區塊鏈可提取價值量化分析：黑暗森林有幾黑？

1. 引言

區塊鏈可提取價值（BEV）對去中心化金融安全構成根本性挑戰，投機交易者透過策略性交易排序從DeFi智能合約提取金錢價值。隨住超過900億美元鎖定喺DeFi協議度，BEV提取嘅財務誘因催生咗複雜嘅自動交易機器人同礦工利用生態系統。

無許可區塊鏈嘅透明度變成雙刃劍：一方面實現無需信任交易，另一方面亦將有利可圖嘅機會暴露俾掠奪性行為者進行搶先交易。本研究首次全面量化多種提取方法嘅BEV，並評估對區塊鏈共識安全嘅實際風險。

2. 區塊鏈可提取價值分析

2.1 BEV提取方法

三種主要BEV提取方法主導市場：

三文治攻擊：喺受害者交易前後放置交易嚟捕捉價差
清算：利用借貸協議中抵押不足嘅倉位
套戥：利用去中心化交易所之間嘅價格差異

2.2 定量BEV測量

我哋分析涵蓋32個月區塊鏈數據，包括49,691種加密貨幣同60,830個鏈上市場。總提取BEV達5.4億美元，分佈喺11,289個地址。

按類型劃分BEV分佈：

三文治攻擊：750,529次攻擊產生1.74億美元
清算：31,057次交易產生8,918萬美元
套戥：1,151,448次交易產生2.77億美元

3. 技術框架

3.1 通用交易機器人算法

我哋首次提出通用交易機器人嘅具體算法，無需理解受害者交易底層邏輯即可替換未確認交易：

算法：通用交易重放
輸入：待處理交易池T，Gas價格G
輸出：有利可圖交易序列S

1. 監控記憶池中傳入交易T_i
2. 對每個T_i，模擬執行並估算利潤P_i
3. 如果P_i > 閾值θ：
   a. 構建搶先交易F，gas G' > G
   b. 構建後續交易B
   c. 向網絡提交序列[F, T_i, B]
4. 對所有有利可圖機會重複

該算法喺32個月內產生估計利潤57,037.32 ETH（3,537萬美元）。

3.2 數學公式

礦工分叉鏈嘅盈利條件可以表示為：

$$P_{BEV} > \frac{R_{block}}{\alpha} \times C_{fork}$$

其中$P_{BEV}$係可提取價值，$R_{block}$係區塊獎勵，$\alpha$係礦工算力比例，$C_{fork}$係分叉成本。對於以太坊，擁有10%算力嘅理性礦工如果BEV超過區塊獎勵4倍就會分叉。

4. 實驗結果

4.1 BEV提取統計

我哋分析揭示驚人BEV提取數字：

最高單次BEV個案：410萬美元（616.6倍以太坊區塊獎勵）
私密中繼三文治攻擊：240,053次攻擊產生8,104萬美元
私密中繼套戥：110,026次個案產生8,275萬美元
交易重放潛力：188,365次交易具3,537萬美元可提取價值

4.2 安全影響

BEV提取集中化造成重大共識層風險。中心化BEV中繼系統透過創建中心化故障點同協調點，進一步加劇呢啲風險。

5. BEV中繼系統分析

新興中心化BEV中繼系統代表BEV提取動態嘅根本轉變。呢啲系統：

為BEV提取創建中心化協調點
增加礦工重組鏈嘅誘因
降低交易排序透明度
可能實現更大規模共識攻擊

我哋分析顯示中繼系統捕捉顯著BEV價值：240,053次私密中繼三文治攻擊（8,104萬美元），1,956次私密中繼清算（1,069萬美元），同110,026次私密中繼套戥（8,275萬美元）。

6. 未來應用同方向

BEV格局隨住幾個關鍵發展持續演變：

技術對策

公平排序服務同提交-揭示方案
交易私隱嘅門檻加密
MEV感知共識機制（例如以太坊提議者-構建者分離）

監管考慮

證券法下BEV提取分類
DeFi協議反搶先交易規管
礦工可提取價值透明度要求

協議層解決方案

自動做市商設計改進
基於時間嘅交易排序
去中心化區塊構建市場

7. 參考文獻

Qin, K., Zhou, L., & Gervais, A. (2021). Quantifying Blockchain Extractable Value: How dark is the forest?
Daian, P., et al. (2020). Flash Boys 2.0: Frontrunning, Transaction Reordering, and Consensus Instability in Decentralized Exchanges.
Torres, C. I., et al. (2021). Frontrunner Jones and the Raiders of the Dark Forest: An Empirical Study of Frontrunning on the Ethereum Blockchain.
Zhou, L., et al. (2021). High-Frequency Trading on Decentralized On-Chain Exchanges.
Eskandir, S., et al. (2022). The Distributed Network of Transparent Dishonesty.
Buterin, V. (2021). Proposal for mitigating MEV in Ethereum 2.0.
Goldman Sachs Research (2022). DeFi and the Future of Finance.
IMF Working Paper (2022). Decentralized Finance and Financial Stability.

專家分析：BEV安全危機

一針見血

呢項研究揭露區塊鏈經濟模型根本缺陷：BEV唔只係投機牟利—佢係系統性威脅，令理性礦工變成潛在攻擊者。5.4億美元提取數字令人震驚，但真正故事係410萬美元單次個案相當於區塊獎勵616倍—證明鏈重組誘因已經危險地高。

邏輯鏈條

因果鏈恐怖地清晰：透明記憶池→可識別有利可圖交易→自動搶先交易→中心化中繼協調→礦工分叉誘因。如同CycleGAN論文展示領域轉換，BEV將誠實礦工轉變成提取行為者。數學唔會講大話—當BEV超過$P_{BEV} > \frac{R_{block}}{\alpha} \times C_{fork}$，安全就會崩潰。

亮點與槽點

亮點： 通用交易機器人算法係突破—展示BEV提取可以喺唔理解交易邏輯下自動化，創造可擴展威脅。32個月數據集為問題規模提供無可否定證據。

槽點： 論文低估監管影響。如同金融穩定委員會對影子銀行警告，BEV代表零監管平行金融系統。中心化中繼系統重新創造區塊鏈旨在消除嘅中介。

行動啟示

協議團隊必須立即實施MEV緩解—唔係遲啲。以太坊2.0提議者-構建者分離係開始，但唔足夠。我哋需要加密記憶池、公平排序服務同提取經濟阻遏。監管機構應該對待中心化BEV中繼如同暗池—具透明度要求。森林唔只係黑暗；佢主動掠奪，而且樹木學識狩獵。

目錄

5.4億美元

32個月

11,289個地址

410萬美元