原文

「エアギャップ閉鎖シリーズ」のパート3です。パート1(DeFiにおけるエアギャップ問題)とパート2(方法論としての拡張メカニズム設計)に続き、この記事では、MEV(最大抽出可能価値)という抽象化は狭すぎ、分析の適切な単位は「一般化された抽出可能価値 (generalized extractable value)」であると主張します。抽出はプロトコル層全体で保存されるため、部分的な修正は抽出を排除するのではなく、再配置するだけです。

狭い枠組み

Daian et al.以来のMEVに関する議論は、トランザクション順序付けによる抽出を主要な問題として収束させてきました。Flashbots、MEV-Share、PBS(プロポーザー・ビルダー分離)、暗号化されたメンプール、CoWスタイルのソルバーオークションはすべて、この枠組みへの対応です。これらは共通の前提を共有しています。すなわち、問題は順序付けであり、順序付けに対処すれば十分であるというものです。

この前提は狭すぎます。順序付けは、価値を生み出す参加者から、それを捕捉する立場にある参加者へと価値が非対称に流れるチャネルの一つに過ぎません。他にも少なくとも6つのチャネルがあり、残りのチャネルに対処せずに順序付けに基づく抽出を排除するシステムは、抽出を排除したのではなく、未対処のチャネルに抽出を再配置しただけです。

保存されるもの

プロトコルに参加するすべての参加者は、その参加を通じて何らかの価値を生み出します。流動性プロバイダーは価格変動を吸収する資本を提供します。トレーダーは価格発見を生み出す注文フローを提供します。オラクルオペレーターはデータを提供します。借り手は担保を提供します。バリデーターはコンセンサスセキュリティを提供します。プロトコルは、結果として生じる共同価値を、何らかの配分ルールに基づいて参加者に還元します。

プロトコルの構造的抽出 (structural extraction) を、参加者がそのシャプレー値(すべての連合にわたって平均化された共同ゲームへの限界貢献度)を超えて受け取る総価値と定義します。この量が正の場合、一部の参加者はその限界貢献度に見合う以上のものを受け取っており、これは他の参加者がそれ以下を受け取っていることを意味します。この非対称性は、誰かが悪意を持って行動しているからではなく、プロトコルの配分ルールが、価値が不均衡に流れる構造的なチャネルを内包しているために存在します。

一般化された抽出可能価値 (Generalized extractable value, GEV) はこの量です。MEVはそのチャネルの一つです。他にも少なくとも6つのチャネルがあり、保存特性 (conservation property) は、単一のチャネルを個別に修正するだけではそれらを排除できないことを示しています。

7つのチャネル

トランザクション順序付け抽出 (Transaction-ordering extraction) は、文献でMEVと呼ばれているものです。メンプールの可視性とシーケンシャルな実行が構造的条件を生み出します。順序付けのボトルネックに位置するビルダー、サーチャー、バリデーターは、実行前に注文が可視化されるトレーダーから価値を捕捉します。サンドイッチ攻撃、フロントランニング、ジャストインタイムの流動性提供がその運用上の表現です。

ガバナンス抽出 (Governance extraction) は、集中したトークン保有者や賄賂市場が、ガバナンスパラメータの対象となるユーザーから捕捉する価値です。構造的条件は、トークン加重投票が経済的に重要なパラメータに対する制御をトークン保有者に割り当てることであり、一般的な分布では、初期保有者、大規模なアロケーター、および議決権に入札する二次市場(Convex、Votium、および類似のもの)に制御が集中します。

トークンレントシーキング (Token rent-seeking) は、必須のトークン仲介から手数料を得るトークン保有者によって捕捉される価値です。構造的条件は、プロトコルが機能(ステーキング、手数料割引、ガバナンス参加)にアクセスするためにネイティブトークンを要求することであり、これにより、厳密にはトークン仲介を必要としない機能へのアクセスに対してユーザーが支払う継続的なレント(地代)が生じます。

資本形成抽出 (Capital-formation extraction) は、公開前の割り当てを受けた初期投資家と、後で同じトークンを取得する公開市場の購入者との間の非対称性です。構造的条件は、インサイダーへの標準的な公開前販売とその後の上場であり、上場による価格発見が公開前購入者に帰属する価値を生み出します。

オラクル抽出 (Oracle extraction) は、オフチェーンからオンチェーンへのデータパイプラインのオペレーターによって捕捉される価値です。構造的条件は、オンチェーンプロトコルがオフチェーンデータに依存しており、パイプラインを制御する者がそのデータを提供する特権に対して課金したり、オフチェーン価格とオンチェーン参照価格との間のレイテンシーを裁定取引したりできることです。

プラットフォーム抽出 (Platform extraction) は、プラットフォームオペレーターまたはデータブローカーが、その活動が捕捉されるデータを生成するユーザーから捕捉する価値です。構造的条件は、プラットフォーム上でのユーザー活動が、プラットフォームが制御、収益化し、ユーザーに対する自身の立場を改善するために使用するログ、プロファイル、および行動データを生成することです。

清算抽出 (Liquidation extraction) は、清算ボットおよびシーケンサーオペレーターが、清算可能になったポジションを持つ借り手から捕捉する価値です。構造的条件は、清算順序が清算割引を誰が捕捉するかを決定し、シーケンサー特権を持つ順序付けまたはファーストムーバーボットネットワークがそれを体系的に捕捉することです。

これら7つは、主要なDeFiプロトコル全体で私が特定できたカテゴリを網羅しています。他にもあるかもしれません。この議論は、数が正確に7であることに依存するのではなく、数が1より大きいことに依存します。

なぜ保存が重要なのか

プロトコルがトランザクション順序付け抽出のみに対処する場合、ガバナンス抽出は依然として利用可能です。ガバナンストークン保有者は、順序付け攻撃が不可能であっても、パラメータ操作を通じてレントを抽出します。総抽出可能価値は変化せず、抽出は再配置されただけです。

プロトコルが順序付けとガバナンスに対処しても、レントシーキングなネイティブトークンを保持している場合、トークンレント抽出は残ります。プロトコルがトークンレントを排除しても、公開販売の前にインサイダーへの割引割り当てがあった場合、資本形成抽出は固定されます。オラクルへの依存が未対処の場合、他のすべての層がどれほどクリーンであっても、オラクル抽出は継続します。

保存特性は、7つのカテゴリが独立していることから導かれます。これらは異なる構造的非対称性を悪用します。1つを閉じても他のものは閉じません。プロトコルの総抽出可能価値は、7つのチャネルすべての合計であり、他のコンポーネントも削減されない限り、1つのコンポーネントを削減しても合計は削減されません。

これには重大な結果が伴います。既存のMEVソリューションはすべて、その範囲内でMEV抽出をゼロまたはほぼゼロに達成しますが、他の6つのチャネルは開いたままです。プライベートリレーはMEVを再分配しますが、プラットフォーム抽出を再導入します(リレーが新しい仲介者となります)。暗号化されたメンプールは、順序付け抽出を復号化の瞬間に延期しますが、ガバナンスとプラットフォーム抽出の表面を保持するバリデーター委員会に依存します。ソルバーオークションは、マッチングされた注文の順序付け抽出を削減しますが、マッチングされていない注文は標準的なAMM MEVの対象となり、ソルバーネットワークのプラットフォーム抽出を導入します。これらはどれも間違っていません。これらは部分的なものです。保存特性は、部分的なものが全体を構成しないと述べています。

議論の結論

建設的な系 (corollary) は、一般化された抽出可能価値 (GEV) はすべての層で同時に対処されなければならないということです。アーキテクチャ上の近道はありません。抽出を実際にゼロにしたいプロトコルは、順序付け抽出、ガバナンス抽出、トークンレント、資本形成の非対称性、オラクル抽出、プラットフォーム抽出、および清算抽出をすべて同じ設計で閉じる必要があります。

これは、MEVに関する文献が通常課すよりも強力な制約であり、適切な制約です。既存のMEV耐性プロトコルがDeFiスタックの残りの部分の基盤として採用されない理由は、それらの専門分野内であっても、周囲のエコシステムでは他の6つのチャネルが開いたままだからです。完全にMEV耐性のあるAMMを介してルーティングするトレーダーが、ガバナンス抽出のあるプロトコルで借り入れを行い、オペレーター抽出のあるオラクルを使用する場合、GEVへの露出を排除したことにはなりません。GEVを移動させただけです。

GEVの表面全体を閉じるアーキテクチャパターンには9つのコンポーネントがあり、このシリーズの今後の投稿で説明します。これらは個々には新しいものではありません。コミット・リビール方式のバッチオークション、均一清算価格、シャプレー値分配、変化率ガード、およびその他のコンポーネントは、メカニズム設計と応用金融において確立されています。貢献は構成的なものです。つまり、すべてのコンポーネントを同時に、すべての層で、モジュール境界を越えて抽出が再配置されるのを防ぐ構成可能性の制約 (composability constraints) とともに適用することです。

3つの構成可能性の制約

GEV耐性がモジュール構成を生き残るためには、私が研究したアーキテクチャでは3つの制約で十分です。

第一に、統一されたシャプレー帰属 (unified Shapley attribution) です。システム内のすべての価値フローは、単一の帰属メカニズムを通過します。報酬分配がモジュールごとに行われる場合、攻撃者はモジュール間の境界を悪用して、単一モジュールの帰属では検出できないシャプレー値に違反する割り当てを受け取ることができます。帰属が統一されていれば、シャプレーの公理はグローバルに適用されます。

第二に、統一された貢献度追跡 (unified contribution tracking) です。参加者が獲得するすべてのクレジットは、単一の有向非巡回グラフに記録されます。モジュール間の貢献は帰属メカニズムに可視化され、これにより一方での二重計上と他方での帰属ギャップが防止されます。

第三に、統一された安全境界 (unified safety boundaries) です。リスクパラメータはモジュールごとではなく、グローバルに適用されます。あるモジュールを一時停止させても別のモジュールがアクティブなままのサーキットブレーカーは、抽出が流れる出口パスを作成します。

これら3つは、私が分析したプロトコルアーキテクチャにおいて、構成下でのGEV耐性を維持するのに十分です。これらが唯一の十分条件ではありませんが、いずれか1つを削除すると既知の抽出パスが作成されるという意味で最小限です。

これは何ではないか

これは、MEVが重要ではないという主張ではありません。MEVは7つのチャネルの1つであり、ミリ秒単位で動作し、直接的なオンチェーン証拠を残すため、最も可視的です。MEVに関する文献は、実際のチャネルにおいて真の進歩を生み出してきました。この主張は、文献の枠組みがプロトコル設計の分析単位としては狭すぎ、MEV耐性のみを目的として設計されたプロトコルは、他の6つのチャネルが依然としてユーザーから抽出を行っていることを発見するだろう、というものです。

また、これは7つのチャネルがすべてであるという主張でもありません。8つ以上存在する可能性もあります。このフレームワークの主張は、その数が1より大きく、保存特性が完全なセットが何であれ適用されるということです。チャネルを追加することは議論を強化し、弱めるものではありません。

そして、これは特定の配分ルールが普遍的に正しいという主張でもありません。シャプレー値は、効率性、対称性、ヌルプレイヤー特性、および加法性を満たす唯一の配分です。異なる公理セットは異なる唯一の配分をもたらします。このフレームワークがシャプレー値を使用するのは、それが満たす4つの公理が協調ゲーム理論の観点から個別に擁護可能であるためです。もし擁護可能であれば、異なる配分ルールに置き換えることは、特定のGEV計算を変更しますが、保存特性は変更しません。

今後のシリーズ展開

次回の投稿では、7つのチャネルを閉じるためのアーキテクチャパターンについて説明します。具体的には、トランザクション順序付け抽出を閉じるために、均一清算価格のバッチオークションがなぜ適切な基盤であるかという桁違いの考慮事項から始めます。その後の投稿では、他のチャネルについて、今日どれだけ完全にそれらに対処できるかというおおよその順序で取り上げます。

シリーズ全体を通して心に留めておくべき論文の主張は次のとおりです。抽出はプロトコル層全体で保存され、部分的な解決策は排除するのではなく再配置するだけであり、ゼロ抽出を生み出す唯一のアーキテクチャパターンは、クロスチャネルの再配置を防ぐ構成可能性の制約とともに、すべてのチャネルに同時に対処するものです。

この議論は新しい数学を必要としません。シャプレー値は1953年に遡ります。協調ゲーム理論には関連する公理系があります。このシリーズが貢献するのは、MEV問題の抽象化レイヤーが間違っており、既存のツールで対処できるが既存のプロトコルでは対処されていない適切な抽象化レイヤーがあることを観察することです。

schellingというハンドル名でethresear.chに投稿されました。エアギャップ閉鎖に関する8部構成シリーズのパート3です。コメントや反例を歓迎します。

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