第1課

MEV 101 – 公共記憶池的隱藏成本

本模組將深入探討 MEV 的本質、其在公共記憶池(public mempools)中的運作原理,以及為什麼它已成為區塊鏈基礎設施的系統性問題。我們也將分析 MEV 如何扭曲激勵結構、削弱用戶信任,並且促使如 MEV-Boost 及訂單流拍賣(OFAs)等緩解方案的出現。這些基礎知識將為後續模組(例如介紹 SUAVE 等抗 MEV 新型架構)提供堅實的基礎。

理解 MEV 的本質

最大可攫取價值(Maximal Extractable Value, MEV)是現今區塊鏈生態系中最關鍵且極具爭議的議題之一。最早是在以太坊揭示 MEV,指的是區塊提議者或其他中介能夠藉由重排、插入或審查用戶交易來額外攫取價值的能力。這一概念肇始於去中心化交易所(DEX)早期的套利機會,但如今已擴大涵蓋各種操縱手段,並損及用戶的公平權益與協定的中立性。

MEV 的根本問題在於交易提交流程及其打包進區塊的機制設計。在多數區塊鏈中,用戶會將交易廣播到記憶池。雖說此機制強化了透明性,但同時讓交易易於被擁有區塊內容排序權的參與者利用其策略進行操作。

舉例來說,當用戶於 Uniswap 等 DEX 進行大額兌換時,該筆交易會被所有監控記憶池的參與者看見。專業搜尋者(searchers)可發現並模擬其價格影響,再利用三明治攻擊(sandwich attack),於用戶交易前後插入自身交易:攻擊者先行買進資產,利用用戶交易帶動的價格波動獲利後,再高價賣出,最終讓用戶蒙受損失。這僅是 MEV 策略中的一種類型,卻揭示了核心問題:交易可見性結合排序權,容易引發剝削行為。

MEV 亦可能表現為搶先交易(frontrunning,複製並優先執行獲利交易)或尾隨交易(backrunning,在已知事件發生後捕獲剩餘套利)。這些策略現已高度自動化,競爭也日益激烈,形成專業的 MEV 搜尋者及區塊構建者群體。

從技術性漏洞到結構性議題

MEV 已從協定設計的意外產物演變為區塊鏈系統的結構性現象。隨著 DeFi 崛起(每日數億美元價值經由公開交易處理),MEV 已成為區塊鏈生態不可迴避的特徵。以 Flashbots 為代表的研究機構指出,僅以太坊鏈上每月可被攫取的 MEV 金額即高達數千萬美元,類似行為亦普遍出現於 Rollup(捲疊技術)及其他 Layer 1 網路。

這樣大規模的價值攫取對整體生態造成以下深遠影響:

  1. 不公平性:用戶需承擔更高執行成本與滑價風險,交易意圖甚至可能被反向利用。
  2. Gas 費市場失衡:MEV 參與者常以極高 Gas 費出價,擠壓一般用戶,導致費用劇烈波動。
  3. 共識機制不穩定:在權益證明(PoS)網路中,驗證者為追逐 MEV 可能壟斷區塊生產或與搜尋者合謀,威脅去中心化。

此外,MEV 還會造成區塊空間浪費與鏈重組(reorg)次數提升。搜尋者可能大量提交重複交易或搶先執行相同策略,導致記憶池擁堵、計算資源被耗盡。極端情況下,驗證者為爭奪高價值 MEV,不惜分岔區塊鏈或觸發重組,衝擊最終性與網路信任。

公共記憶池:剝削的溫床

MEV 問題的本質來自公共記憶池。其開放設計既強化了透明度與可監控性,也同時成為資安弱點——攻擊者得以即時窺探用戶意向。只要交易進入記憶池,原始交易便成為訊號,尚未被確認便已可能遭利用。

從交易提交到被打包進區塊間的延遲(從毫秒至數秒不等)更助長問題惡化。由於礦工或驗證者掌控交易打包順序,他們自然成為 MEV 的關鍵把關者。若缺乏完善規範與去中心化,區塊提議者便易轉變為剝削實體,而非單純的中立運營者。

現行的緩解方案(如加密交易、延遲發布)都僅能有限抑制搶先交易,但會帶來延遲,降低可組合性,或需新基礎建設。最根本的矛盾依然存在:依賴公開廣播的開放式架構,始終容易受高速連線者、基礎建設優勢方或特權打包權持有者所利用。

跨鏈與跨域 MEV

儘管以太坊為 MEV 研究原點,但該現象現已擴展至 Rollup(捲疊技術)、Solana、幣安智慧鏈,甚至比特幣(表現方式各異)。雖每條鏈因區塊產生、處理量及智能合約機制而異,但其核心邏輯如出一轍:參與者將排序權貨幣化,損失則多由一般用戶承擔。

隨多鏈與跨域生態成熟,嶄新 MEV 型態不斷湧現:

  • 跨域 MEV:透過跨鏈橋、Layer 2 或不同步 DEX 進行套利。例如某條鏈的大量穩定幣鑄造引發他鏈價格偏離,搜尋者可迅速進行跨鏈套利,反應較慢的用戶則可能蒙受虧損。
  • 橋接協定、流動性聚合器、預言機更新皆為潛在 MEV 來源。隨著區塊鏈互操作性強化,剝削界面持續擴大,促使 MEV 已升級為威脅整體加密經濟公平性與效率的網路級挑戰。

抗 MEV 的必要性

由於 MEV 已成系統性現象,現今已無法簡單視為可修補漏洞,而需仰賴架構層級的根本改革。現行應對策略主要分為兩大類:

  1. 緩解方案:如 MEV-Boost、私有記憶池、交易加密等,企圖以工具降低最嚴重影響,惟無法根除激勵扭曲。
  2. 抗性方案:藉由重塑區塊構建及訂單流架構,徹底壓縮 MEV 空間。例如分離區塊提議與交易選擇權力、去中心化構建者職能、引入訂單流競標等手段。

抗 MEV 不只是為了抵禦三明治攻擊,更是為了重塑區塊鏈激勵結構,讓驗證者、構建者與用戶能以中立、減少價值被攫取為前提進行合作。這一目標推動了 SUAVE 等新型架構的出現,相關詳情我們將於後續模組進一步解析。

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