모듈화된 MEV 심층 분석: 공정한 거래 정렬은 어떻게 실현할 수 있을까?
글: Maven11
번역: Luffy, Foresight News
본 논문 시리즈의 전반부에서는 스택을 분리할 때 발생하는 기술적 문제들과 모듈러 세계가 개선해야 할 점들에 초점을 맞췄다. 우리는 크로스 도메인 설정에서 자연스럽게 발생하는 문제들을 해결하기 위한 다양한 진전 사례를 이미 소개했다. 그러나 이번 시리즈의 마지막 파트에서는 사용자 경험(UX)에 더 집중하고자 한다. 모듈화, 맞춤화, 전문화가 어떻게 더 나은 애플리케이션 구축을 가능하게 하는지 살펴보고자 한다. 이 시리즈의 마지막 장에서는 개발자들이 Web3의 검증 가능성을 갖춘 Web2 수준의 사용자 경험을 창출할 수 있도록 하는 모듈화만의 흥미롭고 독창적인 가능성과 창의성에 주목할 것이다.
모듈화를 추구하는 이유는 단지 트렌드에 따르거나 모듈화 자체를 위한 것이 아니라, 더 나아가서는 더 우수하고 효율적이며 맞춤화 가능한 애플리케이션을 만들 수 있기 때문이다. 모듈화되고 특화된 시스템을 구성할 때 여러 가지 독특한 기능들이 등장한다. 일부는 명백하지만, 다른 것들은 그렇지 않다. 따라서 본고에서는 확장성과 같은, 독자들이 잘 알지 못하는 모듈 시스템의 능력에 대한 개요를 제공하는 것을 목표로 한다.
우리는 모듈화가 개발자에게 제공하는 능력 중 하나가 높은 수준의 맞춤화가 가능한 전문화된 애플리케이션을 구축함으로써 최종 사용자에게 더 나은 경험을 제공할 수 있다는 점이라고 생각한다. 우리는 이전에 거래 실행 순서를 재조정하거나 규칙을 설정하는 능력에 대해 이미 논의한 바 있다.
검증 가능한 정렬 규칙(이하 VSR)은 특히 실행 측면에서 "더 공정한" 거래 시스템을 구축하고자 하는 개발자들에게 매력적인 기회 중 하나이다. 물론 유동성 공급자의 손실(LVR)과 리밸런싱 문제는 본 글의 범위를 넘어서므로 이 부분에 대해서는 깊이 다루지 않겠다. 또한 우리가 설명할 설정은 주로 AMM(자동 시장 조성기) 모델을 대상으로 하며, 주문형 주식거래소(CLOB)이나 CEX도 각각의 환경에 적합한 검증 가능한 정렬 규칙을 활용함으로써 큰 이득을 얻을 수 있음을 기억하자. 오프체인 설정에서는 분명히 제로노울리지 또는 낙관적 실행 개념이 필요하며, 이는 암호경제적 보안에 의해 뒷받침되어야 한다.
대부분의 소규모 투자자들이 아직 (또는 아마도 앞으로도) 보호 방법을 채택하지 않았다는 사실을 고려하면, VSR은 특히 흥미롭다. 대부분의 지갑/DEX 역시 프라이빗 메모리풀(private mempool), RPC 등을 구현하지 않는다. 대부분의 거래는 프론트엔드를 통해 직접 제출되며(애그리게이터이든 DEX의 프론트엔드이든 상관없이) 이루어진다. 따라서 애플리케이션이 처리 방식에 직접 개입하지 않는 한, 최종 사용자가 받는 실행 결과는 그리 좋지 않을 수 있다.
거래 공급망의 정렬이 이루어지는 위치를 고려하면, VSR의 역할이 명확해진다. 전문 참여자들이 거래를 정렬하거나 포함시키는 지점인데, 일반적으로 경매나 기본 수수료를 기반으로 한다. 이 정렬 과정은 어떤 거래를 언제 실행할지를 결정한다는 점에서 매우 중요하다. 본질적으로 정렬 권한을 가진 자는 MEV(최대 추출 가능한 가치)를 추출할 수 있으며, 이를 우선순위 수수료(팁) 형태로 가져간다.
따라서 DEX 환경에서 최종 사용자에게 더 공정한 거래 실행을 제공하기 위해 정렬 처리 방식에 관한 규칙을 작성하는 것은 흥미로운 일일 수 있다. 하지만 범용 네트워크를 구축 중이라면 이러한 규칙을 따르는 것을 피해야 한다.
또한 아비트리지, 청산 등 중요한 MEV들도 존재한다. 한 가지 아이디어는 '고속도로' 채널을 블록 상단에 만들어, 화이트리스트에 오른 아비트리저와 청산자들이 더 높은 수수료를 내고 프로토콜과 수익을 공유하도록 하는 것이다.
논문 신뢰할 수 있는 탈중앙화 거래소 설계를 위한 검증 가능한 정렬 규칙에서 Matheus V., X. Ferreira 및 David C. Parkes는 블록 생성자가 일련의 실행 정렬 규칙에 따라야 하며, 그 위반이 검증 가능한 모델을 제안한다. 규칙을 위반할 경우 관찰자는 결함 증명(fault proof)을 생성할 수 있으며, 혹은 수학적으로 검증 가능한 제약 조건을 기반으로 ZK 회로를 상상해 볼 수도 있다. 여기서 핵심 아이디어는 궁극적으로 최종 사용자(즉 트레이더)에게 실행 가격에 대한 보장을 제공하는 것이다. 이 보장은 해당 거래가 블록 내에서 유일하게 실행되는 것처럼 좋은 가격으로 수행됨을 의미한다(물론 선착순 방식의 매수/매도/매수/매도 정렬을 가정한다면 어느 정도 지연이 수반된다). 논문의 제안은 다음과 같다. 즉, 빌더(PBS 시나리오에서는) 혹은 정렬자가 특정 방향(예: 매도/매도)으로만 거래를 포함하도록 제한하는 정렬 규칙을 두는 것이다. 예컨대, 일련의 매수 이후에 매도를 수행할 경우(예: 매수, 매수, 매수, 매도), 이 매도는 실행되지 않아야 한다. 왜냐하면 검색자(또는 빌더/정렬자)가 이러한 매수를 이용해 가격을 자기에게 유리한 방향으로 밀어올렸을 가능성이 있기 때문이다. 본질적으로 이는 프로토콜 규칙이 사용자가 다른 사람에게 더 좋은 가격(MEV)을 제공하거나 우선순위 수수료로 인해 슬리피지(slippage)를 겪지 않도록 보장한다는 의미이다. 물론 여기서 규칙의 단점은(매도 수량이 매수보다 많거나 그 반대의 경우) 비교적 열악한 꼬리 가격(long-tail price)을 얻을 수 있다는 점이다.
일반적인 스마트 계약 플랫폼에서는 실행 및 정렬을 제어할 수 없기 때문에 이러한 규칙을 순수한 온체인 구조로 두는 것은 거의 불가능하다. 게다가 많은 사람들과 경쟁하고 있으므로, 블록 상단에 있는 사람에게 우선순위 수수료를 강제로 내도록 하는 것은 불필요하게 비용이 많이 든다. 모듈화된 설정의 한 가지 장점은 애플리케이션 개발자가 자신의 실행 환경이 어떻게 작동해야 할지를 맞춤화할 수 있다는 점이다. 정렬 규칙이든, 다른 가상 머신 사용이든, 기존 VM에 새로운 오퍼코드 추가나 가스 한도 변경 같은 수정을 가하든, 실제로는 개발자의 제품에 따라 달려 있다.
롤업(Rollup)이 데이터 가용성(DA), 컨센서스 계층, 유동성 정산 계층을 사용하는 경우 가능한 설정은 다음과 같다:
다른 흥미로운 아이디어 중 하나는 거래 분할(transaction splitting)이다. 대규모 주문(이는 큰 슬리피지를 유발함)을 어떻게 실행할 것인지에 대한 거래 풀(pool)의 상상을 해보자. 이 거래가 연속된 여러 블록에 걸쳐 실행되거나(VSR 조건 충족 시 블록 말미에 실행), 이것이 최종 사용자에게 공정한가?
사용자가 지연 시간(latency)을 신경 쓴다면, 자신의 주문이 분할되는 것을 원치 않을 것이다. 그러나 이런 경우는 드물며, 큰 주문에 대한 거래 분할을 최적화하면 대부분의 사용자에게 더 효율적인 실행이 가능할 수 있다. 어쨌든 우려되는 점은 MEV 검색자가 이러한 연속 거래를 인식하고 자신들의 거래를 앞서거나 뒤따라 위치시키려 할 수 있다는 점이다. 그러나 몇 개의 연속 블록에 걸쳐 소규모로 분할되기 때문에, 추출 가능한 MEV 총액은 훨씬 줄어들 수 있다.
이전 포스트에서 언급했던 또 다른 흥미로운 아이디어는 전설적인 인물 Eric Budish와 동료들이 주장한 빈번한 배치 경매(FBA)를 활용하는 것이다. 이는 거래를 직렬 방식이 아닌 배치 경매 방식으로 처리하여 수요 일치(demand coincidence, CoW)를 발견하고 아비트리지를 시장 메커니즘 설계에 통합하는 데 도움을 준다. 또한 연속 블록 생성에서의 지연 경쟁(또는 직렬 블록에서의 우선순위 가스 전쟁)을 완화하는 데도 기여한다. Michael Jordan(DBA)에게 이 논문을 주목하게 해주고 Latency Roast 완화 작업에 기여한 점에 감사한다. 이를 롤업의 포크 선택 및 정렬 규칙의 일부로 구현하는 것도 개발자가 활용할 수 있는 흥미로운 설정이며, 지난 1년간 Penumbra와 CoWSwap을 통해 현저한 관심을 받고 있다. 가능한 설정 예시는 다음과 같다:
이 설정에서는 선착순이나 우선 가스비 전쟁이 존재하지 않으며, 각 블록 사이의 시간 간격 동안 누적된 주문을 기반으로 블록 종료 시점에 배치 경매가 이루어진다.
일반적으로 대부분의 거래가 논커스터디(non-custodial) '온체인' 세계로 이동한 상황에서, FBA는 블록 시간에 따라 '실제' 가격 발견을 위한 보다 효과적인 방법 중 하나일 수 있다. FBA 활용은 모든 대량 주문이 배치 형식으로 취합되고 경매 종료 전까지 공개되지 않으므로(일정한 암호화 설정이 있다고 가정), 프론ퟬ닝(front-running)을 크게 줄일 수 있다. 여기서 핵심은 통일된 정산 가격이며, 이로 인해 거래의 재정렬은 무의미해진다.
참고로 2018년 Ethresear.ch 포럼에서도 우리가 방금 소개한 설계와 유사한 내용이 논의된 바 있다(여기 참조). 이 글에서는 플라즈마(현대 롤업의 전신과 유사) 상에서 배치 경매 메커니즘을 제공하는 두 편의 논문을 언급하며, 각 배치는 특정 최대 가격 이내에서 다른 ERC20 토큰을 구매하려는 주문을 수용한다. 이러한 주문들은 일정 시간 간격 동안 수집되며, 모든 토큰 거래쌍에 대해 통일된 정산 가격을 제공한다. 이 모델의 핵심 아이디어는 인기 있는 AMM에서 흔히 나타나는 프론티런닝 현상을 제거하는 데 있다.
또한 이러한 설정에서 정렬자는 위의 규칙을 실행(및 시행)하기 위해 일정한 인센티브가 필요할 수 있다는 점을 언급해야 한다. 이 점은 자주 간과되지만, 블록체인 네트워크의 대부분 인프라는 전문 기업이 운영하며, 그 비용 구조는 일반 가정 사용자와 전혀 다르다. 일반적으로 인센티브는 안전한 인프라 구축의 핵심 요소이며, 인센티브가 시행하는 규칙과 일치할 때 정렬자와 빌더는 더 큰 노력을 기울일 가능성이 높다. 즉, 이러한 설정에는 활성화된 시장이 있어야 한다. 물론 이러한 시장은 중심화되는 경향이 있는데, 전문화에는 높은 자본 비용이 들 수 있기 때문이다. 따라서 가장 영리하고 부유한 사람들이 가치를 최대한 추출하기 위해 통합하고 전문화될 가능성이 크다. 여기서 독점적인 주문 흐름(order flow)은 일부 참여자에게는 중심화를 가속화하는 요인이 될 수 있다. 일반적인 기준 수수료만으로는 충분하지 않으며, 전문성으로의 전환을 진정으로 유도하지 못한다. 따라서 사용자의 특정 상황에 맞는 인센티브 구조를 도입하여 거래자들이 결과에 만족할 수 있도록 유도하는 것이 바람직하다.
대다수에게는 명백하지만, 롤업 수준의 정렬을 논의할 때 여전히 언급할 필요가 있다. 정렬을 제어할 수 있다면 프로토콜의 가치를 더 쉽게 '추출(extract)'할 수 있다. 이는 재정렬 권한을 통제함으로써 가능하며, 대부분의 L1에서는 우선순위 수수료(MEV-boost 유사 설정)를 기반으로 한다. 이를 통해 체인 상에서 복잡한 MEV 추출자들이 지불하는 우선순위 수수료를 확보할 수 있다. 이들은 일반적으로 가치 추출이 불가능해질 때까지 상당한 금액을 기꺼이 지불한다. 그러나 현재 대부분의 롤업은 여전히 선착순 방식을 주로 사용한다. 대부분의 MEV 추출은 지연 전쟁을 통해 이루어지며, 이는 롤업 인프라에 심각한 부담을 준다. 위와 같은 이유로, Arbitrum의 시간 강화 메커니즘과 같이 우선순위 수수료 개념을 포함한 정렬 구조를 도입하는 롤업이 점점 더 늘어날 것으로 예상된다.
또 다른 좋아하는 예시는 유니스왑(Uniswap)이다. 현재 유니스왑 프로토콜은 상당한 비효율성을 창출하고 있다. 이러한 비효율성은 MEV를 추출하려는 참여자들(유동성 공급자의 이익을 희생하며 아비트리지)에 의해 악용된다. 동시에, 이들은 가치 추출을 위해 막대한 수수료를 지불하지만, 이 수익은 유니스왑 프로토콜이나 토큰 홀더에게는 돌아가지 않는다. 오히려 이러한 추출된 가치의 상당 부분은 MEV-Boost를 통해 이더리움 제안자(검증자)에게 우선순위 수수료로 지급되며, 이는 가치를 포착할 수 있는 블록에 포함될 권리를 얻기 위해서이다. 따라서 유니스왑 주문 흐름에는 많은 MEV 기회가 있지만, 유니스왑은 이를 전혀 포착하지 못하고 있다.
만약 유니스왑이 프로토콜 내에서 정렬을 제어할 수 있고(검색자로부터 우선순위 수수료를 추출할 수 있다면), 이를 상업화할 수 있으며, 일부 수익을 토큰 홀더, 유동성 공급자 또는 다른 이해관계자에게 분배할 수도 있을 것이다. 유니스왑X와 같은 변화가 오프체인 실행(이더리움은 정산 계층으로 남음)으로 전환함에 따라, 이러한 메커니즘은 점점 더 현실 가능성이 높아지고 있다.
부분적인 PBS 메커니즘을 갖춘 롤업을 가정할 경우, 주문 흐름과 상업화 프로세스는 다음과 같을 수 있다:
이에 따라 롤업 정렬자, 제안자의 상업화 모델은 다음 공식을 따를 수 있다:
발행량(PoS) + 수수료 수익(+priority) - DA, 상태 게시(state pub), 저장 비용
현재 이더리움에서 얼마나 많은 가치가 추출되고 있는지(특히 아비트리지)를 확인할 수 있는 좋은 방법은 Mevboost.pics에서 찾을 수 있으며, 이는 비효율성으로부터 실제로 얼마나 많은 가치를 추출할 수 있는지 잘 보여준다.
또한 우선순위 가스 전쟁을 오프체인 구조로 분리하면 MEV 추출을 실행 환경 내에 격리시켜 공급망 혼란을 억제하는 데 도움이 된다. 그러나 리더 선출이 롤업 상에서 이루어진다면 대부분의 MEV는 롤업 상에서 추출되며, DA 계층이 주문 흐름을 포함하거나 정산 계층의 우선순위 수수료가 유동성 통합 또는 기타 규모의 경제에서 비롯되지 않는 한, 하위 구조에는 거의 남지 않는다.
명확히 하자면, 이러한 구조 대부분은 검증 브릿지나 강력한 보안 보장 없이 순수한 오프체인 구조로 작동할 수 있다. 그러나 이에 따른 타협이 필요하다. 우리는 기존이든 잠재적이든 이러한 사례들이 점점 더 많이 등장하는 것을 목격하고 있다. 한 가지 강조하고 싶은 점은 모듈화된 설정이 반드시 롤업을 의미하지 않는다는 것이다.
위에서 언급한 정렬 규칙은 인프라를 미세 조정함으로써 그 위에 구축된 애플리케이션을 크게 개선할 수 있는 예시를 보여준다.
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