[论文解读] Extracting Godl [sic] from the Salt Mines: Ethereum Miners Extracting Value

Julien Piet, Jaiden Fairoze+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 29, 2022

Blockchain Technology Applications and Security被引用 24

一句话总结

本文开发了一个检测器和实证流程，用于量化以太坊中的 MEV 提取，结果显示矿工通过私有交易和中继获得大部分 MEV 利润，同时识别出显著的安全风险。

ABSTRACT

Cryptocurrency miners have great latitude in deciding which transactions they accept, including their own, and the order in which they accept them. Ethereum miners in particular use this flexibility to collect MEV-Miner Extractable Value-by structuring transactions to extract additional revenue. Ethereum also contains numerous bots that attempt to obtain MEV based on public-but-not-yet-confirmed transactions. Private relays shelter operations from these selfsame bots by directly submitting transactions to mining pools. In this work, we develop an algorithm to detect MEV exploitation present in previously mined blocks. We use our implementation of the detector to analyze MEV usage and profit redistribution, finding that miners make the lion's share of the profits, rather than independent users of the private relays. More specifically, (i) 73% of private transactions hide trading activity or re-distribute miner rewards, and 87.6% of MEV collection is accomplished with privately submitted transactions, (ii) our algorithm finds more than $6M worth of MEV profit in a period of 12 days, two thirds of which go directly to miners, and (iii) MEV represents 9.2% of miners' profit from transaction fees. Furthermore, in those 12 days, we also identify four blocks that contain enough MEV profits to make time-bandit forking attacks economically viable for large miners, undermining the security and stability of Ethereum as a whole.

研究动机与目标

• 调查历史以太坊区块中 MEV 的提取方式，重点关注私有交易和中继。
• 量化矿工与机器人/中继在 MEV 利润中的份额。
• 评估私有交易和类似 Flashbots 的系统在 MEV 分配中的作用。
• 评估潜在的安全和稳定性风险，包括时间-带攻击的机会。

提出的方法

• 实现一个自定义以太坊节点，以捕获实时交易数据并与内存池进行交叉检查以标记私有交易。
• 开发通用的套利/检测技术，通过在跨区块转移图中发现循环来识别 MEV 机会（捕捉套利、反向运行和抢跑）。
• 对私有交易产生的 MEV 的使用与利润再分配进行标记与分析，包括来自 Flashbots 及其他中继的数据。
• 处理已挖掘的区块及相关转移，以量化 MEV 利润及其在矿工与机器人/私有主体之间的分布。
• 将基于私有交易的 MEV 活动与公开内存池活动进行比较，以评估对私有通道的依赖。
• 识别出具有足够高 MEV 利润的区块，以讨论时间-带攻击的可行性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在矿工挖出的以太坊区块中，私有交易相对于公开交易捕获了 MEV 利润的多少份额？
• RQ2 在给定时间段内使用他们的检测器可以检测到多少 MEV 利润，以及谁来捕获它（矿工 vs 机器人/中继）？
• RQ3 私有中继（如 Flashbots）在多大程度上影响 MEV 分配和矿工收入？
• RQ4 数据中是否存在具有经济可行性的时间-带攻击机会？

主要发现

• 73% 的私有交易隐藏交易活动或重新分配矿工奖励。
• 87.6% 的 MEV 获取通过私下提交的交易完成。
• 检测器在12天内发现超过600万美元的 MEV 利润，其中三分之二直接归矿工所有。
• MEV 占矿工交易费用利润的 9.2%。
• 在12天内的四个区块包含的 MEV 利润足以使具有 >10% 哈希率的矿工进行时间分叉攻击在经济上具有可行性。