[論文レビュー] Cross-Rollup MEV: Non-Atomic Arbitrage Across L2 Blockchains

Krzysztof Gogol, Johnnatan Messias+3 more|arXiv (Cornell University)|Jun 4, 2024

Transport and Economic PoliciesBusiness, Management and Accounting被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、イーサリアムL2ブロックチェーンにおけるクロスラップアップMEVアービタージュを実証的に分析し、アービトラージュの未利用機会がアービトラージュの未利用機会が50万件以上、アービトラージュの未利用機会が50万件以上、10〜20ブロックにわたり持続していることを明らかにした。二重カウントを回避するための修正されたMAV（Maximum Arbitrage Value）指標を導入することで、LVR指標がアービタージュを5倍過大評価していることが判明し、実際のアービタージュ利益は取引量の0.03%〜0.25%の範囲にとどまっている。

ABSTRACT

This study quantifies the potential non-atomic MEV on Layer-2 (L2) blockchains by measuring the arbitrage opportunities between cross-rollup and DEX-CEX. Over recent years, we observe a shift in trading activities from Ethereum to rollups, with swaps on rollups occurring 2-3 times more frequently, albeit with lower trade volumes. By analyzing the costs of swap on L2s and price discrepancies cross-rollup and DEX-CEX, we identify more than 500 000 unexplored arbitrage opportunities. In particular, we find that these opportunities persist, on average, for 10 to 20 blocks, necessitating the modification of the Loss Versus Rebalancing (LVR) metric to prevent double-counting. Our findings indicate that the arbitrage opportunities in Arbitrum, Base, and Optimism range between 0.03% and 0.05% of the trading volume, while in the ZKsync it fluctuates around 0.25%.

研究の動機と目的

• イーサリアムラップアップとイーサリアムメインネットにおけるアービタージュおよびスワップ行動のダイナミクスを調査すること。
• 特にバイナンスを含む中央集権型取引所（CEX）とラップアップ上のDeFi AMMとの間の未利用価格差を定量的に特定すること。
• より速いブロック時間と低コストのガス料金がL2エコシステムにおけるアービタージュの頻度と収益性に与える影響を評価すること。
• 継続的な価格差の間で二重カウントを回避する修正された指標（MAV）を提案・検証し、従来のLVRに比べて正確性を向上させること。
• 分散型ラップアップシーケンサにおける将来のMEVオークションの設計を支援するため、クロスラップアップアービタージュの可能性を分析すること。

提案手法

• 著者たちは、イーサリアム、アービトラージュ、ベイス、オプティミズム、zkSyncエラの各チェーンにおけるUniswap v3のWETH-USDCプールのスワップを分析した。
• ラップアップのAMMとバイナンスCEXの価格差を特定することで、未利用のアービタージュ機会を同定した。
• ブロック単位での分析により、価格差の持続時間と大きさを測定し、アービタージュウィンドウの期間と規模を追跡した。
• 継続的な価格ギャップ中に重複してカウントされるのを防ぐために、1ブロックあたりの最高アービタージュ価値のみを選択する修正された最大アービタージュ価値（MAV）指標を導入した。
• LVR（ロス対リバランス）指標をMAVに基づいて再キャリブレーションし、過大評価を是正した。
• 実証データは、オンチェーン取引ログと価格フィードから収集され、スワップボリューム、ブロック時間、手数料構造に焦点を当てた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ラップアップにおけるスワップ頻度とボリュームはイーサリアムメインネットと比べてどう異なるのか。その差を生じさせる要因は何か。
• RQ2 ラップアップのAMMと中央集権型取引所（CEX）との間で、未利用のアービタージュ機会は合計で何件で、どのくらいの期間持続するのか。
• RQ3 従来のLVR指標が実際のアービタージュ利益をどのように過大評価しているのか。正確な測定にはどのような補正が必要か。
• RQ4 ラップアップにおけるより速いブロック時間と低コストのガス料金は、より頻繁に発生するが小さなアービタージュ機会をどのように促進しているのか。
• RQ5 クロスラップアップアービタージュは、将来の分散型シーケンサにおけるMEVオークション設計にどのような意味を持つのか。

主な発見

• 50万件以上の未利用アービタージュ機会がラップアップ全体で同定され、平均して10〜20ブロックにわたり持続した。
• アービトラージュ、ベイス、オプティミズムでは、1日あたりの取引量の0.03%〜0.05%の利益が得られ、zkSyncエラでは価格差が持続するため0.25%の利益が得られた。
• スワップはラップアップではイーサリアムメインネットに比べ2〜3倍頻繁に発生するが、平均取引ボリュームは約5分の1にとどまる。
• ブロック時間はスワップ頻度に顕著な影響を与える：ベイスでは3ブロックごと、オプティミズムでは5ブロックごと、アービトラージュでは10ブロックごとにスワップが発生するが、合計のスワップ件数は高い。
• LVR指標は、重複するアービタージュイベントを繰り返しカウントしているため、実際のアービタージュ利益を5倍過大評価している。
• 1ブロックあたりの最高アービタージュ価値を選択する提案されたMAV指標は、真のアービタージュ活動をより正確かつ安定して測定できる。