آنچه درباره مفهوم Miner Extractable Valueباید بدانید

ارزش قابل استخراج ماینر یا Miner Extractable Value که به اختصار با MEV نشان داده می‌شود، در حقیقت به میزان ارزشی گفته می‌شود که یک ماینر می‌تواند از یک بلاک به‌دست آورد. در برخی از مقاله‌ها این مفهوم به‌عنوان حداکثر ارزش قابل استخراج نیز مطرح شده است.

ارزش قابل استخراج ماینر

ماینرها در ازای خدماتی که در شبکه‌های بلاک چینی ارائه می‌دهند، پاداش دریافت می‌کنند. آن‌ها دو نوع فعالیت در شبکه دارند؛ یکی ساخت یا ایجاد بلاک جدید و دیگری تایید تراکنش‌ها. برای مثال در حال حاضر ( بهمن ۱۴۰۰) پاداش ساخت یک بلاک جدید در شبکه بیت کوین، ۶.۲۵ بیت کوین است. این مقدار هر ۴ سال یک‌بار با توجه به پدیده هاوینگ نصف می‌شود.

جالب است بدانید که کارمزد دریافتی ماینرها در ازای تایید تراکنش‌ها در مقابل پاداش ماین یک بلاک جدید ناچیز است؛ بنابراین این احتمال وجود دارد که برخی از ماینرها برای افزایش درآمد و سود خود، اقدامات دیگری انجام دهند اینجا است که مفهوم ارزش قابل استخراج ماینر مطرح می‌شود. البته این مفهوم به‌صورت «حداکثر ارزش قابل استخراج» یا Maximal Extractable Value نیز به‌کار گرفته می‌شود؛ زیرا تنها به ماینرها و شبکه‌هایی که با گواه اثبات کار (PoW) فعالیت می‌کنند، مربوط نیست و پای ولیدتورها نیز در برخی موارد به این پدیده کشیده می‌شود همچنین با توجه به شفافیت ممپول برای هر نود (حتی نودی که ماین نمی‌کند)، عناصر دیگری که دسترسی به ممپول دارند اما توان پردازشی ماینینگ ندارند نیز می‌توانند با پیشنهاد کارمزد بالا به ماینرها، از فرصت‌های MEV بهره برند.

کاربران با توجه به حجمی که تراکنششان در بلاک اشغال می‌کند، باید کارمزد پرداخت کنند. پس از طرح EIP-1559، این کارمزد یک بازه مشخص دارد. آن‌ها می‌توانند حداقل میزان ممکن یا مقداری بیشتر از میانگین و متوسط کارمزد پرداختی را برای تایید تراکنش‌هایشان پرداخت کنند. طبیعی است که ماینرها یا تاییدکنندگان، تراکنش‌هایی را انتخاب می‌کنند که کارمزدهای بالاتری دارند. به‌همین دلیل تراکنش‌هایی که کارمزد بالاتری دارند، سریع‌تر انجام می‌شوند. این مثال کوچکی بود برای اینکه بگوییم ماینرها یا تاییدکنندگان این اختیار را دارند که هر کدام از تراکنش‌ها را با چه ترتیبی در داخل یک بلاک قرار دهند. ماینرها قدرت زیادی دارند و می‌توانند در ایجاد بلاک، ورود تراکنش به بلاک، نادیده‌گرفتن و ترتیب تراکنش‌ها دستکاری کنند.

هما‌ن‌طور که می‌دانید در ابتدا تراکنش‌ کاربران قبل از پردازش و تایید به یک اتاق انتظار به‌نام Mempool ارسال و سپس در شبکه ثبت می‌شوند. در این زمان است که نودها وارد عمل می‌شوند و با بررسی تراکنش‌ها، اقداماتی را که جلوتر به آن‌ها اشاره می‌کنیم، برای به‌دست آوردن MEV پیاده‌سازی می‌کنند.

اولین بار MEV چه زمانی کشف شد؟

مفهوم ارزش قابل استخراج ماینر برای اولین بار هفت سال پیش توسط شخصی با نام مستعار Pmcgoohan مطرح شد. او در یک پست در شبکه ردیت اعلام کرد که ماینرهای شبکه اتریوم پتانسیل لازم را برای کسب سود فراتر از ساخت بلاک یا تایید تراکنش دارند. او در نوشته خود به مفهوم فرانت رانینگ (Front Running)، یکی از انواع استراتژی‌های MEV اشاره کرد. حتی با وجود این که در زمان طرح این مساله هنوز شبکه اتریوم راه‌اندازی نشده بود، افراد زیادی درباره آن مفهوم نظر دادند؛ اما تغییری در شبکه رخ نداد و مشکل ارزش قابل استخراج ماینر به واقعیت تبدیل شد. هرچند فرانت رانینگ در سال ۲۰۱۴ بیان شد، ولی در سال ۲۰۱۹ با انتشار مقاله‌ای از طرف موسسه کورنل تک (Cornell Tech) به‌صورت رسمی و آکادمیک مطرح شد.

از زمان طرح این مساله و به‌وجود آمدن موارد دیگر مانند بک رانینگ (Back Running)، حمله ساندویچی یا استفاده از ربات برای آربیتراژ، محققین مقدار ارزش قابل استخراج ماینرها را اندازه‌گیری کردند. بنابر اطلاعات موسسه Flashbots، از ابتدای یک ژانویه ۲۰۲۰ (۱۱ دی ۱۳۹۸) تا ۲۶ ژانویه ۲۰۲۲ (۶ بهمن ۱۴۰۰) ماینرها توانسته‌اند با دستکاری تراکنش‌ها نزدیک به ۵۷۷ میلیون دلار درآمد کسب کنند. این عدد برای بازه ۳۰ روز گذشته، ۳۰ میلیون دلار است.

نمودار ارزش قابل استخراج ماینر

نمودار بالا، روند و میزان MEV به‌دست‌ آمده را در سال‌های ۲۰۲۰ تا ۲۰۲۲ نشان می‌دهد. این محاسبات برای شبکه اتریوم انجام شده است و به‌طور قطع با اضافه شدن شبکه‌ها و پروتکل‌های دیگر، مقدار آن افزایش می‌یابد.

چگونگی دسترسی ماینرها به حداکثر ارزش قابل استخراج

تا به اینجا تقریبا متوجه شده‌ایم که ارزش قابل استخراج ماینر چیست و به چه منظوری انجام می‌شود. یک ماینر ممکن است برای افزایش سود خود تراکنش‌ها را دستکاری و از روش‌های مختلفی مانند فرانت رانینگ، بک رانینگ، حمله ساندویچی و آربیتراژ استفاده کند. علاوه‌بر این یک نود می‌تواند باعث لیکویید شدن یک قرارداد لندینگ شود. در این روش‌ها، ماینر از اطلاعات و قدرتی که دارد بهره می‌برد و درآمد خود را افزایش می‌دهد. در ابتدا، مساله‌ای طرح می‌کنیم که راحت‌تر به توضیح درباره موارد گفته‌شده بپردازیم.

فرض کنید شخصی می‌خواهد از طریق یونی سواپ، حجم زیادی اتر بخرد. اسم این تراکنش را A می‌گذاریم. میزان تراکنش A به‌مقداری هست که باعث افزایش قیمت اتریوم در برابر USDC خواهد شد. این اتفاق در صرافی غیرمتمرکز که از سازوکار بازارساز خودکار (AMM) استفاده می‌کنند، رخ می‌دهد. ماینرها با دیدن این تراکنش می‌توانند اقدامات زیر را انجام دهند:

فرانت رانینگ وکسب ارزش قابل استخراج

فرانت رانینگ به عمل «انجام تراکنشی قبل از تراکنشی مشخص و با آگاهی قبلی» گفته می‌شود. همان‌طور که گفتیم ماینرها از تراکنش A‌ باخبر می‌شوند و درست قبل از آن یک تراکنش خرید ثبت می‌کنند. این تراکنش‌ باعث افزایش قیمت اتر می‌شود؛ در نتیجه قیمت برای انجام تراکنش اصلی کمی بالاتر می‌رود و تراکنش A با اسلیپیج (Slippage) مواجه می‌شود. در این صورت ماینرها از افزایش کارمزد منتفع خواهند شد.

حمله بک رانینگ برای به‌دست آوردن MEV

در فرانت رانینگ تراکنش ما قبل از تراکنش هدف انجام می‌شود؛ اما در ‌Back Running تراکنش ما بلافاصله بعد از تراکنش مورد نظر ثبت می‌شود.

پس از تایید تراکنش A، قیمت ETH مجدد افزایش می‌یابد. اینجا ماینرها مجدد وارد بازی می‌شوند و یک تراکنش در خلاف جهت ثبت می‌کنند؛ یعنی اقدام به فروش اترهای خریداری‌شده می‌کنند. پس از افزایش قیمت، ماینرها با فروش اترها سود خوبی کسب می‌کنند.

حمله ساندویچی در MEV

حمله ساندویچی ترکیبی از فرانت رانینگ و بک رانینگ است. یعنی اگر یک ماینر، تراکنش A را مورد حمله ساندویچی قرار دهد، ابتدا روی آن فرانت رانینگ و بعد از آن بک رانینگ اجرا می‌کند.

آربیتراژ به عملی گفته می‌شود که می‌توان از محل اختلاف قیمت، کسب درآمد کرد. کلمه Arbitrage به معنی خرید یک دارایی با قیمت کمتر از یک محل و فروش آن با قیمت بالاتر در محلی دیگر است. منظورمان از محل، همان صرافی است.

برخی از افراد با استفاده از ربات، ممپول‌ها را رصد می‌کنند. آن‌ها این کار را به‌منظور کشف اختلاف قیمت و فرصت‌های معاملاتی انجام می‌دهند. فرض کنید که شخصی در یک دکس اقدام به خریدوفروش یک ارز دیجیتال می‌کند. مقدار تراکنش او به میزانی است که باعث ایجاد نوسان قیمتی در استخر آن صرافی غیرمتمرکز می‌شود. ماینرها با اطلاع از این موضوع و آگاهی از قیمت همان ارز در یک صرافی غیرمتمرکز دیگر، تراکنش خود را ثبت و از محل اختلاف قیمت، کسب درآمد می‌کنند. در برخی مواقع این اتفاق از طریق یک وام سریع (Flash Loan) انجام می‌گیرد. وام سریع به وامی گفته می‌شود که بدون وثیقه و در مدت زمان کمی گرفته و باز گردانده می‌شود. با طرح یک مثال، این موضوع را واضح‌تر توضیح می‌دهیم.

یک تراکنش آربیتراژ برای MEV

در تصویر بالا یک تراکنش آربیتراژ را مشاهده می‌کنید. یک ربات با رصد بلاک‌ها و ممپول، تشخیص می‌دهد که قیمت اتر در صرافی یونی سواپ از صرافی سوشی سواپ بیشتر است. در ابتدا با یک حمله وام سریع روی پلتفرم آوه (Aave)، ۱۰۰۰ اتر وام می‌گیرد. اول این ۱۰۰۰ اتر در Uniswap به DAI تبدیل و در گام بعد در صرافی Sushiswap، مجددا به اتر تبدیل می‌شود. از اختلاف قیمت این دو پلتفرم آربیتراژکننده ۴۵ اتر به‌دست آورد. همان‌طور که در تصویر مشخص است، در انتها وام گرفته‌شده به پلتفرم آوه برگردانده می‌شود.

سهم توکن‌ها آربیتراژ‌شده

آربیتراژ ممکن است توسط کاربران معمولی نیز انجام شود؛ اما همچنان می‌تواند برای نودهای شبکه منبع درآمد باشد. کاربران برای اینکه سریع‌تر تراکنش خود را انجام دهند و فرصت به‌دست آمده برای آربیتراژ را از دست ندهند، مجبورند کارمزد بالایی برای تایید تراکنش‌شان پیشنهاد دهند. این مساله به افزایش کارمزد لحظه‌ای شبکه منجر می‌شود و بقیه کاربران هم مجبورند کارمزد بیشتری پرداخت کنند.

لیکویید کردن حساب‌های لندینگ

یکی دیگر از فرصت‌هایی که نودها می‌توانند به حداکثر ارزش قابل استخراج دست پیدا کنند، لیکویید کردن حساب‌ها در پروتکل‌های وام‌دهی است.

زمانی که کاربری می‌خواهد از یک پروتکل وام بگیرد، باید به مقداری که از قبل مشخص شده است، وثیقه‌گذاری کند. ارزش وثیقه با توجه به نوسانات قیمتی تغییر می‌کند. زمانی که ارزش وثیقه به‌کمتر از میزان پذیرش و درصد مشخصی از وام گرفته‌شده برسد، سیستم برای حفظ امنیت دارایی‌های وام داده‌شده، قرارداد وام را می‌بندد و وثیقه‌ها را نقد می‌کند. بخشی از وثیقه لیکوییدشده به وام‌دهندگان و بخشی از آن به کسی که فرایند لیکویید شدن را انجام می‌دهد، می‌رسد.

ارزش قابل استخراج ماینرها به تفکیک لیکویید کردن حساب‌ها یا آربیتراژ

ماینرها با رصد قراردادهایی که نزدیک به لیکوییدشدن هستند، یک تراکنش فرانت ران اجرا کرده و حساب را لیکویید می‌کنند. در این صورت می‌توانند وثیقه‌ها را با قیمت بهتری دریافت کنند.

نادیده گرفتن تراکنش به‌منظور دستیابی بهMEV

یکی از کارهای دیگری که ماینرها می‌توانند انجام دهند، نادیده گرفتن یا تاخیر در تایید تراکنش‌ها است. برای مثال آن‌ها می‌توانند تراکنش آربیتراژ یک کاربر را تایید نکنند و خودشان از این فرصت بهره ببرند. یا مثلا ممکن است یک ماینر پوزیشن لانگ داشته باشد و ببینید یک تراکنش سنگین که باعث اثرگذاری بر قیمت می‌شود، در خلاف جهت پوزیشن او منتظر تایید است. ماینر ابتدا پوزیشن خود را می‌بندد و سپس تراکنش کاربر را تایید می‌کند که از ریزش قیمت، متضرر نشود.

حداکثر ارزش قابل استخراج با استفاده از Time Bandit Attack

در حمله Time Bandit که به معنای راه‌زنی یا سرقت زمان است، یک ماینر اعلام می‌کند که بلاک ایجاد‌شده را قبول ندارد و قصد دارد آن‌ها را دوباره بسازد. این اتفاق زمانی رخ می‌دهد که یک ماینر با رصد بلاک‌های ایجاد شده، فرصت مناسبی برای آربیتراژ در بلاک‌های قبلی مشاهده کند. زمانی که MEV در مقایسه با پاداش بلاک به‌اندازه کافی بیشتر باشد، برهم زدن اجماع بلاک‌های قدیمی می‌تواند منطقی باشد.

فرض کنید یک ماینر در بلاک شماره ۱۰۰ یک فرصت آربیتراژی ۵۰ هزار دلاری پیدا می‌کند؛ درحالی که آخرین بلاک، بلاک شماره ۱۰۲ است. این ماینر به‌جای اینکه بلاک ۱۰۲ را ماین کند و تنها پاداش استخراج دریافت کند، بلاک ۱۰۰ را دوباره ماین می‌کند. برای اینکه بلاک او مورد تایید قرار بگیرد، بلاک ۱۰۱ و ۱۰۲ را نیز ماین می‌کند و از آن‌جایی که زنجیره بلاک‌های او طولانی‌تر می‌شود، بلاک او در شبکه ثبت می‌شود.

لازم به‌ذکر است که منظورمان از ماینر، نودهایی با توان پردازشی بالا هستند. در برخی مطالب این حمله را مشابه با حمله ۵۱ درصدی درنظر می‌گیرند؛ زیرا نودی که توان ماین مجدد یک بلاک ماین‌شده را دارد و برای طولانی‌شدن زنجیره بلاک‌هایش چندین بلاک بعدی را نیز استخراج می‌کند، توان پردازشی زیادی دارد.

حداکثر ارزش قابل استخراج با استفاده از Uncle Bandit Attack

در اتریوم گاهی ممکن است دو بلاک به‌صورت هم‌زمان استخراج شوند؛ اما در نهایت یکی از آن‌ها می‌تواند به زنجیره اصلی اضافه شود. مانند بیت کوین که بلاک یتیم (Orphaned) وجود دارد، بلاکی که در اتریوم به شبکه متصل نمی‌شود اما هنوز برای مدتی پذیرای برخی از تراکنش‌ها است، بلاک آنکل یا عمو (Uncle Block) نام دارد. برخلاف بیت کوین که تراکنش‌ها حتی ممکن است تا چندین روز در این بلاک بمانند، در اتریوم تنها چند دقیقه در بلاک‌های وصل‌نشده باقی می‌مانند.

دستیابی به MEV برای ماینرهایی که از روش حمله بلاک آنکل استفاده می‌کنند به این صورت است که ماینر تراکنش مورد نظر خود را که یک فرصت آربیتراژی دارد، در بلاک غیرمتصل یا همان بلاک آنکل مشاهده می‌کند. ماینر تراکنش مورد نظر را از بلاک آنکل خارج می‌کند و با یک حمله ساندویچی (انجام یک تراکنش قبل و بعد از آن) از ارزش تراکنش مورد نظر بهره‌برداری می‌کند. در این حالت هیچ ریسکی تراکنش کاربران را تهدید نمی‌کند و به‌درستی انجام می‌شوند.

برای دستیابی به حداکثر ارزش قابل استخراج یا MEV، کاربران یا روبات‌ها باید تراکنش‌های زیادی به‌ثبت برسانند. این کار باعث بالا رفتن تراکم در شبکه و فشار روی آن می‌شود. از طرف دیگر افزایش تراکم منجر‌ به افزایش Gwei و در نهایت بالا رفتن کارمزدها شده و به جنگ کارمزدها بدل می‌شود. همان‌طور که به آن اشاره کردیم، برای ماینرها مطلوب‌تر است تراکنش‌هایی را که کارمزد بالاتری پرداخت می‌کنند، تایید کنند.

از طرف دیگر اتریوم طرح EIP1559 را ارائه کرده است که به‌منظور بهبود قابلیت پیش‌بینی و کاهش کارمزد تراکنش‌ها استفاده می‌شود. این طرح دارای یک تابع کاهش کارمزد هست که بر سودآوری ماینرها تاثیر دارد؛ بنابراین احتمال این که ماینرها برای جبران کاستی به‌وجود آمده دست به انجام اقداماتی در راستای MEV، افزایش خواهد یافت.

پس به‌طور کلی می‌توان گفت که ارزش قابل استخراج ماینرها باعث افزایش فشار در شبکه، بالا رفتن Gwei در شبکه اتریوم و در نهایت به افزایش کارمزدها منتج خواهد شد.

برای مقابله با MEV چه می‌توان کرد؟

در مواجهه با حداکثر ارزش قابل استخراج ماینردو رویکرد متفاوت  وجود دارد. گروهی معتقدند MEV پدیده‌ای است که نمی‌‌توان آن را انکار کرد، پس بهترین حالت مدیریت و دموکراتیک کردن آن است. در طرف مقابل گروهی بر این باورند که MEV یک پدیده نامطلوب و عنصر مخرب در شبکه بلاکچین است؛ پس باید با آن مقابله کرد.

برخی از شبکه‌ها مانند تایچی نتورک (Taichi Network) و بلاکس روت (BloXrout) از فرایند مخفی‌سازی تراکنش‌ها استفاده می‌کنند. این شبکه‌ها مدعی هستند که تراکنش‌ها را به‌صورت مخفیانه و مستقیم به استخرها منتقل می‌کنند، بدون آنکه تراکنش‌ها به ممپول فرستاده شوند. این فرایند باعث می‌شود تراکنش‌ها از دید روبات‌ها و حمله‌کنندگان پنهان بماند و مستقیم میان ماینرها تقسیم شود.

علاوه‌بر مورد بالا، برخی از پروتکل‌ها و پلتفرم‌ها وجود دارند که تراکنش‌ها را به‌صورت دسته‌ای ادغام می‌کنند و بدون هزینه گس و با پرداخت انعام یا Tip آن‌ها را به‌دست ماینرها می‌رسانند. در این حالت تراکنش‌ها از دید بازیگران بد پنهان می‌ماند و مستقیم به‌دست ماینرها می‌رسد. برای مثال دکس MistX چنین کاری انجام می‌دهد. MistX محصولی از Alchemist است.

چین لینک پروژه دیگری است که برای حل مشکل MEV، راه‌کار سرویس ترتیب‌دهی منصفانه (Fair Sequencing Services) را ارائه کرده است. این پروتکل فرایند ترتیب‌دهی تراکنش‌های ورودی به ممپول را غیرمتمرکز می‌کند. با این سرویس پس از ورود تراکنش‌ها به ممپول، اوراکل چین لینک آن‌ها را خوانده و در قالب قراردادهای هوشمند به نودها می‌رساند. مقدار فی پرداختی توسط کاربران تاثیری در تقدم و تاخر آن‌ها نخواهد داشت و به‌ترتیب ورودشان پردازش می‌شوند. این کار از وقوع جنگ کارمزدی هم جلوگیری می‌کند.