Jito

JitoはSolanaのMEV整備プロジェクトです。Solanaは低レイテンシで高速な取引が可能なチェーンです。Solanaのブロックタイムは400msで、イーサリアムとは異なり、ノード間で共通のmempoolを持っていません。各DappsからはRPCを通して、現在のスロットリーダーと次回のスロットリーダーのバリデーターノードにのみトランザクションが送信されます。公開されたmempoolを持たずトランザクションが迅速に処理されるため、フロントランニングは困難であり悪質なMEVは発生しづらいとされています。しかし、バックランニングの競争によるネットワークへの負荷は深刻な問題となっています。DEX-DEX間やCEX-DEX間の価格の歪みはアービトラージによって迅速に修正されますが、最速でアービトラージトランザクションを通す者が最大の利益を得るため、大量のスパムトランザクションでネットワークが埋まることがあります。これが原因でSolanaのネットワークが停止する事態も発生しています。

JitoはMEV整備のためにブロックスペースをオークションで販売します。これはFlashbotsのMEV-Boostに似たアイディアですが、いくつかの違いがあります。Jitoを導入したバリデーターがスロットリーダーになるとトランザクションは最初にリレーに送られ、最大200msの遅延の後にバリデーターに転送されます。これは、バリデーターがMEVを不正に取得する時間的余裕を排除するためです。リレーに送られたトランザクションは直ちにブロックエンジンにも送られ、ここで全トランザクションの有効性が事前に確認されます。

サーチャーはブロックエンジンに接続し待機中のトランザクションを確認できます。サーチャーはトランザクションがバリデーターに転送される前にMEV抽出の戦略を練り、atomicバンドルとオークションの入札額をブロックエンジンに送信します。atomicバンドルはオール・オア・ナッシングのトランザクション群でatomicアービトラージが可能です。オークションで勝利したサーチャーのatomicバンドルはバリデーターに送信され、ブロックに取り込まれます。このように、JitoはSolanaの高速な取引の特徴を犠牲にせずMEV整備を目指すプロジェクトと言えます。

参考：

https://chorus.one/articles/analyzing-mev-instances-on-solana-part-3

https://blockworks.co/news/solana-spam-problem

Skip

Skipは、Cosmosを中心としたエコシステムで活動するMEV整備プロジェクトです。POB（Protocol-Owned-Building）の実装を通じて、ソブリンMEVを実現します。現在、多くのCosmosチェーンは、最初に来たものが最初にサービスを受ける（FCFS）方式を採用しており、これはレイテンシ戦争を引き起こします。サーチャーはバリデータと地理的に近い場所にbotを配置し、大量のスパムトランザクションを送信することでアービトラージでの勝利の機会を増やします。これは無駄なブロックスペース、ガス価格の上昇、チェーン停止リスクなど多くの負の外部性を生む原因となります。
SkipはMEV-Boostと同様にブロックオークションを実施し、トランザクションを優先的にブロックに組み込むことができます。

Skipの特徴的なアプローチはPOBです。これは、プロトコル自体がMEVを獲得する（Sovereign MEV）ことで、「悪いMEV」を防ぐというアイディアに基づいています。

MEV-BoostはPBSのプロトコル外実装であり、ePBSはイーサリアムプロトコル内での実装でした。Ethereumは多くのバリデータ参加者を増やすことで分散を目指すセキュリティモデルを採用しています。このためPBSはバリデータのハードウェアスペックを緩和する上で不可欠でした。一方、Cosmosは複数のチェーンが存在するため一つのチェーンあたりのバリデータ数が少なくても分散が可能という考え方で設計されています。これにより、高スペックのバリデータマシンを持つことが可能であり、バリデータによるブロックビルディングが実現できます。この方式によりデリゲートを通じてトークンホルダーコミュニティから選出されたバリデータのみがMEV抽出が可能となり、コミュニティに不利益をもたらすMEV抽出は制限されるようになりました。獲得したMEV収益はコミュニティの主権のもとでプロトコルに蓄積されます。Skipは、アービトラージの機会を損なわせるためのトランザクションの検閲や並べ替え（サンドイッチ攻撃）を行うバリデータ、またはスパムトランザクションによるDDoS攻撃を試みるトレーダーのアクセスを制限することができます。

参考：

https://osmosis.zone/blog/protocol-owned-builders-the-future-of-sovereign-cosmos-mev

Espresso

Espressoは、ロールアップの共有シーケンサーを目指すプロジェクトです。彼らの定義する共有シーケンサーはロールアップのブロックの順番を決定する存在であり、ブロック生成そのものには関与せず、SUAVEなどのブロックビルディングプロジェクトとの接続を想定しています。この観点から、彼らがL2におけるPBSを目指していると言えます。現在の多くのロールアップは中央集権的なシーケンサーを採用しているため分散化の必要性が高まっています。Espressoはhotstuffを基に改良したhotshotを採用し、シーケンサーノード間のコンセンサスを取得することで分散化を実現しています。この分散化の代償として、1〜2秒のレイテンシが追加されるとされています。

共有シーケンサーは複数のチェーンのブロックを提案するプロポーザーとして機能し、チェーン間のインターオペラビリティの向上が期待されます。MEVの文脈ではクロスチェーンMEVの可能性が拡大します。複数のチェーンで同時にブロックを取り込むことを保証する「atomic inclusion」が可能となります。ただし注意点として、atomicな実行そのものが保証されるわけではありません。2つのチェーンでatomicなバンドルを提出しても一方のチェーンで成功し、もう一方で残高不足などの理由で失敗する可能性が存在します。この際、atomicな実行を「保証」するエンティティの存在により実質的にクロスチェーンのatomic実行が可能となります。共有シーケンサーに接続される2つのチェーンのフルノードを運用している場合、両方のチェーンのトランザクションの成否を主観的に予測することができます。片方のトランザクションが失敗した場合、スラッシングの対象となるリスクを受け入れ、両方のチェーンにatomic inclusionされるブロックやバンドルをユーザーの意向に基づいて生成するソルバーにより、atomic実行が保証されることが期待されます。

参考：

https://drive.google.com/file/d/1avrxS5r7IEM2uLRSp5yr5w-Jyi8LSWQx/view

https://twitter.com/modularmedia_/status/1690072289835122690

Taiko

Taikoははイーサリアム上のzkRollupプロジェクトで、Based Rollup方式の採用を模索しています。Based Rollupの特徴はトランザクションの順序付けをLayer 1 (L1) に「アウトソース」することで、シーケンサーのダウンリスクや分散性の問題をイーサリアムL1と同等に維持できる点にあります。これにより、トランザクションの処理速度を向上させる一方でEthereumのセキュリティを継承することができます。

Based Rollupの動作において、MEVは重要な役割を果たします。

1. L2のサーチャーはL2のトランザクションをバンドルにまとめ、それらをL2のブロックビルダーに送信します。

2. L2のブロックビルダーはこれらのバンドルを受け取り、ブロックを構築します。L2のブロックビルダーは、L1のビルダーが使用するMEV-Boostを実行することができます。

3. L2のブロックビルダーはL1のサーチャーとしても機能することができ、自身でL2のブロックをL1のバンドルに含めることができます。

4. L1のブロックビルダーは、ブロックに少なくとも少量のMEVが含まれている限り（そしてガスリミットに達していない限り）、L2のブロックを自らのL1のブロックに含めます。

5. L2からL1へのブロックは、MEV-BoostやSUAVEなどによるプライベートオーダーフローを通じて移動します。これにより、MEVが盗まれる可能性が低減します。

6. サーチャーがイーサリアムL1のmempool、Based Rollupのmempool、および両方のチェーンの状態を監視している場合、Based RollupとEthereumの間のクロスチェーンMEVを構築するバンドルを作成することができます。クロスチェーンMEVは、Based Rollups間（例: 二つのTaiko L2s間）でも抽出することができます。

Based Rollupの課題として、L1のサーチャーやビルダーがL2ブロックを取り込む主なインセンティブがMEV収益であるため、それが十分に魅力的でない場合L1にブロックが取り込まれなくなるリスクがあります。Based RollupのファイナリティはL1に依存しているため、MEV収益が見込めないL2トランザクションは実行されなくなる可能性があります。また、Based Rollupはシーケンサーの分散化をシンプルに実現し、トークン発行が不要となるなどのメリットがありますが、ロールアップネットワーク自体のMEV収益がEthereum L1に流れることで、ロールアップの収益化が難しくなる可能性が考えられます。

参考：

https://medium.com/fourpillars/based-rollup-sequenced-by-ethereum-184337d3fad9

https://ethresear.ch/t/based-rollups-superpowers-from-l1-sequencing/15016

ここまで、初心者向けMEVガイドを読み進めてくださり、本当にありがとうございます。イーサリアムをはじめとする多様なチェーンにおけるMEVの奥深さを一緒に探求できたこと、大変嬉しく思います。

このシリーズはここで一旦の完結を迎えます。しかし、ブロックチェーンの世界は日々進化しています。MEVの領域も、新しい発見や変化が絶えません。今後も学び続け、この知識を活用して、ブロックチェーンの未来を共に築いていきましょう。

（※本文は情報提供を目的としており、投資助言ではありません。）

PBS, MEV-Boostの復習

PBSはバリデーターの分散化のためのアイディアです。高度な知識や高性能なマシンを必要とするMEV抽出をアウトソーシングすることで、MEVが民主化され、小規模なバリデーターでもMEV収益を得られるようになると考えられています。PBSの外部実装として、MEV-Boostが開発されました。MEV-Boost内のビルダー、リレー、プロポーザー（バリデーター）について復習しましょう。

ビルダーはブロックを構築し、プロポーザーはオークションを開催して選ばれたブロックをチェーンに記録します。プロポーザーがビルダーのMEVを盗むリスクがあるため、リレーが間に入る仕組みとなっています。リレーはビルダーのブロックの有効性を確認し、ブロックの内容を隠してプロポーザーのオークションに入札します。リレーはブロックの内容を知っているため、ビルダーからMEVを盗まないと信頼される必要があります。また、ビルダーからの支払いトランザクションがプロポーザーには確認できないため、プロポーザーからのオークション支払いが確実に行われることが信頼される必要があります。このように、リレーは重要な役割を持っていますが、現在、多くのリレーは手数料を受け取っていません。手数料を要求すると、リレーを迂回するインセンティブが生まれ、ビルダーとプロポーザーの垂直統合のリスクが高まる可能性があるからです。

参考：

https://medium.com/edennetwork/ethereums-beating-heart-the-relay-generic-commodity-or-unique-asset-d80f24fba904

https://ethstaker.cc/mev-relay-list

Optimistic Relay

初期のMEV-Boostのリレーはこれまで説明したようにビルダーのブロックが全て有効かどうかを確認する役割を持っていました。これは時間のかかる作業でした。オークションはFCFS（先着順）に比べ、レイテンシの影響を低減できる方式ですが、実際にはレイテンシの影響は完全には取り除けません。入札額は時間が経つにつれて上昇するため、現在の入札額を知り、期限内に新たな入札を行う際には、レイテンシが低い方が有利です。また、アービトラージの経路探索などは比較的計算負荷が高いため、ブロックタイム内で可能な限り長い時間を計算に費やすことで、より大きなMEVを抽出できる可能性が増します。

このような背景から、レイテンシの削減は非常に重要となり、リレーのレイテンシは深刻な問題として浮上しました。そこで、ultra soundリレーを中心に、「optimistic relay」（楽観的なリレー）が考案・実装されました。optimistic rollupを参考にすると理解しやすいですが、optimistic relayはブロックの内容を確認せずにオークションに参加するリレーのことを指します。現行のoptimistic relayの仕組みでは、事前に認可されたビルダーが1ETHをリレーに預け、もしブロックの内容が無効であることが判明した場合、ペナルティとして没収されます。

参考：

https://frontier.tech/optimistic-relays-and-where-to-find-them

https://github.com/michaelneuder/optimistic-relay-documentation/blob/main/proposal.md

Two slots PBS

Two slots PBSはVitalikが提唱したePBSの方式です。MEV-Boostをイーサリアムのプロトコル内部に組み込んだ形になっています。MEV-Boostのセキュリティはリレーの信用に依存しているため、十分に高いとは言えません。この問題を解決するために、以下のような変更が提案されています：

• リレーを削除する。

• プロトコル内でリレーを固定化する。

• プロトコル内でビルダーを固定化する。

• 証明者がリレーの役割を果たすようにする。

• 合意は有効でなければならない。

• 実行は利用可能であること。

• 無効な実行は許容されない。

具体的なステップについて説明します。

ステップ0: ビルダーのビーコンチェーンへの登録

• ビルダーは、合意形成のアクターとしてビーコンチェーンに登録される。

• バリデータの登録と同様、ビルダーもETHをデポジットとして提供して登録する。

ステップ1: ビルダーのヘッダーの提出

• スロットの開始時に、ビルダーは実行ヘッダーとオークションの入札額を提出する。

ステップ2: プロポーザーのヘッダー選択とブラインドブロックの提出

• スロットの開始時、プロポーザーは「最良」の実行ヘッダーを選択し、ブラインドブロックを提出する。

ステップ3: ブラインドブロックのためのアテスター（証人）の証言提出

• スロット中、一定数以上のアテスターがブラインドブロックが有効かつ正規であると証言する。

ステップ4: ビルダーがブラインドブロックを公開し、完全なビーコンブロックを提出

• 一定の条件を満たした場合、ビルダーは完全なビーコンブロックを再構築して公開する。

ステップ5: アテスターとアグリゲータがビーコンブロックに投票

• ビルダーがビーコンブロックを公開すると、アテスターはそのブロックの正当性と一貫性を確認するために投票を行う。これは、ブロックが正確で、ブロックチェーンの一部として受け入れられるべきであることを確認するためのものです。

参考：

https://hackmd.io/rin5jq_ITA2TBuWjAn0OxA

PEPC, EigenLayer

PEPC（Protocol-Enforced Proposer Commitments）は、プロポーザーが外部から委託されたブロック構築タスクに対して信頼性のあるコミットメントを行うための一般化されたインフラを指します。簡単に言えば、PEPCはブロック生成に関する「約束」を明確化し、その守られることを保証する新しいシステムです。このようなシステムは、以前のMEV-Boostには存在しませんでした。プロポーザーはオークションでブロックヘッダーと入札金額のみを基に選択を行うため、ブロックの具体的な内容を知ることができなかったのです。また、2つのブロックに署名する行為はスラッシュ対象となるため、1つのブロックの構築は1つのビルダーのみが行うという制約が存在していました。

PEPCの導入により、1つのビルダーに対するフルブロックオークションだけでなく、複数のビルダーに対する部分的なブロックオークション、後述するインクリュージョンリスト、将来のブロック生成権、ロールアップブロックの有効性証明など、柔軟にカスタマイズ可能なアウトソーシングメカニズムが構築できるようになります。PEPCの動作は主に「コミットフェーズ」と「リーヴィールフェーズ」の2つのステップから成り立っています。

コミットフェーズ：プロポーザーは「コミットブロック」を作成。このブロックには、プロポーザーがコミットする内容や、ブロックの形状（ペイロードテンプレート）が含まれる。

リーヴィールフェーズ：このフェーズで、ビルダーはプロポーザーがコミットした内容に基づき、具体的なブロックデータを公開する。

PEPCに類似したアイディアとして、EigenLayerのブロック構築のコンセプトがありました。EigenLayerは、不正なビルダーをペナルティとして排除し、ブロック構築のコミットメントを強化するものです。現在、PEPCをプロトコル内部で実行すべきか、それともEigenLayerを利用すべきかについての議論が続いています。PEPCをePBSとして、またはSUAVEの強化手段として使用することが検討されています。

参考：

https://mirror.xyz/ohotties.eth/lBEXiiU7yK91OuSn8QyJPM9Db8GuyDFzCEUAj60BWyI

https://hackmd.io/@layr/SkBRqvdC5

インクリュージョンリスト

検閲に対抗するため、トランザクションがブロックに必ず含まれることを保証するリストを作成するというのがこのアイディアの核心です。ブロックのサイズは有限であり、mempoolからどのトランザクションをブロックに取り込むかはビルダーが選択します。もしビルダーが特定のトランザクションを検閲する場合、そのトランザクションはブロックに含まれなくなります。この問題を解決するために、前述のPEPCなどの手法を使用して、トランザクションがブロックに必ず含まれるように保証します。現在検討されているcrLists + EIP1559の方式では、ブロックに空きがある場合、インクルージョンリスト内のトランザクションを必ず取り込む必要があります。しかし、ブロックが満杯の場合、その義務は発生しません。EIP1559のルールに従い、ブロックが完全に埋まっているとガス価格が上昇するため、最終的にはブロックに空きが生じ、トランザクションは取り込まれると期待されます。

参考：

https://banklessdao.substack.com/p/the-mev-edition-part-iii

https://notes.ethereum.org/@fradamt/forward-inclusion-lists

MEV smoothing, MEV Burn

MEV Smoothingは、MEVの利益を平滑化することを目的としています。MEVを平滑化する最大の理由は、MEVサプライチェーンの集中化を回避することです。現在のMEV収益は平滑化されておらず、非常に偏った割合で分布しています。大半のブロックのMEV収益は小さいものですが、時折、非常に大きなMEV収益のブロックが生まれるため、この現象が起きます。このため、現在のMEVの利益は、一部の幸運なバリデーターによって独占されていると言えます。MEV収益の極端な偏りから、リスクヘッジのためにbot同士が連携し、独占的なMEVプールが形成される可能性も指摘されています。

MEVの利益を平滑化するための現在有望視されている方法は、MEV Burnです。MEV収益の一部に相当するETHを焼却（バーン）することで、デフレーションを通じて全てのETH保有者にMEV収益を広く分配することが可能になります。MEV Burnを実装するには、プロトコルがMEVの量を正確に把握できる必要があります。また、バーンを迂回する経路でブロックを生成し、MEVを抽出することができないようにする必要があるため、MEV Burnの実装にはePBSが必要とされています。MEV Burnの具体的な方法については、多くの議論が交わされています。

参考：

https://ethresear.ch/t/mev-burn-a-simple-design/15590

https://www.blocknative.com/blog/mev-smoothing-vs-burning

最後までお読みいただき、ありがとうございます。次回はイーサリアム以外のチェーンのMEVについて紹介します。お楽しみに！

（※本文は情報提供を目的としており、投資助言ではありません。）

EOF (Exclusive Order Flow)

MEV-Boostを始めとする現在MEV対策ソリューションが抱える問題の1つにEOFがあります。 EOFは簡単に言えば少数のブロックビルダーがユーザーのトランザクション(Order Flow)を共有せずに独占することです。多くのトランザクションを知ることが出来ればより大きなMEVの抽出ができる可能性が高まります。多くのビルダーは独自のプライベートmempoolを持ち、公開されたmempoolに送信されない、EOFなトランザクションを入手できます。現在のMEVは少数の上位bot(サーチャー)によって寡占されている状態です。ここで サーチャーとビルダーが癒着した場合、価値の高い(オークションで勝てる)MEV抽出ブロックを独占できます。EOFを持たない弱小ビルダーはオークションで勝てなくなり、手数料収入を全く得ることができなくなります。 つまり少数のビルダーによる寡占or独占がより強化されてしまうのです。 これが循環することによってEOFはどんどん深刻になってしまいます。

現時点でのEOFを多く得ているビルダーがブロックオークションで多くの勝利を得ている傾向があります。 EOFはサーチャー、ビルダーの間に留まらず、MEVサプライチェーンのあらゆる場所に生まれる可能性があります。 近年MEVサプライチェーンはOFA, インテントの導入によって変化をしようとしています。それらについて見ていきましょう。

参考：

https://writings.flashbots.net/order-flow-auctions-and-centralisation

OFA (Order Flow Auction)

OFAはMEV対策のより進んだ形として現在導入が進められています。 これまでのMEV-Boostはプロポーザーに対してブロックビルダーが入札するオークション形式でした。OFAではあなたのトランザクションをサーチャーやビルダーが買い取るオークションになります。

あなたの注文(Order Flow)がMEV抽出価値が大きな場合、高額で入札されると考えられるので、これまでと逆の向きにMEVが還元されることが想定されます。 汎用的なOFAはMEV-ShareやMEV Blockerとしてすでに実装されています。ブロックチェーンのユーザーからすればMEVが還元されるのは大きなメリットなのですが、現時点ではあまりうまく機能してないという評価もあります。OFAを行うと最も多くのMEV還元するビルダーを選択するために複数のビルダーにトランザクションを送信するインセンティブが生まれることから、EOFが緩和されることが予想される一方でMEV-ShareはFlashbots, MEV BlockerはbroXrouterら単独(あるいは少数)の組織によってやや中央集権的に運営されており、それらの組織によるEOFの懸念があります。

参考：

https://frontier.tech/the-orderflow-auction-design-space

インテント

OFAを拡張した考えとしてインテント(意図)という概念があります。 これはユーザーがトランザクション作成を第三者にアウトソーシングするというものです。 トランザクションを作成する第三者の呼称は色々(ソルバー、フィラー、バンドラーなど)あって定まっていません。 ユーザーは抽象的にブロックチェーン上でやりたいことを伝え、第三者は最適と思われる複数のトランザクションを発行して実現します。

インテントはブロックチェーンのUXを大幅に改善することが期待されています。例を挙げると

現在、Arbitrumネットワークで分散型アプリケーション( dApp )を操作したいが、現在資金がEthereumブロックチェーンに保存されているシナリオを想像してください:

• dAppのWebサイトにアクセスする

• ウォレットとArbitrumを接続しようとしますが、利用可能な資金がないことに気づきます

• 新しいタブを開いて、資金を橋渡しする最良の方法を探る

• ブリッジのウェブサイトに行く

• ウォレットを別のブロックチェーンに接続します( Ethereum )

• EthereumからArbitrumに資金を転送するブリッジプロセスを開始します

• ブリッジトランザクションが完了するのを待ちます

• 元のタブに戻る

• ウォレットをアービトラムに切り替えます

• これで、最終的に、ブリッジされた資金でArbitrumのdAppを使用できます

これらの作業をインテントを用いれば大幅に短縮が可能でしょう。

参考:

https://bwetzel.medium.com/intent-based-architectures-and-projects-experimenting-with-them-c3ee63ae24c

第三者が代わりにトランザクションを発行するインセンティブはMEVです。つまり、OFAと同様にMEV抽出価値の高いインテントはうまく機能すると考えられる一方で、価値の低いインテントは無視される可能性があります。汎用的なインテントの考えはAccount Abstraction(AA)と相性がよく、統合される可能性があります。ウォレットはトランザクションではなくインテントを送信する形になると想像できます。 アプリケーションレベルでインテントを実装した初期の例としてCowSwapがあります。トレーダーとソルバーのP2Pネットワークによってmempoolを介さない取引を可能にしています。最近の例ではUniswapXが挙げられます。フロントランニングされない(サンドイッチされない)というインテントやクロスチェーンスワップしたいというインテントに対して、対応するフィラーが代わりにトランザクションを組み立て発行します。 アプリケーションレベルのインテント中心設計の場合はEOFがより深刻な問題となる可能性があります。それらはEIF(Exclusive Intent Flow)と呼ばれることもあります。 UniswapXが多量のEIFを獲得した場合、取引はuniswapに集中すると考えられuniswap(のフィラー)によってMEVが独占されます。 uniswap(あるいはその裏にいる国家機関など)による検閲のリスクが極めて高くなり、それを回避するために非常に高いコストが必要になります。 EOFの場合、悪意のあるビルダーを回避するにはRPCを変更すれば済みますが、EIFの場合はウォレットも変更する必要がある可能性があります。

EOF, EIF低減のためにはより多くのエンティティが自由に参加できるMEV市場が必要です。そこで考え出されたのがSUAVEです。

参考：

https://medium.com/metaweb-vc/account-abstraction-and-suave-how-far-are-we-from-an-intent-centric-ethereum-907e30804880

https://hackmd.io/@dmarz/4337-mev-supply-chain

SUAVE

SUAVE(the Single Unifying Auction for Value Expression)はインテント(Flashbotsの呼称はプリファレンス)を中心としたOFAを行う分散ブロックビルディングプロジェクトです。Flashbotsが発起したプロジェクトですが、現在オープンに議論が進められています。SUAVEは他のインテント中心プロジェクトと比較するとEOFの回避を念頭に置いて設計されています。SUAVE自体がパブリックチェーンを構成していてEVMを改変したMEVM上でmempoolを構築します。このSUAVE(の最終形)ではmempoolはSGXによってユーザーの趣向に応じた秘匿化がされます。これまで「信頼できる」ブロックビルダーのプライベートmempoolにのみTxを送信することによってプライバシーの確保(=フロントランニングの回避)が可能だったのですか、SGXによって秘匿化されたmempoolは信頼関係を必要とせずにプライバシーが保たれます。SUAVEのmempoolはパーミッションレスに参加できるブロックビルダーから参照できることからEOFの回避に繋がります。

また、SUAVEは複数のチェーンのブロックビルディングを担当することができます。ユーザーのクロスチェーンに跨るインテントに応えることができると同時にクロスチェーンMEVの抽出が容易になります。

SUAVEはユーザーにはインテントの利便性やOFAによるMEVの還元、ブロックビルダーにはクロスチェーンMEVのインセンティブで参加を促し、MEVサプライチェーンとしてはオープンな競争を促すことによってMEVの民主化を進めるプロジェクトと言えるでしょう。

参考：

https://medium.com/iosg-ventures/suave-entering-the-new-mev-decade-dc95ee91a603

https://dba.mirror.xyz/NTg5FSq1o_YiL_KJrKBOsOkyeiNUPobvZUrLBGceagg

ここまでは主にFlashbotsが主導してきたイーサリアムプロトコル外部のMEV整備のプロジェクトについて説明してきました。一方でPBSをイーサリアムのプロトコルに内蔵したePBSも議論が進んでいるので第4部で解説します。一緒にMEVの森を探検しましょう！

（※本文は情報提供を目的としており、投資助言ではありません。）

今回の記事では、MEVの中でも特に重要なテーマである「公正な順番付け」について掘り下げます。さらに、Flashbotsというプロジェクトが始めた革新的なオークションシステムMEV-Boostについても説明します。この2つの要素は、MEVとブロックチェーンの未来を理解するための鍵となります。

誰がMEV抽出するのか

MEVは当初Miner Extractable Valueと呼ばれ、マイナー（ブロックプロデューサ）によって抽出されるものでした。現在のイーサリアムでトランザクションがブロックに刻まれるまでの詳細な流れを見てみましょう。

そして将来的に以下のように複雑化されることが予想されています。

このトランザクションサプライネットワークの誰もがトランザクションを並べ替えることに関与できます。つまりMEV抽出可能な立場にあります。

MEVディストピア

一部のプレイヤーによってMEVが独占される状態をMEVディストピアと呼びます。

MEVディストピアはどのように生まれて何をもたらすのでしょうか。MEVディストピアはMEVサプライチェーンの垂直統合の結果として生まれると考えられています。MEVはmempoolなどの公開情報を元に抽出します。ここで一部プレイヤーが情報の独占をすると、他のプレイヤーはMEV抽出できなくなり参入障壁となり、さらなる独占が進みます。MEVディストピアではMEV抽出に参加できないプレイヤーは金銭的に退場を余儀なくされ、ブロックは中央集権的に生成されることから検閲のリスクが高まります。MEVディストピアの反対の概念としてMEVユートピアがあります。ここでは開かれた市場で誰もが公平に自由にMEVの抽出を競い、結果として広く薄くMEV利益が分配される状態のことです。

公正な順番付け

ここまで読んで以下の考えが浮かぶかもしれません。「公正な順番に取引が並んだブロックを作ることを強制すればMEVは無くなる」では、「公正な順番」とは何でしょうか？

最もシンプルなアイディアはFCFS（First Come First Serve）方式です。

取引がネットワークに送信された順番に、それらがブロックに追加されます。これは公正な順番でしょうか？

レイテンシ競争

ブロックチェーンのようなP2P（Peer-to-Peer）ネットワークでは、通信速度が異なると取引注文の到達時間に影響を及ぼします。P2Pネットワークは、個々のノード（参加者）が直接通信する形態のネットワークです。

そのため、ノードの地理的位置や通信速度などがネットワーク全体のパフォーマンスに影響を及ぼします。特にブロックチェーンのような分散型ネットワークでは、取引が提出されてから全てのノードに伝播するまでに時間がかかることがあります。したがって、通信速度が遅いノードは新しい取引を遅れて受け取る可能性があります、その結果、取引の到達時間が異なることがあります。注文到達時間に揺らぎがある場合、大量のスパムのような注文を投げることが最速で注文を実行する有効な戦術となり、ネットワークに過負荷をかけます。

また、バリデーターと物理的距離が近い場所でbotを稼働させることが有効な戦術となります。バリデーターとbotを同じデータセンターに設置するコロケーションが極めて有利となり、地理的分散を妨げます。

最も高い金額を払った人がTx順を決められるMEVオークションであれば無駄なスパムを避けることができ、世界中どこからでもMEVの競争に参加できます。オークション方式のほうが「公正な順番付け」ができると考える人（orプロジェクト）が増えています。

参考：

PBS (Proposer Builder Separation)

MEV抽出は日を追うごとに複雑化、高度化していて最大（に近い）MEV利益を得られるブロックを作るのは専門家でなければ難しくなっています。利益が出なければ止めてしまうので少数のブロックプロデューサーしか残りません。バリデーター自身がMEV抽出をしてある場合、高度な技術と高いマシンスペックを持つバリデーターのみがMEVの利益を受け取ることができるようになります。つまり少数の強いバリデーターだけが生き残り、弱いバリデーターは利益が出ないことから撤退してしまいます。結果としてバリデーターの数が減少して中央集権化が進みます。PBSはブロックプロデューサーをMEV抽出完了したブロックを作るブロックビルダーとブロックをチェーンに書き込むプロポーザーに分離します。従来ブロック作成から書き込みまで全て担当していたバリデーターはブロック作成をアウトソーシングしてプロポーザーに変わるということです。プロポーザーはビルダーからMEV利益の一部（現状では大部分）を受け取ることができます。これによってバリデーター（プロポーザー）は自分でMEV抽出しなくてもMEV利益を受け取ることができるようになり、高度な知識や高いマシンスペックを必要とせず収益を上げられるようになります。パリデーター参加障壁が下がり多くの人がバリデーターになれば分散化が進むと言えます。

参考：

https://hackmd.io/@metachris/pbs-intro-materials

Flashbotsが始めたオークション

イーサリアムはPBSの実装を目指していますが、大規模なプロトコル変更が伴い慎重に進める必要があることから現時点では実装されていません。一方でMEVがもたらす悪影響（一般に「負の外部性」と呼ばれる）は非常に深刻なものとなってきています。そのため研究機関FlashbotsがMEV-Boostを開発しました。これはイーサリアムのプロトコルの外側でPBSを実装するもので、現時点で非常にうまく機能していると言われています。MEV-Boostではサーチャー、ビルダー、リレー、プロポーザーといったプレイヤーが定義されます。

サーチャーはtxをまとめて束を作り、その中でMEVを抽出する人を指します。近年の極めて高度化しており一握りのアドレスしか利益が出ていないことが知られています。代表的なサーチャーとして以下のようなものがあります。

Jaredfromsubway.eth

サーチャーとビルダーは同一のエンティティである場合もあります。

ビルダーは公開されたmempoolからTxを集めてブロックを組み立てるだけでなく、独自のRPCを提供しフロントランニングからの保護されたプライベートmempoolを持っている場合があります。サンドイッチ攻撃による不利なレートでのスワップや他人にMEV戦略を盗まれることを嫌うサーチャーが利用します。代表的なビルダーとして以下のようなものがあります。

rsync-build.x
beaverbuild.org
Flashbots
builder0x69
Titan Builder

MEV-Boostは巧妙なオークションの仕組みによって信頼関係を生み出しています。

通常のイーサリアムは公開されたmempoolでトランザクション単位でガス代のオークションを行いバリデーターがブロックを組み立て、チェーンに刻まれます。

MEV-Boostでは中身の封印された組み上げられたブロックをオークションし、高額を提示したブロックがプロポーザーによってチェーンに刻まれます。

ブロックを封印する理由はプロポーザーが「MEVを盗む」つまり、アービトラージなどを行った利益の送金先アドレスをプロポーザーのものに書き換えるといった行為を防ぐためです。

しかし、ブロックが封印された状態では、そのブロックがイーサリアムの有効な状態遷移ルールに基づくものか分かりません。無効なブロックをチェーンに刻もうとするとプロポーザーはスラッシングされてETHを失ってしまいます。

そのため仲介者としてリレーが存在します

リレーはビルダーから完全なブロックを受け取るとそれがルールに基づいた正しいものか確認します。確認が完了するとプロポーザーに対してブロックの先頭部分（ヘッダー）のみを送信してオークションに参加します。オークションに勝利した場合はブロック全体を公開し、ブロックに正しく刻まれたことを確認して料金を支払います。

ビルダーはリレーに対しては完全なブロックの公開をすることから信用が求められます。また、他のリレーとのレイテンシや手数料の過酷な競争となることからリレーの参加者は少なく、頻繁に議論の的となります。

代表的なリレーとして以下があります。

Ultra Soud
Flashbots
Agnostic Gnosis
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プロポーザーはバリデーターが担当します。Geth（イーサリアムの実行クライアント）の代わりにGethをフォークしたMEV-Boostというソフトウェアを実行するだけで従来のブロック報酬に加えてMEV収益を得ることができるため非常に多くのバリデーターがMEV-Boostを実行しています。

Flashbotsが開発したMEV-Boostが導入されたことによってMEV抽出の競争が激化したという意見もある一方で、MEVの民主化を進めスパムトラザクションの軽減、バリデーターの分散化を進めたことを評価する声も多くあります。他のチェーンでもMEV-Boostを模倣する動きも多くあります。しかし、MEV-Boostの欠点も存在し、それらを克服した新しいMEV整備の技術について議論が進んでいます。第3部ではMEV-Boostの課題と未来のMEV技術について解説します。

（※本文は情報提供を目的としており、投資助言ではありません。）

しかし、心配は要りません。MEVは少し複雑に思えるかもしれませんが、一緒にじっくりと理解していけば、それほど怖いものではありません。実は、MEVはブロックチェーンの動きを理解するための大切な手がかりなのです。

この記事では、初心者の方々でもMEVを理解できるように、平易な言葉で説明していきます。MEVが持つ意味や働きを一緒に学び、ブロックチェーンの世界をもっと深く探求してみましょう。

イーサリアムのブロックの仕組み

イーサリアムのブロックの仕組み イーサリアムでは、あなたが送金や何かの操作をすると、それは「トランザクション」と呼ばれる命令になります。しかし、その命令はすぐに処理されるわけではありません。まずは待ち行列のような場所、それが「mempool」に入ります。

このmempoolは、全世界のイーサリアムの「ノード」が見ることができます。バリデーターという特別なノードから「ブロックプロデューサー」が選ばれ、この待ち行列からトランザクションを選んで、それを処理して新しいブロックに詰めます。そして、その作業の報酬として、トランザクションに付随する手数料（ガス代）をもらいます。

ブロックに詰められるトランザクションには上限があります。ブロックプロデューサーは、どの命令を先に処理するかを自由に選べます。だから、彼らは通常より多くの報酬がもらえる命令を優先的に選びます。つまり、手数料が高い命令が早く処理される傾向があります。これがイーサリアムのシステムの基本的な動き方です。

実は、ブロックプロデューサーはトランザクションの順序を操作することで、通常のトランザクション手数料以上の利益を得ることが可能です。これがMEVの基本的な概念です。

MEVの具体例を説明する前に、プライスインパクトの説明をします。

プライスインパクト

ここでは適当なトークンとしてリンゴトークン（以下、リンゴとします）を例に説明します。

果物市場の取引を想像してみてください。Sushiswapという八百屋で、リンゴトークンとお金を交換できるとします。

ある時、あなたが大量のリンゴを欲しくなったとします。突然、大量のお金を持ってきてリンゴと交換したいと思った場合、Sushiswapのリンゴはすぐになくなってしまいます。リンゴの需要と供給のバランスが変わるため、リンゴの価格が上がります。あなたが交換したいトークンの量が店の在庫（ここでは流動性と呼びます）と比べて大きいとき、価格の変動（プライスインパクト）が大きくなります。

それでは、アービトラージ、サンドイッチ、清算という代表的な3つのMEVについて見ていきましょう。

アービトラージ

ある日の朝、Sushiswapではリンゴトークンが200円で売られていました。隣町にはUniswapという商店もあり、そこでもリンゴトークンが200円で売られていました。

その日の昼、あなたがリンゴを欲しくなり、Sushiswapで大量にリンゴを購入しました。すると、Sushiswapでは価格が変動して、リンゴが500円になりました。ここで、ある人がUniswapではリンゴが200円で売られていることに気づきます。つまり、リンゴをUniswapで買い、Sushiswapで売れば、価格差の分だけ儲けることができます。これがアービトラージです。

アービトラージには利益を得るチャンスがありますが、リスクも伴います。例えば、あなたがUniswapで安いリンゴを買ってSushiswapで高く売る計画を立てたとします。リンゴがSushiswapで500円で売られているのを確認してから、Uniswapで200円で購入しました。しかし、あなたが果物屋のUniswapからSushiswapへ移動している間に、Sushiswapの価格が変動してリンゴが1個190円になってしまったとします。この場合、あなたがSushiswapでリンゴを売ると損をしてしまいます。

これは現実世界のアービトラージに常に存在するリスクです。しかし、ブロックチェーンの世界では、このリスクを回避する方法があります。Atomicなアービトラージは、一連の取引を「全て、または無し」で実行する方法で、これによりアービトラージのリスクが軽減されます。これは、全ての取引が同じブロックに含まれ、成功するか全く実行されないかのどちらか一方になることを保証します。これにより、一部の取引が成功し、他の取引が失敗するというシナリオが避けられます。Atomicアービトラージで利益を最大化する方法を考えてみましょう。取引所間の価格差がアービトラージの利益の源です。価格差は誰かの取引による価格変動によって引き起こされます。これは、mempoolを監視していれば見つけることができます。mempoolは通常公開されているので、全世界中の人がアービトラージを狙っています。アービトラージ取引が行われると、価格差は減少してしまいます。ですから、大きな量の取引トランザクションの直後にアービトラージのトランザクションを入れる（バックランニングする）ことによって最大の利益が得られます。これが、ブロック内のトランザクションを入れ替えることによって価値を抽出する例の1つになります。

DEX間のAtomicアービトラージ以外にもCEX-DEX間アービトラージなども存在します。

参考：

https://frontier.tech/a-tale-of-two-arbitrages

サンドイッチ

次に、サンドイッチについて見てみましょう。これは、あるトランザクションの直前と直後に自分のトランザクションを挿入して「サンドイッチ」する手法です。

例えば、Sushiswapでバナナトークン（以下、バナナ）を1個50円で購入しようとしました。このトランザクションがmempoolに送られると、何者かがそれを監視し、あなたがバナナを購入しようとしていることを察知しました。この者は、あなたのトランザクションより先に(フロントランニングして)大量のバナナを購入しました。

これによりバナナの価格が一時的に上昇し、あなたは結果としてバナナを1個70円で購入することになりました。さらに、あなたがバナナを購入したことでバナナの価格は1個80円に上がりました。そしてその直後、この者はバナナを売却しました。このように、あなたのトランザクションを挟むことによって、彼はバナナを安く買って高く売ることに成功したのです。これがサンドイッチ攻撃の基本的な概念です。ブロックプロデューサーは、他のユーザーのトランザクションの前後に自分のトランザクションを挿入し、価格を一時的に上昇させ、その結果として利益を得ます。あなたのトランザクションは、彼らの「サンドイッチ」の中に挟まれてしまうのです。

参考：

https://www.blocknative.com/blog/what-is-mev-sandwiching

清算

DeFiのレンディングプラットフォームでは、ユーザーは自分の暗号資産を担保に借入れを行うことができます。この際、借り手は一定の割合以上の価値を持つ暗号資産を担保として預けなければなりません。

担保となる資産の価値が急激に下落すると、その価値が借入れ額を下回る可能性があります。その場合、借り手は追加の担保を預けるか、借入れた資産の一部を返済する必要があります。もし借り手がこれを行わない場合、レンディングプラットフォームは「清算」というプロセスを開始します。清算とは、借り手が預けた担保を売却し、借入れた資産を返済することです。この清算プロセスは多くの場合、他のユーザー（清算人）が割引価格で担保を買い取る形で行われます。

清算人は市場価格よりも割安で担保を買い取ることができるため、しばしば競争が発生します。担保率が清算ラインを下回っているかどうかは、オラクルの価格情報によって決まります。このため、清算によるMEVは、オラクルの価格更新トランザクションの直後に清算トランザクションを挿入することになります。

参考：

https://info.etherscan.com/explanation-on-defi-liquidation/

暗い森

mempoolは「暗い森」と比喩されることがあります。

森は非常に広大で、数多くの動物や木々、植物が生息しています。しかし、その深部に踏み入ると、日光がほとんど届かず、何がどこに存在するのかが不明になります。これが「暗い森」の比喩です。さらに、森の中には予期せぬ生物や奇妙な植物が突如として現れます。これは、mempoolが混沌とし、予測不能で、利益を追求する多様なアクター（マイナー、トレーダー、ボット等）によって操作される現状を表しています。これらのアクターは、MEVを抽出するために他のトランザクションを捕食することがあります。この捕食的な競争は、mempoolが暗く、不透明で、混沌とした「暗い森」に似ていることを象徴しています。

参考：

https://www.paradigm.xyz/2020/08/ethereum-is-a-dark-forest

ブロックチェーンの利用者は、MEVによって一方的に損失を被ることがあります。また、MEVの抽出を得意とするごく一部のプレーヤーだけが大きな利益を独占してしまいます。

では、この状況を改善する方法はあるのでしょうか？次の記事でそれについて詳しく解説します。

（※本文は情報提供を目的としており、投資助言ではありません。リンゴトークンやバナナトークンの購入、売却を推奨するものや、MEV実行戦略を推奨するものではありません。また、SushiswapやUniswapは実在するDEXの名称ですが、その利用は自己責任でお願いします。）