MEV 是 Miner Extractable Value 缩写，即矿工可以提取价值。2019年，智能合同研究员菲尔·戴安（Phil Daian）和同事一起写 Flash Boys2.并创作了0 论文"矿工可以提取价值"（MEV）一词。如今，人们称之为 Maximal Extractable Value -- 最大提取值。

了解创宇区块链安全实验室这次浅谈充满研究意义的 MEV。

MEV 是指区块链矿工可以通过重新排序、审查或插入交易而无需许可提取的总价值。简而言之，矿工有权控制所有区块的交易顺序，可以随意控制交易顺序，从而获得利益。

自2020年 1 月 1 日起，根据官方数据统计，提取 MEV 至少值9 亿美元。不难发现， 提取物MEV 正成 N 倍增，就像 一样Dan Robinson 的《Ethereum is a Dark Forest》文章中提到的那样，MEV 将来只会更可怕。

我们可以将比特币、以太坊等区块链网络比作账簿，矿工负责将待处理的交易信息打包成块，然后由整个网络验证，并添加到全球账簿中。交易信息记录的顺序完全由矿工决定。

因此，矿工往往根据 获得更大的利润gas 成本水平决定交易顺序；矿工有权根据自己决定交易顺序获得额外的利益，即MEV。

尽管最初MEV被称为矿工可提取价值，但现在人们更喜欢称之为 MEV 是最大的可提取价值，因为今天的 MEV 行为不是矿工发起的，而是 DeFi 交易交易员和套利机器人。

在以太坊内存池中，MEV 搜索者用套利机器人监控待处理的交易，并试图利用他们创造的盈利机会。

从技术角度来看，MEV 的产生源于区块链中的交易信息被传输到网络和实际交易信息被包装到区块之间的延迟。

处理方法是建立一个共享的待处理公开访问内存池（mempool），在交易被打包到块之前，交易将存储在 mempool 中，公开 mempool 会导致别有用心的人故意监听 mempool，寻找获利的机会。

包括插入新交易、重新排序交易序列等。这些都表明矿工对交易包装有很大的控制权。

1、抢跑（front-running）

以太坊内存池存在订单交易，攻击者使用的订单略高于此订单 gas 费用先交易。此时，可以使用低于市场价格的交易订单。

例如 2021年 10 月 29 日，多个 MCN-uniswap 池遭到黑客攻击的主要原因是代币合同烧币功能存在权限问题，让任何人都能对池中的 进行攻击MCN 烧毁。

攻击者烧毁了大量的 池MCN 代币，导致水池 MCN 代币价格不平衡，攻击者通过提前换取 MCN 代币兑换回大量 WETH 代币和利润。

然而，攻击事件是 MEV 机器人捕捉到机器人在攻击者完成攻击前完成交易并获利 17.2 万美元。(https://etherscan.io/tx/0xd091afe6b37256ebb3dd703a9646b27aaf7ce7fe8832778886ba0216361f7f00)

2、尾随（back-running）

以太坊内存池有订单交易，攻击者提交 gas 费用略低的订单在当前订单交易后立即跟随交易获利。

例如，搜索者机器人在池中发现了大量的购买订单。由于池中代币数量的减少，代币价格上涨。此时，攻击者将代币出售到池中获利。

三、三明治夹击（sandwiching）

三明治攻击是抢跑和跟随的结合。攻击者在交易者订单前后分别插入两笔交易，在交易者交易前以较低的价格进行交易。交易者完成交易后，他们立即以高的价格出售。

MEV 从表面上看，矿工和搜索者都很高兴。然而，这种利润可以被一些人视为盗窃，因为这种利润方法是通过 损失普通交易员的利益MEV 提取的利润全部来自每笔交易的普通用户。

此外，MEV 还会造成区块网络拥堵和 gas 成本增长。随着越来越多的套利机器人 gas 价格竞争实际上消耗了区块链网络带宽，导致网络拥堵。gas 价格竞争日益激烈，导致 gas 价格急剧上涨。

由 gas 用量图不难看出，从 2021年5月开始，gas 使用量有明显下降的趋势。正是因为 flashbots 的 MEV-Geth 越来越流行，这也是防范 MEV 的主要措施之一。

Flashbots 成立于 2020年 11 月，是针对 的MEV 的去中心化研究和开发组织，致力于公开化MEV提取细节，使其透明民主。

Flashbots 项目业务分为3 类：flashbots auction，flashbots data，flashbots protect，flashbots auction 在以太坊用户和矿工之间提供私人通信渠道，有效地传达首选交易顺序，flashbots data 用于扫描以太坊MEV数据并存储在 中Postgres 用于查询和分析。

flashbots protect 是将 flashbots auction 去除客户端等复杂部署，抽象交易捆绑包装等功能，让 Metamask 等钱包可以集成 flashbot auction 的MEV保护功能。

flashbots 核心项目Flashbots Auction 包括 mev-geth，一个位于 go-ethereum 客户端以上补丁， mev-relay，交易包中继器。

用户可以使用 MEV-Geth 交易捆绑包括一个或多个需要处理的交易搜索者和/或其他用户的内存池。

交易搜索者通过智能合同调用向矿工支付的小费函数。Flashbots 捆绑包将始终位于块的顶部。

2、MEV-Relay 接收捆绑交易，并将其发送给所有列入白名单的 MEV-Geth矿工。

3、矿工从 MEV-Relay 接收 Flashbots 捆绑包，在 MEV-Geth 中处理。

4、MEV-Geth 从发送的所有捆绑交易中选择利润最高的捆绑交易，并将捆绑交易放在新区块的顶部。

5、然后，MEV-Geth 将包含此捆绑包的块与不包含任何捆绑包的块进行比较。

6.只有当交易搜索者的捆绑包包含在一个块中时，才会支付与捆绑包相关的小费。

7.如果区块不包括捆绑交易，且交易没有链接，则交易搜索者和/或其他用户不会花费任何钱，即无需支付交易失败或取消Gas 费。

Flashbots Auction 架构提出了一个由三个不同方组成的网络。架构抽象三个角色形成网络。代表用户searcher，代表代理服务relay 代表矿工的中继器miner，客户可以使用这些方来执行维护通信渠道所需的部分工作。

Seacher 代表想用 MEV 以太坊用户，他们可以使用 Flashbots 私人交易池，而不是常规 p2p 交易池。这些用户监控链条的状态，并将可套利易捆绑包（bundle）发送到中继器。

目前生态 searcher 一般有以下几类:

以太坊机器人运营商(如套利和清算机器人)寻求快速、无风险的访问区块空间

2.以太坊用户寻求交易保护(例如，Uniswap 交易者）

以太坊 ，用例高级Dapps，例如，账户抽象或无气体交易(如 )tornado.cash 和 misxX）

交易打包成 bundle 之后会通过几个叫 Relay(中继器)基础设施传播到各 server，并将其转发给每个 minner 节点。

当 searcher 使用 flashbots 服务，使用 relay 来发送他们的交易偏好，他们就不需要为失败的交易出价付费。由于以太坊节点无法自行处理这种级别的负载，中继器便承担了缓解这种 DOS 威胁功能。

除了解决垃圾交易问题，中继者的隐私也是 Flashbots Auction 为了实现完全分散化，必须解决架构问题。Flashbots 组织运营一个名字叫 MEV-Relay 中继器。

下图则为MEV-Relay入口演示。

获得的块的高度如图所示：

中继服务拥有完全访问捆绑内容的权限，可以随意重新排序、插入、审发送给他们的捆绑包，也可以通过发送无效捆绑包来 DOS 矿工。因此，不建议使用外部中继器集成，这会产生很大的系统性风险。

Miner

矿工是最终收集所有捆绑包并产生块的一方。传统矿工将使用以太坊客户端挖掘块，而我们的Miner使用flashbots特殊维护MEV-Geth客户端，实现捆绑包的接收和交易排名。

Flashbots 包中包含的信息允许 searcher 将所需的交易顺序发送给矿工，以最大化利益，从而使矿工实现 MEV 组合利润，而不是在单一维度上争夺优先权。矿工可以评估所有收到的捆绑包，并将不冲突的捆绑包组合起来，以产生最有利可图的块。

以下为 Minner 简要分析包装交易的运行结果。

MEV-Geth 节点将首次评估引入的捆绑包，并在块顶部选择利益最大化的捆绑包。然后节点将 Flashbots 块与普通块进行比较，并开始挖掘最有利可图的块，测试如下。

运行结果如下

Searcher 将监控即将打包到下一个区块的交易，并使用更高的 gasprice，发送可套利交易捆绑包，让矿工先打包到区块，Searcher 明确表达交易偏好是成功拍摄区块的重要原因，也有效避免了网络其他部分的负面外部性。

MEV尽管 MEV 给矿工带来了额外的利润，也失去了其他用户的利益，导致以太坊环境的变化。

flashbots 为 MEV 问题的解决方案并不完美，尽管套利者之间的竞争已经转移到另一个网络，解决了以太坊网络拥堵和 Gas从客观的角度来看， 费用急剧增加的问题，MEV-Geth 是否违反了分散化的原则。

新的 MEV 提取策略不断被发现和创建，目前是 MEV 问题的预防措施也可能过时， MEV 问题的研究仍然需要我们不断探索。