MEVの抽出量はここ2ヶ月で3億ドルを超え、イーサリアムエコシステムにどのような影響を与えるのでしょうか？

この記事はバビットニュースに掲載され、著者：アレックス・オバディア、翻訳：屏風。

DeFiが従来の金融を革新すると言われていますが、スマートコントラクトとマイナーが仲介者の役割を置き換えることで、従来の金融の欠点が解消されるのでしょうか？金融システムの進化がパッチを当てる道のようなものであるなら、今日私たちはブロックチェーン上にまだ適用されていないパッチがあることに気づきました。従来の金融市場では、ブローカーは顧客と市場の間の仲介者として、将来市場に影響を与える可能性のある売買注文に関して内部情報の優位性を持っています。ブローカーは顧客の取引を実行する前に、自らの取引を優先的に実行して利益を得る可能性があり、この行為は規制された金融市場では違法です。

しかし、この違法な操作はチェーン上で「合法」に行われています。CoinDeskの報道によると、研究によれば、過去1か月間にイーサリアムネットワークの「欠陥」を利用して合理的なアービトラージを行ったボットは、少なくとも10.7億ドルの利益を上げており、これらの利益はマイナーが抽出可能な価値（Miner Extracted Value、略してMEV）と呼ばれています。この「合法」な操作、つまり私たちがよく耳にするフロントランニング取引は、今やますます多くのマイナーがMEVを獲得するゲームに積極的に参加しています。マイナーの権力は私たちが想像する以上に大きいかもしれません。彼らはどのようにフロントランニングを行ってMEVを獲得しているのでしょうか？これらの操作はイーサリアムエコシステムにどのような影響を与えるのでしょうか？

MEVがスマートコントラクトブロックチェーンにもたらす負の外部性とリスクを軽減することに取り組む研究開発組織Flashbotsは、初めてMEVに関する詳細な研究を行いました。彼らは2020年の最初のブロックからイーサリアムブロックチェーンを徹底的に調査し、130万件以上のMEV取引を分類しました。その結果、2020年1月1日以降、少なくとも3.14億ドルの価値のMEVが抽出され、失敗したMEV取引は450万ドルのガス代を浪費し、4500個のイーサリアムブロックスペースを無駄にしたことがわかりました。以下は、Flashbotsが公開ダッシュボードとリアルタイムMEV取引ブラウザMEV-Exploreを通じて発表した研究結果です。

はじめに

MEVは、許可なしにブロックチェーン上の1つのブロック内の取引ペアを再配置、挿入、または削除することによって抽出可能な総価値を指す指標です。これまでのところ、イーサリアム上のMEVは主にDeFiトレーダーやボットが取引順序が重要な戦略を実行する際に抽出されており、ごく一部はこれらのトレーダーやボットがMEVを抽出する際に発生するガス代です。MEV-Explore V0は、特定のブロック内で抽出可能な理論的価値、たとえばマイナーが生成しているブロックから取引を再配置することで得られるMEVの量を示すのではなく、現在イーサリアム上で発生しているMEV活動の実証的証拠に焦点を当てています。

イーサリアム上でどれだけのMEVが抽出されているのでしょうか？DeFiトレーダーやボットはどれだけのMEVを獲得しているのでしょうか？MEV取引にかかるガスのうち、どれだけがMEV取引を掘り出したマイナーに渡っているのでしょうか？最も一般的なMEV抽出戦略にはどのような種類がありますか？どのDeFiプロトコルが最も多くのMEVを含んでいますか？成功したMEV取引と失敗したMEV取引は、どれだけのネットワークリソースを占有するのでしょうか？

これらの疑問を持って、私たちはイーサリアムを徹底的に調査し、8つ以上の主要なDeFiプロトコルをカバーし、2020年1月1日以降の130万件以上のチェーン上のMEV取引を収集しました。私たちが提供するMEV-Explore v0（explore.flashbots.net）公開ダッシュボードを通じて、皆さんはイーサリアム上の最新のMEV取引などの状況をリアルタイムで追跡できます。

2020年1月1日以降、MEV抽出量は少なくとも3.14億ドルに達する

2020年の最初のブロック（9193266）から始めて、私たちはイーサリアム上で抽出されたMEVが少なくとも3.14億ドル（約54万ETH）の規模に達していることを発見しました。これには成功した、返却された、そしてチェックされたMEV取引が含まれ、これらの取引に関連するガス代も含まれています。

図1：2020年1月から現在までの累積MEV

抽出されたMEVは大幅に増加しています：2021年1月のMEV抽出額は5700万ドル（4.76万ETH）で、2020年1月に記録された18万ドル（1.1万ETH）と比較して、ドル換算で300倍以上、ETH数量で43倍の増加です。データ収集の過程で全てのプロトコルと取引タイプをカバーしていないため、実際に抽出されたMEVは上記の基準を上回ると信じています。この指標は今後も増加し続けると予想されます。なぜなら、DeFiは引き続き成長し、イーサリアムの複雑性が増すことで、取引の順序から価値を得る新しい方法が生まれ、より複雑なMEV抽出方法の出現がMEVの数値を押し上げるからです。

MEV-Explore v0では、MEV-Inspectを通じてMEV活動を定量化し、分類しています。現在、これらの指標に基づいてデータ収集を行い、下表に示す8つのプロトコルを観測しました（図2参照）。多くの新興DeFiプロトコルはMEVの露出が顕著であり（例えばESD/DSD）、またDeFiの大爆発前からMEVの露出があったDeFiプロトコル（例えばBancor、Kyber、Etherdelta、Airswap）もあります。私たちは次のバージョンでこれらのプロトコルの観察を追加する予定です。また、多重取引機会（例えばサンドイッチ取引）やCEX-DEX価格アービトラージなど、まだ多くのMEV活動がカバーされていません。

図2：カバーされたプロトコル

抽出されたMEVには何が含まれていますか？

上記のように、現在MEVは主にトレーダーが取引順序に依存する取引機会を捉えることで得られています。これには、Uniswap上のトークン間の価格アービトラージ、dYdX上のオラクル更新後のローン清算、ESD（アルゴリズム安定コイン）の引換券の償還などの機会が含まれます。

私たちはMEV取引を成功したものと失敗したものの2つの大きなカテゴリに分けています。失敗した取引には、返却取引とチェック取引の2つのサブタイプがあります。

成功したMEV取引とは、MEV機会を追跡し、成功裏にそれを捕らえた取引を指します。

返却取引は、トレーダーがMEV機会を追跡するが、さまざまな理由でそれを捉えられなかった失敗したMEV取引です。たとえば、誰かが彼らより先に機会を奪ったり、ガスが不足したり、市場条件が不利に変化したりすることがあります。

チェック取引は、別のタイプの失敗したMEV取引で、失敗の理由はより微妙です。送信者はガス代を節約するために、まず機会がまだ存在するかどうかを確認し、その後にMEV取引を開始します。送信者は最終的にそのチェックに対してガス代を支払う必要がありますが、そのコストは直接取引を開始するよりもはるかに低くなります。

いくつかの例を見てみましょう：

例1：優先ガス代入札による成功したMEV取引

3つの流動性プール：BalancerのETH/USDC、SushiswapのUSDC/SIL、SushiswapのSIL/ETH間で3段階のアービトラージを行い、12ETH（当時1.41万ドル）の取引手数料を支払い、16.7ETH（当時1.96万ドル）のMEVを抽出しました。

https://etherscan.io/tx/0x2bde6e654eb93c990ae5b50a75ce66ef89ea77fb05836d7f347a8409f141599f

高額な取引手数料は、送信者が他のトレーダーとアービトラージ機会を競うために、既存の取引がパッケージ化される前に、何度も入札してアービトラージ取引のガス価格を引き上げた事実を示しています。ここでのガスオークションの敗者は、1.18ETHの「チェック」MEVを失いました（例3参照）。上記の勝利した取引は最終的に5.16万gweiのガス価格を支払い、当時の平均ガス価格（94gwei）の547倍でしたが、敗者よりは2倍高い（2.76万gwei）だけでした。

tx#1の抽出MEVの詳細：送信者は4.7ETH（当時5.5千ドル）、そのブロックのマイナーF2Poolは12ETH（当時14.1千ドル）。

tx#2の抽出MEVの詳細：そのブロックのマイナーF2Poolは1.18ETH（当時1.4千ドル）。

例2：失敗した返却取引

Cream Financeの清算からMEVを獲得しようとした取引が、ガスが不足して失敗し、送信者は5.75ETH（当時約1万ドル）の取引手数料を失いました。

https://etherscan.io/tx/0x8cfb46876ce1d40250e9690482bdaaffc1f6b60e18c3405ff5e98b636840875f

この取引は、Cream Financeのポジションを清算するために1.5Mガスを使用し、約6ETHの費用をかけて8.8万USDCのフラッシュローンを申請しました。最初はこのように実行されましたが、必要なガス代が不足して途中で失敗しました。表面的には0x8cfb4は無害に見えますが、その内部取引は237件を超えています。これは非常に複雑な取引で、EVM計算において複雑なロジックを持ち、最終的に1.5Mのガスを使用し、含まれているブロックの13%に相当します！どれだけのガスを使ったとしても、この取引はガス不足で失敗し、最終的に送信者は約5.75ETH（当時約1万ドル）の取引手数料を失いました。

この「返却された」取引の後、機会はまだ存在し、ガス代が2番目に高い（または最初の敗者）入札者によって捉えられ、総MEV抽出値は4.125ETHで、支払われたガス代は3.75ETHでした。

tx#1のMEV抽出の詳細：送信者の収入は0ドル、そのブロックのマイナーSparkpoolの収入は約5.75ETH（当時約9.3Kドル）。

tx#2のMEV抽出の詳細：送信者#2の収入は0.375ETH（当時600ドル）、そのブロックのマイナーSparkpoolの収入は3.75ETH（当時約6千ドル）。

例3：失敗したチェック取引

UniswapのWETH/PRT、UniswapのSFI/PRT、SushiswapのSFI/WETHの流動性プールをチェックして3段階のアービトラージ機会を探し、機会が存在しないことを発見して戻り、43Kのガスを消費し、送信者は約0.01ETH（当時19ドル）の取引手数料を失いました。

https://etherscan.io/tx/0xf629036e2740a98e1ca5ce32fff85f27337d224e94cbeee6c3d7aabb7507b050

一部のトレーダーは、例2の最初の送信者よりもコストを節約し、論理的に複雑で多くのガスを消費する取引を送信する前に「チェック」を実行して機会がまだあるかどうかを確認します。私たちはこれらも失敗したMEV取引と見なしています。なぜなら、MEV取引は最終的に送信されなかったからです。チェックの結果は機会が消失したことを示しました。

抽出されたMEVの詳細：送信者の収入は0ドル、そのブロックのマイナーの収入は0.01ETH（当時19ドル）。

MEV取引には多くの魅力があります。たとえば、その複雑さや、あるいは優雅に失敗する方法、そしてそれらが語る匿名ユーザーに関する物語（たとえば、見かけ上不適切な0xオープンオーダーブックからのこのアービトラージは、送信者に190万ドルの収入をもたらし、73ドルの取引手数料を請求しました）などです。

MEV抽出のネットワーク費用

DeFi取引ボットは、例1のフロントランニング/優先ガス入札や、バックランニングに参加することでMEV機会を争います（つまり、同じブロック内で、ネットワークに対して目標にわずかに低いまたは等しいガス価格の取引を多数送信し、特定の取引（たとえばオラクルの更新）の後ろにできるだけ近くに付くことを目指します）。

これらの2つの行為は、イーサリアムにとって不利です。なぜなら、チェーン上の取引量が急増し、ガス代に上昇圧力をかけるからです。上記の例2の高いガス価格のように。このような高い価格は、イーサリアムの許可なしの性質に衝撃を与えます。なぜなら、小さなユーザーにとってコストが高すぎて、ネットワークから離れることを余儀なくされるからです。

さらに、1つの取引がMEV機会を獲得する場合、私たちはイーサリアムブロックチェーン上に返却された取引やチェック取引があふれていることを発見しました。これらは失敗したMEV取引として分類されます。私たちは、これらの失敗したMEV取引はチェーン上に記録する必要がなく、貴重なブロックスペースを占有していると考えています。

2020年1月1日以降、MEVを抽出する操作は、イーサリアムネットワーク全体のガス消費の少なくとも3%を占めています（図4参照）。拡大還元と検証のMEV取引を調査した結果、これらの取引のガス消費は少なくとも4500個のイーサリアムブロックを埋めることができ、貴重なブロックスペースを大量に浪費していることがわかりました！

図3：2020年1月1日以降、成功した（緑）と失敗した（赤）MEV取引に基づいて抽出されたMEVのガス量が全体のネットワークガス量に対してどのように分布しているか

MEVの進化：マイナーの最大抽出可能価値

今日、イーサリアムがPOSに移行する前に、マイナーは取引のパッケージ化と順序付けにおいて最大の権力を持っています。MEVという用語は、フィル・ダイアンらによって2019年の研究報告書「フラッシュボーイ2.0：フロントランニング、取引の再配置とDEXの合意の不安定性」で初めて提唱され、マイナーが抽出可能な価値を意味します。しかし、MEVはすべてのスマートコントラクトブロックチェーンに存在し、その中で取引の順序を担当する一方がいます。この操作を実行するのは必ずしもマイナーではなく、ETH2.0の検証者やオプティミスティックロールアップのロールアッププロバイダーも含まれます。したがって、MEVの名称を最大抽出可能価値（maximal extractable value）に変更し、他のブロックチェーンアーキテクチャをカバーするように範囲を広げることを提案しますが、MEVという名称はそのまま残します。

MEVの名称から「マイナー」という言葉を取り除くことは、もう一つの一般的な混乱を解決します。それは、マイナーだけがこの価値を取得する唯一の役割であると考えられていることです。現実には、これまでのところ、イーサリアム上のMEVは主に非マイニングのDeFiトレーダーやボットによって抽出されています。

図4：2020年1月1日以降、MEV Tx送信者とMEV Tx採掘者の間の抽出MEVの分配（ガス代）

しかし、最近数ヶ月で、私たちはより多くのマイナーがMEVゲームに積極的に参加するのを見始めました。彼らは自分でボットを運営して直接抽出したり、DeFiトレーダーと利益分配契約を結んだり、FlashbotsのMEV-GethのようなMEV抽出の市場基盤インフラを利用したりすることができます。

MEV危機を回避する

MEV危機は以下のいくつかの側面で発生する可能性があります：

マイナーのインセンティブの不均衡が合意の不安定性を引き起こし、一方的なマイナー取引が不公平な情報の非対称性をもたらし、ネットワーク費用が高すぎてイーサリアムが使用できなくなる。この危機は解決が難しいです。なぜなら、マイナーやトレーダーがMEV収入の流れを得るのを妨げる試みは、透明性のないプロトコル外市場の発生を引き起こす可能性があるからです。しかし、イーサリアムの複雑性がますます高まる（たとえば、新しいスマートコントラクトの展開、新しいユーザーの参加、新しいコンポーザビリティ）ことは、MEVの規模が今後も増加し続けることを示しています。

私たちは、MEVを抽出することは避けられないと考えています。MEV危機を回避するためには、抽出は信頼不要、公平かつ効率的な方法で行われる必要があります。この危機を回避するために、私たちが取った第一歩は、高効率で公平な抽出メカニズムを作成し、その信頼保証を改善することです。

展望

MEVに関する関心が高まっていますが、理論的な段階にとどまっていました。しかし、最近数ヶ月で実践に向かって進展が見られ、Zhouらが発表した研究論文「量化ブロックチェーン可抽出価値：森はどれほど暗いか」や、1月21日に行われたMEVワークショップでの議論がその例です。MEVを定量化することは非常に面倒であり、大量のインフラ、データ分析、スマートコントラクトとの相互作用に関する深い理解が必要です。さらに悪いことに、セキュリティクリティカルなインフラがチェーン外に移行するにつれて（たとえば、清算ボットの取引ロジックがチェーン外に移行）、チェーン上の状態と規模が増加することで、MEVの理解はますます複雑になります。

私たちは、今後MEVがイーサリアムにとって重要な話題であり、2021年にはますます注目されると信じています。人々はイーサリアムの社会的側面と技術的側面を切り離すことはできません。最終的に、MEVに関する議論とイーサリアムの未来は、コミュニティが合意に達する社会的規範に関わることになるでしょう。私たちは、MEV-Exploreがこれらの規範に関する議論に貢献できることを願っています。