一文讀懂MEV鏈上套利_SWAP

原文：Jake_xbt

編譯：Crush

01

什么是 MEV？

我經常被問到 MEV 是什么，以及搶先交易（front-runs）和尾隨交易（back-runs）是如何工作的，那么我就以我自己的機器人工作機制為例，在這篇長文中做一個解釋。

鏈上流動性是碎片化的，雖然類似 Uniswap 這樣的流動性池子很多，但是它們之間沒有相互通信，每個池子都提供實時交換資產的報價，而正是這種分散的流動性，創造了在不同池子中低買高賣的機會。

舉例：一個用戶在 Uniswap 的 WETH-USDC 池子賣出了 500 萬美元的 WETH，當他賣出的時候，Uniswap 上的 WETH 價格下降，那么它就會允許其他用戶以相較于 Sushiswap 上更便宜的價格購買 WETH。

因此，精明的用戶就可以在 Uniswap 上購買 WETH，然后在 Sushiswap 上面出售。

02

鏈上套利有什么不同？

Nomad Bridge團隊Illusory Systems尋求駁回與黑客相關的集體訴訟:金色財經報道，Nomad Bridge背后團隊Illusory Systems本周采取行動，駁回針對該公司的集體訴訟，該訴訟涉及去年發生的價值近1.9億美元的黑客事件。

Illusory與Archetype、Ethereal Ventures、Consensys、Coinbase 和 Alchemy等公司一起提出了駁回動議，聲稱最初的投訴未能正確陳述索賠要求。 駁回動議稱，原告并不希望“讓黑客對其不當行為及其造成的傷害承擔責任”，而是試圖“將某些安全功能的缺陷歸咎于Illusory 和Keyholders，據稱這些漏洞導致資產被盜，并尋求讓Illusory和Keyholders對其損失承擔責任”。法院尚未批準或拒絕駁回動議。[2023/7/20 11:05:38]

上面舉例說的是傳統套利的原理，鏈上 defi 還多了一點不同的東西：原子性。

我們都知道，區塊鏈的狀態逐塊更新，這意味著一個交易里面可以執行多個操作，前提是這個交易的最終狀態是正確的，即這個交易最終要是成功的。

Bosonic啟用交叉托管人凈結算系統:金色財經報道，去中心化金融市場基礎設施(dFMI)企業Bosonic宣布率先啟用交叉托管人凈結算 (CCNS)，其中USDC和ETH的交易是在兩個數字資產托管人（香港的First Digital和新加坡的 Propine）之間自動執行、清算和結算。[2022/12/10 21:35:01]

例如，我可以從 Aave 借貸池免費借到 500 萬美元的 USDC，前提是我在交易結束時將 500 萬美元的 USDC 準確歸還給借貸池，這就是傳說中的「閃電貸」，相信你在很多項目被盜的新聞中經常聽到。

（譯者注：即借貸和還貸兩個動作在一條交易里面執行，通過借貸而來的資金賺取更多的收益，這樣就能一瞬間還清貸款，并保留收益。）

閃電貸為那些沒有大量資金的用戶免費創造了大規模鏈上套利的機會。當然了，這種錢并不容易賺。以上套利思路的出現，就帶來了「套利空間的競爭」。

而大多數原子套利的空間都由少數地址主導，這些地址獲得了大部分的利潤，所以這大概率是所有領域中競爭最激烈的一塊兒。套利的成功，是套利者的智慧、網絡的低延遲以及良好的基礎設施的結合。

Coinbase Cloud 列出以太坊合并的 4 大風險:9月13日消息，Coinbase Cloud 今日在博客中列出了與以太坊合并（PoS轉換）相關的4個風險。它們分別是技術風險、操作風險、經濟風險和由于缺乏客戶多樣性而導致的風險。Coinbase Cloud 表示，“由于合并是技術上最復雜的升級，因此很可能會出現各種錯誤和技術缺陷（技術風險）。如果客戶端和驗證者未能及時升級，主網上的節點參與率也可能會下降（操作風險）。升級后，獲得PoW 硬分叉版ETHW 的ETH借貸需求快速增加，導致借貸市場ETH利率大幅上漲，存在經濟風險。最后，客戶缺乏多樣性是風險，可能無法過濾掉錯誤的區塊提議。”[2022/9/13 13:26:43]

（譯者注：少數地址獲得大部分利潤，這符合經濟學中的二八原則，即 20% 的因素影響 80% 的結果。）

03

機器人是如何工作的？

機器人會直接連接到內存池（mempool），內存池是一個隊列，里面存儲著一組等待被確認的交易。機器人會埋伏在池子里面，等待可以創造套利機會的交易出現。

前美國財長薩默斯：美聯儲可能重蹈1970年代覆轍:8月6日消息，對于下周三將發布的CPI報告，前美國財長薩默斯表示，“我擔心非核心通脹數據將迎來一些好消息”，尤其是受到汽油價格下滑的推動。再加上一些經濟放緩的跡象，美聯儲可能錯誤認為事情已經得到控制。薩默斯表示，危險在于“我們將可能面臨一個像1970年代那樣的局面，當時我們沒有采取足夠多的措施來遏制住通脹。”扣除食品和能源等大宗商品，“核心通脹率在5%上下，”薩默斯稱。“這比尼克松時期管控通脹時還要高。從任何方面看都是不可接受的。”(金十)[2022/8/7 12:07:02]

一旦發現可套利的交易，機器人會自動計算套利的最佳方式，然后將一系列操作，放到一個交易里面，直接將這個交易提交到內存池中，和可套利的那個交易放在同一個區塊中進行打包。

我的機器人會在類似 Uniswap 這樣的交易所中尋找的套利機會，它可以在目標交易出現后執行，最后以利用不同池子之間流動性的差異，來獲取利潤。

為了搞明白什么樣的交易算是可套利的機會，你必須先要了解 Uniswap V2 的工作原理。

參議員Elizabeth Warren敦促美國國會和SEC加強加密監管:金色財經報道，在幾家加密公司申請破產保護后，美國參議員Elizabeth Warren表達了對加密貨幣投資的擔憂，并敦促美國國會和證券交易委員會（SEC）采取行動，加強加密監管。沃倫表示，需要制定更加強有力的規則來確保消費者保護和金融穩定。[2022/7/19 2:23:39]

04

Uniswap V2 的工作原理

假設一個池子里面包含 X 個 WETH 和 Y 個 USDC，并且它允許用戶在池子中進行 WETH 和 USDC 的交易。那么池子的管理原則是：保證這個 X 和 Y 的乘積始終是一個常數我們稱之為「Uniswap 不變量」。

因此，對于一個儲備為 (X, Y) 的池子，我們可以通過求解以下等式計算出我們期望將 ΔX WETH 賣出多少 USDC 到礦池中：

（譯者注：這里的 ΔX WETH 指的是一個增量，是數學中函數的相關概念，讀者可跳過復雜的公式計算，繼續往下看。）

實際操作中，池子還會收取大概 30bps（約 0.3%）的手續費，在計算上面的公式時，你可以通過將 ΔX WETH 乘以 0.997 來保證計算結果的準確性。為了解釋起來方便，我們這里簡化一下，省略這個步驟。

重要的是，我們可以重新拓展和排列這個方程，然后根據 WETH 輸入的 ΔX，得到一個 UDDC 輸出的 ΔY 的表達式：

不錯，現在在任何一個 Uniswap V2 池子中給你一個輸入量，相信你都能確切地計算出預期輸出量了。

05

套利機會是如何運作的？

套利一般可以簡化為「低買高賣」，在這種情況下，我們需要找到一個 A 池去購買 WETH，A 池的 WETH 價格比 B 池的便宜，然后我們將 WETH 在 B 池中出售，即在 A 池中低買，在 B 池中高賣。

假設 A 池有儲備金 (X, Y)，B 池有儲備金 (X?, ?)，那么如果我們在 A 池中賣出 ΔX 個 WETH，收到 ΔY 個 USDC，那么我們可以計算這些 USDC 在 B 池中能后換到多少個 WETH，如果有得賺，那么一個套利機會就形成了。

所以讓我們計算一下，在第一次交易中，我們將 X 換成 Y，第二次交易中，我們又將? 換成 X?，根據前面的方程，計算如下：

這里的 ε 表示輸入的 ΔX 與執行兩次交易之后的輸出之間的差異。如果我們能找到將 ε > 0 最大化的方法，我們就找到了有利可圖的套利。

（譯者注：這個差異 ε 即你套利前投入的 WETH 與套利完成后的 WETH 的差，如果 WETH 變多了，說明套利成功，如果操作結束，WETH 反而還少了，那說明這是一次失敗的套利。）

所以我們可以用下面這個表達式來簡化我們上面的方程：

套利機器人的其中一項工作就是使得利潤最大化，在我們的方程中，這相當于最大化 ε。只有當 A > B 時，方程才會有一個唯一的最優解，一旦 A < B，那就不存在套利機會了。

06

機器人如何從機會中獲利？

一旦我們弄清楚了如何執行交易以獲得最大利潤的話，剩下的事兒就簡單了，我們需要讓機器人獲得初始資金來進行套利，放到上面的公式里，就是獲得 ΔX。

初始資金可以從 AAVE 中操作閃電貸中獲取。機器人需要將借貸、交易以及還貸三個操作，捆綁在一個交易里面。這個過程，我們可以通過使用預先部署在鏈上的自定義智能合約來完成。

一旦我們的交易被創建，同時簽名成功，它就會被提交到內存池等待礦工挖礦，即等待交易成功。但是由于還有其它很多的機器人同樣也在尋找套利的機會，我們需要保證我們的交易被首先通過。

這意味著我們的套利交易應該跟隨目標交易，被打包在同一個區塊中，然后立刻完成交易。

這就是所謂的尾隨交易（back-runs），這種情況下，開采區塊中的交易順序如下所示：

為了實現尾隨交易，機器人必須要先知道目標交易所提供的 gas 費是多少，然后將這些參數準確的復制到我們的套利交易中。最后，套利交易由機器人進行簽名，并提交到內存池中進行驗證，利潤到手！

原文鏈接：

https://twitter.com/jake_xbt/status/1581612329086554112

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