DeFi之道丨以太坊区块空间市场：挖矿、黑暗森林与MEV

内置区块奖励（2 ETH/区块奖励+叔块奖励）

手续费

矿工可提取价值 (MEV) - 下面详细展开

以太坊的交易费用占总区块奖励的百分比远高于比特币。 这意味着以太坊矿工不仅要关注币价，还要关注Gas价格的走势。 即使 ETH 价格保持不变，交易费用的增加也足以激励以太坊矿工提高哈希率。

此外，如前所述，与 ASIC 网络相比，由于 GPU 的选择和分布具有灵活性，因此更容易扩大或缩小哈希率。 因此，以太坊挖矿的周期往往比比特币更短：

挖矿周期越短，意味着在挖矿收益高的时候竞争迅速加速，而GPU硬件选择的灵活性意味着在挖矿收益低的时候算力更容易提升。 单位盈利能力（每 MH/s 的区块奖励）可能会剧烈波动，因此很难预测回报：

币价和手续费的明显上涨，吸引了更多矿工参与。 然而，与大多数商品市场不同，更多的生产者并不意味着区块空间供应的增加，因为区块空间供应是由区块大小和平均区块时间决定的。 这意味着哈希率的增加不会降低网络交易费用，而是会增加网络的安全预算。 随着越来越多的矿工加入竞争，重组历史区块变得更加昂贵，从而提高了网络的结算保证。

4 需求方：区块空间的时间价值

由于块大小有上限，以无许可方式参与需要竞争系统资源。 对于任何发起链上交易的人来说，交易费用范式是最关键的核心用户体验。

作为最受欢迎的存储和执行智能合约的平台，以太坊的效用正在迅速上升。 DeFi 的“货币乐高”让众多 DeFi 产品和服务以无需许可的方式相互结合，极大地推动了新金融项目的创新。

今天，以太坊用户通过反复的最高价格拍卖参与区块空间的市场竞标。 这是一种简单的拍卖形式。 用户提交出价并以交易费的形式支付给矿工，争取将交易纳入下一个区块。 用户可以选择以交易的Gas价格（gwei / Gas [1gwei = 1e-9 ETH]）进行竞价。

实证观察表明，矿池交易选择方式中超过75%的矿池遵循默认的无优先级策略，即只按照手续费从高到低的顺序打包交易，不优先打包任何特定的交易地址。

区块空间需求侧的市场结构简单，用户希望尽量减少支付给矿工的手续费以享受流畅的体验，而矿工则希望收益最大化，因为他们追求盈利。

不言而喻，用户付出什么，永远遵循供求关系。 每秒产生的区块空间是一种稀缺资产，因此希望他们的交易立即包含在下一个区块中的用户总是比愿意等待的用户支付更多的费用。 对于下一个区块，待处理交易队列的形状如下所示：

Blockspace 是加密空间中最接近“数字房地产”的东西。 街区空间具有“不动产”的内在价值，是经济活动发生的场所。

对于矿工来说，由于代币价格、网络难度和费用的不确定性，未来区块空间的时间价值会降低。 对于用户而言，由于盈利能力和交易效用的不确定性，未来区块空间的时间价值较低。

5 需求侧：拥堵与充电

区块空间的时间价值直接转化为用户支付的费用。 在这种费用模型中，估计“正确”的 gas 价格是一个难题，从单个区块内 gas 价格的波动性可以看出。

一周之内，Gas 的中位数价格从 100 Gwei 波动到 400 Gwei。

回想一下罗斯提到的成功市场设计的三个要素：市场深度、安全性和无拥堵。 显然，当交易拥堵时，gas price 对于普通用户来说通常过高。 它的瓶颈在哪里？

汽油费的不可预测性源于这样一个事实，即用户无法协商适当的费用以包含在下一个第 1、第 5 或第 10 个区块中。 今天，大多数用户使用“一次性出价”方式。 他们只广播交易一次，然后等待交易被包含。 常数因子可以通过允许用户在一定范围内表达他们的费用偏好来改进，例如使用费用升级算法。

新技术的第一个版本总是粗糙的。 多年来，出现了各种版本来解决以太坊拥堵问题。 区块空间的市场设计涉及平衡生态系统各方的利益。 目前，讨论了三种可能的路径：

人们可能会尝试增加单个块的大小，以便它可以容纳更多交易（即假设需求不变，增加供应）。 但这一变化只能暂时缓解高额费用带来的痛苦，因为新的需求会迅速填满区块，再次推高费用。 此外，区块大小的增加使得区块链节点软件占用更多资源，因此应避免这种方式，以保持系统的去中心化特性。

另一种方法是重组投标过程。 今天，所有区块链的收费机制都实行“最高价拍卖”。 以太坊 EIP-1559 提出在系统不拥堵时将收费机制改为固定价格销售，让用户可以轻松选择“最佳”报价来满足他们的选择偏好（与现状相反）。

EIP-1559 的变体已部署在 Near、Celo 和 Filecoin 中。

该提案计划于 2021 年 7 月在以太坊上启动，这将是公共区块链收费市场机制有史以来最大的变化。

EIP-1559 也是以太坊迄今为止最具争议的话题之一。 随着超过 60% 的矿池表示反对该提案，EIP-1559 已经演变成用户与区块空间生产者之间的“贸易战”。 虽然很难量化该提议对矿工交易费收入的确切影响，但矿工们普遍认为挖矿以太坊会亏本吗，gas 价格需要大幅上涨才能弥补损失。 中国以太坊社区“以太坊爱好者”的阿健直言不讳地批评该提案挖矿以太坊会亏本吗，认为 EIP-1559“将失去矿工的忠诚度”。 虽然币印还没有正式表态，但其创始人认为，该提议实际上不会对挖矿收入产生太大影响，而是“极具侮辱性”。

然而，并非所有矿工都这么认为。 以太坊矿池F2Pool（Fish Pool）的创始人是DeFi产品的活跃用户，他们支持这个提议。 甚至处于比特币区块大小“内战”中心的吴忌寒也表示支持以太坊的 EIP-1559 提案。 从根本上说，人类协调仍然是植根于世界各地的非结构化开放生态系统面临的最大挑战之一。

从长远来看，适当的解决方案是允许供应方进行扩展，而不会显着影响第 1 层系统的信任要求。 毕竟用户想要的是低手续费，而低手续费不是经济机制设计问题，而是区块链可扩展性的根本问题。 值得注意的是，可扩展性允许更多需求进入系统，这将抵消每笔交易平均费用的下降。 主要方法是所谓的第 2 层解决方案，例如 Optimistic Rollup 和 ZK Rollup。

6 黑森林和黑池

如果仅从比特币的角度来看，围绕需求方的讨论也就到此为止了。 然而，以太坊正在构建一个颠覆游戏规则的完整金融体系。 在有限的时间内，以太坊可能会出现某些“机会”，以套利的形式，或以有限参与的方式出售高需求资产（例如 ICO）。

类似于人们争先恐后地排队购买限量版服装，开发人员已经构建了可以智能竞争链上机会的软件，甚至可以通过设置燃料价格出价与其他机器人竞争。

这个概念被称为“优先气体拍卖”（简称 PGA）。 它首先由 Phil Daian 等人在开创性论文“Flash Boys 2.0”中提出。 PGA 产生的“不定期”收入流称为矿工可提取价值（MEV）。 参加 PGA 的机器人有机会非常赚钱，他们愿意以高 Gas 价格竞标以获得最大利润。

在“以太坊是一片黑暗森林”中，作者描述了一次价值捕获，其中大约 12,000 美元的代币落入了“掠夺者”的手中。 这些捕食者是套利机器人，它们不断监控内存池中的活动，并尝试根据预先确定的算法抢先进行特定类型的交易。 Uniswap 等 DEX 平台可能充斥着套利机器人。

因此，一些服务提供商已经开始提供“暗池”，允许交易绕过公共内存池，因此在将这些交易写入链上之前，公众看不到这些交易。 这些暗池不向网络广播交易，而是直接将交易转账给矿工。 这些暗池并不完全追求利润最大化。 在逃离黑暗森林中，安全研究员 samczsun 记录了他的团队如何使用这种技术从有问题的智能合约中挽救 25,000 ETH。

抢先交易和暗池并不是加密货币市场独有的。 它们代表了一个古老的金融驱动因素：隐瞒。 华尔街长期以来一直接受这种有争议的投资方式。 从人的角度来看，一秒钟内可能有数百个交易机会，是一个非常拥挤的市场； 但是对于电脑来说，机会就比较少了。 据估计，2015 年之后，暗池占美国交易所上市证券交易活动的 15-18%。

MEV 的“总目标市场”正在呈指数级增长。 自 2020 年初以来，至少提取了 3.5 亿美元的 MEV，其中三分之一发生在 2021 年 2 月。提取的 MEV 大部分集中在 Uniswap、Sushiswap、Curve 和 Balancer 等热门自动做市商之间的套利活动，以及Compound 和 Aave 的清算也占了一小部分。

蝴蝶效应是惊人的。 套利和清算机会创造 MEV。 MEV 通过 PGA 竞争。 费用估算器以 PGA 推高的 gas 价格作为参考，导致用户为交易支付过高的费用。 从根本上说，问题的核心是用户和机器人在同一个交易内存池中，无论他们是否追逐 MEV。

理想情况下，MEV 交易应该与非 MEV 交易在一个单独的交易池中。 通过这种方式，提取 MEV 的机器人相互竞争，而所有其他交易（例如 CryptoPunk 转账）将在非 MEV 交易池中进行，这将减少 Gas 市场的波动性。

不幸的是，对于以太坊来说，如此重大的改变很难实施。 这个问题的一个更简单的解决方案是为矿工引入一个新的 API 端点，他们将接受仅涉及 MEV 的交易包。 这样，交易员可以直接向该终端提交交易，而用户可以像今天一样继续使用系统的其余部分。 这就是 Flashbots 所采用的方法，并且中断最少。

7 矿工如何适配MEV？

过去，当手续费占总区块奖励的比例微不足道时，矿工的主要关注点是获得尽可能多的区块奖励。 矿工会选择一个算力足够大的矿池来承载算力。 经过几年的发展，矿池或多或少已经优化到相同的性能范围。 落后于竞争对手的矿池很容易被识别出来，很快就会被竞争对手排挤掉。 除了基本参数（运气、付款时间表和矿池费用）之外，矿工不关心他们加入哪个矿池，用户也不真正关心哪个矿池处理他们的交易。

只要手续费有吸引力，矿池不关心用户是谁。

随着 MEV 相对于区块奖励的增长，矿工、矿池和用户的考虑开始变得更加微妙。 有了 MEV，区块空间市场机制将从单纯的商品市场转变为融入匹配市场的元素。 用户提交交易时，应了解矿池及时处理交易的能力。

在其他条件相同的情况下，MEV 将导致比没有 MEV 时更高的汽油价格。 这意味着矿工间接获取了套利交易者获取的所有 MEV 的一小部分，目前估计约为 12%。

最近的一项分析还表明，MEV 赚取的费用最终将超过“常规”收入赚取的费用（如果还没有的话！）。 矿工是营利性实体，可能希望获得更多 MEV。 矿工可以选择专门从事内部交易业务。 利用他们在交易排序方面拥有的权力，他们可以选择插入交易、重新排序甚至审计交易，从而最大限度地提高交易运营的盈利能力。

理论上，在极端情况下，矿工会在尝试从历史区块中提取 MEV 时不断尝试重组区块链。 尽管存在这种可能性，但这种情况显然不可行：矿工（在大多数情况下）在结构上长期持有 ETH，这种重组行动将对其 ETH 投资产生直接的负面影响。 也就是说，用户检测到的任何理论上的矿工攻击都不会被执行。

更乐观的看法是矿工决定将 MEV 提取外包给贸易商。 矿工可以通过上述 Flashbots 方法（保留区块奖励，仅外包订单）或将哈希率出租给专业交易员来做到这一点。

无论采用哪种方法，我们预计以太坊矿池将不可避免地开始在 MEV 提取过程中变得更加活跃，因为他们寻求在哈希率方面获得最佳收益。 随着 MEV 提取竞争的升温，这种市场结构的变化将如何影响以太坊挖矿生态系统的（去中心化）中心化还有待观察。

8 生态系统的其他成员如何参与 MEV？

算力金融化是挖矿行业的一个重要的潜在趋势。 如果说区块空间好比房产，那么算力就是产权，算力的远期合约好比抵押。 对于矿工来说，通过算力工具出售算力是他们锁定未来收益的一种方式。 与在云挖矿平台上租用算力类似，远期合约允许矿工以预付价格在一定时期内出售固定数量的算力。

期望网络 MEV 活动积累的活跃 DeFi 用户可以通过购买算力工具进行投机交易。 例如，预计未来 15 天内网络 MEV 活动激增的交易者可以在未来 15 天内以预付价格购买一定数量的算力。 在合约期间，矿工获得的挖矿奖励和MEV收益将转移给交易者。 如果交易者是对的，交易可能会赚回交易者支付给矿池的 MEV 费用。 流动哈希率工具和 MEV 都代表了矿业资本市场的前沿发展。 市场正在积极构建新工具并朝着这些方向发展。 MEV和算力工具为用户和矿工实现了完整的资本市场闭环循环。

总结

以太坊区块空间市场结构是一个值得研究的有趣话题，并且有充分的理由。 在本文中，我们观察了 GPU 供应方和 ASIC 哈希率市场之间的主要区别。 我们还确定了创造需求方动态的关键机制，并围绕矿工可提取价值共同阐明了这两个方面。

正如查理·诺伊斯 (Charlie Noyes) 在 MEV 和 ME 中所写：任何阻止矿工获取收入流的尝试都可能会激励非协议市场的创建。 MEV 是以太坊交易类型日益复杂和区块空间市场当前设计的必然结果。 随着 MEV 工具和知识库变得更加主流，将会出现更多有趣的 MEV 模式。 这些行为将深刻影响 DeFi 用户规划区块空间购买策略的频率。

改变商品在市场上的销售方式会改变商品的生产方式。 MEV 为采矿业开辟了新的收入来源，因此反过来影响了采矿业与区块空间买家的互动方式。 以太坊挖矿市场周期将出现新的格局。