Die Herausforderungen von MEV in DeFi angehen
Untersuchung der Auswirkungen von Miner Extractable Value auf DeFi und AMMs.
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Inhaltsverzeichnis
In den letzten Jahren hat die Blockchain-Technologie richtig an Popularität gewonnen, was zur Entstehung von dezentraler Finanzen, oder DeFi, geführt hat. Eine wichtige Anwendung in DeFi sind Automatisierte Market Maker, bekannt als AMMs. Diese AMMs dienen als Plattformen für den Handel mit digitalen Assets, ohne dass traditionelle Vermittler nötig sind. Sie verwalten einen Pool von Assets und erlauben es den Nutzern, basierend auf festgelegten Regeln zu handeln. Allerdings stehen AMMs vor erheblichen Herausforderungen im Zusammenhang mit Miner Extractable Value (MEV), wo Miner ihre Kontrolle über die Reihenfolge der Transaktionen ausnutzen können, um auf Kosten der Nutzer Profit zu machen.
Dieser Artikel bespricht die Herausforderungen, die durch MEV entstehen, wie es die Nutzer betrifft und mögliche Lösungen durch verbesserte AMM-Mechanismen.
Verständnis von Automatisierten Market Makern
Automatisierte Market Maker sind ein entscheidender Teil von dezentralen Börsen. Sie nutzen Algorithmen, um Preise basierend auf Angebot und Nachfrage festzulegen, statt sich auf traditionelle Orderbücher zu verlassen. Nutzer können auf diesen Plattformen Assets handeln, aber der Mechanismus hinter den Transaktionen lässt oft Raum für Ausnutzung.
Wie AMMs funktionieren
AMMs arbeiten, indem sie Liquiditätspools mit Assets aufrechterhalten. Nutzer können ein Asset gegen ein anderes tauschen, indem sie mit den Smart Contracts interagieren, die diese Pools verwalten. Die Preisgestaltung der Assets basiert typischerweise auf mathematischen Funktionen, die den aktuellen Zustand des Pools berücksichtigen.
Ein gängiger Ansatz, der in diesen Pools verwendet wird, ist die konstante Produktformel, die bestimmt, dass das Produkt der Mengen der beiden Assets im Pool konstant bleibt. Das bedeutet, dass, wenn ein Nutzer ein Asset kauft, er mehr von dem anderen Asset zahlen muss, was den Preis basierend auf den Dynamiken von Angebot und Nachfrage beeinflusst.
Der Anstieg des Miner Extractable Value
Das Konzept des Miner Extractable Value, oder MEV, bezieht sich auf den potenziellen Profit, den Miner durch die Kontrolle der Reihenfolge von Transaktionen in einem Block machen können. Da Miner wählen können, welche Transaktionen sie einfügen und in welcher Reihenfolge sie ausgeführt werden, haben sie die Möglichkeit, die Transaktionen der Nutzer zu front-run oder back-run.
Die Auswirkungen von MEV auf Nutzer
MEV hat mehrere negative Auswirkungen auf die Nutzererfahrung in DeFi:
Erhöhte Kosten: Wenn Miner ihre Position ausnutzen, müssen Nutzer möglicherweise höhere Preise zahlen oder ungünstigere Wechselkurse akzeptieren, was ihre Gesamtkosten für Transaktionen erhöht.
Vermindertes Vertrauen: Das Potenzial zur Ausnutzung untergräbt das Vertrauen in dezentrale Plattformen. Nutzer fühlen sich vielleicht verwundbar gegenüber Manipulationen, was dazu führt, dass sie diese Dienste ganz meiden.
Machtkonzentration: Die Fähigkeit, von MEV zu profitieren, kann zu einem zentralisierteren Ökosystem führen, in dem einige Miner oder Einrichtungen signifikante Vorteile gegenüber normalen Nutzern erlangen. Das untergräbt das grundlegende Prinzip der Dezentralisierung in der Blockchain-Technologie.
Die Herausforderungen erkennen
Die Existenz von MEV hebt verschiedene Herausforderungen im aktuellen Rahmen der AMMs und DeFi-Plattformen hervor. Einige dieser Herausforderungen umfassen:
Manipulation der Transaktionsreihenfolge: Die Kontrolle der Miner über die Sequenzierung von Transaktionen ermöglicht es ihnen, die Aktionen der Nutzer auszunutzen, was einen Zyklus von Profit für Miner auf Kosten der Nutzer schafft.
Bedenken bezüglich der Fairness: Nutzer können je nach Timing und Reihenfolge ihrer Transaktionen unterschiedlich behandelt werden. Diese Ungleichheit kann zu Unmut und Unzufriedenheit führen.
Ineffiziente Marktdynamik: Die Manipulation von Transaktionen kann natürliche Marktverhalten stören, was zu ineffizienten Preissetzungen und geringerer Liquidität auf den Märkten führt.
Vorgeschlagene Lösungen für AMMs
Um die Herausforderungen, die durch MEV entstehen, anzugehen, werden neue Mechanismen für AMMs erforscht. Diese Lösungen zielen darauf ab, ein gerechteres System für die Nutzer zu schaffen, während die Vorteile des dezentralen Handels erhalten bleiben.
Batch-Verarbeitung von Transaktionen
Eine der vorgeschlagenen Lösungen ist die Verarbeitung von Transaktionen in Batches. Statt Transaktionen sofort auszuführen, können alle Transaktionen gesammelt und auf einmal verarbeitet werden. Das würde verhindern, dass Miner die Reihenfolge einzelner Transaktionen zu ihrem Profit manipulieren.
Durch die Handhabung von Transaktionen auf diese Weise kann das System faire Preise gewährleisten und die Chancen auf Manipulation minimieren. Nutzer würden konsistentere Ergebnisse erhalten und die Möglichkeit für Miner, das System auszunutzen, würde erheblich reduziert.
Anreizkompatibilität
Anreizkompatibilität ist ein weiterer wichtiger Aspekt beim Entwerfen neuer AMM-Mechanismen. Dieses Prinzip zielt darauf ab, die Interessen von Minern und Nutzern in Einklang zu bringen, sodass alle Parteien von ehrlichem Verhalten profitieren. Wenn Nutzer darauf vertrauen können, dass ihre Transaktionen fair ausgeführt werden, sind sie eher bereit, sich mit der Plattform zu beschäftigen.
Die Implementierung anreizkompatibler Mechanismen könnte beinhalten, AMMs zu entwerfen, bei denen Nutzer für das ehrliche Melden ihrer Bedürfnisse und für die Interaktion mit der Plattform ohne Versuch, das System auszutricksen, belohnt werden. Das würde zu einem gesünderen Ökosystem beitragen, in dem die Interessen aller ausgerichtet sind.
Fazit
Der Aufstieg der automatisierten Market Maker in der dezentralen Finanzen hat die Art und Weise, wie Nutzer digitale Assets handeln, transformed. Allerdings stellen Herausforderungen wie der Miner Extractable Value erhebliche Risiken für das Vertrauen und die Fairness der Nutzer in diesen Plattformen dar. Indem wir Lösungen wie Batch-Verarbeitung und Anreize für ehrliches Verhalten erkunden, können wir hoffen, AMMs zu schaffen, die die Nutzer schützen und eine gerechtere Handelsumgebung im DeFi-Bereich fördern.
Titel: Mechanism Design for Automated Market Makers
Zusammenfassung: Blockchains have popularized automated market makers (AMMs). An AMM exchange is an application running on a blockchain which maintains a pool of crypto-assets and automatically trades assets with users governed by some pricing function that prices the assets based on their relative demand/supply. AMMs have created an important challenge commonly known as the Miner Extractable Value (MEV). In particular, the miners who control the contents and ordering of transactions in a block can extract value by front-running and back-running users' transactions, leading to arbitrage opportunities that guarantee them risk-free returns. In this paper, we consider how to design AMM mechanisms that eliminate MEV opportunities. Specifically, we propose a new AMM mechanism that processes all transactions contained within a block in a batch. We show that our new mechanism satisfies two tiers of guarantees. First, for legacy blockchains where each block is proposed by a single (possibly rotating) miner, we prove that our mechanism satisfies arbitrage resilience, i.e., a miner cannot gain risk-free profit. Moreover, we also guarantee fair treatment among all transactions within the same block, such that the miner is unable to sell off favorable positions in the block to users or arbitragers. Second, for blockchains where the block proposal process is decentralized and offers sequencing-fairness, we prove a stronger notion called incentive compatibility -- roughly speaking, we guarantee that any individual user's best response is to follow the honest strategy.
Autoren: T-H. Hubert Chan, Ke Wu, Elaine Shi
Letzte Aktualisierung: 2024-04-21 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2402.09357
Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2402.09357
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
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