⚡️ Curso Relâmpago em MEV
Afinal, o que é MEV, como o usam para fazer dinheiro, qual o impacto ao usuário, e por que pode representar um risco existencial à Ethereum?
Já pensou em fazer 1 milhão de dólares, em apenas uma transação? E melhor ainda: sem precisar investir nenhum capital, e arriscando perder apenas o valor pago em taxas.
Jovens munidos simplesmente de conhecimento em programação estão fazendo quantias milionárias através de MEV. Vamos entender o que é MEV, e como isso é possível.
📜 Uma breve história do MEV
MEV é a sigla para Maximal Extractable Value - valor extraível máximo - e pode ser entendido como o valor máximo que pode ser extraído da produção de blocos através da inclusão, exclusão, e/ou alteração na ordem das transações em determinado bloco. É uma receita diferente do subsídio de mineradores por recompensas de blocos e taxas.
O conceito foi primeiramente aplicado no contexto de blockchains proof of work, e inicialmente foi chamado de Miner Extractable Value - já que são os mineradores que controlam a inclusão, exclusão e ordem das transações.
O termo mais tarde foi trocado para ser mais abrangente, visto a transição da Ethereum para proof of stake através do Merge - onde então os validadores serão responsáveis pelas funções citadas acima.
MEV foi introduzido por Phil Daian em “Flash Boys 2.0” e depois foi popularizado por Dan Robinson, Georgios Konstantopoulos e samczsun em “Ethereum is a Dark Forest” e “Escaping the Dark Forest”.
Esses dois últimos são uma leitura obrigatória para os interessados em se aprofundar - ou os que querem ler uma história de terror ambientada na blockchain.
No gráfico acima, vemos o lucro bruto total obtido por MEV. Daqui a um tempo, essa cifra vai chegar a 1 bilhão de dólares.
Devido ao próprio sucesso de DeFi, o MEV na Ethereum está crescendo. Isso tem vários impactos, que vão do aumento nas taxas de gás para o usuário final, congestionamento na rede, e até a riscos que ameaçam a integridade da blockchain - falaremos disso mais à frente.
Daí surgiu a Flashbots. Uma organização de pesquisa e desenvolvimento que busca mitigar os efeitos negativos do MEV e evitar os riscos existenciais que este leva às redes de contratos inteligentes.
São considerados autoridades no assunto, e desenvolvem produtos publicamente acessíveis para quantificar o impacto do MEV, democratizar a extração, distribuir os benefícios e proteger usuários.
💰 De Arbitragem a Ataques-Sanduíches - Como as pessoas fazem dinheiro com MEV
Diversas operações podem ser classificadas como MEV.
Dois atores participam dessas operações: Miners e Searchers.
Miners (mineradores) você já sabe o que fazem.
Searchers são participantes independentes da rede. Utilizam algoritmos que simulam transações em busca de oportunidades lucrativas de MEV. Também detectam transações na mempool - isto é, que já foram enviadas por seus emissores, mas ainda não foram incluídas em nenhum bloco - e testam diferentes formas de executá-las.
Vamos ver as operações mais comuns deles:
🧮 Arbitragem em DEXs
Arbitragem em exchanges descentralizadas é o mais simples e conhecido tipo de MEV - e por isso também o mais competitivo.
Se um token, que é negociado em duas DEXs diferentes, está com o preço menor em uma, é possível simplesmente comprar na de menor preço e vender na de maior, embolsando a diferença.
É possível fazer tudo isso com apenas uma transação atômica. Nesse tipo de operação, o ator faz a compra em uma DEX e a venda na outra, tudo na mesma transação.
Além disso, usando flash loans, o ator não precisa nem ter o capital necessário para comprar os tokens. Ele pega um empréstimo, compra os tokens, vende eles e paga o empréstimo, tudo na mesma transação.
Na transação acima, o usuário transformou 1000 ETH em 1045 ETH, usando a diferença de preço entre a Uniswap e Sushiswap no par ETH/DAI - DAI é uma stablecoin.
Ele primeiro pega emprestado 1000 ETH na Aave, vende esses ETH na Uniswap por DAI, usa os DAI para comprar 1045 ETH na Sushiswap, e depois paga o empréstimo de 1000 ETH na Aave - tudo na mesma transação.
Esse ator obteve um lucro de 45 ETH, sem precisar de capital inicial nenhum.
💸 Liquidações
Liquidações em protocolos de empréstimo são outro tipo comum de MEV.
Protocolos como a MakerDAO e Aave permitem que usuários peguem fundos emprestados, contanto que depositem colateral para garantir o pagamento da dívida.
O colateral normalmente é outra cripto, como ETH. Como o valor do colateral flutua, se esse chega abaixo de determinada proporção do empréstimo, a posição fica sujeita a ser liquidada - ou seja, o colateral é vendido.
Como não há uma "clearinghouse", ou gestor centralizado, o protocolo permite que qualquer um faça a liquidação, vendendo o colateral para quitar a dívida (de maneira similar à chamada de margem nas finanças tradicionais).
Quando liquidado, o devedor ainda paga uma taxa de liquidação, que vai para o liquidador - e daí sai a oportunidade de MEV.
Os Searchers competem para analisar dados da blockchain o mais rápido possível, em procura de posições sujeitas a liquidação, para serem os primeiros a enviar uma transação de liquidação e receber as taxas.
🥪 Ataques-Sanduíche
Esse tipo de operação envolve grandes transações em DEXs.
Imagine que alguém queira comprar 10.000 UNI, usando USDT na Uniswap.
Uma operação dessa magnitude vai impactar o par UNI/USDT, potencialmente elevando o preço de UNI em relação a USDT.
Um Searcher pode estimar qual vai ser o efeito dessa transação grande no preço de UNI/USDT, e usar um bot para colocar uma ordem de compra imediatamente antes da transação grande, comprando UNI barato e depois colocando uma ordem de venda imediatamente após, vendendo pelo preço maior causado pela transação grande.
Daí o nome ataque-sanduíche, a transação grande original fica entre duas transações do ator performando o MEV.
O ator lucra na diferença do preço que ele pagou pelo preço que ele vendeu imediatamente após - e o usuário que queria fazer o swap sofre com a diferença de valores.
Esse é um tipo de MEV inerentemente mais arriscado, já que não é possível fazer utilizando transações atômicas, e é suscetível a um ataque-salmonella e outros métodos criativos de contra atacar esses bots.
🖼 MEV em NFTs
Também existem oportunidades de MEV no setor de NFTs.
Um tipo simples são bots que ficam buscando a rede atrás de NFTs que foram acidentalmente listados por preços muito abaixo do normal, e compram eles.
Outro exemplo envolve airdrops para detentores de certos NFTs: houve um caso em que um usuário pegou emprestado 5 Bored Apes, para conseguir receber 1.1 milhões de dólares no airdrop de APE.
Isso foi feito utilizando a plataforma NFTX, que permite esse tipo de empréstimo.
Ele pegou os Bored Apes emprestado, recebeu o airdrop, e devolveu eles, tudo em apenas uma transação.
👀 Outros
Esses são os tipos mais comuns de MEV, mas não são os únicos.
Existem outros tipos de ataques que utilizam MEV, e é uma área que está em rápida e constante evolução.
Por definição, qualquer operação que extraia valor da rede ao incluir, excluir ou reorganizar as transações de um bloco é considerada MEV - e por isso sempre há o surgimento de novas estratégias.
🌐 Para além da Ethereum
A taxa em que o MEV se acumula em uma blockchain é proporcional à complexidade da camada de aplicações dessa.
Devido ao crescimento da DeFi na Ethereum, as oportunidades de MEV nessa rede são maiores - visto que há mais dApps e atividade on-chain.
Mas isso não significa que o MEV é exclusivo para Ethereum. Conforme o uso de outras chains cresce, também cresce o valor que pode ser capturado reorganizando transações.
Searchers também buscam trabalhar em outras redes, como a Binance Smart Chain, Avalanche e Solana devido à menor competição .
Até mesmo no Bitcoin ou na Lightning Network é teoricamente possível haver MEV.
Para Solana, existe um dashboard interessante em que podemos ver o estado do MEV nessa rede.
Com dados desde o início deste ano, vemos o aumento do MEV nessa rede.
Em 12 de maio, 27% de todas as transações da rede foram MEV.
Essa foi a época do colapso da Luna/UST, o que explica esse aumento. Geralmente quando há muitas liquidações e volatilidade, também há muitas oportunidades de MEV.
Percebemos também que apenas cerca de 3,4% das arbitragens e 3,1% das liquidações são bem-sucedidas.
Devido às baixas taxas da Solana, isso não parece ser um problema para a lucratividade dos Searchers - mas leva ao congestionamento da rede.
Abaixo, vemos o lucro acumulado em operações de MEV na Solana envolvendo USDC:
A cifra está se aproximando de 18 milhões em arbitragem e 1.8 milhões em liquidações.
Observar o lucro diário também é interessante:
Note que o gráfico está em escala logarítmica.
Apenas no dia 2 de fevereiro, mais de 6 milhões foram feitos em operações de arbitragem. Essa foi a data do hack da bridge Wormhole.
Na semana do colapso da Luna/UST também houve um aumento no lucro com essas operações, chegando a mais de 600 mil dólares em um único dia.
☠️ A Crise do MEV
Existem efeitos positivos e negativos do MEV.
Muitos projetos em DeFi confiam em atores economicamente racionais para o bom funcionamento de seus protocolos.
Por exemplo, a arbitragem em DEXs assegura que o preço para o usuário final seja (praticamente) o mesmo independente da DEX que esse está usando.
Liquidações rápidas e bem executadas são essenciais para o funcionamento de protocolos de empréstimo.
Sem Searchers racionais procurando lucrar com ineficiências, e tirando vantagem dos incentivos econômicos de protocolos, DeFi não seria tão robusto e resiliente como é hoje.
Mas nem tudo são flores. MEV também representa um risco existencial à blockchains. Vamos entender:
Primeiramente, algumas formas de MEV como os ataques-sanduíche são inerentemente danosos aos usuários finais - que sofrem com maior slippage e pior execução de seus trades.
Frontrunners frequentemente competem para ter sua transação incluída primeiro, aumentando o preço de gás e levando a congestionamento da rede e maiores taxas para todos.
Mas o maior risco está relacionado com o lucro que pode ser obtido por MEV comparado com a recompensa de mineração de blocos.
Isso pode levar mineradores a explorar ativamente oportunidades de MEV - invés de focar apenas na produção de blocos.
Se o MEV disponível em um bloco é significantemente maior do que a recompensa padrão de blocos, mineradores são incentivados a re-minerar aquele bloco e capturar o MEV para si mesmo, causando a reorganização da blockchain e instabilidade de consenso.
Esse assunto já foi discutido até na comunidade do Bitcoin.
Conforme a recompensa de blocos do BTC diminui, a receita dos mineradores fica mais e mais dependente das taxas de transações, pode chegar um momento em que seja economicamente racional desistir da recompensa do próximo bloco, para re-minerar blocos antigos com maiores taxas.
Com o aumento de DeFi na Ethereum, MEV pode se tornar maior que a recompensa de bloco base.
Com isso vem a possibilidade de re-mineração egoísta de blocos, e instabilidade no consenso de rede. Alguns consideram isso um risco existencial da Ethereum, e desincentivar a mineração egoísta de blocos é uma das áreas de estudo. Uma solução que está sendo explorada é a suavização de recompensas de MEV.
Vamos a um exemplo para ilustrar melhor essa situação:
Imagine dois mineradores, João e Maria, que são pagos $100 por cada bloco. João mineirou 3 blocos, e o primeiro tinha uma arbitragem no valor de $10.000.
Agora Maria tem duas escolhas: Ela pode continuar minerando a sequência após os 3 blocos do João, ou ela pode tentar re-minerar o primeiro bloco, para pegar a arbitragem para ela.
$10.000 é um valor muito maior que a recompensa de bloco de $100, e como Maria é mais racional do que honesta, faz sentido para ela tentar re-minerar o primeiro bloco.
Como a altura da maior sequência é 3, Maria também minera o segundo e terceiro bloco. Após a reorganização, Maria detém a maior sequência de blocos, e ela e João podem continuar a partir daí.
Se a recompensa de MEV for suficientemente maior que a de blocos, é racional para os mineradores desestabilizarem o consenso da rede.
Nesse exemplo, usamos um sistema de duas partes. No mundo real, o jogo é multiplayer, e se todos mineradores racionais tentarem reorganizar os blocos isso vai interromper o progresso da chain - e desestabilizar o consenso.
Essa questão da reorganização de blocos é amplamente discutida. Aliás, MEV é um campo que está na fronteira da inovação e debates, e há diversos materiais interessantes para estudo.
A maior parte das pesquisas estão focadas em fazer a desestabilização de consenso mais difícil e custosa, invés de evitar o MEV na raiz.
Algumas soluções que estão sendo trabalhadas são:
- Melhor design de aplicações: dApps podem buscar ser construídos de modo a minimizar a quantia de MEV que eles criam. Isso pode ser uma vantagem competitiva, já que usuários vão para onde tem menor custo e melhor experiência. Apesar disso, o protocolo (Ethereum) não pode forçar aplicações a ir por esse caminho, e há um limite na quantia de MEV reduzido.
- Incentivos de segurança adicionais: Fluxos de receitas adicionais para os mineradores além da recompensa de blocos são aditivos à segurança do protocolo e podem ajudar a compensar o MEV.
- Separar inclusão e ordenação de transações: Mineradores (ou validadores) podem ser responsáveis apenas pela inclusão de transações, enquanto a ordenação seja decidida separadamente.
- Proof of stake: Blockchains POS podem punir validadores que engajem em reorganização de blocos através do slashing - onde uma porcentagem ou quantia fixa do stake do validador é confiscada (os detalhes variam de protocolo para protocolo). Isso torna a reorganização mais custosa, embora ainda seja possível que o ganho com MEV seja maior que a perda pelo slashing.
Para quem deseja se aprofundar mais em discussões envolvendo MEV, recomendamos o discord e o docs da Flashbots.