什么是MEV (Miner Extractable Value)？

最近这几个月来，以太坊上面的MEV(Miner Extractable Value)的话题越来越红，对于该如何解决这之中的不公平性，社群中展开了很大的争论。由于最近刚好看到一篇很棒的Tweet统整了这半年来的一些好文章，就试这整理一下这几篇的主要论点。

由于主要辩论的双方刚好是目前做Optimistic Rollup最有名的两大团队：Optimism 和Arbitrum，因此我们也可以透过这次辩论看出两个团队未来的开发走向。

前情提要: 什么是MEV (Miner Extractable Value)

在Ethereum现有设计中，Miner有着选择交易收入区块(Tx Inclusion)，和决定交易先后顺序(Tx Ordering)的权力。MEV指的就是矿工透过掌握这两个权力所能提取的总价值。

虽然名词定义上为矿工的可抽取价值，但是除了矿工之外，很多Front running 机器人在做的事情也是一样的：透过观察mempool里面的交易，当发现front run机会的时候，透过付钱更高手续来让自己的交易先被执行，这之中所抽取的价值，也是所谓的MEV，因此在后面会提到的很多文章中，大家直接用Front Run这个词来代表了撷取MEV的行为。

在那之后，一个名为FlashBots的组织现身，开始进行公开的MEV 相关研究与开发，旨在改善MEV带来的负面影响，例如：front running 造成手续费提高、 MEV太高对以太坊安全性的影响。非常推荐大家Follow他们的进展。

接下来我们就来看看，一个重要的Proposal已经围绕它而生的一些辩论。

MEVA (MEV Auction)

MEV Auction 是由 Karl Floersch 、Vitalik 、Philip Daian等人，于2020年一月共同提出的解决方法，字面上的翻译就是透过一个拍卖(Auction)机制，让MEV可以被更公平的分配。Karl 同时也是Optimism的CTO，也可能是因此设计出了这个能够完美契合Layer2的架构。

更精准一点来说，这个拍卖要拍卖的是矿工的两个权力中的「排序权」：它矿工未来只负责「选择交易进入区块」，而不再控制区块内交易顺序的排列，而把此权交给另外一个叫做Sequencer的角色来进行。至于Sequencer的选择方式，就会是一个简单的拍卖竞标。在竞标中获胜的Sequencer将可以拿到未来一段时间的区块排序权。至于整个协议竞标中得来的钱，可以作为提供公共财的资金(fund public goods)。

为什么说这个提案契合Layer 2，是因为在L2原本的设计中，就是由一个Sequencer收取所有用户的L2交易，在L2的链上执行，最后把执行结果以及所有交易资料Publish到L1上。换言之，这个排序者角色其实已经存在L2的架构中。若是L2层先实做看看这个拍卖机制，就可以在不改变以太核心协议的情况下，测试一下其可行性、参数等等。

对MEVA的质疑

在MEVA概念被提出之后，Ed Felton (Arbitrum 背后公司 Official Lab 的创办人兼普林斯顿的教授)，对此提出了诸多的质疑。

1. 用户最终体验是否变差

Ed Felton最先写了一篇名为「MEV auctions considered harmful」的文章，其中质疑了这个设计会让使用者体验更糟：这个Ordering权力的竞标，无异于将「Front Running」这个行为专业化，因为理论上最会front run的人，将能够一直出最高价得标。这在使得「Tx Ordering」这个权力中心化的同时，更变向鼓励了大家开发厉害的front running程序，最终的受害者仍是的以太坊一般用户，因为所有的MEV其实都是从用户的身上抽出来的。

Vitalik 对Ed的看法提出了反驳：他认为「MEV来自用户」这件事是一个已知且不可避免的事实，这个机制主要的重点，在于分离MEV的收入与矿工的收入，藉由把这个金流转给Sequencer这个非矿工的角色，可以去除矿工中心化等危及Layer1 安全的疑虑。一个简单的例子就是：若是有一个MEV很高的区块（假设矿工可以透过re-ordering拿到100个ETH），那麽矿工就有动机在这个区块高度进行fork（希望最终自己的挖到区块被网络接受）。这个例子让我们看到，考虑MEV会使得矿工的行为比起「单纯领block reward」更难预测，这将危及到Layer1的安全。

Vitalik也表示，专业化带来的「中心化tx ordering」并不见得是件坏事，尽管它对于使用者体验是有害的，但无论如何MEV是有个上限的，Sequencer并没有权力从使用者口袋偷钱，而且用户可以在任何时候决定不使用这种比较容易被Front-run的合约。

2. 没有MEV Auction的话，L1真的会变得更中心化吗

Ed 接着写了一篇名为「Front Running as a service」的文章，简单回应了中心化tx ordering的问题，也挑战了另一个MEV Auction的假设：「MEV将使得L1 Mining power趋于中心化」。

这个假设背后的理由很简单，假如有一个矿池特别会front run，它将能够获得比其他矿池更高的收入，这会吸引所有矿工转到这个矿池。

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Ed 提出的反驳理论也十分有趣：假设现在有两个矿工：A与B，其中两者都有一定的算力，但A有较好的MEV程序，因此能够透过排列交易获得更高的收益。在任何时间点，只要B还存在，A矿工就有动机把这个MEV程序「卖给」B，因为本来B也有机会挖到一些区块，在这些区块中A的收益为0。若是能够达成一个互惠的条件：B将使用A的程序多赚的收入分一部分给A，那么这笔交易对于矿工A与B而言都是有益的，因此这笔交易必定会发生。

其衍伸意义为：身为MEV专家的矿工，其实有动机提供「Front Running as a service」，所以最终这个Service会自然被分离出来，并且形成一个自己的市场，本质上跟MEVA是类似的，并不会导致L1算力中心化。

3. MEV Auction是否真的能分离Tx Inclusion 与Tx Ordering

Ed 还写了另外一篇「MEVA(What is it good for?)」的文章，用经济学解释为什么这个Auction最终会失效。

简而言之，不管我们如何想要分离这两个权力，最厉害的front-runner若是能够同时掌握Tx Inclusion的权力，它必定能够提高自己的收入。这也表示，最厉害的Sequencer会想要自己成立一个矿池，因为当他同时掌握Tx Inclusion和Tx Ordering 两个权力时，他能够提供最高的报酬。因此一个理性的Sequencer会愿意透过提高给矿工们更高的奖励，来垄断Tx Inclusion + Tx Ordering的权力（这是一个在现实商业世界中非常常见的垄断策略）。这会使得最后这个模式会变得跟现在一模一样：由单一角色决定Tx Inclusion和Tx Ordering的权力。

Fair Sequencing

不难看出，Ed所有的论点都围绕一个重点：MEV Auction最终并没有办法解决任何问题，而且这个拍卖还会为社群带来更多问题：例如一次拍卖24小时的交易排序权力，会让这个权力过度中心化。

那么Ed所在的Official Lab有提出什么解法吗？其实有：他们认为真正解决这个问题的方法并不是在鼓励专业化Front Run并且拍卖这个权力，而是从根本上消除Front Run的机会，也就是说，应该要设计一个机制「避免」任何人任意排列交易顺序。也就是所谓的Fair Sequencing问题。

在Arbitrum目前的计划中，在未来他们会在Arbitrum Layer2中引入一个这样的「公平排序」。实际的细节还没有太明朗，他们计划在几个月内上线的第一个Rollup 版本也不会包含这些功能，所以其实他们的Mainnet Launch会类似Optimism，由单一Sequencer决定所有交易排序。但还是很期待他们未来能不能够真的实作出更好的方法。

Chainlink Labs: Fair Sequencing Service

另一位Chainlink Labs 研究员(身兼康奈尔的教授) Ari Juels，也因为最近在CoinDesk发表了一篇类似的文章质疑MEVA，让这个问题加温不少。在这篇文章中，用了一个非常极端的譬喻：把Front Run这种恶意行为比喻为犯罪，若是一个城市充满了罪犯，一个政府该做的事情并不是拍卖大家入室盗窃的权力、再将这些拍卖所得拿来回馈人民。反之，政府应该想办法阻止犯罪。

这篇文章透过这样的比喻，来表达对于MEVA机制的不认同，同时谴责Flashbots这类的社群专案是在系统化的伤害使用者，并指出「如何解决MEV应该成为以太社群的研究重点」。

文末的结论跟Ed Felton 相同，都是认为Fair Sequencing 才是此问题真正的解决之道。这其实是呼应自己Chainlink Labs几个月前发布的一个Fair Sequencing Service。简而言之，就是透过Chainlink 最擅长的预言机（Oracle network）来投票、避免让一个中心化Sequencer角色单独掌握这个权力。

其实这个Fair Sequencing 问题是一个非常大的研究领域、除了Chainlink labs提出的Oracle解决方法以外，还有许多包括ZKP的其他解决方法。我会尽量多Follow一些，以后有机会再来做更多介绍。

社群中其他的声音

对于这个MEVA vs Fair Ordering的争论，除了理论派以外，也有不少其他的声音让我们可以更全面地看看的整个局势。其中一则Tweet表示：MEV Auction在实作上比Fair Ordering单纯许多、也不需要牵扯一些复杂的密码学：

最后一定要提一下的是另一个以太坊大佬Hudson 对于Ari这篇文章的回应。他认为MEV问题在短期内将会持续困扰使用者，Flashbots这种公开透明的开发流程能够吸引更多社群关注，并且能够让MEV更公平的分配给更多角色、而非只是少部分的玩家。同时他也指出，以太坊核心开发者目前有更重要的2.0开发工作要做，面对这个议题，大家应该更踊跃参与以太坊公开的研究流程，而不是把所有的责任丢到所谓的「Core Devs」身上。

个人觉得Hudson这一段回应其实很值得大家更多思考，除了在学术上的辩论以外，真正实质上的社群参与也是很重要的。

小结

整个MEV议题到目前为止还是一个ongoing debate，在接下来几天会不会愈演愈烈、会不会有人提出新的观点，都是非常值得大家关注的问题。就像文章开头低一篇Tweet所说的，这是非常高学术性良性辩论，我这里只简单的收录了一部分，由于是顺着Official Lab的脉络撰写、难免有些偏颇，希望大家可以到Flashbots的Github了解更多，会对于目前Optimism + Flashbot那一派目前所在做的事情有更多的了解。

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