世界不一定非得是黑暗森林
注释：本文由来自 Douro Labs 的成员撰写和贡献。本文是 MEV 系列讨论文章的第一篇。本系列将介绍一种新的形式体系，在介绍减轻 MEV 的现有方法之前，用它来理解 MEV。本系列的后续文章将介绍有助于重新捕获 MEV 的协议设计改进。
区块链通常具有短期盈利的机会，很多玩家都想要通过这样的机会赚取收益。MEV 源于这样一个事实：即大多数区块链的交易都是由他们的矿工（又名验证者，排序者等）执行的，他们可以通过控制谁的交易优先被执行来创造机会。
矿工对基本上所有区块链生态系统的排序权力导致了一个必然的结果：即 MEV 是不可避免的，无法被消除，而我们只能尽力遏制其有害副作用方面。
然而，MEV 并不是神秘且不可避免的。相反，它其实是链上状态和外部（链下）状态之间存在分歧的直接结果。链上状态指的是区块链上协议的状态（例如，AMM 池中的代币数量）。链下状态是指不在区块链上的外部世界的状态（例如，Binance 上一个资产的交易活动）。
当协议状态和外部状态不一致时，让它们重回一致状态这一操作是有利可图的。当代币的价格在中心化交易所（CEXs）上涨（或下跌）时，交易者可以从 AMMs 的低买（高卖）中获利。同样，当 CEXs 的代币价格发生重大变化时，清算者可以从借贷协议提供的清算奖金中获利，以激励即时完成清算。由于这些操作带来了利润保证，因此会有许多交易者对这些机会激烈竞争，导致它们在矿工层面的优先 gas 拍卖（PGA）环节中持续竞价。
在这些情况下，MEV 源于矿工可以从协议设计的内置激励机制中获取价值，以使链上和外部状态同步。因此，它可以被视为从协议到矿工的价值转移。矿工本质上很少为协议和生态系统提供服务，让链上链下状态恢复同步：他们不是承担任何风险执行这些重要操作的参与者，而是大多数区块链设计中包含的基本交易排序流的受益者。
MEV 的分类
我们可以区分两种类型的协议：独立于外部状态的协议和依赖于外部状态的协议。更准确地说，有些协议的操作是独立于外部状态的，而另一些协议的操作则受到了外部状态的约束：
- 一个普通的常数乘积 AMM（例如 Uniswap v2）是独立于外部状态运行的：用户是否被允许对 AMM 采取行动仅取决于 AMM 的状态，而不取决于外部信息（如中心化交易所的价格）。
- 借贷协议则依赖于外部状态，他们需要参考中心化交易所的资产价格来确定协议用户可以进行的操作：用户只能采取保持超额抵押的操作。借贷协议通常需要依赖预言机将 CEX 价格等外部状态传递到区块链上。
（请注意，在现实中，没有任何区块链协议事实上真正受到链下状态的约束。我们讨论的受外部状态约束的协议实际上通常是受链上预言机状态约束的。然而，预言机状态是链上状态的一种特殊形式，它反映了外部状态，因此预言机状态的变化不同于其他类型的状态变化。基于这些原因，我们区分了协议操作独立于预言机的协议和协议操作依赖于预言机的协议。）
这些类型协议中的每一种协议，其协议状态和外部状态可能从协议的初始位置产生两种不同的方式。由于链上状态变化，协议状态可能偏离外部状态，或者由于外部状态变化，协议状态也可能发生偏离。因此，就如何产生 MEV 而言，有四类偏差需要考虑：
- 独立于预言机的协议
A. 链上状态变化
B. 外部状态变化
2. 依赖于预言机的协议
A. 链上状态变化
B. 外部状态变化
在 2A 和 2B 中，预言机用于将外部状态带到链上，让协议拥有执行操作所需的外部信息。在情况 1A 和 1B 中，不需要预言机的存在。这些案例之间的差异是非常重要的。它们规定了当前如何捕获 MEV 的方式，以及如何将其去中介化，并由不同的玩家重新进行价值捕获。
下面，我们将深入研究每种情况。
1A：独立于预言机，链上状态变化
在这种情况下，让链上状态发生变化的交易者为 MEV 机会搜索者提供了将链上状态与外部状态相匹配的获利机会。如果将链上状态与外部状态匹配的行为是无需许可的（即任何人都可以执行该交易），那么执行这个交易的竞争会导致 MEV 搜索者在 PGA 中竞价，从而产生流向矿工的 MEV。
这方面的一个例子是，AMM 上的巨鲸交易者造成了 AMM 上的显示价格大幅度偏离中心化交易所的价格，从而产生套利交易机会。
由于让初始链上状态发生变化的交易者创造了套利机会，他们有一定的权力来决定谁在他们之后进行交易。例如，他们可以在 MEV 搜索者之间进行拍卖，并将出价最高的人与他们的状态变化捆绑在一起，以换取报酬；这种类型的一般性订单流拍卖（OFA）就是 MEV Share 所实现的内容。因此，让初始链上状态变化的交易者比矿工有更高的权力来决定谁能够执行这个套利交易，并且理论上可以将矿工（即验证者、区块构建者、区块构建和提议堆栈的成员）的获利机会去中介化。
然而，在这个权力结构中，套利机会的创造者甚至可能是协议本身。协议可以通过更改协议逻辑来控制谁可以对某些机会采取行动：例如，协议可以规定在协议状态的某些条件下，只有获得许可的参与者才能进行交易。它的一般扩展场景就是在协议层面运行的 OFA：在该模型下，协议将决定一个区块中与其交互的部分或所有交易的顺序。正如 MEV 的存在清楚表明的那样：谁决定交易顺序，谁就掌握了最大份额的套利机会。在这种情况下，该协议将取代矿工获得任何链上状态变化所带来的价值。
因此，在这个场景下，套利机会的优先级排序为：协议、交易者、矿工。
1B：独立于预言机，外部状态变化
在这种情况下，由于外部状态的偏差尚未反映在链上，因此存在机会。由于不需要链上触发器来创建机会，因此任何 MEV 搜索者/套利者都可以在区块内的任何地方自由套利。
这方面的一个例子是中心化交易所的资产价格，为能够在 CEX 和 DEX 之间完成套利的交易者创造了套利机会。
在这个场景下，套利机会的优先级排序与 1A 一致，除了没有创造套利机会的链上交易者。目前，矿工要求获得最大的利润份额。协议可以通过规定与它交互的部分或全部交易的顺序，以类似于 1A 中讨论的方式回收其中的一些价值。
2A：依赖于预言机，链上状态变化
在这种情况下，协议操作空间受到外部状态的约束，这些状态会通过预言机发布到链上。由于交易导致链上状态偏离外部状态，可能会出现套利机会。
这种情况其他情况更难以自然出现，因为链上状态与外部状态的变化通常受到控制协议操作空间的规则的约束。例如，借贷协议通常不允许保险库所有者将其保险库的抵押率降至最低要求的抵押率以下。然而，这类 MEV 在理论上也是可能的：可以想象一种可能的情况：一个延迟的预言机状态允许人们对他们的保险库进行不足额抵押，那么这些保险库则会在预言机状态更新上链后被清算。在这种情况下，就需要预言机保持更新来获取利润。因此，这种情况与 2B 是类似的 — — 请参考 2B 中关于利润获取优先级的讨论。
或者，一个链上的漏洞可以会耗尽一些代币的保险库，从而导致保险库在最低抵押比率之下被创建。在这里，不需要预言机更新，任何人都可以在区块的任何地方获得套利机会。这种情况和套利优先级类似于 1A。
2B：依赖于预言机，外部状态变化
在这种情况下，如果外部状态发生变化，那么传递该变化信息的预言机更新则是套利机会的触发器。如果之后的套利交易是无需许可的，那么 MEV 搜索者/套利者 在 PGA 中竞价将与预言机更新捆绑在一起，导致价值流向矿工。
这方面的一个例子是，一项资产的价格在中心化交易所上变化，导致借贷协议中的保险库抵押不足，保险库面临清算。这为 MEV 搜索者创造了套利机会，他们能够清算保险库并完成在 CEX 或 DEX 的套利。
这里的套利优先级与 1A 相同，但需要注意的是，触发器交易现在变成了预言机更新。因此，执行预言机更新的一方成为了链上状态更新的发起者，也是套利机会的触发者。在这个场景下，套利机会的优先级排序为：协议、预言机更新程序、矿工。
尾声
在这篇文章中，我们破除了 MEV 是神秘及不可避免的想法。我们对 MEV 的分类反映了 MEV 的不同动态，按照 MEV 的触发方式进行分类。这些动态表明，MEV 可以由不同的玩家重新获取。
本系列的下一篇文章将讨论现有协议设计如何处理 MEV 泄漏的问题。
