Miner Extractable Value (MEV) és programozható pénz: A jó, a rossz és a csúnya

By Bitcoin Magazin - 3 hónapja - Olvasási idő: 11 perc
16. január 2024., kedd, 3:17

Miner Extractable Value (MEV) és programozható pénz: A jó, a rossz és a csúnya

A mag Bitcoin’s security model relies on this basic game theory—miners, armed with their digital pickaxes, are in a relentless chase for profit. And it’s this pursuit that keeps the network secure. Basic vanilla mining involves producing blocks to earn the block rewards and transaction fees, but have you ever considered that miners might have other ways to extract value from the blockchain beyond this standard mining process? Are there other avenues for profit on the blockchain where miners can leverage their unique position as validators?

Mi az a MEV?

A munkaigazolási rendszerekben „Bányász kitermelhető érték"(MEV) egy olyan kifejezés, amely leírja azt a nyereséget, amelyet a bányászok kereshetnek a tranzakciók priorizálásának, kizárásának, átrendezésének vagy módosításának manipulálásával az általuk bányászott blokkban. Az Ethereum Ethereum 2.0-ra való frissítése óta azonban, amely a hálózatot a tét-ellenőrzésre helyezte át, a MEV koncepciója új nevet kapott, és a tét-igazolási rendszerekben „Maximális kivonható értékként” emlegetik. Ebben az összefüggésben a bányászok helyett – akik az érvényesítők – a blokkjavaslattevőknek van lehetőségük ennek az értéknek a kinyerésére.

A bányászoknak (vagy az Ethereumban érvényesítőknek) különleges szerepük van ezekben a hálózatokban a tranzakciók blokkokban történő megerősítésében. Pozíciójuk egy lépéssel a többi felhasználó elé helyezi őket, és lehetővé teszi számukra, hogy meghatározzák a a tranzakciók végső sorrendje a láncban. Egy blokkon belül a tranzakciókat jellemzően a legmagasabb díjakkal rendelik meg, de időről időre megnyílnak olyan lehetőségek, amelyek lehetővé teszik a bányászok számára, hogy további profit a tranzakciók sorrendjének stratégiai megváltoztatásával saját hasznukra.

Azt gondolhatja, mi a kár, ha hagyjuk, hogy a bányászok elvegyenek egy kis extraprofitot a csúcsról? Az aggodalmak csak akkor kezdenek felbukkanni, amikor ezen bányászok egy része, akik fejlettebb elemzési képességekkel és nagyobb teljesítményű számítástechnikával vannak felszerelve, másoknál hatékonyabban tudják azonosítani és kiaknázni a MEV profitlehetőségeit.

These opportunities might not always be easy to spot, but the more value that can be extracted through analyzing the chain, the stronger the incentive becomes for research teams equipped with bots to do this work. Over time, this disparity in miner's profit-making ability creates a trend toward centralization within the network. Ultimately undermining the core principle of the blockchain: decentralization.

This is exactly the scenario the Bitcoin developer community is aiming to prevent when considering how best to manage more expressivity on Bitcoin.

Miért akarunk programozható pénzt?

történelmileg, Bitcoin has operated with relatively simple smart contracts. However, this model struggles with even moderately complex transactions. Bitcoin Script can only validate authentication data, it doesn’t have the capability to impose speed limits on transactions or define coin destinations because Bitcoin Script doesn’t have access to transaction data.

As a somewhat separate issue, working with and writing Bitcoin smart contracts can be challenging for users who don't fully grasp its security requirements. A proposed feature, known as ‘vaults,’ aims to solve some of these pain points by introducing time-locked conditions for transactions. Essentially, vaults could serve as an emergency “escape hatch,” allowing users to recover their funds in the event of compromised private keys. But features like this are only possible with more expressivity.

Ethereum is widely recognized for its highly expressive scripting capabilities, but it also notably struggles with the issue of MEV. Most users generally assume that Bitcoin has no MEV, in stark contrast to Ethereum, which is viewed as a wild frontier for it. But is this the full story?

A kifejezőbb intelligens szerződések automatikusan több MEV forgatókönyvet ösztönöznek?

Számos tényező járul hozzá a MEV-hez: (1) a mempool átláthatósága, (2) az intelligens szerződések átláthatósága és (3) az intelligens szerződések kifejezőképessége. Ezen tényezők mindegyike új csatornákat nyit meg a MEV számára, itt mindegyiket áttekintjük.

A rossz: (1) Mempool átláthatóság

Mint Bitcoin's mempool, the mempools of most blockchains are fully transparent, open, and visible, so that everyone can see what transactions are pending before being validated and confirmed in a block. Bitcoin blocks typically take about 10 minutes to find, which theoretically gives miners that same amount of time to take advantage and front-run.

In practice, on Bitcoin, this isn’t a source of MEV for a few reasons: (1) Bitcoin transactions are simple enough that no miners have a significant analytic advantage over other miners, and (2) Bitcoin transactions generally don’t execute multi-asset transactions such as swaps or open trades that could be front-run.

Ezzel szemben az Ethereummal, amely a nyilvános decentralizált tőzsdéken (DEX) a legbonyolultabb többeszköz-tranzakciókat kínálja. Hivatalosan a blokkidő az Ethereumon 15 másodperc, de nagy mempool forgalom idején az azonnali blokkbefoglaláshoz szükséges gázdíj könnyen meghaladhatja a száz dollárt. Ennek eredményeként az alacsonyabb díjas tranzakciók perceket vagy akár órákat várnak, mielőtt egy blokkba kerülnének. Ez meghosszabbíthatja ezeknek az aljas, élenjáró lehetőségeknek az ablakát, amelyek már elterjedtebbek az Ethereumon a 2. réteg tokenjeibe csomagolt jelentős érték miatt.

A rossz: (2) Intelligens szerződések átláthatósága

In Bitcoin “smart contracts” are the simple locking and unlocking mechanism inherent in Bitcoin Forgatókönyv. The transaction values, sender, and receiver details are all publicly visible on the blockchain. While this complete and naked transparency isn’t ideal from a privacy perspective, it’s part of how Bitcoin allows all participants in the network to verify the full state of the blockchain. Any observer can analyze these contract details, potentially opening the door to certain MEV-related strategies.

De a Bitcoin scripting language is, by design, quite limited, focusing primarily on the basic functions of sending and receiving funds, and validating transactions with signatures or hashlocks. This simplicity inherently limits the scope for MEV strategies on Bitcoin, making such opportunities relatively scarce compared to other chains.

Platforms like Ethereum, Solana, and Cardano also have fully transparent smart contracts, but they diverge from Bitcoin by also having highly complex and expressive scripting languages. Their Turing-complete systems make it possible to theoretically execute virtually any computational task which has come to include: self-executing contracts, integration of real-world data through oracles, decentralized applications (dApps), layer-2 tokens, swaps within DEXs, and automated market makers (AMMs). These come together to foster a rich environment for MEV opportunities. Zero-knowledge-proof-based schemes, such as STARKex, could theoretically avoid some of these issues, but this trade-off would come with other complexities.

The Ugly: (3) Intelligens szerződés kifejezőképesség

The MEV opportunities are so lucrative on some chains that there are “MEV trading firms” bringing in “high five figures, mid six figures” in profits a month. This trend has become so prominent that there are public dashboards dedicated to scanning for profitable opportunities on Ethereum and Solana. Their profitability is generated by executing the full basket of MEV strategies: front-running, sandwich trading, token arbitrage, back-running, and liquidations to name a few. Each exploiting a different smart contract dynamics for profit.

Ezen MEV-stratégiák némelyike ​​az 1. és a 2. rétegre egyaránt vonatkozik.

Ekkor bizonyos stratégiák egyediek a 2. réteg tokenekre és az intelligens szerződésekre.

A szerződések összetettsége jelentősen hozzájárul a MEV-vel kapcsolatos kihívásokhoz.

A probléma részben az, hogy a 2. rétegre épülő tokenek és dApp-k által létrehozott összérték gyakran meghaladja a blokklánc natív eszközének értékét az 1. rétegen, ami aláássa az érvényesítők arra való ösztönzését, hogy pusztán díjak alapján válasszák ki és erősítsék meg a tranzakciókat.

Tovább rontja a helyzetet, hogy sok ilyen lehetőség nem korlátozódik szigorúan a hálózati érvényesítőkre. Más, MEV szkennelő botokkal rendelkező hálózati résztvevők ugyanezekért a lehetőségekért versenyezhetnek, ami hálózati torlódást, gázdíjat és tranzakciós költségeket okozhat. Ez a forgatókönyv negatív externáliát hoz létre a hálózat és felhasználói számára, akiket mindannyian érintenek a magasabb tranzakciós díjak ára, mivel a lánc kevésbé hatékony és drágább az üzemeltetése. A DeFi-ben található MEV annyira elterjedt, hogy a felhasználók szinte láthatatlan adóként fogadták el a hálózaton belül mindenkire.

Ezek a MEV-lehetőségek természetesen a rendkívül kifejező intelligens szerződések melléktermékeiként jelennek meg, vagy van alternatív út a teljesen programozható pénz álmához?

Short of avoiding protocols with highly expressive smart contracts and layer-2 tokens, users can avoid some of these risks by utilizing protocols that support Bizalmas tranzakciók, like Liquid, that conceal transaction details. But unlike these platforms with more expressive scripting languages, Bitcoin lacks the ability to do things you would expect to be able to do with programmable money.

A jó: cserék a programozható pénzre

When considering the evolution of smart contracts on Bitcoin the options we’re given are to (1) push the complexity off-chain, (2) cautiously integrate narrow or limited covenant functionalities, or (3) embrace the path of full expressivity. Let’s explore some of the proposals from each of these options.

(1) A láncon kívüli szerződések új struktúrája: ANYPREVOUT

Off-chain solutions, like the Lightning Network, aim to enhance Bitcoin’s scalability and functionality without burdening the mainchain, keeping transactions fast and fees low. This all sounds good so far.

A SIGHASH_ANYPREVOUT (APO) egy új típusú nyilvános kulcsra vonatkozó javaslat, amely lehetővé teszi a tranzakciók bizonyos módosításait az aláírás után is. Leegyszerűsíti a tranzakciók frissítését, lehetővé téve, hogy a tranzakciók könnyebben hivatkozzanak a korábbi (UTXO-kra), gyorsabbá, olcsóbbá, biztonságosabbá és egyszerűbbé téve a Lightning Network csatornáit, különösen a viták megoldásában.

Under the hood, APO is a new proposed type of sighash flag. Every Bitcoin transaction must have a signature to prove it’s legitimate. When creating this signature, you use a “sighash flag” to determine which parts of the transaction you’re signing. With APO a sender would sign all outputs and none of the inputs, to commit the outputs of the transaction, but not specifically which transaction the funds are going to come from.

APO enables Eltoo, allowing users to exchange pre-signed transactions off-chain. However APO may inadvertently introduce MEV by making transactions reorderable. As soon as you allow a signature that’s binding the transaction graph you have the ability to swap out transactions. Inputs can be swapped, as long as the new inputs are still compatible with the signature.

(2) Szerződések: CAT + CSFS és CTV

A Covenants lehetővé tenné a felhasználók számára, hogy szabályozzák, hol mozoghatnak az érmék, sebességkorlátozások előírásával vagy az érmék konkrét rendeltetési helyének meghatározásával egy tranzakcióban. A szövetségeknek két különböző kategóriája van: rekurzív és nem rekurzív.

CAT + CSFS is a covenant proposal that allows scripts to construct or define certain parts of a future transaction. CHECKSIGFROMSTACK (CSFS) verifies a signature against the data that OP_CAT constructed. By using CSFS to require the signature to match some dynamically constructed format from OP_CAT, we can define how these UTXOs can be spent in the future and create a recursive covenant, albeit clunkily.

Az OP_CHECKTEMPLATEVERIFY (CTV) egy módja a nem rekurzív szövetségek létrehozásának. Ahelyett, hogy meghatározná és ellenőrizné a tranzakció egyes részeit, a CTV korlátozza a pénzeszközök elköltésének módját, anélkül, hogy meghatározná a pontos következő címet, ahová el kell jutniuk. Meghatároz egy „sablont”, amelyet a következő tranzakciónak meg kell erősítenie.

One risk with recursive covenants might be possible to create a scenario where coins must follow a set of rules that repeat over and over, that get trapped in a loop without a way of getting out. Another is that, because covenants are transparent and self-executing they could open Bitcoin up to some of the MEV strategies we see on other chains.

Mi itt a jó hír?

A jó hír az, hogy ezek a javaslatok mind új kifejezőképességet mutatnak be!

Most mennyi a maximális expresszivitás, amit elérhetünk?

(3) Teljes kifejezőképesség: Egyszerűség

Egyszerűség is a blockchain-based programming language that differs from other scripting languages in that it is very low-level. It is not a language on top of Bitcoin Script or a new opcode within it, it’s an alternative to it. Theoretically, it’s possible to implement all covenant proposals within Simplicity, and implement many of the other contracts cypherpunks want from programmable money, but with less of the negative externalities of Ethereum.

Simplicity maintains Bitcoin’s design principle of self-contained transactions whereby programs do not have access to any information outside the transaction. Designed for both maximal expressiveness and safety, Simplicity supports formal verification and static analysis, giving users more reliable smart contracts.

Compare Simplicity to: (1) bitcoin covenant proposals and (2) scripting languages on other blockchains:

The covenant proposals on Bitcoin Script, though much simpler than Simplicity, lack the expressivity to handle fee estimation in Script, due to Bitcoin's lack of arithmetic functions. There is no way to multiply or divide, no conditionals or stack manipulations opcodes; it is also very hard to estimate a reasonable fee to be associated with a given contract or covenant. Users end up with spaghetti code, where 80% of their contract logic is dedicated to trying to determine what their fee rate should be. Making these covenant contracts super complicated and difficult to reason about.

The EVM has looping constructs which makes static analysis of gas usage very difficult. Whereas with Script or Simplicity, you can just count each opcode, or recursively add up the cost of each function. Because Simplicity has a formal model, you can formally reason about program behavior. You can't do this with Script even though you can do static analysis of resource usage.

Az egyszerűség a legmagasabb fokú kifejezőképességet biztosítaná a felhasználóknak, más értékes funkciókkal együtt, mint például a statikus elemzés és a formális ellenőrzés. A felhasználókat arra ösztönzik, bár nem korlátozzák, hogy olyan intelligens szerződéseket hozzanak létre, amelyek ellenállnak a MEV-nek. Ezenkívül a különböző szerződések együttes kombinációja MEV-t eredményezhet, még akkor is, ha külön-külön nem. Ez alapvető kompromisszumot jelent.

The idea of advancing Bitcoin’s smart contract functionality is undeniably promising and exciting. But it’s important to acknowledge that all these proposals carry some degree of MEV risk—albeit likely not to the extent that we see on other chains. As we think about bringing more programmable money to Bitcoin, there are questions we have to ask:

Minden javaslatnak megvannak a maga előnyei és hátrányai. Mindazonáltal, függetlenül attól, hogy milyen irányt veszünk, mindig arra kell törekednünk, hogy a biztonságot prioritásként kezeljük, és betartsuk a decentralizáció elvét.

A részletes frissítésekért és további információkért tartsa szemmel a Blockstream kutatás 𝕏 takarmány.

This is a guest post by Kiara Bickers. Opinions expressed are entirely their own and do not necessarily reflect those of BTC Inc or Bitcoin Magazin.

Eredeti forrás: Bitcoin Magazin