卖，并可以获得所有的MEV。我们称该方为“sequencer”（排序者）。拥有单个排序者会将使用“聪明”算法的其他区块提议者的好处减少到接近零，以此增加“愚蠢”区块提议者的机会，从而促进区块提议层的去中心化。
理论上，这项技术可应用于基础层（layer 1），当然，我们也展示了它如何适用于第二层系统（layer 2），特别是Optimistic Rollup、zkRollup或Plasma系统。
比Gas价格拍卖更进一层的MEV拍卖
我们认识到，对交易顺序的控制已经变得非常有利可图，特别是随着Uniswap这样的智能合约越来越受欢迎。在Uniswap上，已多次出现高滑移交易导致产生数万美元自由套利利润的情况。
这些套利机会被监测区块链并参与gas价格拍卖的套利机器人所利用。而只要这些机器人为交易支付的价格，不超过它们所能赚到的钱，它们就会高频竞价以超过对方。
Frontrun.me收集了大量有关这些拍卖的信息，而这些拍卖每天都在以太坊的背景下发生。
与直觉相反，这些拍卖导致的真正赢家其实是以太坊矿工，因为不断竞价的机器人提高了Gas价格。而Gas价格的上涨增加了挖矿费和收入。而通过在Gas价格拍卖之外引入MEV拍卖，我们可以采用相同的市场机制，提取针对矿工的预付费，并将利润重新分配给社区。

实施MEV拍卖
拍卖能通过分离两个经常被混为一谈的功能，然后从矿工那提取MEV：1）交易包含；2）交易排序。为了实现我们的MEVA，我们可以为每个功能定义一个角色。确定交易包含的区块生产者和确定交易顺序的排序者。
区块生产者//交易包含
区块提议者与传统的区块链矿工是最相似的。至关重要的是，它们保留了我们今天在区块链中看到的抗审查特性。然而，这些提议者并没有提出具有排序的区块，而是简单地提出一组交易，而它们最终被包含在N个区块之前。
排序者/交易排序
排序者是通过智能合约的拍卖过程选出来的。这种拍卖授予对最近N笔交易进行排序的权利。如果在超时时间内，排序者没有提交区块提议者包含的顺序，则选择新的排序者。
排序者和即时交易包含
除了提取MEV之外，MEVA还为当前的排序者提供了在交易包含上，提供即时加密经济保证的能力。他们在收到用户的交易后（甚至在交易发送给区块生产者之前）立即在订单上签字。如果排序者模棱两可，且不包括它们承诺的索引处的交易，则用户可以向MEVA合约提交欺诈证明，以罚没这个排序者。只要排序者的损失超过了它从不良行为中获得的收益，我们就可以期望排序者提供可监控的区块链状态实时反馈，例如，在Uniswap上提供实时价格更新。
在第二层（Layer 2）的实现
我们可直接在第1层（L1）区块链共识协议上写入该MEVA合约，此外，我们也可以在第二层（L2）中非侵入性地添加此机制，并使用它来管理Optimistic Rollup交易排序。
在第2层中，我们只需重新调整L1矿工的用途，并将其用作区块提议者。然后，我们执行MEVA合约，每次指定一个排序者。（注：有趣的是，如果需要的话，单排序者也可以通过一个亚共识协议运行）
事实上，将MEVA用于layer 2是非常合适的，因为它允许我们无条件地试验拍卖的不同参数，同时重新调整以太坊的激励机制，将收入引导回生态系统。这可能是区块链自维持的主要收入来源。
注意事项
1、MEV拍卖串通
其中一个值得担心的地方就是拍卖串通问题。竞买人串通以减少竞争，人为地压低拍卖价格，这会破坏准确发现和征税MEV的能力。
一个缓解措施是通过发布开源排序者软件来增加进入聚合市场的便利性，这有助于建立一个价格下限，因为低门槛的进入，我们可以期待足够的竞争，这会导致至少有一个诚实的排序者竞价。
2、长期激励调整
实现MEVA最笨拙的方法是每天举行一次第一价格拍卖，让拍卖的获胜者垄断当天的区块生产。拍卖所得的所有收入都会汇入公共产品基金。不幸的是，这种方法有一个严重的问题：攻击者只需出价超过一个时间段的聚合成本，就可以成为选定的排序者并降低网络质量。
为排序者添加相当于安全押金的内容可以帮助缓解这一问题。如果排序者在其时间段内的任何时候降低了网络质量，则应根据它们对网络造成的危害程度对它们进行相应的惩罚。这可以实现为一个简单的债券，可以削减主观判断的不当行为，或锁定资产的价格与健康的网络。请注意，排序者的错误行为，通常是一个非唯一可归因的错误，因此不幸的是需要主观判断来执行。
3、寄生性L2问题
Layer 2挖矿由于转移了保护网络安全的L1矿工的收入，从而受到了不好的压力。从L1转移收入，隐式地降低了安全预算，从而降低了执行51%攻击的成本。
虽然我希望有一个明确的缓解措施，但事实上寄生L2问题值得更多的研究和风险分析。
前进的道路
像这样的设计，对于以太坊升级浪潮的形成而言是至关重要的，它不仅是可扩展性方面的创新，而且是一个重新调整激励机制的机会，使其成为有利于社区、有利于公共和公众的产品。
如果不认真考虑如何维持区块链技术，我们就有可能创建缺乏抵抗力的系统结构，最终会由于大规模的经济集中而崩溃，而这并不是任何人愿意看到的未来。
谢天谢地，这些设计显示了将MEV封装并再回馈于社区的可能性。随着这些系统投入生产，进一步的研究和经济模型将会是关键，让我们来实现它吧！
以太坊研究社区评论
Gauntlet首席执行官Tarun Chitra 的看法：

这一想法看似很棒，这也是为MEVA建立威胁模型的良好起点。有几件事似乎是这个系统面临的主要挑战：
增加了交易选择和排序之间的延迟；
可有效计算序列拍卖的贝叶斯最优拍卖构造；
基础系统的通胀/稀释/燃烧机理；
这并不能解决MEV的所有来源，所以税收有非零的无谓损失；

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优化排名4 ]0 F/ G, m% x, r# X5 T& N
在这里，你是否假设区块N的顺序拍卖发生在区块N中的交易已知之后？我觉得，@karl想到的是在N区块之前很好地进行了排序拍卖，例如在一天前。
) \5 k$ {5 p/ J$ X' v. L这样，排序者将购买对未来MEV期望的权利，而不是直接对排列（以及插入和延迟到下一个区块操作）进行投标。这是否简化了上述分析？
, i) B/ ~3 z7 @
对通货膨胀的影响
第三种选择有很多内部选项！我特别兴奋的一个选择，是通过一些DAO、链上二次方融资工具或类似工具为公共产品提供资金。
未讨论的最简单的MEV形式是交易省略（transaction elision），例如，验证者不会重复地向交易集添加一笔交易。
我同意这也是一种MEV！尽管我想知道其中有多少是被任意重新排序交易（包括在原始区块中的某些交易之前插入自己的交易）的能力捕获的。