L2 MEV 的深度：測序器工作流程和 MEV 數據分析

原作者：Burce，Hildobby

原編輯：麗莎

** 感謝 Dragonfly 的數據分析師 Hildobby 對 L2 MEV 數據的支援。 *

L2 MEV 核心角色：音序器

L2 Sequencer 作為乙太坊第 2 層計劃的核心元件，發揮著關鍵作用。 其主要任務是處理交易，即打包並提交給ETH主鏈或鏈下網路，以提高整個區塊鏈生態系統的輸送量和效率。 具體來說，Sequencer扮演著與乙太坊主鏈上的交易池類似的角色，但方式和範圍更專業。 此外，L2 Sequencer 為應用程式和智慧合約提供了更大的操作自由度，能夠在 L2 級別實現更複雜的邏輯和合約，而無需擔心高昂的 gas 費用。

Sequencer 處理事務的流程

1. 收藏

Sequencer 接收來自使用者的交易請求，這些請求通常採用乙太坊交易的格式，但它們被發送到第 2 層網路而不是主鏈。

2. 驗證

Sequencer 驗證交易，以確保發送方有足夠的資金來執行交易，並且符合第 2 層網路的規則。 它還確保交易的有效性，以防止欺詐和雙重支出。

3. 排序

Sequencer 根據某些規則對事務進行排序，以確保它們以正確的順序執行，以防止潛在的事務衝突。

4. 提交

一旦交易被驗證和排序，Sequencer 就會將它們提交到第 2 層網路，從而使它們能夠被執行。 這通常包括與第 2 層智慧合約交互、更新狀態以及確保第 2 層上的帳本與ETH主鏈上的帳本同步。

不同 L2 音序器的排序規則

仲裁的整理

為了盡量減少MEV問題，Arbitrum沒有公共記憶體池，而是使用先到先得（FCFS）排序模型，以便可以更早地處理首次提交的交易。

樂觀主義的排序機制

另一方面，樂觀主義引入了一種拍賣排名機制，稱為MEV拍賣（MEVA），以公平分配交易處理的優勢和劣勢。 此外，樂觀在基岩升級后推出了基岩測序器，與MEVA一起用於測序。 與Arbitrum類似，Bedrock音序器有自己的專用記憶體池。 MEVA尚未完全實施，但根據目前的計劃，MEVA的獲勝者將有權重新排序提交的交易並插入自己的交易，但不能將特定交易延遲超過N個區塊，這也意味著MEVA獲勝者的MEV利潤是有限的。

其他 L2 解決方案的排序規則

除了Arbitrum和Optimism之外，還有許多其他L2解決方案，如zkSync，Loopring，Starknet等，每個解決方案都有不同的排序規則，以滿足不同使用者和應用程式的需求。

L2 中的 MEV 提取

在區塊鏈世界中，MEV（礦工可提取價值）的產生是多種因素共同作用的結果。 根本原因是使用者提交的交易資訊通過網路傳播與實際被開採區塊之間不可避免的延遲。 此時差為節點提供了運行空間。 由於去中心化系統的性質，不同的節點可能會以不同的順序和時間接收交易，這意味著系統無法保證所有節點同時處於相同的狀態。 這種不一致為MEV的出現創造了條件。

乙太坊主網，MEV的提取帶來了大規模的利潤。 MEV攻擊者通常監控記憶體池中的交易，並通過參與所謂的gas拍賣（BiddingTransaction Fee以優先考慮交易）或通過場外賄賂來確保其交易的優先順序。 通過這種方式，他們能夠通過預先確定的交易順序獲得收益。

獲取MEV利潤的過程可以分為兩個關鍵步驟。 首先，攻擊者需要識別潛在有利可圖的交易，並構建一個專門針對提取MEV進行優化的交易塊。 其次，重要的是要盡可能確保這些特殊結構的交易被網路接受並納入區塊鏈。

然而，隨著第 2 層 （L2） 解決方案的興起，MEV 提取方法和策略發生了重大變化。 由於 L2 解決方案的定序器通常是集中式的，因此與傳統的第 1 層 （L1） 相比，MEV 提取帶來了新的挑戰和機遇。

對於那些沒有記憶體池的 L2 解決方案，監控事務變得更加困難。 在這種情況下，排序器具有更大的功能，因為它直接確定處理事務的順序。 記憶體池的缺失意味著攻擊者無法像L1解決方案那樣通過監控事務池來調整交易順序，這大大增加了執行MEV攻擊的難度。

在 L2 解決方案中，記憶體池處於集中排序器控制之下，Gas Auction 也降低了對分揀的影響。 一些L2甚至根本沒有汽油拍賣，這改變了遊戲規則。 雖然攻擊者無法決定交易的確切順序，但他們仍然可以嘗試通過調整汽油費來影響自己交易的位置。 這種策略的成功率和可預測性遠不如L1。

此外，L2 上的一些獨立 DAPP 可能會維護自己的本地事務記憶體池。 這些記憶體池成為攻擊者的潛在目標，攻擊者可能會利用這些特定於 DAPP 的記憶體池來執行 MEV 提取。

對於運行 Gas 拍賣的 L2 鏈，例如 Polygon、Node，添加驗證器並非完全不允許。 在這種情況下，當攻擊者檢測到MEV機會時，他們可能會採用提交大量交易的策略，以增加自己的交易在鏈上的可能性。 這種策略依賴於運氣和較低的交易成本，是一種不太確定的攻擊類型。

最後，攻擊者還可能利用 L1 和 L2 之間或不同 L2 解決方案之間的交互來提取 MEV。 這就要求攻擊者對跨鏈交互狀態和動態有深入的理解和分析。

不同L2之間MEV提取的空間差異

不同L2溶液之間的MEV提取空間差異很大。 這些差異主要由 L2 的排序器規則、記憶體池設計、交易量和交易大小等因素決定。 通常，L2溶液的排序器越集中，MEV提取空間就越集中，因此提取的機會相對較小。 記憶體池設計越開放，攻擊者可用的空間就越大，他們進行事務監控和順序操作的機會就越多。

同時，L2解決方案的交易量和交易規模也對MEV提取空間有顯著影響。 交易量大、交易規模大的L2提供了更多提取MEV的機會，因為在高流量環境下，交易更有利可圖，攻擊者榨取利潤的機會更多。 相反，交易量小、交易規模小的L2，MEV提取空間相對較小，因為機會本身很少。

L2 MEV 未來解決方案

區塊鏈技術的基本問題之一是如何實現真正的去中心化。 在L2中，問題的核心是去中心化排序器的實現，它關注交易順序的分佈方式。 這直接影響到區塊鏈系統的公平性、安全性和其他關鍵性能。 L2 的 MEV 問題實際上是交易排序權的衍生物。 目前，大多數L2是集中式排序器，MEV提取不透明，有兩個潛在的解決方案方向，一種是通過特定的機制實現排序器的去中心化，另一種是將排序權外包給第三方，由第三方構建排序方案。

去中心化排序器

• 區塊空間拍賣，通過競價分配排序權。 在這種機制中，參與者在特定時間段內公開競標一個區塊空間，然後有權對該區塊空間進行排名。 這種方法的優點是透明且具有競爭力，可以激勵參與者提供更合理的價格。 然而，不利的一面是，它可以產生“贏家的詛咒”，獲勝者實際上因過度競標而遭受損失。
• 隨機領導者選舉，通過從符合特定條件的參與者池中隨機選擇領導者來對領導者進行排序。 例如，來自那些質押了32 ETH的使用者，例如Starknet的隨機抽獎方法。 這種方法的優點是隨機性，可以減少不正當競爭的可能性，但缺點是參與者的能力和貢獻可能被忽視，缺乏競爭可能導致效率下降。
• PoW，其中音序器通過讓許多潛在的音序器競爭某個塊的構建，成為最有效或最快的競爭對手而獲勝。 這種方法的優點是鼓勵技術創新和高效運行，但缺點是會導致資源的大量浪費。 *經濟競爭是不同參與者競爭以獲得最佳經濟結果的方法。 比如根據區塊費來確定區塊的收錄順序，這種方式比較靈活，有很多設計空間，比如MEV再分配、MEV拍賣等，通過開放的經濟機制鼓勵大家建區塊。 這種方法鼓勵了市場的活力，但也有可能少數實體通過競爭優勢壟斷排名權。
• 公平排序是一種通過特定演演演算法直接對交易進行排序的方法，該演演演算法本質上是一種語言和網路。 公平排序的優點是通過調整交易順序來限制提取MEV值的能力，但缺點是公平排序下DAPP的性能會變差，公平排序的規則適用性不高。

去中心化排序器的實現不僅可以促進公平和透明，還可以提高整個系統的安全性。 然而，它也帶來了一系列挑戰，例如資源浪費和市場壁壘。 從未來的角度來看，所有L2都將轉向去中心化定序器，但就目前而言，出於效率和成本原因，大多數L2應保持集中式定序器。

將分揀權外包給第三方

*共用音序器，如Espresso和Astria。 他們專注於提供訂購服務，以特定方式組織訂購，連接到服務本身的鏈不需要考慮訂購。 這種方法的好處是它可以標準化和專業化排序器的工作，但它也可能引入影響去中心化程度的外部依賴關係。

• 從個人角度來看，共用序列器的方案其實是一個模組化的思想，但我們也應該認為，對於公鏈來說，建立可行的去中心化方案和機制進行區塊建設和交易排序，本身就是構建公鏈的一部分。 隨著模組化的興起，共用音序器可能會被廣泛使用。
• 通過組織跨鏈交互MEV拍賣，提供變相排序服務，如SUAVE。 SUAVE實際上是一個鏈，使用SUAVE的解決方案實際上是將區塊構建和記憶體池服務外包給SUAVE。
• SUAVE的特點包括：SUAVE本身不捕獲MEV（汽油費除外）;搜索者（在SUAVE上表達偏好）通過要求執行者接受其交易包（包括跨鏈交互MEV）來提取MEV;執行者還可以捕獲搜索者MEV的一部分（盡可能回饋給搜索者）。 這種方法的優點是通過公開市場優化資源配置，但缺點是可能會增加系統的複雜性，並可能在一定程度上降低去中心化水準。
• 砌塊建設外包給L1，即基於匯總（例如太鼓）。
• L1 構建了一個足夠去中心化的系統，可以擁有去中心化排序服務。 基於 Rollup 的 MEV 提取如下：MEV 自然流向乙太坊，加強 L1 的經濟安全性;L2 搜索者（創建 L2 交易包）和 L2 構建者（可以運行 mev-boost）也可以獲得 MEV 的份額;L2 搜索者如果監控乙太坊記憶體池、基於 Rollup 的記憶體池的狀態以及兩條鏈的狀態，也可以捕獲跨鏈交互 MEV 值。 這種方案比較可行，但缺點是上限不會超過目前的解決方案，乙太坊在目前的架構下有較大的MEV提取空間，如果把排序權交給L1，這不會改善MEV生態。

區塊提案工作外包給第三方，提供資源優化和風險分散，但它也對去中心化構成潛在威脅。

L2 MEV 資料

蜻蜓的數據分析師@hildobby創建了一個沙丘儀錶板來展示L2的一些MEV數據。

多邊形

對Polygon的三明治攻擊相對較少，大多數時候不到1%。 今年9月，它達到了2.3%左右的峰值。 在交易量方面，受夾心攻擊影響的交易量非常低。

三明治交易比率

三明治交易量

Polygon網路上的套利交易佔比較高，明顯大於三明治攻擊。

套利交易比率

套利交易量

仲裁

自 2023 年以來，仲裁區塊交易中三明治攻擊的比例已降至足夠低的水準。 從交易量來看，交易總量在數十億美元，而涉及夾心攻擊的交易量只有幾十萬美元，也非常小。 這可能與仲裁FIFO的交易整理有關。

三明治交易比率

三明治交易比率

與其他鏈相比，Arbitrum上的套利交易相對較小。 然而，與套利交易的夾心交易相比，套利交易的交易量仍然要大得多。

套利交易比率

套利交易量

樂觀

在樂觀主義方面，情況有所不同。 夾心攻擊在大宗交易中的比例一度高達62.7%，但由於在基岩升級中引入了類似EIP-1559的氣體機制，隨著時間的推移逐漸下降。 最近，三明治襲擊的比例已降至足夠低的水準。 在交易量方面，三明治攻擊的規模已經減少到幾千美元。

三明治交易比率

三明治交易量

樂觀方面，套利交易的比例在2%至4%之間，與去年相比呈下降趨勢。 套利交易量相對較低。

套利交易比率

套利交易比率

總結

總體而言，L2 Sequencer和MEV之間的關係對於ETH生態系統的發展非常重要。 目前，L2面臨的挑戰是確保公平透明的排序機制以防止MEV的提取，然而，L2解決方案的複雜性和多樣性帶來了許多挑戰，包括如何抵抗MEV，確保公平透明的排序機制等。 在這個階段，已經有一些可行的解決方案，如共用排序器，以及保護交易排序隱私的加密方法。

未來，實用的解決方案可能會更多地關注Sequencer的去中心化，以減少潛在的MEV提取空間。 同時，區塊生成也可以考慮外包給第三方，以提高整個網路系統的公平性和效率。 另一方面，跨鏈交互MEV的出現要求我們重新審視MEV的定義和重要性，並探索新的解決方案，如老虎機拍賣和鏈間調度器。 此外，未來的研究問題包括如何量化L2鏈上的MEV、PGA對L2的影響等，這些問題的解決將有助於進一步完善L2領域的MEV抗性策略。