什么是最大可提取价值（MEV）？

虽然区块链总体上承诺建立一个公平、无需许可且去中心化、能将价值回馈给用户的金融系统，但某些趋势正在威胁这一承诺。其中之一便是最大可提取价值（Maximal Extractable Value，MEV），指的是区块链网络中的出块方通过对区块内交易进行包含、排除或重新排序来从用户身上提取利润的能力。

本文将解释当前 MEV 的动态、它对用户和 Ethereum 的影响，以及在合并后的 Ethereum 环境中，MEV 与 MEV-Boost 接下来的发展方向。

什么是 MEV？

最大可提取价值（MEV）关乎的是那些在区块链网络中负责生产区块的实体，凭借其对区块内交易进行包含、审查或重新排序的能力所获得的（潜在）利润。

MEV 这一概念——尤其是在智能合约平台（如 Ethereum）的语境下——最早出现于 Ari Juels 等人于 2019 年发表的研究报告 Flashboys 2.0 中。研究人员展示了 MEV 动态在现实中的运作方式，并详细描述了它对用户及区块链本身造成的影响。此后，MEV 领域已发展成为一个价值数百万美元的产业，促使区块链研究人员加大力度应对这一趋势。

“Miner Extracted Value”是最初用来描述这一概念的术语，但后来被弃用，部分原因是 Ethereum 转向了权益证明（Proof-of-Stake）机制——由质押代币的验证者而非解决工作量证明问题的矿工来生产区块。

MEV 是许多区块链所采用设计的副产品——在这些设计中，矿工/验证者既负责构建区块，又负责将其提议添加至链上。为了构建新区块，节点会收集存储在内存池（mempool）中的交易，内存池是交易在被添加至链上之前暂存的位置。

然而，区块链并不对区块的内容（即交易）或区块内交易的排序强制施加规则。出块方可以任意地包含、排除或重新排序交易，不受限制。作为理性的经济行为者，出块方往往会根据发送方愿意支付的交易费用来决定交易的包含、排除与排序——这正是 MEV 发展成为一个数百万美元产业的原因。

MEV 是如何运作的？

出块方及区块链网络中的其他行为者会利用各种系统性的低效之处和机会来获取利润。

这些 MEV 利润往往是以普通用户为代价获取的，因为普通用户的交易必须先经过公开内存池才能被执行。在公开内存池中，可能发生以下两种情况：

1. 出块方截取该价值

出块方可以拒绝处理该交易，导致交易者错失机会。出块方也可以选择自己截取该机会，方法是复制该交易的细节、创建一笔类似交易并将其纳入区块。

2. 另一个 MEV 机器人发起竞价战

另一名交易者（或交易机器人）监视内存池，可以复制该交易细节，并以更高的 gas 价格向内存池发送类似交易，使出块方优先执行自己的交易。原发送方可能会随之提高交易费用，从而引发某种竞价战（正式称为优先 gas 拍卖，Priority Gas Auction）。

假设上述套利机会的纯利润价值为 1,000 美元（即出块方可提取的 MEV 总额）。这是因为出块方最终决定该交易在区块中的位置及是否被纳入。如果出块方决定不截取该机会，交易者的利润则等于可提取 MEV 总额与支付给出块方用于处理交易的费用之间的差额。

为什么 MEV 是一个问题？

MEV 会引发多种问题，包括对交易者发起攻击、推高全网交易费用、使网络过载，并可能对区块链安全产生负面影响。下面我们逐一探讨。

1. MEV 可能导致针对交易者的“抢跑”（frontrunning）攻击

抢跑是指某实体从内存池中复制一笔交易，并向出块方支付更高的 gas 费用，以贿赂对方使自己的交易排在原交易之前被纳入。或者在最坏的情况下，出块方直接截取该交易机会并审查掉原始交易。

抢跑会导致“滑点”（即预期获得的代币数量与实际获得数量之间的差额）。例如，交易者 A 在分析当前代币价格后进行一笔兑换或买入订单，但交易者 B 抢先执行该交易，在交易者 A 的交易得以执行之前引发价格变动。

这要么会减少交易者 A 最终获得的代币数量，要么导致交易失败——如果其资金在价格已变动的情况下无法买到预期数量的代币。这不仅给交易者带来糟糕的使用体验，也违背了 DeFi 让所有用户公平获取价值的初衷。

2. MEV 可能推高交易费用并造成网络过载

MEV 相关交易的另一个影响，是它们对全网交易费用施加的压力。由于 MEV 机会利润丰厚，交易者和机器人被激励通过支付高额 gas 价格来表明自己希望交易被优先纳入区块。gas 价格的上涨同样会影响普通用户，他们必须与套利者竞价，否则就要承担交易被延迟的风险。

此外，优先 gas 拍卖（PGA）涉及交易者/交易机器人多次发送同一笔交易，这增加了在点对点网络中传播的交易数量。这会影响节点运营者，因为他们必须投入更高的带宽以应对增加的消息开销。

3. MEV 可能影响区块链的安全性、无需许可性与去中心化程度

如果矿工或验证者开始审查交易并截取 MEV 机会，公共区块链的去中心化程度可能会受到威胁。MEV 还可能助长“暗池”的扩散——这是一种由出块方运营的许可型内存池，出块方会直接与交易者分享 MEV 利润。暗池可能破坏 Ethereum 的无需许可特性，并导致中心化。

但更重要的是，MEV 对区块链的安全性也有影响。

Flashboys 2.0 论文中提到的一个与 MEV 相关的安全隐患是针对截取 MEV 利润的“时间大盗攻击”（time-bandit attacks）。下面说明这种攻击的运作方式。为简化起见，我们将出块方称为矿工，但他们也可能是验证者。

• Bob 和 Charlie 是 Ethereum 中的两名矿工。
• Bob 挖出了区块 A，其中包含一笔价值 5,000 美元 MEV 利润的交易，随后又挖出了区块 B。
• Charlie 没有在 Bob 的区块之上继续构建，而是秘密地重新挖出区块 A，并插入一笔为自己截取该 MEV 的交易。
• Charlie 同时也重新挖出区块 B，并额外挖出一个区块 C，使自己的链比 Bob 的更长。
• Charlie 将新生产的区块广播给网络中的其他节点，从而引发链重组。
• PoW 区块链遵循“最长链规则”（即区块数量更多的链被视为有效链）。
• Charlie 的链现在取代了 Bob 的链。
• Bob 之前的区块就此“消失”。

时间大盗攻击不仅威胁到区块链中**最终性（finality）**的概念，还可能导致共识出现崩溃。如果有多个矿工触发链重组，其他节点将很难判断哪条链是正确的——如上例所示，“最重链”规则并不总能足以判定一条链的有效性。

MEV 有哪些好处？

尽管 MEV 带有负面含义，但它并非总是有害的。例如，套利交易者能确保用户——尤其是在去中心化交易所上——获得资产的最优价格，同时自己也从中获利。

如果某个代币在某个 DEX 上定价过低，一笔大额卖单会使其挂牌价格上涨；如果代币定价过高，一笔大额卖单则会拉低其估值。如果没有交易者去发现各去中心化交易所之间的价格差异，DeFi 市场就会缺乏效率。

什么是 MEV-Boost？

MEV-Boost 是由 Flashbots 团队开发的一种解决方案，旨在为 Ethereum 转向权益证明共识机制（即The Merge）做准备，帮助缓解 MEV 带来的中心化压力。

研究人员希望 MEV-Boost，以及未来的提议者-构建者分离（Proposer-Builder Separation）和 danksharding，能够帮助缓解 MEV 对 Ethereum 无需许可性和去中心化所构成的实际威胁，并进一步帮助降低用户的 gas 费用和网络拥堵。