Como consertar o problema MEV do Ethereum e dar aos comerciantes o melhor preço

À medida que a adoção generalizada ganha força e o número de transações Finanças descentralizadas (DeFi) explode, a comunidade Ethereum está debatendo uma controvérsia crescente: a melhor maneira de lidar com o problema do Valor Extraível do Minerador (MEV).

As disputas não são nenhuma surpresa, dado que nos últimos três anos, o valor total bloqueado (TVL) em aplicações DeFi passou de zero para US$ 54 bilhões hoje. Somente em 2021, o DeFi no Ethereum teve um aumento colossal em valor, aumentando 246% já em julho.

Dr. Friederike Ernst é diretor de operações da Gnosis.

Mas com o aumento do valor vêm as tentativas crescentes de exploração, como vimos com o aumento concomitante do MEV.

Definido em 2019Artigo Flash Boys 2.0por um grupo de pesquisadores da Universidade Cornell, MEV é “a medida do lucro que um minerador pode obter por meio de sua capacidade de incluir, excluir ou reordenar arbitrariamente transações dentro dos blocos que produzem”. Os mineradores podem explorar e lucrar com transações de front-running, back-running e sandwiching em qualquer bloco que mineram. Esses tipos de atividades não são bem recebidos pelos usuários de DeFi, pois se traduzem em custos mais altos para executar transações e têm uma chance maior de pagar por uma transação com falha.

À medida que o DeFi cresce e atrai uma adoção mais ampla, esses comportamentos afetam mais usuários e transações do que nunca e é improvável que sejam resolvidos pela transição do Ethereum de prova de trabalho (PoW) para prova de participação (PoS), de acordo com umrelatóriodo grupo de pesquisa Flashbots.

Por que o MEV é um problema

O MEV é realmente tão ruim para o Ethereum? Bem, depende de qual lado da cerca você está. Desde janeiro de 2020, os mineradores têm "extraído" quase 750 milhões de dólares em valor de usuários do Ethereum . Nos últimos 30 dias, esse número está próximo de US$ 94 milhões.

A extração de valor do tipo MEV, executada por mineradores que detêm o poder exclusivo de organizar transações dentro de um bloco, é endêmica devido ao design do mempool da Máquina Virtual Ethereum (EVM). Este elemento do design do mempool rendeu o apelido inspirado em Cixin Lin de “o floresta escura, um efeito colateral da arquitetura EVM que passa despercebido pela maioria dos usuários.

Em poucas palavras, cada transação no Ethereum enviada à cadeia é monitorada para verificar se há possibilidade de tirar vantagem dela. É na floresta escura que a comunidade Ethereum mainstream aprendeu que muitas vezes há uma relação adversa entre usuários e mineradores.

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A “floresta escura” do MEV dá origem a dois problemas interligados:

• Usuários de DeFi sofrem constantemente com todos os tipos de MEV, como ataques de front-running que acabam fazendo as transações dos usuários falharem mesmo que eles tenham pago para executá-las, ou ataques de back-running onde os usuários obtêm valor extraído de suas operações somente porque os mineradores estão em uma posição privilegiada.
• Mesmo quando uma transação tenta impedir uma possível exploração de protocolo, ela ainda pode levar a um problema maior porque a existência da transação em si sinaliza a fraqueza do protocolo para todos os outros.

Nem toda esperança está perdida.

Soluções de lote

O MEV não vai desaparecer a menos que projetemos componentes resilientes para os usuários. Infraestrutura crítica e ferramentas corretas para DeFi são necessárias para combater o problema. E tem que ser no nível dapp. A transição para proof-of-stake é uma solução improvável, pois mudar o protocolo CORE do Ethereum requer um nível muito alto de consenso (o que provavelmente não vai acontecer).

Existem várias maneiras pelas quais dapps ou usuários podem combater o MEV, mas a abordagem mais realista é ter um mecanismo de negociação (protocolo) que imponha leilões em lote. Leilões em lote, ou negociação em lote, é quando o livro de ordens de uma exchange processa ordens em um intervalo de tempo com o objetivo de executar todas as negociações dentro de um lote simultaneamente. Isso serve como um mecanismo de descoberta de preço para precificar corretamente pares de tokens com o mesmo preço de compensação para cada bloco.

Em Mercados tradicionais, leilões em lote são usados ​​durante a abertura do mercado para processar todos os pedidos feitos durante horas fora do mercado. Em DeFi, leilões em lote são úteis para executar várias transações simultaneamente no mesmo bloco.

Em um sistema onde mineradores ou validadores têm todo o poder de reorganizar transações, liquidações de leilões em lote podem tirar esse poder deles. Isso ocorre porque uma liquidação em lote força os mineradores a executar transações independentemente da ordem que eles têm. Com um leilão em lote com preços de compensação uniformes, a ordem das negociações não pode alterar os preços.

Leilões em lote permitem que dapps criados sobre um protocolo ofereçam aos usuários métodos de negociação aprimorados, como:

• Envio de pedidos sem gás ou quando os usuários enviam pedidos fora da cadeia por meio de mensagens assinadas
• Aplicação dos mesmos preços para todas as negociações que ocorrem ao mesmo tempo, mesmo que sejam de traders diferentes
• Ajudar os usuários a serem correspondidos diretamente uns com os outros – em um "coincidência de desejos"– sem depender de pools de liquidez externos de terceiros

Fora da cadeia, mais ganho

Enviar ordens off-chain por meio de mensagens assinadas é uma nova maneira de conduzir negociações que não era amplamente usada antes. Usuários de Dapp T precisam enviar ordens on-chain para que sejam válidas. Em vez disso, eles podem enviar ordens off-chain assinando uma transação com suas preferências de ordem (eles estão assinando uma mensagem com sua intenção de negociar).

Como os pedidos foram colocados off-chain, as transações não são enviadas para o mempool individualmente, até que sejam enviadas e liquidadas por meio da transação de liquidação de leilão em lote, todas de uma vez. Isso significa que elas podem ser liquidadas todas juntas em um único lote, o que aumenta a dificuldade de replicação e torna a reorganização das transações irrelevante porque todas as negociações têm o mesmo preço, independentemente do pedido.

Ao mesmo tempo, ordens off-chain podem permitir que um protocolo não dependa de rota de negociação, de modo que mesmo que um minerador consiga pegar as mensagens assinadas e tente tirar vantagem delas, isso seria irrelevante, pois o minerador não sabe contra qual pool AMM essas negociações serão liquidadas. Como o protocolo não força os usuários a ficarem vinculados a um caminho de negociação específico, ele pode se concentrar em atingir melhores preços em vez de executar transações mais rapidamente.

Leia Mais: Pontos válidos: MEV no ETH 2.0: O bom, o mau e o feio

Protocolos que têm mecanismos de determinação de preços baseados em leilões em lote com preços de compensação uniformes e coincidência de desejos (CoWs) podem oferecer aos seus usuários um nível de proteção MEV inigualável por qualquer outra forma de prevenção MEV desenvolvida até agora. (Coincidência de desejos é um fenômeno econômico em que duas partes detêm um item que a outra deseja, então elas trocam esses itens diretamente sem a necessidade de uma terceira parte fornecer liquidez para facilitar que a troca aconteça.)

Em um nível mais profundo, isso significa que se os protocolos usarem leilões em lote em vez de um design de market Maker de função constante, eles podem oferecer aos seus usuários a chance de liquidar negociações diretamente com base nos CoWs que podem ser encontrados. O protocolo pode, portanto, otimizar os preços de acordo com as diferentes ordens que recebe em cada lote, para que seja sempre capaz de dar o melhor preço aos traders enquanto os protege do MEV. Como mencionamos antes, os leilões em lote também podem permitir que um protocolo estabeleça preços de compensação uniformes, o que, junto com os CoWs, pode ajudar os usuários a serem protegidos do MEV.

Essa proteção vem do fato de que, como o protocolo combina as negociações sem liquidez externa on-chain. Em outras palavras, no caso de um COW, o protocolo não precisaria executar uma transação on-chain contra um Maker de mercado automatizado (AMM) para tornar as negociações líquidas.

Além disso, se nenhum CoW puder ser encontrado, preços de compensação uniformes dentro de um leilão em lote tornam a ordem das transações do leilão irrelevante porque todas as negociações do mesmo par de tokens recebem o mesmo preço de liquidação, removendo assim a possibilidade de os participantes do MEV terem a chance de extrair valor reorganizando as transações.

O MEV é um problema crescente para o Ethereum, mas pode ser mitigado. Protocolos focados em leilões em lote, com esses tipos de qualidades, podem ajudar o espaço do market Maker automatizado DeFi na luta contra o MEV. Cabe a nós, como comunidade, garantir que usaremos apenas os dapps que têm o interesse dos usuários em mente e que permitem que eles coordenem as negociações de uma maneira mais inteligente e eficiente.

Obrigado aAlex Vinyas & à equipe da Gnosis pelo feedback no desenvolvimento deste artigo de opinião.