[論文レビュー] Who Wins Ethereum Block Building Auctions and Why?

Burak Öz, Danning Sui+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2024

Auction Theory and Applications被引用数 3

ひとこと要約

本稿は、2023年10月から2024年3月にかけてのイーサリアムのMEV-Boostブロックビルダー入札市場を分析し、市場シェアと利益率が、統合済みサーチャーやTelegramボットといったプロバイダーからの高価値の注文フローへの排他的アクセスと、注文フローの多様性に相関していることを明らかにした。研究では、ビルダーが排他的なフローを獲得するには市場シェアが必要であり、逆に市場シェアを獲得するには排他的なフローが必要であるという「ニワトリとタマゴ」のジレンマが存在することを特定し、中央集権化のリスクを浮き彫りにするとともに、検閲耐性を高めるための今後の入札メカニズム設計に知見を提供する。

ABSTRACT

The MEV-Boost block auction contributes approximately 90% of all Ethereum blocks. Between October 2023 and March 2024, only three builders produced 80% of them, highlighting the concentration of power within the block builder market. To foster competition and preserve Ethereum's decentralized ethos and censorship-resistance properties, understanding the dominant players' competitive edges is essential. In this paper, we identify features that play a significant role in builders' ability to win blocks and earn profits by conducting a comprehensive empirical analysis of MEV-Boost auctions over a six-month period. We reveal that block market share positively correlates with order flow diversity, while profitability correlates with access to order flow from Exclusive Providers, such as integrated searchers and external providers with exclusivity deals. Additionally, we show a positive correlation between market share and profit margin among the top ten builders, with features such as exclusive signal, non-atomic arbitrages, and Telegram bot flow strongly correlating with both metrics. This highlights a "chicken-and-egg" problem where builders need differentiated order flow to profit, but only receive such flow if they have a significant market share. Overall, this work provides an in-depth analysis of the key features driving the builder market towards centralization and offers valuable insights for designing further iterations of Ethereum block auctions, preserving Ethereum's censorship resistance properties.

研究の動機と目的

• MEV-Boostブロックの約80％を占める少数のビルダーが、どのようにして競争上の優位性を獲得しているかを理解すること。
• ビルダー間の市場シェアと利益率に相関する注文フローの供給源と戦略を同定すること。
• MEV-Boostビルダーマーケットにおける市場参入の構造的障壁を調査し、イーサリアムの分散化に与える影響を明らかにすること。
• 現在のPBS実装における中央集権化の根本原因を分析することで、今後の入札メカニズム設計を支援すること。

提案手法

• 2023年10月から2024年3月までの6か月間にわたり、すべての活動中のビルダーと注文フロー供給源をカバーしたMEV-Boost入札データの包括的実証分析を実施した。
• 市場シェアは各ビルダーが構築したブロック総数として測定し、利益率は平均利益率と累計ETH利益として評価した。
• ビルダー戦略（例：排他的シグナル、Telegramボットからのフロー）と市場シェア／利益率との関係を評価するためにスピアマン順位相関を用いた。
• 注文フロー供給源を、統合済みサーチャー、独占契約を結んだ外部プロバイダー、パブリックメモリーピールフローを含む「排他的プロバイダー（EPs）」に分類・同定した。
• 注文フローと入札行動の時間的傾向を分析し、特に最終段階での入札変更やキャンセルのパターンを調査した。
• 低遅延インフラ整備などのインfraストラクチャ上の利点が、入札ダイナミクスと市場集中度に与える影響を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 MEV-Boost入札エコシステムにおいて、ビルダーのブロック市場シェアに最も強く相関する特徴は何か？
• RQ2 どのタイプの注文フローへのアクセスが、ビルダーの利益率に最も顕著に影響を与えるか？
• RQ3 排他的シグナル、非アトミックアービテージ、Telegramボット統合といった戦略が、市場シェアと利益率の両方に与える影響はいかほどか？
• RQ4 市場シェアと差別化された注文フローへのアクセスの間には、「ニワトリとタマゴ」的なダイナミクスがどの程度存在するか？
• RQ5 現在のMEV-Boostブロックビルダーマーケットにおける中央集権化を引き起こす構造的要因は何か？そして、それらはどのように緩和可能か？

主な発見

• 2023年10月から2024年3月にかけて、beaverbuild、rsync、Titanの3つのビルダーのみが、MEV-Boostブロックの約80％を生成した。
• ビルダーの市場シェアは注文フローの多様性と顕著な正の相関を示しており、多様で広範な注文フロー供給源が競争力の向上に寄与していることが示された。
• 利益率は、統合済みサーチャーや独占契約を結んだ外部プロバイダーからの注文フローへのアクセスと強く相関していた。
• 上位10名のビルダーにおいて、市場シェアと利益率は正の相関を示しており、支配的状態を強化する自己強化のサイクルが存在することが示された。
• 排他的シグナル、非アトミックアービテージ、Telegramボットフローといった特徴は、両方の指標（市場シェアと利益率）と強く相関していた。
• 「ニワトリとタマゴ」のジレンマが存在する：ビルダーは差別化された注文フローがなければ利益を得られず、一方で差別化されたフローを引きつけるには、ある程度の市場シェアを確保する必要がある。このため、市場参入の障壁が高まっている。