Come risolvere il problema MEV di Ethereum e offrire ai trader il miglior prezzo

Mentre l'adozione su larga scala prende piede e il numero di transazioni Finanza decentralizzata (DeFi) aumenta vertiginosamente, la comunità Ethereum sta dibattendo su una controversia sempre più crescente: il modo migliore per affrontare il problema del valore estraibile dai miner (MEV).

Le controversie non sorprendono, dato che negli ultimi tre anni il valore totale bloccato (TVL) nelle applicazioni DeFi è passato da zero a 54 miliardi di dollari oggi. Solo nel 2021, la DeFi su Ethereum ha registrato un colossale aumento di valore, con un aumento del 246% già a luglio.

La Dott.ssa Friederike Ernst è direttrice operativa di Gnosis.

Ma con l’aumento del valore aumentano anche i tentativi di sfruttamento, come abbiamo visto con la crescita concomitante dei MEV.

Definito nel 2019Flash Boys 2.0 cartaceoda un gruppo di ricercatori della Cornell University, MEV è "la misura del profitto che un miner può realizzare attraverso la sua capacità di includere, escludere o riordinare arbitrariamente le transazioni all'interno dei blocchi che produce". I miner possono sfruttare e trarre profitto dalle transazioni front-running, back-running e sandwiching in qualsiasi blocco che estraggono. Questi tipi di attività non sono ben accolti dagli utenti DeFi in quanto si traducono in costi più elevati per l'esecuzione delle transazioni e hanno maggiori probabilità di pagare per una transazione fallita.

Man mano che la DeFi si espande e attira un'adozione più ampia, tali comportamenti influenzano più utenti e transazioni che mai e difficilmente saranno risolti dalla transizione di Ethereum dalla proof-of-work (PoW) alla proof-of-stake (PoS), secondo unrapportodal gruppo di ricerca Flashbots.

Perché MEV è un problema

MEV è davvero così dannoso per Ethereum? Beh, dipende da che parte della barricata ti trovi. Da gennaio 2020, i minatori hanno "estratto" quasi 750 milioni di dollari in valore dagli utenti Ethereum . Negli ultimi 30 giorni, quella cifra si è avvicinata a $ 94 milioni.

L'estrazione di valore di tipo MEV, eseguita dai minatori che detengono il potere esclusivo di organizzare le transazioni all'interno di un blocco, è endemica a causa del design del mempool della Ethereum Virtual Machine (EVM). Questo elemento del design del mempool ha guadagnato il soprannome ispirato a Cixin Lin "the foresta oscura, un effetto collaterale dell'architettura EVM che passa inosservato alla maggior parte degli utenti.

In poche parole, ogni transazione su Ethereum inviata alla catena viene monitorata per verificare se c'è la possibilità di trarne vantaggio. È nella foresta oscura che la comunità mainstream Ethereum ha imparato che spesso esiste una relazione conflittuale tra utenti e minatori.

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La “foresta oscura” dei MEV dà origine a due problemi interconnessi:

• Gli utenti DeFi subiscono costantemente tutti i tipi di MEV, come gli attacchi front-running che finiscono per far fallire le transazioni degli utenti nonostante abbiano pagato per eseguirle, o gli attacchi back-running in cui gli utenti ottengono valore estratto dalle loro operazioni solo perché i miner si trovano in una posizione privilegiata.
• Anche quando una transazione cerca di impedire un possibile exploit del protocollo, può comunque causare un problema più grande perché l'esistenza stessa della transazione segnala a tutti gli altri la debolezza del protocollo.

Non tutte le speranze sono perdute.

Soluzioni di dosaggio

MEV non scomparirà se non progettiamo componenti resilienti per gli utenti. Infrastruttura critica e strumenti corretti per DeFi sono necessari per combattere il problema. E devono essere a livello di dapp. La transizione alla proof-of-stake è una soluzione improbabile, poiché cambiare il protocollo CORE di Ethereum richiede un livello di consenso molto elevato (che molto probabilmente non accadrà).

Ci sono diversi modi in cui le dapp o gli utenti possono combattere MEV, ma l'approccio più realistico è quello di avere un meccanismo di trading (protocollo) che imponga le aste batch. Le aste batch, o trading batch, sono quando il libro degli ordini di un exchange elabora gli ordini in un intervallo di tempo con l'obiettivo di eseguire tutte le negoziazioni all'interno di un batch simultaneamente. Questo funge da meccanismo di ricerca dei prezzi per stabilire correttamente il prezzo delle coppie di token con lo stesso prezzo di compensazione per ogni blocco.

Nei Mercati tradizionali, le aste batch vengono utilizzate durante le aperture di mercato per elaborare tutti gli ordini effettuati durante le ore non di mercato. Nella DeFi, le aste batch sono utili per eseguire numerose transazioni contemporaneamente nello stesso blocco.

In un sistema in cui i minatori o i validatori hanno tutto il potere di riorganizzare le transazioni, i regolamenti delle aste in batch possono sottrargli tale potere. Questo perché un regolamento in batch obbliga i minatori a eseguire transazioni indipendentemente dall'ordine in cui si trovano. Con un'asta in batch con prezzi di compensazione uniformi, l'ordine delle transazioni non può alterare i prezzi.

Le aste in batch consentono alle dapp basate su un protocollo di offrire agli utenti metodi di trading migliorati, come:

• Invio di ordini senza gas, o quando gli utenti inviano ordini off-chain tramite messaggi firmati
• Applicazione degli stessi prezzi per tutte le transazioni che avvengono contemporaneamente, anche se provenienti da trader diversi
• Aiutare gli utenti a essere abbinati direttamente ONE loro, in un "coincidenza dei desideri"– senza dipendere da pool di liquidità esterni di terze parti

Fuori catena, più guadagno

L'invio di ordini off-chain tramite messaggi firmati è un nuovo modo di condurre il trading che non è stato ampiamente utilizzato in precedenza. Gli utenti Dapp T hanno bisogno di inviare ordini on-chain affinché siano validi. Piuttosto, possono inviare ordini off-chain firmando una transazione con le loro preferenze di ordine (stanno firmando un messaggio con la loro intenzione di fare trading).

Poiché gli ordini sono stati piazzati off-chain, le transazioni non vengono inviate al mempool individualmente, finché non vengono inviate e regolate in seguito tramite la transazione di regolamento dell'asta batch tutte in una volta. Ciò significa che possono essere regolate tutte insieme in un singolo batch, il che aumenta la difficoltà di replicazione e rende irrilevante la riorganizzazione delle transazioni perché tutte le negoziazioni hanno lo stesso prezzo indipendentemente dall'ordine.

Allo stesso tempo, gli ordini off-chain possono consentire a un protocollo di non essere dipendente dal percorso di trading, in modo che anche se un miner è in grado di raccogliere i messaggi firmati e cerca di trarne vantaggio, sarebbe irrilevante in quanto il miner non sa contro quale pool AMM verranno regolate quelle transazioni. Poiché il protocollo non obbliga gli utenti a essere vincolati a un percorso di trading specifico, può concentrarsi sul raggiungimento di prezzi migliori piuttosto che sull'esecuzione delle transazioni più velocemente.

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I protocolli che hanno meccanismi di determinazione del prezzo basati su aste batch con prezzi di compensazione uniformi e coincidenza dei desideri (CoW) possono offrire ai propri utenti un livello di protezione MEV senza pari rispetto a qualsiasi altra forma di prevenzione MEV sviluppata finora. (La coincidenza dei desideri è un fenomeno economico in cui due parti detengono ciascuna un articolo che l'altra desidera, quindi scambiano questi articoli direttamente senza la necessità di una terza parte che fornisca liquidità per facilitare lo scambio.)

A un livello più profondo, questo significa che se i protocolli utilizzano aste batch invece di un design market Maker a funzione costante, possono offrire ai loro utenti la possibilità di regolare le negoziazioni direttamente in base alle CoW che possono essere trovate. Il protocollo può quindi ottimizzare i prezzi in base ai diversi ordini che riceve in ogni batch, in modo da essere sempre in grado di dare il miglior prezzo ai trader proteggendoli al contempo da MEV. Come abbiamo detto prima, le aste batch possono anche consentire a un protocollo di stabilire prezzi di compensazione uniformi, che, insieme alle CoW, possono aiutare gli utenti a essere protetti da MEV.

Questa protezione deriva dal fatto che, poiché il protocollo abbina le negoziazioni senza liquidità esterna on-chain. In altre parole, in caso di COW, il protocollo non avrebbe bisogno di eseguire una transazione on-chain contro un market Maker automatizzato (AMM) per rendere liquide le negoziazioni.

Inoltre, se non viene trovato alcun CoW, i prezzi di compensazione uniformi all'interno di un'asta batch rendono irrilevante l'ordinamento delle transazioni dell'asta, poiché tutte le negoziazioni della stessa coppia di token ottengono lo stesso prezzo di regolamento, eliminando quindi la possibilità che gli attori MEV abbiano la possibilità di estrarre valore riorganizzando le transazioni.

MEV è un problema crescente per Ethereum, ma può essere mitigato. I protocolli incentrati sulle aste batch, con questo tipo di qualità, possono aiutare lo spazio dei market Maker automatizzati DeFi nella lotta contro MEV. Sta a noi come comunità assicurarci di utilizzare solo quelle dapp che hanno a cuore gli interessi degli utenti e che consentono loro di coordinare le negoziazioni in modo più intelligente ed efficiente.

Grazie aAlex Vinyas e al team Gnosis per il feedback fornito durante la stesura di questo articolo di opinione.