[論文レビュー] Time to Bribe: Measuring Block Construction Market

Anton Wahrstätter, Liyi Zhou+3 more|arXiv (Cornell University)|May 25, 2023

Facilities and Workplace Management被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、PoS移行後のイーサリアムのブロック構築市場について縦断的分析を行い、ビルダーおよびレレイの市場シェア、MEV収益のダイナミクス、および危機がMEV支払いに与える影響を測定している。MEV-Time法則を提唱し、スロット内2.78秒でMEV入札がピークに達することを明らかにした。また、FTX崩壊のような出来事はMEV収益を400%押し上げた。

ABSTRACT

With the emergence of Miner Extractable Value (MEV), block construction markets on blockchains have evolved into a competitive arena. Following Ethereum's transition from Proof of Work (PoW) to Proof of Stake (PoS), the Proposer Builder Separation (PBS) mechanism has emerged as the dominant force in the Ethereum block construction market. This paper presents an in-depth longitudinal study of the Ethereum block construction market, spanning from the introduction of PoS and PBS in September 2022 to May 2023. We analyze the market shares of builders and relays, their temporal changes, and the financial dynamics within the PBS system, including payments among builders and block proposers -- commonly referred to as bribes. We introduce an MEV-time law quantifying the expected MEV revenue wrt. the time elapsed since the last proposed block. We provide empirical evidence that moments of crisis (e.g. the FTX collapse, USDC stablecoin de-peg) coincide with significant spikes in MEV payments compared to the baseline. Despite the intention of the PBS architecture to enhance decentralization by separating actor roles, it remains unclear whether its design is optimal. Implicit trust assumptions and conflicts of interest may benefit particular parties and foster the need for vertical integration. MEV-Boost was explicitly designed to foster decentralization, causing the side effect of enabling risk-free sandwich extraction from unsuspecting users, potentially raising concerns for regulators.

研究の動機と目的

• PoS移行後のイーサリアムのプロポーザー・ビルダー分離（PBS）システムにおけるブロックビルダーおよびレレイの市場シェアの変化を測定すること。
• PBS内の財務フローを分析し、プロポーザーに支払われるバイブスおよびMEV取引における収益集中度を含むこと。
• プロポーザー間での入札タイミングの時間的ダイナミクスを調査し、特にその戦略的意味を明らかにすること。
• システム的危機（例：FTX崩壊、USDCのペッグ脱退）がMEV収益水準に与える影響を評価すること。
• 暗黙の信頼仮定と縦連携の可能性を踏まえ、PBSの分散化主張を検証すること。

提案手法

• 2022年9月1日から2023年5月1日までの期間、PoS移行およびPBS移行をカバーするイーサリアムのブロック構築市場の縦断的測定を実施した。
• 取引データ、ブロックヘッダー、MEV-Boostレレイログを収集・分析し、時間経過に伴うビルダーおよびレレイの市場シェアを追跡した。
• スロット内経過時間の関数として期待MEV収益をモデル化することでMEV-Time法則を構築し、ピーク入札タイミングを同定した。
• MEV-Boost経由でのプロポーザーへのETH合計送金量（160,000 ETH、約3億2000万ドル）を測定し、高価値取引における分配を分析した。
• 時系列解析を用いて、FTX崩壊やUSDCペッグ脱退といった主要市場イベントとMEV支払いのスパイクを特定・相関させた。
• 異なる交換所およびネットワーク間でのスロット内ブロック提出時刻を比較することで、プロポーザーのタイミング行動を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 2022年9月から2023年5月にかけて、イーサリアムのPBS市場におけるブロックビルダーおよびレレイの市場シェアはどのように変化したか？
• RQ2 イーサリアムスロット内におけるMEV入札の時間的パターンは何か？期待MEV収益はいつピークに達するか？
• RQ3 FTX崩壊やUSDCペッグ脱退といったシステム的危機は、ベースライン水準と比較してMEV収益をどの程度押し上げるか？
• RQ4 異なるプロポーザーのタイミング行動はどのように異なるか？ブロック処理の遅延の背後にある戦略的インcentiveは何か？
• RQ5 分散化の意図があるPBSアーキテクチャは、実際には暗黙の信頼に依存しており、リントシーイングや縦連携の機会を生み出す可能性がある。その程度はどの程度か？

主な発見

• MEV-BoostはPBSのローンチから2か月以内に90％の市場シェアを獲得し、中央集権的仲介者モデルの急速な採用を示した。
• Flashbotsレレイは2022年11月に60％以上の市場シェアを占めたが、2023年5月には約25％に低下し、レレイ間の競争が進化していることが示唆された。
• MEV-Time法則により、スロット内2.78秒で平均MEV入札がピークに達することが判明し、-2秒の時点と比較して107％高い入札額となった。
• MEV-Boost経由でプロポーザーに支払われた合計ETHは160,000ETH（約3億2000万ドル）に上った。
• MEV取引の1％しか1.36ETHを超えないが、最高価値取引の20％が合計MEV収益の72％を占めており、極めて高い収益集中度が示された。
• FTX崩壊はMEV収益を400％押し上げた。一方、USDCペッグ脱退は、ベースライン水準と比較してMEV支払いを1,000％増加させた。