PoSにおける世界中のMEVの進化と影響
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PoSにおける世界中のMEVの進化と影響
本稿では、技術的な分析を通じて、MEVがもたらす課題と機会について理解を深めます。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察執筆：Bing Ventures
ブロックチェーンエコシステムにおいて、最大可抽出価値（MEV）は重要な研究分野となっている。これは技術的な実装にとどまらず、市場行動や経済的効果とも深く関連している。イーサリアムがプルーフ・オブ・ステーク（PoS）へ移行したことに伴い、MEVの概念は顕著な進化を遂げた。バリデータは今や新たなキープレーヤーとして、取引順序の制御だけでなく、さまざまな戦略を通じて利益を最適化する能力を持つようになった。この変化により、MEVの定義および異なる合意メカニズム下でのその振る舞いを再考する必要がある。
本稿では、技術的な分析を通じて、MEVがもたらす課題と機会を理解することを目指す。
MEVの変遷
最大可抽出価値（MEV）とは、マイナーやバリデータがブロック生成を通じてネットワークから抽出できる価値の総額であり、標準的なブロック報酬やガス料金を超える部分を指す。プルーフ・オブ・ワーク（PoW）環境下では、当初「マイナーが抽出可能な価値」として知られ、マイナーが取引の順序選択やブロックへの取り込み権を利用して利益を最大化していた。これには、財務的利益を得るために取引順序を操作するさまざまな戦略が含まれていた。
2022年にイーサリアムがプルーフ・オブ・ステーク（PoS）へ移行したことで、MEVの概念は拡張・発展した。「最大可抽出価値」という用語は、もはやマイナー（PoSではバリデータ）だけでなく、他のネットワーク参加者も価値を抽出できることを反映している。PoSにおけるバリデータは、PoW時代のマイナーと同様に、取引の順序を決定し、どの取引をブロックに含めるかに影響を与えることができる。
MEVの主要プレイヤー
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バリデータ／マイナー：取引の順序付けと取り込みに関する独占的権限を持ち、直接的にMEVを抽出できる。
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サーチャー：アルゴリズムやボットを使用して有利なMEV機会を特定する独立した参加者。通常、バリデータに対して高いガス料金を支払い、取引の優先的な取り込みを図る。これにより、間接的にMEVから利益を得る。
MEV抽出戦略
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フロントランニング（前取り）：mempool内で収益性の高い取引を検出し、より高いガス料金で自らの取引を先行処理させる手法。例えば、Flashbotsはユーザーとマイナーが事前に取引順序について合意できる市場を提供することで、このプロセスをより透明かつ公正にする試みを行っている。
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サンドイッチ攻撃：分散型取引所（DEX）における大口取引の前後に注文を配置し、価格を操作してスリッページから利益を得る悪質な戦略。これは元の取引者の財務結果に直接的な悪影響を与える。
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DEXアービトラージ：サーチャーが異なるDEX間のトークン価格差を利用。低い価格で購入し、高い価格で売却することで、市場価格の均衡を促進し、市場効率を高める。
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リキデーション（清算）：DeFiの貸借において、借り手は暗号資産を担保として預ける必要がある。返済不能となった場合、プロトコルは誰でも担保を清算し、清算料を受け取ることを許可している。MEVサーチャーは、誰が清算可能かを競い、自ら清算料を獲得しようとする。
市場規模：Cancunアップグレード後の新変化
MEV分野のリーダーであるFlashbotは、ユーザーとマイナーが事前に取引順序を合意できる市場を提供しており、MEVがよりバランスよく構造化された環境で行われるよう支援している。過去半年間の「インフラストラクチャー」分野を見ると、Flashbotは4月までの期間で優れた収益を記録し、12月の単一週では142.8万ドルの収益を上げ、他プロジェクトを大きく引き離した。これにより、MEV分野がかつて非常に収益性の高い領域であったことがわかる。しかし、3月のイーサリアムCancunアップグレード以降、Flashbotの収益は大幅に減少した。その理由は以下の通りである：
1. EIP-4844（プロトタイプシャーディング技術）:
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透明性と予測可能性の向上：データブロブ（blobs）の導入により、取引データの処理方式が変更され、ネットワークが大量データをより効率的かつ予測可能に処理できるようになった。この変化により、取引遅延や再順序化を悪用するMEV機会が減少した。
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ネットワーク効率の向上とガス費用の低下：このEIPは大量データを効率的に保存する方法を提供し、大規模データ処理取引のガス料金を削減した。これにより、大規模データを扱うMEV戦略のコストは下がったが、取引処理速度の向上により競争も激化した。
2. EIP-1559（料金市場改革）:
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透明性と予測可能性の向上：ベース料金とプライオリティ料金の導入により、ネットワークトランザクション料金の予測性と安定性が向上し、取引料金の操作によるMEV機会が減少した。
3. EIP-2929（特定オペコードのガスコスト増加）:
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実行コストの上昇：特定のスマートコントラクト操作のガスコストを増加させたことで、マルチステップアービトラージやコントラクト相互作用など、複雑なスマートコントラクト連携に依存するMEV戦略に直接的な影響を与え、それらを高価で魅力のないものにした。
出典: EigenPhi MEV
業界動向としては、5月17日までの7日間で、DEXアービトラージによる利益はサンドイッチ攻撃の約2倍。一方、取引量ではサンドイッチ攻撃が圧倒的に多く、DEXアービトラージの約7倍に達している。DEXアービトラージの利益／取引量比率は約14%と、サンドイッチ攻撃の0.01%を大きく上回っている。よって、DEXアービトラージが業界で最も収益性の高い操作であると結論づけられる。
出典: jhackworth
Uniswapはアービトラージ取引量が最も高いDEXであり、その流動性プールにおけるアービトラージ状況を分析することで、DEX全体のアービトラージ状況を把握できる。
出典: OP Crypto
チェーン上の取引視点から見ると、UniswapにおけるMEVの取引量の割合は極めて顕著である。
業界マップ：上流・中流・下流の主要プレイヤー
出典: OP Crypto
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上流：取引の署名とブロードキャスト。
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中流：取引の順序付けとMEV機会の発見。
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下流：ブロック提案と検証、MEV抽出の完了。
上流 上流には主にRPCプロバイダーが含まれ、取引の署名を行い、署名済みの取引をローカルからネットワーク全体にブロードキャストする。これらの操作は通常、ユーザーまたは任意の発信者によって提出され、最初はパブリックmempoolに含まれる。上流段階の主なタスクは取引の生成とブロードキャストである。
中流 中流は公開またはプライベート環境でのブロック構築を担当する。この段階で、ブロックプロデューサー（バリデータやブロックビルダー）はmempoolから取引を選択し、自身の好みに応じて順序付けとパッケージングを行う。利益を最大化するために、ブロックプロデューサーは通常、ガス料金の高さに基づいて取引順序を決定する。また、アービトラージなどのMEV機会を自ら探求し、MEV利益の分配方法を決定する。例えば、サーチャーの取引をコピーして操作を審査し、自ら取引を実行したり、サーチャーがガス料金を調整してチェーン上位の位置を競うことを許可したりする。中流段階のキーアクティビティは取引の順序付けとMEV機会の発見・活用である。
下流 下流は主に新区塊の提案と検証を担当し、ユーザーの取引およびMEV抽出取引がネットワークコンセンサスによって承認され、最終的にMEV収益を得ることを保証する。バリデータはこの段階で重要な役割を果たし、CEX、流動性ステーキング、機関ステーキング、個人ステーキングなど多様なルートから参加できる。下流段階の核となるタスクは、順序付けされた取引をブロックにパッケージングし、ネットワークコンセンサスメカニズムを通じて最終的に取引を確定させ、MEV抽出プロセスを完遂することである。
出典: ChainLink
サーチャー
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複雑な独自アルゴリズムを用いたコードを記述し、mempool内でMEV機会を識別する。
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パブリック取引プールおよびMEVプロジェクトのプライベート取引プールを監視する。
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他のサーチャーと競い合い、「トランザクションバンドル」をブロックビルダーに提出し、最大支払可能なガス料金を添付する。
ブロックビルダー
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リアルタイム市場で競争し、バリデータに代わってブロックを構築する。
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サーチャーからの取引を受け入れ、最も収益性の高いバンドルを選択し、MEVツール（MEV Boost、Flashbotなど）を通じて中継者にブロックを送信する。
リレーヤー
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ブロックビルダーとプロポーザー（バリデータ）の中間として機能し、バリデータがブロックスペースを提供できるようにする。
業界の最新動向
ここ数ヶ月を振り返ると、MEVはさまざまな分野で顕著な成果を挙げている。たとえば、Flashbotsは革新的な市場構造を通じて、高透明性かつ構造化された環境下でのMEVの可能性を示した。イーサリアムのCancunアップグレードによりFlashbotsの収益が減少したものの、その背景にはネットワーク効率の向上と新プロトコルの導入があり、これはMEV戦略が適応と進化を続ける動的な特性を反映している。
MEVの将来の発展においては、GnosisのAgnostic RelayやAutomata NetworkのConveyorといった新しいプロジェクトや技術が次々と登場し、異なる技術・市場条件下でMEVの課題に対処する新たなアプローチを示している。さらに、SUAVEはクロスチェーン統一mempoolを提供し、クロスチェーンMEV問題の解決に向けた革新的なアイデアを提示している。これらはすべてMEV研究に新たな視座を提供している。
Gnosis
Gnosis傘下のAgnostic Relayは、イーサリアムネットワーク上でMEV Boostリレーを提供するオープンソースツールであり、誰もがブロック構築と生成に参加できるようにする。その設計と実装はGnosisコミュニティの知識と経験に依拠しており、Flashbotsチームの支援と貢献も受けている。
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中立的なブロック構築／生成：Agnostic Relayは、提出されたすべての取引がフィルタリングなしに検証されることを保証する。この中立性は、ブロックチェーンの非中央集権性と検閲耐性を維持するために極めて重要である。
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Flashbots MEV-Boostリレーのフォーク：Agnostic RelayはFlashbots MEV-Boostリレーのフォークであり、Flashbotsチームとコミュニティの深い知識と積極的なサポートを組み合わせることで、技術的・実用的な信頼性を確保している。
AutoMeta
Automata Networkはモジュール型の証明層であり、TEE（Trusted Execution Environment、信頼できる実行環境）協处理器を通じてマシンレベルの信頼性をイーサリアムに拡張する。イーサリアムはこのネットワーク内でグローバル検証器として機能し、ハードウェアとソフトウェアコンポーネントを横断する非中央集権的な証明ネットワークをアンカーする。
MEV保護（Conveyor）:
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Conveyorは取引の転送順序を確定することで、マイナーによる取引の再順序化を防ぎ、「サンドイッチ攻撃」を防止する。ベルトコンベアのように取引を適切に順序付け、ユーザーを悪意ある操作から守る。
ガバナンスプライバシー（Witness）:
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Witnessは、ユーザーが身元を明かすことなく提案や投票を行うことを可能にする。ゼロガスでトークン保有者に参加を奨励。シンプルなインターフェースから提案を提出し、コミュニティメンバーに投票を招待でき、投票はプライベートリレーヤー経由で送信され、提案作成時に選択されたプライバシーレベルに応じて結果が表示される。
Eden
Eden Networkは複数の製品を通じてイーサリアムエコシステムに保護と支援を提供し、MEVの悪影響を軽減するとともに、バリデータ、ビルダー、サーチャーの収益向上のためのツールとデータを提供している。
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Eden RPC：一連のエンドポイントで、悪意あるMEV攻撃（フロントラン、サンドイッチ攻撃）からイーサリアムユーザーを保護。より安全な取引環境を提供し、MEVによる余分な費用負担を軽減する。
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Eden Relay：イーサリアムバリデータとビルダーの収益を最大化するためのツール群。最適化されたブロック構築・提案プロセスを提供し、バリデータとビルダーの収益を増加させる。
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Eden Bundles：高度なMEVサーチャーがトランザクションバンドルをビルダーネットワークに提出できるエンドポイント。より効率的なMEV抽出手段を提供し、サーチャーとビルダーの収益を高める。
Edenの製品更新として、0xProtect、Eden Public Data、Ethereum Mempool Streaming Serviceの3つがある。
0xProtect:
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機能：オンチェーンのOFAC制裁リストを管理し、ブロック生成関係者が制裁対象ウォレットアドレスを含む取引を自動的にフィルタリングできるようにする。
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動作原理：スマートコントラクトレジストリを通じて、制裁リストをリアルタイムで更新・管理し、すべての取引がOFAC制裁要件を満たすことを保証。関係者はこのレジストリに直接アクセスし、不正な取引を自動的にフィルタリングできる。
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利用シーン：MEVサーチャー、ブロックビルダー、リレーヤー、バリデータが0xProtectを活用し、業務が規制要件を満たすことを確認し、法的・監督リスクを回避できる。
Eden Public Data:
機能：BigQueryに保存された一連のパブリックデータセットを提供し、多様なデータ抽出・読み込み（ETL）プロセスをサポート。
主なデータセット:
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MEV-Boost:
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MEV-Boost Bids：MEV-Boostエコシステムのリレーヤーから収集されたビルダーの入札データ。
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MEV-Boost Payloads：MEV-Boostエコシステムのリレーヤーから収集されたペイロードデータ。
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Flashbots:
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Mempool Dumpster：Flashbots Mempool Dumpsterで検出された取引。
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MEV-Share：Flashbots MEV-Shareで検出された取引。
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Gnosis:
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MEV Blocker：Gnosis MEV Blockerで検出された取引。
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Ethereum Auxiliary:
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Tags by Pubkey：イーサリアム公開鍵のタグ情報。
Ethereum Mempool Streaming Service：ブロックビルダー、MEVサーチャー、dAppsにリアルタイムの取引データストリームを提供し、ブロックおよび取引バンドルの構築プロセスを最適化することを目指す。
1. リアルタイムデータストリーム:
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リアルタイム取引データストリームを提供。ユーザーはイーサリアムのパブリックmempool内の保留中取引を即座に取得できる。
2. 豊富なデータポイント:
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数千の取引データポイントを提供。取引ハッシュ、送信者、受信者、取引金額、ガス価格など。
3. ブロック構築の最適化:
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リアルタイムアクセスと豊富なデータポイントにより、ユーザーがより優れたブロックおよび取引バンドルを構築できるよう支援。
CoW Protocol
MEV BlockerはCoW DAOが開発したもので、フロントランやサンドイッチ攻撃を阻止することでイーサリアム取引を保護する。このプロジェクトはRPCエンドポイントを通じて取引をサーチャーmempoolに送信し、サーチャーが追跡機会を入札し、得られた利益をユーザーと共有する仕組みになっている。
RPCエンドポイント:
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機能：RPCエンドポイントを提供し、イーサリアム取引をフロントランやサンドイッチ攻撃から保護。
サーチャーmempool:
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機能：取引はRPCエンドポイントを通じてサーチャーmempoolに送信され、サーチャーが追跡機会を入札。
利益分配メカニズム:
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機能：サーチャーが取引の追跡に成功した場合、得られた利益をユーザーとサーチャーで90対10の比率で分配。
SUAVE (Flashbot)
SUAVEはFlashbotsが提唱する新モデルで、現在のMEV抽出におけるクロスチェーンMEVやビルダーの中央集権化といった課題の解決を目指す。SUAVEはlayer-0ブロックチェーンを創出し、複数のブロックチェーンネットワークの共通mempoolとしてクロスチェーン統一を実現する。
好みの提出:
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機能：ユーザーは具体的な取引ではなく、「好み」を提出。これは特定の条件に基づいて設定可能で、複雑さも様々。
クロスチェーン統一mempool:
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機能：SUAVEはlayer-0ブロックチェーンとして、複数のブロックチェーンネットワークを横断する統一mempoolを構築。これにより、クロスチェーンMEV問題を効果的に解決し、クロスチェーン取引の公平性と透明性を高める。
MEVの未来：技術から倫理への融合
MEV抽出の透明性はその利点であると同時に、潜在的なリスクでもある。将来、ブロックチェーン技術は透明性と操作防止の間に新たな均衡を見出す必要がある。より複雑なゼロ知識証明（ZKP）技術を採用することで、検証前まで取引を匿名に保ちつつその正当性を確保できる。これにより、ユーザーのプライバシーを保護しつつ、悪意ある操作を防止し、ネットワークの公平性を維持できる。
スマートコントラクトと機械学習の融合
スマートコントラクトの自動化と機械学習の結合は、MEV抽出の将来の方向性である。スマートコントラクトは市場データをリアルタイムで分析し、機械学習アルゴリズムを活用して最適な取引戦略を予測できる。この動的調整能力はMEV抽出の精度を著しく高める。例えば、リアルタイム市場データを組み合わせることで、スマートコントラクトは取引順序を自動調整し、利益を最大化できる。
クロスチェーンMEVの可能性と課題
クロスチェーンMEV抽出はまだ完全には開拓されていない分野であり、巨大な可能性を秘めている。CosmosやSolanaのような新しいクロスチェーンプロトコルを開発することで、異なるブロックチェーンネットワーク間でのMEV抽出が可能になる。このようなクロスチェーンソリューションは、MEVの柔軟性と適用範囲を高めるだけでなく、ブロックチェーンエコシステムの相互運用性を促進する。しかし、これにはクロスチェーン取引の安全性や効率性といった新たな課題も伴い、革新的な技術手段によって解決する必要がある。
動的MEV市場の台頭
将来的なMEV市場はさらに動的かつ複雑になる。AIとビッグデータ解析技術を活用することで、市場トレンドや取引行動をリアルタイムで捉え、MEV抽出戦略を動的に調整できる。例えば、機械学習アルゴリズムで過去の取引データを分析し、将来の市場変動を予測することで、より効果的なMEV抽出戦略を策定できる。この動的市場の台頭は、既存のMEVエコシステムを根本から変え、よりスマートなものにしていくだろう。
インセンティブメカニズムの最適化
より多くの参加者を惹きつけ、ネットワークの健全な発展を維持するためには、経済的インセンティブメカニズムを常に最適化する必要がある。新しい報酬モデルや分配メカニズムを導入することで、すべての参加者がMEVから公平に利益を得られるようにする。また、MEV保護サービスの提供やMEV最適化ツールの開発といった新しいビジネスモデルを探ることで、エコシステム全体の価値を高めることができる。これはネットワークの長期的安定を維持するのに貢献する。
MEVは単なる技術的問題ではなく、倫理的配慮を要する複雑な分野である。技術革新を進めながら、その倫理的影響を深く考える必要がある。例えば、新技術を開発する際には、それが市場の不公平を引き起こさないよう注意を払い、ブロックチェーンネットワークの透明性と公正性を守らなければならない。PoSシステムでは、バリデータが取引順序を制御してMEVを抽出できるため、ネットワークの中央集権化や不公平が生じる可能性がある。これを解決するためには、動的なバリデータ選択や評判に基づく報酬システムといった新しいメカニズムを模索すべきだ。より多くのランダム性と多様なインセンティブ措置を導入することで、ネットワークの非中央集権性と公平性を確保できる。
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