Kỷ nguyên thực thi song song đã đến, nhìn toàn cảnh格局 MEV trên Monad
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Kỷ nguyên thực thi song song đã đến, nhìn toàn cảnh格局 MEV trên Monad
Bài viết thảo luận về khả năng xây dựng cơ sở hạ tầng đấu giá giá trị khai thác được (MEVA) mạnh mẽ trên Monad.
Chuyên sâu báo cáo Web3Tác giả: APRIORI ⌘
Biên dịch: TechFlow
Giới thiệu
Trong hành trình cải thiện hiệu suất blockchain nhằm hướng tới ứng dụng quy mô lớn, Monad đã tối ưu hóa mô hình Máy ảo Ethereum (EVM) thông qua một loạt các cải tiến cơ bản như I/O bất đồng bộ, Patricia Trie được tối ưu, thực thi trì hoãn và kiểm soát đồng thời theo hướng lạc quan (Optimistic). Những cải tiến này giải quyết hiệu quả các nút thắt thực thi và vấn đề truy cập trạng thái kém hiệu quả trên các nền tảng như Ethereum, mà không làm ảnh hưởng đến tính phi tập trung.
Bài viết này thảo luận về khả năng xây dựng hạ tầng đấu giá Giá trị khai thác bởi thợ đào mạnh mẽ (MEVA) trên Monad, đồng thời học hỏi từ kinh nghiệm quý báu của Flashbots trên Ethereum và mạng Jito trên Solana.
Chúng tôi nhấn mạnh một số điểm then chốt sau:
-
MEV là đặc tính vốn có của mọi mạng lưới blockchain. Một hạ tầng MEVA mạnh mẽ là thiết yếu để tránh các tác động bên ngoài tiêu cực và sự lệch lạc trong cơ chế khuyến khích trong quá trình sản xuất khối.
-
Thiết kế MEVA gắn liền mật thiết với cơ chế nền tảng của blockchain, đặc biệt là giai đoạn đồng thuận-thực thi. Các cải tiến trong tương lai sẽ phụ thuộc vào sự phát triển của những yếu tố này cũng như cách thức hoạt động của mạng dưới các điều kiện tải khác nhau.
-
Xu hướng lịch sử trong việc sản xuất khối trên Ethereum và Solana có thể cung cấp bài học tham khảo cho việc thiết kế MEVA trên Monad.
-
Trên một blockchain hiệu suất cao và thực thi trì hoãn như Monad, MEVA có thể cần áp dụng các chiến lược xây dựng khối và tìm kiếm mang tính xác suất kiểu giao dịch tần suất cao để đối phó với giới hạn thời gian.
Thông qua việc phân tích các vấn đề này, chúng tôi hy vọng sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc cho việc thiết kế hạ tầng MEVA phù hợp với kiến trúc độc đáo và yêu cầu hiệu suất của Monad.
Bối cảnh MEVA trên Ethereum
MEVA trong giai đoạn đồng thuận-thực thi của Ethereum
Trên Ethereum, thực thi phải diễn ra trước khi đạt đồng thuận. Khi các nút đồng ý về một khối, họ không chỉ chấp nhận danh sách giao dịch trong khối đó mà còn cả gốc Merkle tổng kết toàn bộ trạng thái sau thực thi. Do đó, người đề xuất phải thực hiện tất cả các giao dịch trong khối trước khi lan truyền đề xuất. Đồng thời, các nút xác thực cũng cần thực thi các giao dịch này trước khi bỏ phiếu.
Hình 1: Quy trình làm việc điển hình của nhà xây dựng trong cơ chế Tách biệt Người đề xuất - Người xây dựng (PBS) của MEV-Boost
Hình 1 minh họa quy trình làm việc điển hình của nhà xây dựng trong cơ chế PBS của MEV-Boost. Sau khi hoàn thành việc xây dựng khối, nhà xây dựng gửi khối đến bộ chuyển tiếp (relay), rồi relay chuyển tiếp khối đến client lớp thực thi (EL) để mô phỏng và kiểm tra tính hợp lệ.
Do thực thi là điều kiện tiên quyết cho đồng thuận, khi nhà xây dựng tạo một khối, họ phải chuyển khối đến client EL để mô phỏng nhằm kiểm tra tính hợp lệ. Ngoài vai trò bắt buộc trong giai đoạn đồng thuận-thực thi, giai đoạn mô phỏng này còn mang lại lợi ích cho cả nhà xây dựng và người tìm kiếm (searcher).
Đối với nhà xây dựng: Thông qua việc mô phỏng từng giao dịch, họ có thể ước tính chính xác giá trị khối đối với bản thân và người xác thực. Họ cũng có thể thử thay đổi thứ tự giao dịch nhằm giảm thiểu rollback và tối đa hóa phí gas hoặc tiền boa cơ bản thu được từ mempool và các gói giao dịch. Việc ước tính chính xác giúp họ đưa ra mức giá cao hơn cho người xác thực.
Đối với người tìm kiếm: Vì nhà xây dựng sàng lọc các gói giao dịch có khả năng rollback trước khi lên chuỗi, người tìm kiếm có thể đảm bảo chiến lược của mình được thực thi với độ chắc chắn cao hơn. Ngoài ra, người tìm kiếm còn có thể truy cập trạng thái khối mới nhất. Khi lớp đồng thuận (CL) lan truyền một khối mới, người tìm kiếm có thể dùng trạng thái đó làm điểm khởi đầu để xây dựng các gói giao dịch sinh lời. Đồng thời, có dấu hiệu cho thấy các nhà xây dựng hiện đang cung cấp thêm các giao dịch hoặc chức năng ngoài giao thức, cho phép người tìm kiếm truy cập thông tin trạng thái khối sắp được xây dựng, để đưa các chiến lược "backrun" vào khối trước khi nó được đưa lên chuỗi.
Tuy nhiên, sự phát triển của PBS dẫn đến nguy cơ tập trung ngày càng tăng trong việc xây dựng khối, tương tự như tình huống các công ty cạnh tranh mạng vi ba chuyên dụng trong giao dịch truyền thống để ưu tiên thực hiện các chiến lược arbitrage.
Sản phẩm liên tục được cải tiến khi mạng lưới trưởng thành
Bây giờ ta hãy xem xét MEVA đã tiến hóa như thế nào cùng với sự phát triển của Ethereum, như minh họa ở Hình 2.
Hình 2: Cái nhìn tuần tự theo thời gian về sự phát triển của MEVA cùng với mạng Ethereum
Thời kỳ Đấu giá Gas Ưu tiên (PGA)
Như minh họa ở Hình 3, người tìm kiếm nhận diện các cơ hội MEV sinh lời và gửi các giao dịch hợp đồng thông minh vào mempool công cộng. Sự hiển thị công khai này dẫn đến cuộc đấu giá công khai trên chuỗi theo dạng giá trả cao nhất thắng, ngay cả các giao dịch thất bại cũng phải trả phí gas.
Giai đoạn này chứng kiến các hoạt động MEV phi cấu trúc gay gắt và tốn kém, chẳng hạn như các giao dịch trùng lặp (cùng cặp tài khoản-giao dịch) và liên tục nâng giá, gây tắc nghẽn mạng hoặc mất ổn định đồng thuận.
Hình 3: Sơ đồ minh họa đơn giản về đấu giá gas ưu tiên
Flashbots và EIP-1559
Để giải quyết các vấn đề này, Flashbots đã giới thiệu bộ chuyển tiếp (relay), đóng vai trò trung gian giữa người tìm kiếm và người sản xuất khối (thợ đào thời Proof-of-Work). Động thái này đã biến thị trường MEV từ đấu giá công khai sang đấu giá kín. Như minh họa ở Hình 4, bộ chuyển tiếp giúp ngăn chặn việc nâng giá trong mempool công cộng và thiết lập một quy trình sản xuất khối trật tự và an toàn hơn.
Cơ chế phí của EIP-1559 cũng góp phần tại đây. Nó đơn giản hóa việc đấu giá bằng phí cơ bản, nhưng chưa giải quyết được vấn đề thứ tự giao dịch trong khối, vẫn do phí ưu tiên thúc đẩy MEV. Thực tế, nhiều người tìm kiếm trước đây đặt giá trực tiếp cho thợ đào thông qua chuyển khoản coinbase. Cuối cùng họ than phiền nhiều hơn về phí coinbase vì không còn thể gửi các gói giao dịch với phí gas bằng 0.
Hình 4: MEVA với bộ chuyển tiếp
Tách biệt Người đề xuất và Người xây dựng (PBS)
Sau khi Ethereum hoàn thành Hợp nhất và chuyển sang Proof-of-Stake (PoS), cơ chế Tách biệt Người đề xuất và Người xây dựng (PBS) được triển khai nhằm tối ưu hóa thêm việc phân chia vai trò trong đường ống sản xuất khối. Như đã nói, bộ chuyển tiếp hiện đóng vai trò trung gian giữa nhà xây dựng và người đề xuất, chịu trách nhiệm đảm bảo tính sẵn có dữ liệu và tính hợp lệ của khối. Vì người đề xuất có thể kết nối với nhiều nhà xây dựng để nhận các giao dịch riêng tư khác nhau, các nhà xây dựng phải cạnh tranh bằng cách trả phí cho người đề xuất. Động lực này được minh họa trong Hình 5.
Hình 5: MEVA thời kỳ PBS
Rủi ro tập trung
Mặc dù có những bước tiến lịch sử này, nhưng phải nhấn mạnh rủi ro tập trung ngày càng tăng trong thị trường nhà xây dựng. Trong năm qua, 9 nhà xây dựng hàng đầu liên tục chiếm hơn 50% thị phần, cho thấy mức độ tập trung cao, như minh họa ở Hình 6. Hiện trạng tập trung hiện nay còn rõ rệt hơn, khi ba nhà xây dựng hàng đầu chiếm hơn 90% số khối.
Hình 6: Thị phần của các nhà xây dựng, biểu đồ cho thấy mức độ tập trung cao phổ biến trong thị trường nhà xây dựng (Nguồn ảnh tại đây)
Jito trên Solana
Kiến trúc hệ thống của Jito
Là MEVA tiêu chuẩn trên Solana, Jito được tạo ra nhằm giải quyết hành vi giao dịch rác cao trên Solana do chi phí giao dịch thấp. Miễn là chi phí cho giao dịch thất bại (khoảng 0,000005 SOL) không vượt quá lợi nhuận kỳ vọng, thì hành vi này luôn được khuyến khích hiệu quả.
Theo báo cáo của Jito Labs năm 2022, hơn 96% các nỗ lực arbitrage và thanh lý trong năm đó đã thất bại, khối chứa hơn 50% giao dịch liên quan đến MEV. Báo cáo cũng chỉ ra rằng các bot thanh lý đã gửi hàng triệu gói trùng lặp vào mạng, chỉ để thực hiện vài nghìn lần thanh lý thành công, dẫn đến tỷ lệ thất bại trên 99%.
Hình 7: MEVA của Jito trên Solana
Tính nghiêm trọng của các tác động phụ MEV trên Solana đã thúc đẩy Jito phát triển một lớp MEVA, nhằm mang lại trật tự và độ chắc chắn cho quá trình sản xuất khối. Hãy cùng điểm lại kiến trúc MEVA nguyên bản mà Jito đề xuất, như minh họa ở Hình 7.
Jito gồm các thành phần sau:
Bộ chuyển tiếp - đóng vai trò trung gian nhận giao dịch và chuyển tiếp đến động cơ khối (hoặc chuỗi cung ứng MEVA) và các trình xác thực.
Động cơ khối - nhận giao dịch từ bộ chuyển tiếp, phối hợp với người tìm kiếm, chấp nhận các gói, thực hiện mô phỏng gói và chuyển tiếp các giao dịch/gói tốt nhất đến trình xác thực xử lý. Đáng chú ý, Jito thực hiện đấu giá phần khối để đưa gói vào, chứ không phải đấu giá toàn bộ khối, lịch sử cho thấy xử lý hơn 80% gói trong hai slot.
Mempool giả - tạo ra khoảng thời gian hoạt động khoảng 200ms thông qua client Jito-Solana, gây ra phiên đấu giá rời rạc dòng lệnh. Jito đã tắt mempool này vào ngày 9 tháng 3 năm 2024.
Các lựa chọn thiết kế của Jito
Hãy cùng khám phá các thành phần cụ thể trong thiết kế hệ thống Jito và xem xét cách những lựa chọn này bắt nguồn từ quá trình sản xuất khối của Solana.
Jito chỉ hỗ trợ đấu giá phần khối, thay vì xây dựng toàn bộ khối, có thể do mô hình thực thi đa luồng của Solana thiếu bộ lập lịch toàn cục. Cụ thể, Hình 8 cho thấy các luồng thực thi song song giao dịch, mỗi luồng duy trì hàng đợi giao dịch chờ thực thi riêng. Giao dịch được phân bổ ngẫu nhiên vào luồng và được sắp xếp địa phương theo phí ưu tiên và thời gian. Trong trường hợp không có sắp xếp toàn cục ở phía bộ lập lịch (trước bản cập nhật 1.18.x), bản chất các giao dịch trên Solana trải qua tính bất định do rung động bộ lập lịch. Do đó, trong MEVA, người tìm kiếm hoặc trình xác thực không thể xác định đáng tin cậy trạng thái hiện tại.
Hình 8: Mô hình thực thi đa luồng của client Solana. Lưu ý rằng giai đoạn gói của MEVA được gắn như một luồng độc lập vào hàng đợi đa luồng
Về mặt kỹ thuật, việc chạy động cơ khối của Jito như một luồng bổ sung song song rất phù hợp với kiến trúc đa luồng của Solana. Mặc dù đấu giá gói đảm bảo thứ tự dựa trên phí ưu tiên bên trong luồng động cơ khối của Jito, nhưng không thể đảm bảo gói luôn được ưu tiên toàn cục so với giao dịch người dùng.
Để giải quyết vấn đề này, Jito dành trước một phần không gian khối cho luồng gói, đảm bảo gói có chỗ trong khối. Dù sự bất định vẫn tồn tại, nhưng cách tiếp cận này làm tăng xác suất thành công thực hiện chiến lược. Điều này cũng khuyến khích người tìm kiếm tham gia đấu giá thay vì gửi giao dịch rác vào mạng. Bằng cách dành riêng không gian khối cho gói, Jito có thể cân bằng giữa việc thúc đẩy đấu giá trật tự và làm giảm tác động hỗn loạn từ thư rác giao dịch.
Loại bỏ mempool giả
Việc áp dụng rộng rãi Jito đã mang lại kết quả tích cực trong việc giảm thiểu vấn đề thư rác trên Solana. Theo nghiên cứu của p2p và dữ liệu ở Hình 9, tỷ lệ sản xuất khối tương đối đã tăng đáng kể sau khi áp dụng client Jito. Điều này cho thấy việc xử lý giao dịch trở nên hiệu quả hơn nhờ động cơ khối được tối ưu mà Jito giới thiệu vào năm 2023.
Hình 9: Bằng chứng cho thấy Jito giảm hiệu quả vấn đề thư rác trên Solana. Biểu đồ trích từ một nghiên cứu của nhóm p2p
Mặc dù đã đạt được tiến bộ đáng kể, vẫn còn nhiều thách thức. Vì gói Jito chỉ điền đầy một phần khối, các giao dịch do MEV thúc đẩy vẫn có thể né tránh kênh đấu giá của Jito. Một phần bằng chứng có thể tìm thấy trên bảng điều khiển Dune ở Hình 10, cho thấy kể từ năm 2024, mạng vẫn trung bình có hơn 50% giao dịch thất bại do robot gửi thư rác.
Hình 10: Bảng điều khiển Dune về hoạt động thư rác robot trên Solana kể từ tháng 5 năm 2022 (chi tiết tại Dune)
Ngày 9 tháng 3 năm 2024, Jito quyết định tạm dừng mempool chủ lực của mình. Quyết định này xuất phát từ sự gia tăng giao dịch memecoin và các vụ tấn công sandwich (người tìm kiếm đặt giao dịch trước và sau giao dịch mục tiêu) gia tăng đột biến, cuối cùng ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng. Tương tự như các kênh dòng lệnh riêng tư MEVA trên Ethereum, việc đóng mempool công cộng có thể thúc đẩy sự phát triển của dòng lệnh riêng tư thông qua hợp tác với các dịch vụ đầu cuối (như nhà cung cấp ví và bot Telegram). Người tìm kiếm có thể thiết lập quan hệ hợp tác trực tiếp với trình xác thực để có quyền ưu tiên thực thi, bao gồm hoặc loại trừ.
Thực tế, Hình 11 cho thấy lợi nhuận hàng giờ của bot sandwich từ searcher lớn nhất sử dụng mempool riêng tư sau khi mempool bị đóng.
Searcher mempool riêng tư lớn nhất:
3pe8gpNEGAYjVvMHqGG1MVeoiceDhmQBFwrHPJ2pAF81
(Lưu ý người dịch: Bot sandwich là công cụ tấn công frontrun phổ biến, chủ yếu dùng để kiếm lợi nhuận trong giao dịch blockchain).
Hình 11: Lợi nhuận hàng giờ của bot sandwich từ searcher "3pe8gpNEGAYjVvMHqGG1MVeoiceDhmQBFwrHPJ2pAF81" sử dụng mempool riêng tư
Quyết định đóng mempool của Jito cho thấy cam kết của đội ngũ trong việc giải quyết các vấn đề cốt lõi trong hệ sinh thái Solana. Ngoài việc lặp lại MEVA hoặc điều chỉnh cơ chế phí gas của Solana, Jito còn giúp các giao thức giảm rủi ro bị tấn công thông qua các lựa chọn thiết kế sản phẩm UI (ví dụ như giới hạn tham số trượt giá mặc định). Dù là thông qua điều chỉnh phí để làm cho thư rác tốn kém hơn, hay sửa đổi giao thức truyền thông, hạ tầng của Jito sẽ tiếp tục đóng vai trò then chốt trong việc duy trì sức khỏe và ổn định mạng Solana.
Thiết kế MEVA trên Monad
Thực thi trì hoãn và ảnh hưởng đến MEVA
Khác với Ethereum, nơi đồng thuận một khối đòi hỏi danh sách giao dịch (có thứ tự) và gốc Merkle tổng kết mọi trạng thái sau thực thi, Monad tách rời thực thi trước đó khỏi đồng thuận. Giao thức nút chỉ cần giải quyết vấn đề thứ tự chính thức. Như minh họa ở Hình 12, mỗi nút khi bắt đầu đạt đồng thuận cho khối N+1 sẽ thực thi độc lập các giao dịch trong khối N. Thiết lập này cho phép ngân sách gas tương ứng với toàn bộ thời gian khối, vì thực thi chỉ cần theo kịp tốc độ đồng thuận. Vì không cần nút lãnh đạo tính toán gốc trạng thái thực tế, việc thực thi có thể tận dụng toàn bộ giai đoạn đồng thuận để xử lý khối tiếp theo.
Hình 12: So sánh thực thi trì hoãn của Monad với giai đoạn đồng thuận-thực thi của Ethereum. Cũng minh họa khoảng thời gian hoạt động từ góc nhìn thiết kế MEVA
Chúng tôi định nghĩa khoảng thời gian hoạt động là khung thời gian cho phép MEVA hoàn thành một đề xuất xây dựng khối trên Monad, sao cho đề xuất này khả thi và sinh lời so với phương pháp xây dựng khối mặc định. Mô hình thực thi trì hoãn có hai hệ quả trực tiếp:
-
Khi MEVA xây dựng khối thứ N trong khoảng thời gian hoạt động, các trình xác thực đồng thời đạt đồng thuận về danh sách giao dịch của khối N, đồng thời cố gắng hoàn thành thực thi khối N-1. Do đó, trong khoảng thời gian hoạt động của khối N, trạng thái có thể sử dụng vẫn có thể là trạng thái N-2. Điều này có nghĩa là trong kiến trúc thực thi trì hoãn này, không đảm bảo bộ chuyển tiếp hay nhà xây dựng có được “trạng thái mới nhất”. Do đó, không thể mô phỏng nhắm vào khối mới nhất trước khi khối tiếp theo được tạo, dẫn đến sự bất định.
-
Xét đến thời gian khối 1 giây của Monad, khoảng thời gian hoạt động cho MEVA cực kỳ hạn chế. Điều này có nghĩa là nhà xây dựng có thể không có đủ thời gian để mô phỏng tuần tự toàn bộ giao dịch và gói trong khối, như thường làm trên Ethereum. Nhiều biến số có thể ảnh hưởng đến thời gian cần thiết để mô phỏng giao dịch trên EVM. Tuy nhiên, giả sử mô phỏng một giao dịch cần 10^1 đến 10^2 micro giây (một ước lượng sơ bộ), và mục tiêu của Monad là 10^4 giao dịch mỗi giây, chỉ riêng việc mô phỏng toàn bộ khối trong khoảng thời gian hoạt động có thể mất khoảng 1 giây. Với thời gian khối 1 giây của Monad, việc nhà xây dựng hoặc bộ chuyển tiếp hoàn thành nhiều lần mô phỏng toàn bộ khối để tối ưu xây dựng khối sẽ rất khó khăn.
Chiến lược nhà xây dựng và người tìm kiếm xác suất
Do những giới hạn này, việc hoàn thành mô phỏng toàn bộ khối và nhắm vào trạng thái mới nhất trong khoảng thời gian hoạt động là không thực tế. Vì nhà xây dựng hiện thiếu cả thời gian lẫn trạng thái mới nhất để biết chính xác đầu vào của từng giao dịch, họ phải suy luận đầu vào từ người tìm kiếm dựa trên khả năng rollback của giao dịch, dựa vào uy tín hoặc thông qua (có thể tốt nhất) mô phỏng nhắm vào trạng thái N-2. Điều này khiến việc định giá khối trở nên ít chắc chắn hơn.
Do thiếu đảm bảo lý thuyết về rollback giao dịch, một khi trình xác thực chấp nhận khối do nhà xây dựng tạo, người tìm kiếm phải đối mặt với sự bất định thực thi lớn hơn. Điều này trái ngược với Ethereum, nơi người tìm kiếm cạnh tranh trong các kênh dòng lệnh riêng tư chuyên dụng đến nhà xây dựng để thực hiện chiến lược với độ chắc chắn tương đối. Trong thiết lập xác suất tương đối này trên Monad, người tìm kiếm hiện phải đối mặt với rủi ro rollback gói cao hơn, dẫn đến hồ sơ PnL thực thi không chắc chắn hơn. Điều này tương tự như các trader高频交易者，他们根据概率信号执行交易，随着时间的推移获得略高的预期回报。这句话中的“高频交易者”在越南语中应翻译为“nhà giao dịch tần suất cao”。 因此，完整句子的正确越南语翻译是： Tương tự như các nhà giao dịch tần suất cao, những người thực hiện giao dịch dựa trên các tín hiệu xác suất để thu về lợi nhuận kỳ vọng hơi cao hơn theo thời gian.
Chào mừng tham gia cộng đồng chính thức TechFlow
Nhóm Telegram:https://t.me/TechFlowDaily
Tài khoản Twitter chính thức:https://x.com/TechFlowPost
Tài khoản Twitter tiếng Anh:https://x.com/BlockFlow_News
@aprMEV
