MEV 생태계 분석: 이더리움 머지 이후 수익률과 생태계의 진화
글: 십사군
이더리움 머지 이후 1년 동안 MEV-Boost의 시장 점유율은 안정적으로 90%를 유지해 왔다. 이는 현재 10억 달러의 평가를 받고 있는 Flashbots의 성과이며, 오늘날 MEV의 복잡성은 극도로 높아졌으며 사용자가 아닌 역할만 하더라도 Searcher, Builder, Relayer, Validator, Proposer 등 다양한 참여자들이 12초라는 짧은 블록 생성 시간 안에 서로 얽히고설킨 이해관계 속에서 경쟁하며 각자의 최대 수익을 추구하고 있다.
본문은 MEV 도입 전후의 수익률 변화를 비교하고, 머지 이후 MEV의 생애주기를 정리하며 최신 주요 문제들에 대한 필자의 견해를 공유하고자 한다.
筆者는 이전 연구《UniswapX 프로토콜 해설》에서 UniswapX의 운영 흐름과 수익 출처를 정리하면서, 그가 대항하여 사용자에게 배당하는 수익의 구체적인 수익률을 완전히 묘사하고자 했다(본질적으로 실시간 거래 손실을 감수하고 더 나은 교환 가격을 얻는 것임).
따라서 최근笔者는 여러 유형의 MEV와 다수의 데이터 출처를 상세하게 분석하여 이더리움 머지 전후의 MEV 수익 상황을 계산하였으며, 전체 추론 과정은 리서치 보고서《이더리움 머지 1주년 후 MEV 구조》에서 확인할 수 있다. 아래는 일부 데이터 결론을 발췌한 것이다:
1. 머지 이후 MEV 수익 급감
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머지 이전 1년간 MEV-Explore 기준 평균 수익은 22MU/M(21년 9월부터 22년 9월 머지 직전까지, 수치에는 Arbitrage 및 liquidation 모드 포함);
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머지 이후 1년간 Eigenphi 기준 평균 수익은 8.3MU/M(22년 12월부터 23년 9월 말까지, 수치에는 Arbitrage 및 Sandwich 모드 포함).
최종 수익 변화 결론은 다음과 같다:
상기 통계 자료에서 MEV에 속하지 않는 해킹 사건을 제외하면, 전체 수익률은 62%나 크게 하락했다.
주의할 점은 MEV-Explore의 통계는 사실 샌드위치 공격 데이터를 포함하지 않지만 리퀴데이션 수익은 포함하고 있으므로, 순수한 Arbitrage만 비교한다면 하락폭은 더욱 클 수 있다.
보충 설명: 서로 다른 플랫폼의 통계 방법에 차이가 있어(CEX의 아비트리지도 포함되지 않고 모델이 혼합됨) 거시적 검증은 가능하나 절대적 정확성은 보장할 수 없으며, 부록 링크 참조 바람.
머지로 인해 체인상 MEV 수익이 폭락했는가? 이를 판단하기 위해선 머지 전후의 MEV 프로세스를 살펴볼 필요가 있다.
2. 전통적 MEV 모델
사실 'MEV'라는 용어는 쉽게 오해를 불러일으킨다. 많은 사람들이 이를 마이너가 추출하는 가치라고 생각하기 때문이다. 그러나 실제로 현재 이더리움 상의 MEV는 DeFi 트레이더들이 다양한 구조적 아비트리지 전략을 통해 포착하는 것이며, 마이너는 이러한 트레이더들의 거래 수수료로부터 간접적으로 수익을 얻을 뿐이다.
고전적인 MEV 입문서《어두운 숲에서 벗어나기(Escaping the Dark Forest)》의 핵심 개념은 체인 상에 매우 영리한 해커들이 스마트 계약의 취약점을 계속해서 파고들고 있다는 점이다. 하지만 그들이 취약점을 발견하더라도 또 다른 딜레마에 빠지게 되는데, 바로 어떻게 수익을 얻으면서도 다른 사람에게 선점당하지 않을 것인가 하는 문제이다.
왜냐하면 그의 거래 서명은 이더리움 메모리풀(Mempool)로 전송되어 공개적으로 전파되며, 채굴자에 의해 정렬된 후 블록에 포함되기 때문이다. 이 과정은 단 3초 또는 몇 분밖에 걸리지 않지만, 이 짧은 시간 동안에도 수많은 사냥꾼들이 그 거래 내용을 주시하며 다시 시뮬레이션하고 분석할 수 있기 때문이다.
해커가 무지하다면 직접 실행하여 수익을 얻는 방식을 선택할 것이고, 그러면 다른 사냥꾼들에게 고가에 선점당할 것이다.
반대로 해커가 영리하다면 이 글의 저자처럼 내부 거래(internal transaction)를 활용해 최종 수익 거래 로직을 숨기는 방식을 선택할 수 있지만, 결국《Escaping the Dark Forest》에서 성공한 것처럼 되지는 못하고 여전히 선점당한다.
이는 사냥꾼들이 체인상의 부모 거래뿐만 아니라 모든 자식 거래까지 분석하고 시뮬레이션을 통해 수익을 추정함을 의미한다. 더 나아가 게이트웨이 계약의 배포 로직까지 탐지하여 똑같이 재현하는 것도 가능하며, 이 모든 과정이 단 몇 초 만에 자동으로 이루어진다는 것이다.
소위 어두운 숲이라 함은 단지 이 정도가 아니다
筆者는 이전에 BSC 노드를 테스트하면서, 많은 수의 떠돌이 노드들이 P2P 연결은 수용하지만 TxPool 데이터를 외부로 전달하지 않는 것을 발견하였다. 또한 노드가 노출한 IP를 보면, 이들이 BSC의 주요 핵심 블록 생성 노드들을 에워싸고 있다고 볼 수 있다.
동기에 있어서, 이들은 P2P 연결을 점유하면서도 데이터를 제공하지 않음으로써 백리스트 내 노드들끼리만 정보를 공유하게 만들며, 이를 통해 리소스 규모를 활용해 MEV 수익률을 높이고자 한다. BSC는 표준적으로 3초마다 블록을 생성하는데, 일반 사용자가 거래 정보를 늦게 알수록 적절한 MEV 전략을 도출하는 것도 늦어지고, MEV 거래를 패키징해야 할 때도 지연이 발생한다. BSC는 슈퍼노드 방식이므로 지리적으로 이미 BSC의 주요 MEV 참여자들을 에워싸고 있는 위치에 있기 때문에 지연 면에서도 유리하다.
슈퍼노드에 의한 포위뿐 아니라 거래소 서버 역시 마찬가지로 포위될 수 있으며, CeFi와 DeFi 사이의 아비트리지 차이가 크기 때문에 오히려 거래소 자체가 가장 큰 아비트리지 봇이라고 볼 수 있다. 초기 웹2에서 티켓팅이나 한정판抢购 장면과 매우 유사하게, 회색 산업은 미리 서버 근처에 매복하고 DoS 공격을 통해 일반 사용자의 정상 활동을 억제한다.
결국 전통적 거래에서도 어두운 숲 같은 은밀한 경쟁이 존재하지만 비교적 명확한 수익 모델을 갖추고 있었으나, 이더리움 머지 이후 복잡한 시스템 아키텍처가 기존의 MEV 모델을 빠르게 깨뜨렸으며, 두뇌 효과가 점점 더 두드러지고 있다.
3. 머지 이후의 MEV 모델
이더리움 머지는 합의 메커니즘을 PoW에서 PoS로 전환하는 업그레이드를 의미하며, 최종적인 머지 방안은 기존 인프라를 최소한으로 재사용하면서 동시에 블록 생성 결정의 합의 모듈을 독립적으로 분리하는 것을 기준으로 결정되었다.
PoS에서는 매 12초마다 하나의 블록이 생성되며, 이전의 변동 값과 달라졌다. 블록 채굴 보상은 약 90% 줄어들어 2 ETH에서 0.22 ETH로 감소했다.
이는 MEV에 매우 중요한 의미를 가진다. 다음 두 가지 이유 때문이다:
1. 이더리움 블록 생성 간격이 안정화되었다. 이전처럼 3~30초 사이의 상대적으로 불규칙하고 무작위적인 상태가 아니라, MEV 관점에서 보면 장단점이 공존한다. Searcher는 약간의 수익이 나는 거래를 발견하자마자 즉시 보내야 하는 부담이 줄었고, 대신 더 좋은 거래 묶음을 계속 축적하여 블록 생성 직전에 검증자에게 제출할 수 있게 되었다. 그러나 동시에 Searcher들 사이의 경쟁은 더욱 치열해졌다.
2. 마이너 보상 감소로 인해 검증자들이 MEV 거래 경매를 더 적극적으로 수용하게 되었으며, 이로 인해 단 2~3개월 만에 MEV의 시장 점유율이 90%에 도달했다.
3.1 머지 이후 거래 생명주기
머지 이후에는 Searcher, Builder, Relay, proposer, Validator 등 다양한 역할이 개입되며, 이 중 후자는 PoS 시스템 내 시스템 역할이고, 전자는 MEV-boost를 통해 블록 생성 책임과 정렬 작업을 분리하는 구성 요소이다.
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Searcher: 탐색자로서 메모리풀 내에서 수익성이 있는 거래를 찾아내며, 여러 거래를 묶어 지역적 묶음(Bundle) 형태로 Builder에게 제출한다.
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Builder: 다양한 Searcher가 보낸 Bundle 거래 묶음을 수집하여 수익성이 높은 거래 시퀀스를 선택한다. 여러 번들의 조합이 가능하며, 자체적으로 재구성할 수도 있다.
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Relay: 중립적인 인프라로서 거래 묶음의 유효성을 검증하고 수익을 재계산하며, 여러 블록 시퀀스 묶음을 제시한 후 검증자가 선택하여 패키징하도록 한다.
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proposer 및 Validator: 머지 이후의 이더리움 Miner로서, Relay가 제시한 최대 수익 거래 묶음을 선택하여 블록 생성 작업을 완료하며, 합의 보상(블록 보상)과 실행 보상(MEV+팁)을 모두 획득한다.
『이더리움 머지 이후의 블록 생성 프로세스』자작
이러한 역할들을 종합하면, 현재 각 블록의 생명주기는 다음과 같다:
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Builder는 사용자, Searcher 또는 기타(개인 또는 공개) 주문 흐름에서 거래를 수신하여 블록을 생성한다;
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Builder는 해당 블록을 Relay에 제출한다(여러 Builder 존재 가능);
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Relay는 블록의 유효성을 검증하고 블록 생성자에게 지불해야 할 금액을 계산한다;
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Relay는 현재 슬롯(slot)의 블록 생성자에게 거래 묶음과 수익 가격(즉, 경매 입찰가)을 전송한다;
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블록 생성자는 수신한 모든 입찰가를 평가하고 자신에게 가장 높은 수익을 주는 묶음을 선택한다;
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블록 생성자는 이 서명된 헤더를 다시 Relay에 전송한다(이로써 이번 경매가 완료된다);
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블록 게시 후 보상은 블록 내 거래와 블록 보상을 통해 Builder와 제안자(proposer)에게 분배된다.
4. 요약
1) 머지가 MEV 생태계에 미친 영향은 무엇인가?
본문은 머지 전후 수익 데이터 비교와 거래 체인 상 블록 생성 MEV 추출 프로세스를 정리함으로써, MEV-Boost의 부상이 근본적으로 거래 생명주기 모델을 재편성하고, 더 세분화된 단계를 통해 다양한 참여자들이 경쟁하게 되었다는 점을 설명한다. Searcher가 최신 전략 연구를 잘 하지 못하면 수익을 전혀 얻지 못하지만, 잘하면 점차 수익을 확대하여 Builder가 될 수 있다.
체인 상 거래량 위축을 제외하고, Searchers와 Builders 사이에는 고도의 내부 경쟁이 존재한다. 시스템 구조상 서로를 대체할 수 있기 때문이다. 그러나 결국 주문 흐름(order flow)이 왕이다. Searchers는 자신의 수익률을 점차 확대하고자 하며, 이를 위해서는 충분히 큰 사설 주문량(결과적으로 블록 수익이 충분히 높음)이 필요하고, 점차적으로 Builder 역할로 전환하게 된다.
예를 들어 Curve에서 컴파일러 버그로 인해 재진입 보호 기능이 무력화된 공격 사건에서는 단일 거래 수수료가570 ETH에 달하기도 했으며, 이는 이더리움 역사상 두 번째로 높은 수수료를 기록한 MEV 거래로, 경쟁의 치열함을 보여준다.
비록 MEV가 이더리움 머지 자체가 해결하고자 했던 문제가 아니지만, 시스템 내 경쟁 강도 증가와 여러 환경적 요인이 맞물려 현재 MEV의 총 수익률은 낮아졌다. 다만 이는 MEV 관련 금액이 줄어든 것을 의미하지는 않는다. 수익률 감소란더 많은 수익이 검증자들에게 흘러갔다는 의미이며, 사용자 입장에서는 오히려 좋은 일이다. 수익이 낮아지면 체인 상 거래 공격 동기가 일부 줄어들기 때문이다.
2) MEV와 관련하여 현재 진행 중인 최신 탐색 주제는 무엇이 있나?
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프라이버시 거래 측면에서: 임계값 암호화(Threshold Encryption), 지연 암호화(Delayed Encryption), SGX 암호화 등이 있으며, 기본적으로 거래 정보를 암호화하고 복호화 조건을 설정하거나, 시간 잠금, 다중 서명, 신뢰 가능한 하드웨어 등의 방식을 적용한다;
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공정한 거래 측면에서: 공정 정렬(FSS), 주문 흐름 경매(MEV Auction), MEV-Share, Mev-Blocker 등이 있으며, 차이점은 완전한 무수익에서 수익 공유, 수익 균형까지 다양하며, 사용자가 어느 정도 비용을 들여 상대적으로 공정한 거래를 얻을지를 결정할 수 있도록 한다;
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PBS의 프로토콜 수준 개선: 현재 PBS는 사실상 이더리움 재단의 제안이지만 MEV-boost를 통해 분리가 이루어졌으며, 미래에는 이러한 핵심 메커니즘이 이더리움 자체 프로토콜 메커니즘으로 전환될 예정이다.
3) OFAC의 검열에 대해 이더리움은 저항력을 가지고 있는가?
암호화폐 산업의 성숙에 따라 규제는 피할 수 없는 현실이다. 미국 내에서 등록된 모든 법인 및 이더리움 PoS 검증기를 운영하는 기관은 OFAC 요구사항을 준수해야 한다. 그러나 블록체인 시스템의 특성상 미국 내에서만 존재하는 것은 아니며, 현지 정책에 부합하는 다른 중계(relay)만 있다면 특정 시점에 체인에 전파될 수 있다.
검증자의 90% 이상이 MEV를 통해 중계 경로의 거래를 검열하더라도, 검열 저항 거래는 여전히 1시간 이내에 체인에 올릴 수 있다. 따라서 100%가 아니면 0%와 같다.
4) 인센티브가 부족한 중계(Relay)의 지속 가능성은 있는가?
현재로서는 숨겨진 문제다. 수익 없이 복잡한 중계 서비스를 유지하는 것은 궁극적으로 강한 중심화로 이어질 수 있다. 최근 Blocknative도 MEV-boost 중계 서비스를 중단했으며, 미래 이더리움의 90% 이상의 블록 결제는 4개 회사 손에 들어갈 것이다. 현재의 MEV-Boost 중계는 100%의 리스크를 떠안고 있지만 0%의 보상을 받는다. 중계는 각 Builder가 보고한 txs를 집약하는 데이터 허브이기 때문에, 향후 MEV-share, MEV Auction 등 점차 완성되는 시스템을 통해 수익을 창출할 수 있을 것이다. 예를 들어 사용자의 프라이버시 거래 요청을 직접 수신하는 방식 등이 가능하다. 과거 지도 소프트웨어 앱들도 이러한 서비스로 인해 유료 멤버십 모델을 적용하기 어려웠지만, 광고 노출 정렬, 다양한 택시 서비스 연동 등의 시범 모델을 통해 생존해왔다. 결국 트래픽과 사용자, 공정성이 있다면 수익이 없지는 않을 것이다.
5) ERC4337 번들 거래는 MEV 하에서 어떤 영향을 미칠까?
현재 68.7만 개 이상의 AA(계정 추상화) 지갑과 200만 건 이상의 사용자 작업(UserOps)이 존재하며, 과거 느린 CA 지갑 성장 속도에 비해 보면 폭발적인 성장이라고 할 수 있다. ERC-4337은 복잡한 운영 메커니즘을 갖고 있으며, 특히 거래 서명의 전파는 이더리움 자체 메모리풀과 공유되지 않는다. 초기에는 MEV 난이도를 높일 수 있지만 장기적으로는 막을 수 없다.
참고로 이전 리서치《계정 추상화 방안 ERC-4337 최신 승인 방안 연구 보고서》를 참고하시기 바란다.
6) MEV의 위협에 직면하여 DeFi는 CeFi를 따라잡을 수 있는가?
현재 많은 방안들이 사용자 경험을 더 부드럽게 만들고 있다. 예를 들어 메타 거래, 크로스체인 스왑, ERC-4337 등을 활용해 사용자가 반드시 수수료를 가져야 거래를 실행할 수 있는 제약을 완화하거나, 계약 지갑의 다양한 커스터마이징 기능을 통해 계정 보안을 강화(계층화, 등급화, 소셜 리커버리)하고 있다. 필자의 견해로는 어떠한 노력에도 불구하고 CeFi는 속도와 경험 면에서 고유의 비교 불가능한 장점을 가지고 있다. 반면 DeFi 역시 CeFi가 따라올 수 없는 독특한 장점을 가지고 있으며, 각각의 타깃 사용자층과 발전 주기를 가지고 있다.
7) 레이어-2(Layer-2) 내 MEV 현황은 어떠한가?
Optimism에는 거래 실행 및 정렬 순서를 보장하는 서명 영수증을 생성하는 고유한 '시퀀서(Sequencer)' 모듈이 존재한다. 시퀀서는 일련의 검증자들에 의해 검사받으며 벌금 부과 권한을 가지며, MEVA(MEV Auction) 방식을 통해 경매 과정에서 유일한 시퀀서를 선정한다.
Arbitrum의 경우 시퀀서 구조에서 Chainlink가 개발한 FSS(Fair Sequencing Services) 방식을 사용하여 순서를 결정한다.
위의 방식들은 L2의 특성을 활용해 마이너로부터 오는 MEV를 어느 정도 제거하고 있지만, 이더리움 메인넷과 연결되지 않은 사이드체인(BSC, BASE 등)에서는 여전히 MEV 기회가 존재한다.
마지막으로 본문은 1/3 분량의 발췌이며, 더 많은 데이터 및 결론 추론은 전체 리서치 보고서《이더리움 머지 1주년 후 MEV 구조 만자 리서치: 고도의 복잡한 경쟁 하에서 수혜자 체인은 어떻게 드러나는가?》에서 확인할 수 있다.
부록
https://github.com/flashbots/mev-research/blob/main/resources.md
https://web3caff.com/zh/archives/60550
https://web3caff.com/zh/archives/61086
https://collective.flashbots.net/t/merge-anniversary-a-year-in-review/2400
https://hackmd.io/@flashbots/mev-in-eth2
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