Exploración inicial de MEV en Eth2 (Parte 1)

Ethereum está a punto de pasar de un consenso de Prueba de trabajo (PoW) a un protocolo de consenso de Prueba de participación (PoS). El trabajo de desarrollo para lograr la transición ha estado en progreso durante varios años y se llevará a cabo en múltiples pasos. El primer paso es lanzar la cadena de balizas en diciembre de 2020. Al momento de escribir este artículo, está en vivo y tiene más de 160,000 validadores, o el equivalente a 5 millones de ETH apostados en él. El segundo paso es la "consolidación", que podría darse a principios de 2022. Si bien hay muchos detalles por resolver más allá de este paso, lo que se ha corregido en PoS Ethereum (eth2) es suficiente para que analicemos qué será MEV. En este artículo, estudiamos el pedido de transacciones en eth2 y analizamos los beneficios de participación que brinda MEV. Encontramos que MEV aumentará significativamente las recompensas del validador, pero puede reforzar la injusticia entre los participantes de eth2. También discutimos aspectos cualitativos de MEV en eth2, como cómo será la dinámica entre sus mayores intercambios de partes interesadas y grupos de validadores. Esta publicación fue escrita por Alex Obadia y Taarush Vemulapalli de Flashbots. Análisis completo aquí. Resumen de eth2 El consenso en Ethereum lo logran actualmente los mineros que ejecutan el mejor hardware disponible para resolver el rompecabezas de la prueba de trabajo. El cambio del consenso PoW al consenso PoS significa que la red será mantenida por validadores que depositan 32 ETH como bono y luego votan sobre el estado en la cadena de balizas para llegar a un consenso. Los validadores tienen un incentivo económico para hacerlo, ya que son recompensados ​​por su buen comportamiento y castigados (como cortes) por estar desconectados o ser maliciosos. Ahora, la cadena de balizas se ejecuta en paralelo a la cadena eth1 y funciona sin problemas desde diciembre de 2020. Y "fusionar" significa, lo adivinó, que la cadena de balizas se fusiona con la cadena eth1 actual. En el resto del artículo, usaremos "eth1" para referirnos al motor de ejecución de Ethereum que contiene el bloque actual y los datos de transacciones, "beacon chain" para referirnos al nuevo mecanismo de consenso de PoS subyacente de eth2 y "eth2" para Es la cadena de bloques autorizada de Ethereum "combinada", que incluye el motor de ejecución de eth1 y el mecanismo de consenso de la cadena de balizas. Eth2 alcanza un consenso cada 6,4 minutos, llamado época. Cada época contiene 32 ranuras, y cada ranura son 12 segundos. de tiempo, y todas son oportunidades para agregar bloques a la cadena de balizas. En condiciones normales de funcionamiento, cada ranura tendrá 1 bloque, pero situaciones como que el validador esté fuera de línea pueden hacer que algunas ranuras fallen. Generar bloques. En cada época, todos los verificadores serán asignados pseudo-aleatoriamente para hacer propuestas de bloques o probar bloques propuestos por otros verificadores.Estos certificadores y proponentes asignados serán de 2 épocas de adelanto y de 1 época.En cada slot del bloque, toda la información del bloque (incluyendo datos de eth1 y la cadena de balizas) será propuesto por un verificador, y muchos verificadores son responsables de probar. El probador debe votar sobre el valor actual de los tres aspectos de la cadena de balizas: la cabeza de la cadena, el punto de control probado y el finalizado. punto de control. Si vota con precisión, será recompensado. MEV en eth2 MEV (Valor máximo extraíble, que puede extraer el valor máximo) se refiere a todo el valor potencial que un proponente de bloque puede obtener al reordenar, censurar o insertar transacciones en Para comprender el orden de las transacciones en eth2, primero nos enfocamos en el funcionamiento interno del software utilizado.cliente eth2 Dado que eth2 es esencialmente una fusión de dos cadenas, su cliente consta naturalmente de dos subclientes, uno para el motor de ejecución y otro para el consenso Vale la pena señalar que ahora El cliente PoW Ethereum seguirá existiendo en eth2, se ejecutará junto con el cliente baliza y cada uno llevará a cabo una división diferente del trabajo Los desarrolladores establecen un nuevo mecanismo de puente entre Avalanche y Ethereum: grupos de desarrollo de blockchain ChainSafe, Protofire, Hashquark, POANetwork, Avascan y Meter.io establecieron conjuntamente un nuevo mecanismo puente entre Avalanche y la red blockchain de Ethereum. El mecanismo puente permitirá a los usuarios de herramientas DeFi transferir sus activos entre los dos ecosistemas. Su creación también significa que los desarrolladores de proyectos DeFi en Ethereum podrán proporcionar a los usuarios una plataforma de negociación alternativa (The Block) [2021/2/9 19:16:45] El cliente eth1 es un cliente PoW Ethereum cliente, pero eliminado, solo se enfoca en el grupo de transacciones eth1, eth1 impone la validez y las responsabilidades de consenso del EVM. Los clientes de Beacon, por otro lado, son responsables de las tareas de consenso y validación (por ejemplo, pruebas y propuestas de bloques de Beacon). Se ejecutan simultáneamente y cada uno mantiene su propia pila de red p2p (libp2p para la cadena de balizas, devp2p para eth1). El cliente eth2 se parece más o menos al diagrama modificado a continuación (imagen de este artículo de Danny Ryan). Propuesta de bloque eth1 Al igual que PoW Ethereum actual, el cliente eth1 en eth2 es responsable de mantener un conjunto local de transacciones recibidas de su red p2p. Como está escrito en la especificación de Rayonism, los clientes de balizas interactúan con los clientes de eth1 para formar un bloque eth1. Aunque el canal de comunicación en la especificación cambiará cuando esté terminado, la semántica del método no debería cambiar mucho: después de unos cuantos cambios, el cliente beacon envía la información de un bloque eth1 al cliente eth1 (el bloque se determina por su grupo de transacciones) para verificar si cumple con varias condiciones de validez. Cuando el cliente de baliza recibe el bloque eth1, que también cumple con varias verificaciones de validez, se enviará a Empaquetado en el bloque de baliza actual, convirtiéndolo en los datos para que el probador votar. Luego, el cliente de baliza solicitará al cliente eth1 que actualice su encabezado de cadena al último bloque eth1 empaquetado. Después de un período de tiempo, se finalizará la época en la que se encuentra el bloque de baliza y el cliente de baliza notificará al cliente eth1 que el bloque eth2 se ha finalizado en la capa de consenso. Aunque la forma en que se alcanza el consenso en eth2 ha cambiado, el orden de las transacciones en cada bloque eth1 sigue siendo el mismo que ahora, todas las transacciones se clasifican en el software (tal como funciona el cliente Geth de PoW de Ethereum) y las transacciones de transmisión en un p2p red. ¿Existe MEV en eth2? Dado que el proceso de ordenar transacciones en eth2 es el mismo que en PoW ethereum, es lógico que la oportunidad MEV seguirá existiendo, tal como la conocemos hoy. La diferencia es quién tiene el control final sobre el pedido, es decir, los validadores y no los mineros, ya que son los validadores quienes eligen el bloque de baliza propuesto, que contiene el nuevo bloque eth1 consultado desde el cliente eth1. Esto significa que aún pueden existir tecnologías como MEV-geth de Flashbot (software de cliente eth1 modificado y optimizado para extraer MEV), lo que permite a los remitentes de transacciones eth1 clasificar sus transacciones donde deseen. Con esto establecido, ahora podemos considerar completamente cuánto puede ganar un validador al ejecutar un software como Flashbot. El desarrollador de análisis económico de recompensas del validador, Pintail, publicó recientemente un análisis detallado de las recompensas del validador de Beacon Chain. Nuestro estudio siguió su metodología (y reutilizó su código), que puede ver aquí, ya continuación hay un resumen de los puntos seleccionados de nuestros hallazgos. También hemos creado una carpeta en línea que puede probar directamente desde su Python Notebook en su navegador. Aunque MEV es notoriamente difícil de cuantificar, usamos los datos de Flashbots como un límite inferior en el ingreso adicional mínimo que un proponente de bloque puede obtener de MEV. Este es el límite inferior porque solo una fracción de la actividad MEV se realiza en Flashbots. Cabe señalar al leer este análisis que solo analiza MEV en función de los ingresos de participación estipulados en el acuerdo, y no incluye las tarifas de transacción que debe recibir el proponente del bloque. La razón principal de esto es que es muy difícil predecir cómo serán las tarifas de transacción después de EIP-1559. Esto no debería ser una mala suposición, ya que es poco probable que las personas que no tengan la intención de utilizar MEV gasten más que la propina predeterminada de 1 gwei además de la tarifa base (tarifa base), pero sí significa que MEV tiene una contribución significativa. a apostar recompensas El impacto relativo es exagerado. Caso ideal Consideremos primero una situación en la que todos los validadores participen perfectamente y reciban la máxima recompensa posible por el protocolo (es decir, sin una situación de corte), y todas las recompensas se distribuyen por igual, ya que se supone que todos los validadores obtienen la misma oportunidad de proponer bloques. Con base en el número actual de validadores (16 000), encontramos que MEV puede aumentar las recompensas de los validadores en un 75,3 %, o brindar una tasa anualizada de 12,86 % (sin MEV, la tasa anualizada de ETH apostado es 7,35 %). Una implicación aquí es que mayores ingresos del validador significan que más titulares de ETH se sentirán atraídos a convertirse en validadores, lo que significa que Ethereum será más seguro porque hay más validadores. Mirando hacia el futuro cercano, cuando se unan más verificadores, el crecimiento de los ingresos del verificador será lento. Por ejemplo, cuando haya 250,000 verificadores (con 8 millones de ETH comprometidos), MEV recompensa a los verificadores El aumento se ha reducido al 60%. Como se señaló anteriormente, este análisis no tiene en cuenta las tarifas de transacción que recibirán los validadores, lo que reduce el impacto relativo de MEV en las ganancias. Sin embargo, estos números aún tienen sentido en comparación con los ingresos adicionales que los Flashbots brindan a los mineros en la actualidad, que es de alrededor del 5,6 %. Una diferencia tan grande entre los dos se debe a la tasa de emisión significativamente reducida del sistema PoS. Esto sugiere que los retiros de MEV serán mucho más atractivos en eth2 que en eth1, y esto podría dar a los participantes un gran impulso para obtener el rendimiento de participación de MEV. Análisis con el tiempo y la distribución de REV como variables En cualquier período de tiempo finito, las recompensas de los verificadores cambiarán, porque el bloque propuesto tiene una recompensa de protocolo específica y porque algunos verificadores tienen la suerte de obtener más que el bloque de propuesta promedio, y algunos verificadores son no tiene tanta suerte y tiene menos oportunidades de proponer bloques. Por ejemplo, entre 100.000 validadores, la cantidad promedio de propuestas de bloques por validador es de 26 por año, y el 1 % menos afortunado de los validadores obtiene una oportunidad de propuesta de 15 bloques como máximo, y el 1 % más afortunado es de 39 bloques. Siguiendo esta lógica, podemos trazar recompensas para tres niveles diferentes de suerte de propuesta de bloque: ahora agregue el valor extraíble realizado (REV) promedio registrado en Flashbots para cada valor de bloque, podemos comparar el rendimiento de los tres niveles con y sin extracción MEV: El rendimiento de los tres niveles ahora es indistinguible en comparación con el caso de la extracción MEV. Esto sugiere que los retiros de MEV exacerban la desigualdad provocada por la suerte de la propuesta de bloque. Además, la distribución de REV también es desigual, lo que puede verse como una segunda dimensión de la suerte, y algunos bloques tendrán recompensas de MEV más grandes que otros. Por ejemplo, el siguiente gráfico muestra la distribución de cola larga de las recompensas de los mineros durante los últimos 100 000 bloques de Ethereum consecutivos (a partir del bloque 11600000) en Flashbots. En aras de la observación, interceptamos la parte de 0-3 ETH en el eje x, pero en nuestra muestra, los mineros recompensaron hasta 101 ETH, puede encontrarlo a través de nuestro enlace de análisis anterior. Usamos la distribución de recompensas de mineros en Flashbots como un indicador de la distribución de REV, que puede basarse en las recompensas de MEV que el 1 % menos afortunado, la mediana y el 1 % más afortunado de los validadores deberían recibir para tres niveles de suerte. , y grafique lo siguiente: Si bien el gráfico anterior muestra que MEV exacerba la desigualdad de recompensas del validador causada por la suerte de la propuesta de bloque, este gráfico muestra que la distribución desigual de REV es una fuente mayor de desigualdad entre los validadores, especialmente considerando que los rangos del eje y del 600% al 80% en el gráfico anterior. Sin embargo, en realidad, los validadores compensarán la diferencia en las recompensas provocada por la suerte de la propuesta de bloque y la distribución de REV al agrupar recursos en el grupo de validadores. Aunque el diseño de Ethereum PoS es que los verificadores pueden obtener recompensas considerables y casi constantes por pruebas válidas (a diferencia del mecanismo PoW, solo cuando se propone un bloque pueden ser recompensados), la introducción de MEV en las recompensas del verificador puede convertirse en un poder de centralización. , porque hace que la operación de un solo validador sea menos rentable, y unirse al grupo de validadores se vuelve económicamente más atractivo, y los fondos pueden obtener liquidez antes. Finalmente, nos preocupa que MEV exacerbe la situación de oligopolio en eth2: las entidades con hasta 32 ETH como depósitos se enriquecen más rápido que las que tienen menos (la situación de los ricos se vuelve más rico). Esto hará que la extracción de MEV descentralizada sea especialmente importante en eth2, para mantener la descentralización del poder de voto por consenso

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