如何研究MEV

截止至撰写本文为止（2024-10-22），MEV的研究已经十分的成熟，如果想涉足该领域（我想任何领域都是一样），最佳的实践方式就是站在巨人的肩膀上进行研究：在现有的前沿理论查看行业发展，然后结合自身的情况制定合理的学习路线。

MEV是一个很有趣、但也非常复杂、竞争非常激烈的游戏，由于区块链的准入门槛低，网络上充斥着各式各样的经验见解。但我认为，在做MEV之前，应该对其历史、发展、未来有着清晰的认识。我的方法是，查看著名的论文，了解成熟的系统性方法论。

论文1: Flash Boys 2.0: Frontrunning, Transaction Reordering, and Consensus Instability in Decentralized Exchanges

此论文研究的是PoW时期的MEV情况，核心是围绕DEX买卖交易进行建模。虽然里面的实验已经过时（在以太坊2.0转入PoS之后，它不再以Gas费用来作为排序条件，而是转入了以flashbot引领的验证者贿赂模式），但是仍然非常值得研究。

论文围绕如下的模式进行建模：从某个交易所买入token，然后在另外一个交易所卖出token，赚取价格差，这就是经典的套利。

我们以一个案例来理解bot之间是如何竞争MEV的：下图中，两个bot同时发现了一个MEV机会，然后它们都想获得它，然后他们在memory pool中发出交易。他们不知道自己的交易何时会被打包上链，但是他们能看得到其他用户也想获得这个MEV机会。然后竞争就开始了。这两个bot的竞争一个持续了13秒，他们每次看到别人比自己出价更高的gas，则自己会提高gas重新发布交易。在第5秒的时候，矿工就已经决定了打包的顺序（绿色圈住的内容），只是此时由于P2P网络的延时性bot还不知道矿工打算打包这两笔交易了。最终，红色圈住的交易全部失效，作废在memory pool中，永远不会再上链了。

这其实就是bot们和矿工之间的博弈。

利润是一定的，越来越多的bot想来分一杯羹，那么竞争就会越来越激烈。它们只能不断地升级博弈的策略，寻找不同的MEV机会。如下图所示，可以看到绿色线的机器人持续了不久就不再活跃了，这是因为它没有及时地更新自己的策略而放弃竞争。也有一些bot比如蓝色线，其策略不佳导致盈利是亏损的，这是因为收益无法覆盖gas费用。

并且你可以发现一个很有趣的规律：比如06-18之后的蓝色和橙色，一个提高的时候，另外一个就下降，它们之间可以理解为不断地竞争并更新自己的策略。这是一个持续的战争！

这个故事发生在2018年的11月15日，时到今日竞争只会更加的激烈，因为会有专业的团队、专业的理论、更多的参与者。

然后论文就根据PoW中gas竞争的概念进行建模，这是论文量化研究这个gas排序DEX套利的模型。

论文2: Quantifying Blockchain Extractable Value: How dark is the forest?

这篇论文研究的是PoS时期的以太坊MEV情况，它更加的全面，包含了最常见的MEV：清算、三明治攻击、DEX套利、抢跑重放。

论文阐述了在EVM串行的交易顺序中，各种MEV方式有着以下的几种顺序：

• Destructive Front-Running：破坏性抢跑，意思是你把自己的交易插队到别人的前面，导致别人的交易revert失败。比如：黑客A发现某个协议可以攻击，然后黑客B发现黑客A在memory pool中的交易，然后黑客A复制交易抢跑，导致黑客B的交易失败。
• Tolerating Front-Running：容忍性抢跑，意思是你把自己的交易插队到别人的前面，别人的交易仍然成功，但是效果不一样（一般是不盈利了）。比如：用户A准备做一个三明治攻击，用户B抢先A之前做三明治攻击，最终用户B成功执行并盈利，拿走了所有利润空间，而用户A的数笔买卖仍然成功但是亏损了
• Back-Running：后跑，意思是在某笔特定的交易之后紧跟自己的交易，以此来获利。比如：预言机更新价格之后，某个头寸可以被清算，那么谁先清算，谁就可以获利
• Clogging：意思是恶意者通过发送大量交易来堵塞区块链，从而妨碍其他用户和机器人发出交易。这种攻击可以被视为一种“抑制”，目的是通过占用区块空间或增加网络拥堵，延迟或阻止竞争对手的交易被及时打包进区块

这四种顺序中，常见的MEV有如下的要求：

论文中做这些MEV的市场有如下：

• DEX套利：Uniswap V1, Uniswap V2, Uniswap V3, Sushiswap V2, Curve, Swerve, 1inch, Bancor
• 清算：AAVE V1，AAVE V2，Compound，dYdX

其中存在一种特殊的方式：用户与矿工合作，用户提交gas为0的交易但仍然打包上链。

抢跑重放的原理如下：本地维护好一个全节点，然后从memory pool中拿交易出来本地模拟，查看是否获利，如果获利则发送相同的内容进行抢跑。如何修改别人的交易呢：我们需要维护一个token损益表，记录交易涉及到的所有账户地址和token，然后对比交易前后，这些账户在token损益表中的获利情况。正常情况下，我们想要抢跑的交易中，会有一个beneficiary，我们将这个交易的raw calldata的所有beneficiary替换为我们自己的地址，然后抢跑。同时有个小问题，如果beneficiary某个token增加了而另外的token减少了，那么如何判断：我们需要维护一个DEX聚合器工具，将所有的收益转换为ETH来衡量，最终以ETH来作为是否盈利的标准。

上面所说的所有情况，都视为MEV。随着PoS的到来，flashbot引领的拍卖游戏彻底打破了以往PoW以gas竞价的方式。flashbot引入了一个黑盒拍卖机制，它承诺：（1）不会泄漏用户的交易详情，只有在成功上链之后其他人才能看到该用户交易；（2）不成功上链，不会消耗gas；（3）同一个区块的拍卖中，如果具有相同的/冲突的交易内容，则贿赂给flashbot更高的交易将会被打包；（4）flashbot这一类机构称之为builder，他会收取一定的手续费而提供隐私的捆绑包交易，这一承诺建立在flashbot和矿工不会作恶的情况下。

论文采集了大量的数据来证明上述理论的正确性，并说明了MEV竞争激烈。

制定计划

MEV的游戏在至少2018年就开始了，它越来越激烈并趋向于饱和。于是，EVM链上的MEV，逐渐向其他非EVM链进行迁移，比如Solana，sui等。虽然链等架构不同，但是游戏理念我认为是基本上相通的。作为个人，我认为研究MEV只能作为学习，而不是以盈利为目标，因为个人一般无法和专业的团队竞争（机器成本、不断更换策略和深刻关注链上变化的时间成本）。因此，我的目标是通过学习MEV，深入地了解EVM上MEV运作，同时学习Rust，因为顶级的MEV bot要求极高的速度，Rust的特性和生态符合这个前提。

我大致预设以下几个目标：

• 将所有的MEV教程都阅读完毕
• 学习flashbot等builder，学会使用捆绑交易和隐私交易
• 阅读先进的论文，掌握成熟的MEV方法论，帮助自己制定MEV bot策略
• 阅读大量的开源库，学习他们的交易策略
• 通过阅读rust编写的开源库 + chatGPT的方式，提升Rust能力
• 编写易懂、高效的本地交易模拟器
• 分析大量的MEV案例，理解背后的机制
• 收集中上流行的DeFi项目，熟悉它们的经济模型，为书写策略做准备

理想情况下，我们最终会做出一个能够勉强盈利的MEV机器人🤖