量化區塊鏈可提取價值：這片黑暗森林究竟有多暗？

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，機會主義交易者透過策略性交易排序從DeFi智能合約中提取貨幣價值。隨著超過900億美元鎖定在DeFi協議中，BEV提取的財務激勵創造了一個複雜的自動化交易機器人和礦工利用生態系統。

無許可區塊鏈的透明度成為一把雙刃劍：在實現無信任交易的同時，也將有利可圖的機會暴露給能夠搶先合法交易的掠奪性行為者。本研究首次全面量化多種提取方法中的BEV，並評估對區塊鏈共識安全的實際風險。

2. 區塊鏈可提取價值分析

2.1 BEV提取方法

三種主要BEV提取方法主導了這一領域：

三明治攻擊：在受害者交易前後放置交易以捕捉價差
清算：利用借貸協議中的抵押不足部位
套利：利用去中心化交易所間的價格差異

2.2 定量BEV測量

我們的分析涵蓋32個月的區塊鏈數據，包括49,691種加密貨幣和60,830個鏈上市場。總提取BEV達5.4億美元，分佈於11,289個地址。

按類型劃分的BEV分佈：

三明治攻擊：750,529次攻擊，產生1.7434億美元
清算：31,057筆交易，產生8,918萬美元
套利：1,151,448筆交易，產生2.7702億美元

3. 技術框架

3.1 通用交易機器人演算法

我們首次提出通用交易機器人的具體演算法，能夠在不理解受害者交易底層邏輯的情況下替換未確認交易：

演算法：通用交易重播
輸入：待處理交易池 T，燃料價格 G
輸出：有利可圖的交易序列 S

1. 監控記憶體池中的傳入交易 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. 建構搶先交易 F，燃料 G' > G
   b. 建構後續交易 B
   c. 將序列 [F, T_i, B] 提交至網路
4. 對所有有利可圖的機會重複此過程

此演算法在32個月內產生了約57,037.32 ETH（3,537萬美元）的估計利潤。

3.2 數學公式

礦工分叉鏈的盈利條件可表示為：

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

其中 $P_{BEV}$ 是可提取價值，$R_{block}$ 是區塊獎勵，$\alpha$ 是礦工算力比例，$C_{fork}$ 是分叉成本。對於以太坊，擁有10%算力的理性礦工在BEV超過區塊獎勵4倍時將會進行分叉。

4. 實驗結果

4.1 BEV提取統計

我們的分析揭示了驚人的BEV提取數字：

最高單次BEV實例：410萬美元（616.6倍以太坊區塊獎勵）
私密中繼三明治攻擊：240,053次攻擊，產生8,104萬美元
私密中繼套利：110,026次實例，產生8,275萬美元
交易重播潛力：188,365筆交易，具有3,537萬美元可提取價值

4.2 安全影響

BEV提取的集中化創造了顯著的共識層風險。中心化BEV中繼系統透過創建中心化故障點和協調點，進一步加劇了這些風險。

5. BEV中繼系統分析

新興的中心化BEV中繼系統代表了BEV提取動態的根本轉變。這些系統：

為BEV提取創建中心化協調點
增加礦工進行鏈重組的激勵
降低交易排序的透明度
可能實現更大規模的共識攻擊

我們的分析顯示，中繼系統捕獲了顯著的BEV價值：240,053次私密中繼三明治攻擊（8,104萬美元），1,956次私密中繼清算（1,069萬美元），以及110,026次私密中繼套利（8,275萬美元）。

6. 未來應用與方向

BEV格局隨著幾個關鍵發展持續演變：

技術對策

公平排序服務和提交-揭示方案
用於交易隱私的門檻加密
MEV感知共識機制（如以太坊的提議者-建構者分離）

監管考量

根據證券法對BEV提取進行分類
DeFi協議的反搶先交易法規
礦工可提取價值的透明度要求

協議層解決方案

自動化做市商設計改進
基於時間的交易排序
去中心化區塊建構市場

7. 參考文獻

Qin, K., Zhou, L., & Gervais, A. (2021). 量化區塊鏈可提取價值：這片黑暗森林究竟有多暗？
Daian, P., 等人. (2020). Flash Boys 2.0：去中心化交易所中的搶先交易、交易重排序和共識不穩定性。
Torres, C. I., 等人. (2021). Frontrunner Jones與黑暗森林的掠奪者：以太坊區塊鏈上搶先交易的實證研究。
Zhou, L., 等人. (2021). 去中心化鏈上交易所的高頻交易。
Eskandir, S., 等人. (2022). 透明不誠信的分佈式網路。
Buterin, V. (2021). 在以太坊2.0中減輕MEV的提案。
高盛研究 (2022). DeFi與金融的未來。
國際貨幣基金組織工作文件 (2022). 去中心化金融與金融穩定。

專家分析：BEV安全危機

一針見血

這項研究揭露了區塊鏈經濟模型的根本缺陷：BEV不僅是機會主義的利潤獲取——它是一種系統性威脅，使理性礦工成為潛在攻擊者。5.4億美元的提取數字令人震驚，但真正的故事是410萬美元的單次實例，這是區塊獎勵的616倍——證明鏈重組的激勵已經危險地高。

邏輯鏈條

因果鏈條令人恐懼地清晰：透明記憶體池 → 可識別有利可圖交易 → 自動化搶先交易 → 中心化中繼協調 → 礦工分叉激勵。如同CycleGAN論文展示的領域轉換，BEV將誠實礦工轉變為提取行為者。數學不會說謊——當BEV超過 $P_{BEV} > \frac{R_{block}}{\alpha} \times C_{fork}$ 時，安全性就會崩潰。

亮點與槽點

亮點： 通用交易機器人演算法是一個突破——它證明BEV提取可以在不理解交易邏輯的情況下自動化，創造了一個可擴展的威脅。32個月的數據集提供了問題規模的不可否認證據。

槽點： 本文低估了監管影響。如同金融穩定委員會對影子銀行的警告，BEV代表了一個零監管的平行金融系統。中心化中繼系統正在重建區塊鏈旨在消除的中介機構。

行動啟示

協議團隊必須立即實施MEV緩解措施——而不是以後。以太坊2.0中的提議者-建構者分離是一個開始，但還不夠。我們需要加密記憶體池、公平排序服務和對提取的經濟抑制措施。監管機構應像對待暗池一樣對待中心化BEV中繼——要求透明度。這片森林不僅黑暗；它積極掠奪，而且樹木正在學會狩獵。

目錄

5.4億美元

32個月

11,289個地址

410萬美元