最大抽出可能価値（MEV）とは？

１　定義

MEV（Maximal Extractable Value）とは、ブロックチェーンのマイナーやバリデーターが、ブロック生成プロセス中にトランザクションを含めたり、除外したり、順序を変更したりすることで得られる価値の最大量のことです。

ブロックチェーン経済はここ数年で急激な成長期を迎え、DeFiエコシステムでロックされた価値は2022年のピーク時に3000億ドルに達しました。

しかし、スマートコントラクトの普及に伴い、無自覚なユーザーから価値が吸い上げられる新たな抜け道も生まれています。

そのような例の一つが最大抽出可能価値（MEV）です。

この記事では、なぜMEVが存在するのか、今日のMEVの例、そしてチェーンリンク公正シーケンスサービスがブロックチェーン経済におけるこの継続的な問題に対する斬新な解決策をどのように提示しているのかを探ります。

２　MEVとは何か？

MEV（Maximal Extractable Value）とは、ブロックチェーンのマイナーまたはバリデーターが、ブロック生成プロセス中にトランザクションを含めたり、除外したり、順序を変更したりすることで得られる価値の最大量を指します。

MEVは、ブロックチェーンのブロック生産者（マイナーやバリデーターなど）が、ブロック内のトランザクションの順序を恣意的に変更したり、含めたり、除外したりすることで価値を引き出すことができる場合に発生し、多くの場合、ユーザーに損害を与える。

簡単に言えば、ブロック・プロデューサーはブロックチェーン上でトランザクションが処理される順序を決定し、その力を利用して有利に進めることができます。

１　最大抽出可能価値とマイナー抽出可能価値の比較

MEVは、本来の用語であるマイナー抽出可能価値（Miner Extractable Value）ではなく、最大抽出可能価値（Maximal Extractable Value）と呼ばれることが多くなっています。

これは、MEVがプルーフ・オブ・ワーク（PoW）ブロックチェーンのマイナーだけに限定されず、プルーフ・オブ・ステーク（PoS）や他のタイプのネットワークのバリデータにも適用されるためです。

マルチチェーンのエコシステム全体におけるMEVの全範囲を網羅するため、このブログ記事では以前の用語を使用します。

２　MEVの歴史

Chainlink Labsの研究者であるAri Juels氏とLorenz Breidenbach氏を著者とする「Flash Boys 2.0」と題された2019年の研究論文では、MEVとトランザクションの並べ替えが単なる理論的概念としてではなく、分散型取引所におけるトランザクションのフロントランニングという形で既に大規模に発生しており、ユーザーエクスペリエンスに大きな影響を与え得るダイナミックなものとして説明されています。

翻訳者注
フロントランニング（frontrunning）とは、一般的には、取引の成立前にその情報を基に自己の利益のために取引を行うことを指します。

証券取引における不正行為の一種で、取引の情報を早期に入手した者がその情報を利用して自己の利益を追求します。これは公平な市場原則に反する行為とされ、多くの地域で違法とされています。

2021年の初めまでにイーサリアム上で抽出されたMEVの累積価値は7,800万ドルに達し、年末までに5億5,400万ドルに急増した。イーサリアムで抽出されたMEVは現在、6億8600万ドルを超えています。

３　MEVの仕組み

ビットコインやイーサリアムのようなブロックチェーン・ネットワークは、PoWブロックチェーンのマイナーやPoSネットワークのバリデーターを含む「ブロック・プロデューサー」と呼ばれるコンピュータの分散型ネットワークによって保護された不変の台帳です。

これらのブロック・プロデューサーは、保留中のトランザクションを定期的にブロックに集約する役割を担っており、ブロックはネットワーク全体によって検証され、グローバルな台帳に追加されます。

ブロックチェーン・ネットワークは、すべてのトランザクションが有効であること（例えば、二重支出がないこと）と、トランザクションの新しいブロックが継続的に生成されること（ダウンタイムを防ぐこと）を保証していますが、実際には、トランザクションがブロックチェーンに提出された正確な方法で順序付けられるという保証はありません。

各ブロックには限られた数のトランザクションしか含めることができないため、ブロック・プロデューサーは、mempool（ブロック・プロデューサーが未確認トランザクションをオフチェーンに保管する場所）にある保留中のトランザクションのうち、どのトランザクションを自分のブロックに含めるかを選択する完全な自律性を持っています。

ブロック・プロデューサーはデフォルトで、自分たちの利益を最大化するために、最も高いガス価格（取引手数料）で取引を発注するが、これはネットワークによる要件ではありません。

その結果、ブロック・プロデューサーはトランザクションを任意に並べ替える能力を活用することで、さらなる価値を引き出すことができます。

MEVの抽出にはリソースと専門知識が必要なため、ブロックチェーン・ネットワークにおけるブロック・プロデューサーは、サーチャー、ビルダー、リレイヤーで構成される第三者ネットワークにブロックの作成を委託するのが一般的です。

サーチャーはMEVの機会を探し出し、複数のトランザクションのバンドル（多くの場合、他のユーザーのトランザクションを含む）を作成します。

翻訳者注
バンドルとは、単一の取引ではなく複数の取引を組み合わせたもので、これにより一度に複数の取引を処理することが可能になります。

これらのバンドルはビルダーに送られ、ビルダーはバンドル を完全なブロック・ペイロードに結合する。

ビルダーはその後、ブロックチェーンのブロック生産者への接続ポイントとして機能する中継者にフルブロックを提供する。

これは現在のブロック・プロデューサーのMEV抽出方法の一例に過ぎませんが、エコシステムは急速に進化し続けています。

MEVは一般ユーザーを犠牲にすることが多く、多くの場合、トランザクションが処理された後でないとすべてのユーザーにはすぐにわからないような形で発生します。

これには、MEVがユーザーから直接引き出されるユーザー取引の価格執行の悪化が含まれます。

翻訳者注
例えば、ユーザーが特定のデジタルアセットを売買しようとすると、その取引がブロックに組み込まれるまでに時間がかかる場合があります。

その間に、ブロック生成者や探索者などがフロントランニングを行い、その取引より先に同じアセットを売買することで価格を操作する可能性があります。

結果的に、ユーザーが期待していた価格よりも悪い価格で取引が実行されることがあります。

これがユーザートレードの悪化した価格実行を指します。

このような状況では、MEVは直接ユーザーから抽出されています。

すなわち、ブロック生成者や探索者がMEVを追求する行為によって、ユーザーが直接的な損失を被る可能性があるのです。

４　MEVの例

MEV抽出技術の確定的なリストを作成するのは難しいです。

なぜなら、この現象は進行中であり、探索者にとっては自分たちの戦略を秘密にすることが金融的な利益をもたらす可能性があるからです。

ただし、MEVの抽出に関してよく知られている例がいくつかあります。

１　フロントランニングとサンドイッチ攻撃

ユーザー・エクスペリエンスに直接悪影響を与えると考えられるMEVは、分散型取引所（DEX）でユーザーが行った取引をフロントランするボットです。ユーザーからの取引はパブリックメンプール（未確認のブロックチェーン取引が保存されるキュー）を経由することが多いため、フロントランニングボットは大規模な取引を監視し、この知識を利用して利益を得ることができます。

例えば、大規模な取引が発見された場合、フロントランニングボットはユーザーの取引をコピーし、ユーザーの取引の前に自分の取引が最初に処理される取引バンドルを作成することができます。これにより、取引されている資産の市場価格が動き、ユーザーの取引にスリッページ（取引の予想価格と実際の価格との差）が大きく発生します。ユーザーの取引が処理された後、取引されている資産の市場価格はさらにフロントランナーに有利にシフトし、バックラン・トレードを通じて資産を売却することで利益を得ることができる。

その結果、ユーザーの取引は最適でない為替レートで執行され、当初期待されたよりも少ないトークンが受け取られる「見えない手数料」という形で、分散型取引所を利用するコストが増加します。

２　取引所の裁定取引と清算

MEVは、サードパーティボットが2つ以上の分散型取引所間で裁定取引を行う場合にも発生します。裁定取引の機会は、ある取引所における暗号資産の価格が他の取引所から乖離したときに生じます。アービトラージ・ボットはこの機会から利益を得ます。低い価格を提供する取引所で資産を購入し、高い価格を提供する取引所で売却することで、利益を得ながら両方の取引所価格を均衡に戻します。さらに、アービトラージはオンチェーンDEXとオフチェーンの集中型取引所の間、または2つの異なるブロックチェーン・ネットワーク上のオンチェーンDEXの間でも実行できる（クロスドメインMEV）。

DeFiの導入が進み、DEX内の流動性が時間とともに高まるにつれ、こうした裁定取引の機会の発生と収益性が高まり、裁定取引ボット間の競争が激化している。これらのボットは入札合戦を繰り広げることで競争し、自分のバンドルがプロデュースされたブロックに含まれるよう、ブロック・プロデューサーに支払う手数料を継続的に引き上げることになる。

裁定取引は正常で健全な市場活動ですが、MEVボットは取引メンプールを監視して取引をコピーすることで、他のユーザーから裁定取引の機会を奪うことができます。同様の動きは、DeFi貸出市場における担保ローンの清算でも起こる。

３　一般化されたフロントランニング

MEVを抽出するためのより高度な手法として、一般化されたフロントランニング（generalized frontrunning）と呼ばれることを行うボットがある。これは、サーチャーがパブリックメンプール内のトランザクションをスキャンし、より手数料の高い同一のトランザクションをブロック・プロデューサーに提出する一方で、トランザクションのペイロードに出現するユーザーのアドレスを自分のアドレスに置き換えるというものである。これは、リスクのあるユーザー資金を救出するためのホワイトハットなハッキングが、一般化されたフロントランナーが重要なトランザクションを自分自身のトランザクションにコピー/置き換えることによって阻止された例で、すでに実際に確認されている。このようなボットは通常、トランザクションが行っていることを解釈するのではなく、単にアルゴリズムを実行してmempoolトランザクションをスキャンし、トランザクションのペイロードのアドレスを置き換え、その実行をシミュレートして利益が出るかどうかを検出する。

これらは、MEVがどのように抽出され、ユーザーにどのような悪影響を及ぼすかのほんの一例に過ぎません。しかし、MEVが可能な状況はこれだけではありません。ブロック生産者がより多くのMEVの機会を自ら獲得するようになれば、ユーザーからさらに価値を引き出すために、より高度な並べ替え戦略が使われる可能性があります。

５　MEVの長所と短所

MEVは一般的に、業界全体のほとんどのデベロッパーやユーザーから否定的と考えられているが、いくつかの利点もあります。

１　長所

MEVはDeFiプロトコルの経済的な非効率性を緩和する役割を果たします。

例えば、MEVが可能にする迅速な清算は、借り手が所定の担保比率を下回った場合に貸し手が確実に返済を受けられるようにするのに役立ちます。

また、裁定取引を行うトレーダーは、さまざまなDEXにおけるトークン価格が市場全体の需要をより正確に反映するようにするのに役立ちます。

経済的に合理的なアクターがMEVを活用して利益を最大化することで、個々のプロトコルの経済的非効率性を最小化し、最終的にDeFiエコシステムをより効率的で強固なものにすることができます。

賛成派はまた、MEVがマイナーやバリデーターにブロックを生成する機会を競わせるインセンティブを与えることで、ブロックチェーンネットワークのセキュリティを高めると主張しています。

２　短所

MEVは、DEXのサンドイッチ攻撃によって取引執行中に高いスリッページが発生した場合など、エンドユーザーにとってより悪い経験をもたらす可能性があります。

また、一般化されたフロントランナーは自分の取引を次の価格に確実に反映させるためにより多くのガス料金を支払うことを厭わないため、ネットワークが混雑し、ネットワーク上の全取引の価格が上昇する可能性がある。

さらに、ブロック生産者が利用できるMEVがブロック報酬を上回ると、MEVを獲得するために以前のブロックを再編成するインセンティブが働く可能性があり、コンセンサスの不安定化につながります。

６　MEVの緩和：チェーンリンク・フェア・シーケンス・サービス（FSS）

MEVの有害な影響を軽減するため、チェーンリンクは分散型オラクルネットワークを使ったトランザクション順序付けソリューションであるFair Sequencing Services（FSS）を開発しています。

チェーンリンクのFSSは、オフ・チェーンでユーザー・トランザクションを収集し、トランザクション順序付けのための分散型コンセンサスを生成し、順序付けられたトランザクションをオン・チェーンで分散型方式で提出することで機能する。

チェーンリンク・ラボのチーフ・サイエンティストであるアリ・ジュエルズ氏がSmartCon 2022の最近のプレゼンテーションで説明したように、FSSは注文の公平性を高め、取引コストを削減し、情報漏えいを削減または排除するために設計されている。

この設計の最初の要素は、セキュアな因果的順序付け（アトミック・ブロードキャスト）であり、ユーザー・トランザクションはまずトランザクションの詳細を隠すためにユーザーによって暗号化され、分散型オラクル・ネットワークによって順序付けされ、その後ブロックチェーン・ネットワーク上で実行するために復号化される。

その結果、トランザクションのペイロードは順序付けプロセスが始まる前にノードから見えなくなり、早期の可視性に基づいてトランザクションをフロントランする能力がなくなる。

2つ目の構成要素である時間的順序付けは、オラクルネットワークが最初に受信したトランザクションが最初に出力されることを保証することを目的としたメカニズムであり、先入れ先出し（FIFO）順序付けポリシーを保証するのに役立つ。

トランザクションの暗号化と組み合わせることで、ユーザー・トランザクションの公正な順序付けのための深層防御ソリューションが可能になる。

FSSを可能にするテクノロジーについては、Chainlink 2.0ホワイトペーパーのセクション5でさらに詳しく説明されている。

基本的に、Chainlink FSSはトランザクションの順序付けのプロセスを分散化し、スマートコントラクトがいかなる優先的な順序付けもない証明可能な公正な方法でトランザクションを処理することを保証することを目的としている。

Chainlink FSSは、レイヤー1ブロックチェーン上のスマートコントラクトの前処理段階としての役割や、レイヤー2ネットワークのトランザクションの順序付け、ロールアップシーケンサーの分散化など、様々な方法で使用することができる。

トランザクションが公正に順序付けられ、ネットワークトランザクション手数料を下げることを支援することで、FSSはスマートコントラクトアプリケーションとの対話におけるユーザーエクスペリエンスを劇的に向上させる。

最終的な結果は、分散型コンセンサスと暗号的に強制される保証に支えられた、より経済的に公平な世界を提供するというDeFiエコシステムの最高の可能性を達成することができるということです。

もしあなたが開発者で、あなたのスマートコントラクトを基礎となるブロックチェーン外の既存のデータやインフラに接続したいのであれば、Chainlinkの開発者向けドキュメントをご覧になるか、こちらからご連絡ください。