著者：Jeffrey Hu、Hashkey Capital Source：Medium Translation：Shan Oppa、Bitchain Vision

導入

ビットコインMEV（マイナー抽出可能な値）の概念は、2013年に早くも登場しました。EthereumのMEVと比較してまだ初期段階にありますが、BRC-20S、ordinals、Runesなどのメタプロトコルが導入されていますが、活況を呈しているビットコインエコシステムは、将来より多くのプログラマ性をもたらすと予想されます。

このレポートでは、ビットコインに対するMEVの複雑さの増加を分析し、より広いエコシステムへの影響を評価します。

なぜ人々はビットコインMEVにますます注意を払っているのですか？

縦座標が導入される前に、ビットコインのMEVは広く認識され、評価されていませんでした。ただし、Taprootのアップグレードにより、ビットコインにより多くの表現力とプログラム性がもたらされ、MEVの懸念を最前線に押し上げた序数やルーンなどのメタプロトコルの発売が促進されました。ビットコインの10分間のブロック時間も問題を悪化させ、経験の浅いユーザーが碑文市場で入札する際の料金狙撃兵など、さまざまな形態のMEV攻撃の被害者になりやすくなります。ブロックの報酬が減少するにつれて、鉱夫の収益性が影響を受け、鉱夫が取引料金の最大化に集中するように強制します。これは、MEV活動の増加を説明する可能性があります。

以下の図は、ブロックの報酬に関連して、順序とルーンのリリース後の料金の非常に予想される急増を示しています。

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これまでのところ、BTCFIアプリケーションの数が増えており、開発がビットコインのステータスを純粋にデジタルゴールド/決済ネットワークから、急速に成長している生態系に変身しています。これにより、ビットコインにより多くのMEVの機会がもたらされる可能性があります。

イーサリアムのビットコインとMEVの違い

ビットコインに関するMEVについては限られた議論があり、ビットコインとイーサリアムの間の非常に異なる建築設計に起因する可能性があります。

建築デザイン

Ethereumは、Ethereum Virtual Machine（EVM）で実行され、グローバルな状態マシンを維持することにより、スマートコントラクトを実行し、プログラム性を実現できます。

Ethereumは、アカウントベースのモデルを使用して、ランダムトランザクションを管理することにより、順番にトランザクションを実行します。これは、トランザクションの順序が実行結果に影響を与えることを意味し、検索者がMEVの機会を簡単に識別し、ユーザーのトランザクションの前または後にトランザクションを直接問題に挿入できることを意味します。たとえば、アリスとボブの両方がUNISWAPにトランザクションを提出してUSDTと1 ETHを交換する場合、ブロックで実行された最初のトランザクションはより多くのUSDTを受け取ります。

対照的に、ビットコインは、スクリプト言語で実行され、イーサリアムのような状態がないUTXOモデルを採用しています。これが標準のビットコイン転送である場合、予想される受信者のみが有効な署名で出力を使うことができます。これにより、他のユーザーが急いでお金を使うことはありません。ただし、ビットコインでは、スクリプトまたはSighashを使用して、複数の関係者がロック解除できるUTXOSを構築することもできます。最初に確認されるトランザクションは、UTXOで使用できるトランザクションです。それにもかかわらず、各UTXOのロック解除条件はUTXO自体にのみ関連しており、他のUTXOに依存していないため、人種条件はこのUTXOに限定されています。

ビットコインのアルトコイン

上記の設計の根本的な違いに加えて、BTC以外の貴重な資産の導入は、Miner抽出可能価値（MEV）のインセンティブも生み出します。これらのシナリオで生成されたMEVは、基本的に、プロトコルデザイナーが、スクリプト + UTXO（BTCネイティブデータ構造）を使用して、新しい資産クラスとBTCのオンチェーン動作を構築しようとする際に、資産所有とオンチェーン運用合法性を指定する順序です。注文に基づいて定義されたイベントを通じて、人々は注文を求めて競争するように動機付けられ、MEVになります。

他の資産を考慮せずに、合理的な鉱山労働者は、取引手数料と取引規模に基づいて請求料に基づいて法的取引のみを梱包します。ただし、ビットコイントランザクションが新しい貴重な資産（ルーンなどなど）を造るなどの標準転送以上のものである場合、マイナーはビットコイン取引手数料を考慮するだけでなく、さまざまな戦略を採用できます。自分で鋳造されたトランザクションに置き換えます。

ミント

直接的な例は、ルーンやBRC20などの資産のミントプロセスであり、一般にミント資産の最大制限を設定します。最初に確認されたミントトランザクションは成功したと見なされますが、他のトランザクションは無効と見なされます。したがって、このコンテキストでのトランザクションの順序は重要になり、トランザクションソートを通じてMEVの機会を提供します。

さらに、序数によって導入されたまれな感覚の概念は、鉱山労働者が高価値のまれな感覚を競うために、半分の期間中にブロック再編をトリガーする可能性があるという懸念を提起しさえしました。

誓約

造りに加えて、バビロンのような誓約契約は、各段階で誓約できる資産の数に上限を設定しました。ユーザーがキャップを超えても、ビットコインを構築してステーキングロックスクリプトに送信することができますが、これはもはやステーキングの成功とは見なされず、将来の報酬の対象となります。言い換えれば、誓約取引の順序も重要です。

たとえば、バビロンメインネットの発売直後に、1000 BTCの株式制限という第1フェーズに達し、約300 BTCがオーバーフローし、ステーキングが必要になりました。

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オンチェーン鋳造/彫刻資産と誓約に加えて、サイドチェーンまたはロールアップに関するいくつかのアクティビティもMEVの影響を受けます。ビットコインセクションのMEVイベントで、より多くの例を提供します。

ビットコインMEVと見なされていますか？

それで、ビットコインのMEVは正確には何ですか？結局のところ、MEVの定義は状況によって異なります。

全体として、ビットコインのMEVは、鉱山労働者がブロック生成プロセスを操作して最大の利益を得るさまざまな方法を指します。それらを次のカテゴリに大まかに分割できます。

• ユーザーは追加料金を支払います。トランザクションをスピードアップしたいユーザーに共通のチャネルは、オフチェーントランザクションを通じてサービスを加速することですが、ユーザーのトランザクションが好まれるため、そのようなサービスはしばしば高価です。トレーダーは、トランザクションに優先順位を付け、より速い確認時間を達成するために、RBF（料金代替）やCPFP（専門家の支払い）などのメカニズムを通じて、鉱夫により高い料金を提供することもできます。利益志向の鉱山労働者は、ブロックに含めるための収益性の高い取引を優先するため、通常、料金と料金が低い取引はより長い確認時間に直面しています。

• ユーザーマイナーの陰謀：ユーザーとマイナーは、特定の重要性の特定のトランザクションを確認または含めることを共謀します。たとえば、悪意のあるユーザーとマイナーは、チャネル内の資産を違法に取得するために、Lightningネットワークでペナルティを受けたトランザクションをレビューおよび除外するために共謀します。BITVMやそのペナルティ化されたトランザクションなどの他の新しいシステムも、このようなリスクに直面しています。

• sidechain/l2のビットコインマイナー鉱山鉱山鉱山：これには、さまざまな早期合併採掘スキームが含まれます。ここでは、鉱夫は別のネットワークを保護するためにビットコインのコンピューティングパワーを再利用します。マイニングを組み合わせることで、大規模な鉱山労働者がメインチェーンでコンピューティングパワーを使用してブロック生産、並べ替えなどに影響を与える可能性があるため、L2の採掘などに影響を与え、L2ネットワークのセキュリティに影響を与え、L2ネットワークのセキュリティに影響を与える可能性があるためです。

公開市場（RBFなど）に偏っている入札方法は、経済システム全体で比較的前向きな役割を果たし、自由市場経済の発展を促進しました。しかし、ユーザーがマイニングプールでバンド外の支払いを行うと、間違いなくネットワークの分散化と検閲抵抗に対する脅威をもたらし、「メビル」とラベル付けされます。

ビットコインMEVの例

上記の分類に基づいて、いくつかのMEVケースを観察できます。

非標準取引

ビットコインコアソフトウェアでは、ノードのみが最大100 kVBの標準トランザクションを処理できます。ただし、マイニングプールは、通常、より低い料金のある他の取引を除外することを犠牲にして、高料金で非標準取引をブロックに組み込んでいます。

いくつかの典型的な例は次のとおりです。

• ブロック776,884：テラマイニングプールで採掘されたこのブロックには、サイズ849.93 KVBの碑文トランザクションが含まれています。碑文は1分間のMP4ビデオで、カエルが飲み物を持ち、鉱夫が0.5 BTCを獲得します。

• ブロック777,945：サイズが975.44 KVBの4000 x 5999ピクセルWebp画像が含まれており、マイナーは0.75 BTC料金を獲得できます。

• 別のブロック、786,501は、992.44 KVBを占めるビットコインマガジンの表紙にジュリアンアサンジのJPEG画像を刻むために約0.5 btcを受け取りました。

デフォルトでは、ビットコインコアノードは、標準トランザクションを中継することのみを許可します。したがって、非標準のトランザクションは、プライベートメモリプールを介してマイニングプールに直接提出する必要があります。プライベートメモリプールにより、マイニングプールは非標準取引を受け入れ、ユーザートランザクションを優先順位付けすることができます。これにより、トランザクション処理がスピードアップできますが、プライベートメモリプールにより多くのトランザクションを転送すると、プールの集中化が増加し、精査のリスクが増加する可能性があります。明らかに、一部の鉱業プールは、すでにプライベートメモリプールを運営する収益性を利用しています。

たとえば、Marathon Digitalは、顧客が複雑で非標準のトランザクションを提出できる直接的なトランザクション提出サービスである「Slipstream」を立ち上げました。

Sidechain/L2のMEVイベント

Stacks Sidechainsユニークなコンセンサスメカニズム – 転送証明（POX）を使用して、ビットコインマイナーがSTXの報酬を受け取りながらスタックブロックを採掘し、ビットコインブロックチェーンのトランザクションを解決できます。

過去に、Stacksは簡単な鉱山労働者選挙を採用しました。ハッシュレートの高いビットコインマイナーは、スタックブロックを採掘し、他の鉱夫のコミットメント取引を確認し、それによってすべての報酬を獲得する可能性が高くなりました。より多くの鉱夫がこの戦略を採用している場合、将来のスタッカーは最適ではない利点に苦しむ可能性があります。

生態系への影響：

1.他の正直な鉱山労働者のコミットメントを除外することにより、最終的にスタッカーに渡された報酬は削減されます。

2.大規模な鉱山労働者がコンピューティングの力を悪用し続け、正直な鉱山労働者の約束を除外した場合、集中化の問題につながり、少数の鉱夫が完全な報酬を受け取ることができるようになります。

ただし、Nakamotoのスタックのアップグレードにより、この問題が緩和され、戦略が再び採点されません。アップグレードは、単純な鉱山労働者選挙から宝くじのアルゴリズムの使用に移行し、MEVマイニングの収益性を低下させるために、一般的なコミットメントキャリーオーバー（ATC-C）テクノロジーを採用します。鉱夫は、ドローの資格を得るために、最後の10ブロックで継続的なエンゲージメントを示す必要があります。最後の10ブロックのうち少なくとも5つのブロックで採掘に参加していない鉱山労働者は、スタックの報酬を獲得することができなくなります。ATC-Cを使用すると、マイナーがスタックブロックを獲得する可能性は、マイナーのBTC支出を過去10ブロックの総BTCコミットメントの中央値で割ったものに等しくなりました。これにより、鉱山労働者が他の鉱山労働者からのブロックコミットメントを除外することにより、不均衡な利益を獲得する動機を減らします。

代替資産取引の入札

序数やルーンなどの代替資産に関連するMEVは、上記の2つのタイプに分けることができます。

• マイニングプールから追加価値を抽出する：マイニングプールは、ビットコインやレアサトシなどの資産をブロックやトランザクションに組み込むことにより、追加価値を得ることができます。

• 料金狙撃兵の取引：トレーダーは、これらの代替資産に関連するトランザクションをブロックに含めるように入札できます。

採掘プールの場合、Runesの最初の成功は追加の利益源を提供します。たとえば、多くのユーザーがトランザクションを歴史的なビットコインハービングブロックに組み込むために競争したため、非常に期待されているルーンの発売により、オンライントランザクションのボリュームとハービングイベント中の料金の記録的な高値が発生しました。半分後、取引手数料は1,500のSAT/vbyteを超えて急上昇しました（半分前に100 SATS/VBYTE未満）。VIABTCは、この急増を利用して、ルーンのリリースと同時に発生したハービングブロックをマイニングすることにより、840,000ブロックで40.75 BTCを獲得し、37.6 BTCがルーンに関連する取引手数料から届きました。ブロック報酬が半分になったため、Runesの取引手数料は鉱夫にとって収益性の高い収入源であることが証明されています。

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トレーダーの場合、ルーンと序数を使用したビットコイントランザクションペアはPSBTです（部分的に署名されたビットコイントランザクション）Sighash_single | Sighash_anyonecanpay、これにより、1つの署名入力のみが1つの出力に対応できます。メモリプールの透明性と相まって、これにより、多くのバイヤーが潜在的に収益性の高い取引を発見することができます。したがって、トレーダーはしばしばRBFとCPFPを使用して競争力のある費用戦争を引き起こし、鉱山労働者がこの需要からMEVを取得できるようにします。たとえば、売り手が販売のために資産をリストすると、買い手は競合他社がいるときにRBFを入札および使用して取引手数料を引き上げることができ、取引が確認されることを望んでいます。

トレーダー間のこのような競争の典型的な例は、ID 2FFED299689951801A68B5791F261225B24C8249586BA65A738EC403BA811F0Dとのトランザクションです。売り手が資産をリストした後、取引はRBFに繰り返し置き換えられ、それぞれ238、280、298、355 SAT/VBのレートがあります。

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別の例には、Magic EdenプラットフォームでのOrdibotsキャストプロセスが含まれます。一部のユーザーは、プールの先制取引攻撃の取引の犠牲者になりました。Ordibotsは、魔法のエデンを使用してPSBTに碑文を唱えます。PSBTと10分間のビットコインブロック間隔の存在により、潜在的なバイヤーは、さまざまなアドレス、署名を導入し、より高い料金を支払うことにより、同じトランザクションを競うことができます。これにより、一部のホワイトリストに登録されているユーザーが、先制取引ロボットからの干渉のためにキャストできません。（チームは後に謝罪し、影響を受けたユーザーにカスタマイズされたオルディボットを補償することを約束しました。）

ただし、すべてのMEV関連のテクノロジーやイベントがユーザーにとって有害で​​あるわけではありません。MEVテクノロジーは、場合によっては損失からユーザー資産を保護することもできます。たとえば、RBFがなければ、間違ったトランザクションを保存することはできず、スタックトランザクションは長い間不確実性になり、機会コストが生じます。さらに、RBFを実行することは、ビットコインネットワークセキュリティにとって有益です。ブロック補助金は、取引手数料に比べて将来的に低下すると予想されるため、取引手数料は、マイナーがビットコインネットワークに参加し続けるように奨励する上で重要な役割を果たします。ビットコインの開発者であるピーター・トッドはまた、RBFの利点を促進しており、鉱夫にRBFを完全に実行するようアドバイスしています。

ビットコインMEVを促進する主要な技術コンポーネント

それでは、ビットコインでこれらのMEVの機会をサポートするための重要な技術コンポーネントまたは方法は何ですか？関係する一般的な技術分野には、Mempools、RBF（置換額）、CPFP（親の場合は子）、プール加速サービス、プールプロトコルが含まれます。

トレーディングプール

Ethereumなどの典型的なブロックチェーンネットワークと同様に、Bitcoinには、P2Pノードで受信されたがブロックにパッケージ化されていないトランザクションを保存するためのトランザクションプール構造もあります。Mempoolの透明性と分散型の性質により、すべての取引を鉱夫に送信することができ、MEVの機会に有利な環境を提供します。

ただし、Ethereumのガスメカニズムとは異なり、ビットコインの取引料はトランザクションサイズにのみ関連しています。したがって、ビットコインのトレーディングプールは、より直接的なブロックスペースオークション市場と見なすことができ、ユーザーは次のブロックと入札価格に入札することを観察できます。

異なるノードはP2P伝播から異なるトランザクションを受信するため、各ノードには異なるメモリプールがあります。さらに、各ノードは、独自の転送ポリシー（メモリプールポリシー）を積極的にカスタマイズして、受信して中継するトランザクションを定義できます。プールは、好みに応じてブロックに含めるトランザクションを選択することもできます（経済的な観点からは、高コストのトランザクションに優先順位を付けます）。たとえば、ビットコインノットノードは任意の条例トランザクションをフィルタリングし、マラソンマイニングはブラウザにピクセルスタイルのロゴを作成します。

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したがって、ユーザーはトランザクションを特定の鉱夫またはマイニングプールに直接送信してトランザクションの包含を加速することを検討する場合がありますが、このアプローチはビットコインコミュニティによって高く評価されている2つの重要な機能、プライバシーと検閲抵抗を損なう可能性があります。

トランザクションは、マイナーまたはマイニングプールに直接送信されるトランザクション（例えば、RPCエンドポイントを介して）ではなくP2Pノードを介して伝播します。トランザクションのソースをマスクするのに役立ち、鉱夫やマイニングプールが識別された情報に基づいてトランザクションを確認するのが難しくなります。

トランザクションアクセラレーションサービスの使用に加えて、ユーザーはRBFおよびCPFPを介したトランザクションを加速することもできます。

RBFおよびCPFP

手数料代替（RBF）と親の子供の支払い（CPFP）は、ユーザーがトランザクションの優先順位を高めるために一般的に使用する方法です。

RBF（Fee-by-Fee）を使用すると、トランザクションプールの未確認のトランザクションを、競合する別のトランザクションに置き換えることができます（同じ入力の少なくとも1つも引用）が、より高いレートとより高い総コストが必要です。前述の取引プール戦略と同様に、RBFはさまざまな方法で実装できます。最も一般的な実装は、BIP125によって設計されたオプションのRBF（オプトインRBF）です。ここでは、特別なタグを持つトランザクションのみを置き換えることができます。別のアプローチは、タグ付けされているかどうかにかかわらず、トランザクションを交換できるRBFを完全にRBFすることです。

CPFP（Son Pay Parent Transaction）は、さまざまな方法を使用してトランザクション確認を高速化します。RBFのようなメモリプールに貼り付けられたトランザクションを置き換える代わりに、受信者は、保留中の取引でUTXOSを使用して子どものトランザクションをより高い料金率で送信することにより、保留中の親トランザクションをスピードアップできます。これにより、鉱山労働者が次のブロックでこれらのトランザクションを処理するように奨励する可能性があります。したがって、特定の瞬間に高い料金にもかかわらず、非常に低コストのトランザクションがブロックに含まれていることがあります（これらのトランザクションはCPFPを使用する可能性があります（その後のトランザクションは料金の支払いを行うため）。

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RBFとCPFPの主な違いは、RBFにより、送信者が保留中のトランザクションをより高いレートで置き換えることができることですが、CPFPにより、より高いレートでサブトランザクションを送信することにより、受信機が保留中のトランザクションをスピードアップできることです。CPFPは、Lightningネットワーク（アンカー出力など）を終了する必要があるトランザクションにも役立ちます。費用に関しては、RBFには追加のブロックスペースが必要ないため、比較的コストの優位性があります。

追加料金と鉱業プール加速サービス

RBF（Feeごとに置き換え）、CPFP（子どもの場合は子）などに加えて、ユーザーはトランザクションを加速するために帯域外の支払いを選択することもできます。たとえば、多くのマイニングプールは、TXIDを送信してトランザクションパッケージを加速する無料および有料トランザクションアクセラレーションサービスを提供します。有料サービスの場合、ユーザーは鉱業プールを助成するために特定のサービス料金を支払う必要があります。このタイプのサービスは、ビットコインネットワーク外のシステム（ウェブサイト、クレジットカードなどを介した支払いなど）を介して料金を支払うため、バンド外の支払いと呼ばれます。

帯域外の料金の支払いは、RBFまたはCPFPを使用できない取引の救済策を提供しますが、長期的な大量使用はビットコインの検閲抵抗に影響を与える可能性があります。

マイニングプール契約

前の議論では、鉱業プールと鉱山労働者全体が見られますが、実際、2つの間には労働と協力の分割が必要です。マイニングプールは、マイナーのマイニングパワーをマイニング用に集約し、コンピューティングパワーの貢献に基づいて報酬を割り当てます。この協力プロセスには、調整するために特定の契約が必要です。

Stratum V1などの一般的なマイニングプールプロトコルでは、マイニングプールはマイナーにブロックテンプレート（ブロックヘッダーとコインベースのトランザクション情報を含む）を提供するだけで、マイナーはこのテンプレートに基づいて計算をハッシュしました。Stratum.Workなど、各マイニングプールの階層情報を視覚化できるツールもあります。

このプロセスでは、マイナーはパッケージ化するトランザクションを選択することはできませんが、代わりにマイニングプールはトランザクションを選択し、マイナーにタスクを割り当てるテンプレートを構築します。

したがって、Stratum v1プロトコルでは、次のように、役割をEthereumエコシステムに大まかにマッピングできます。

• マイナー：提案者の責任の一部を想定しています（ハッシュ計算を行います）。

• マイニングプール：ビルダー、鉱夫によって計算されたハッシュ値、およびブロックの提案者の両方として機能します。

未来は何ですか？

いくつかの有望なソリューションが開発されているか、ビットコインに対するMEV（マイナーは値を抽出できる）のマイナスの影響を軽減するために進行中です。

新しい契約

Stratum V2やBraidpoolなどのいくつかの新しいマイニングプールプロトコルでは、鉱夫はパッケージ化するトランザクションを選択できます。Stratum V2は、一部のマイニングプール（需要など）およびマイニングファームウェア（Braiinsなど）で採用されて、個々の鉱夫が独自のブロックテンプレートを構築できるようにしています。これにより、データ送信のセキュリティ、地方分権、効率が向上し、トランザクションの検閲とビットコインのリスクが削減されます。

したがって、この傾向に続いて、将来のマイニングプールと鉱夫の役割は、イーサリアムPBS（提案者/ビルダー分離）モデルの方法で進化しない可能性があります。

さらに、ビットコインコアのトランザクションプールに関連する新しいデザインは、高度に視聴されたV3トランザクションリレー戦略やクラスターメモリプールの強化など、変更をもたらす可能性があります。ただし、これらの新しい設計がLightning Network Channel Exitsなどの実装に与える影響はまだ議論されています。

マイニング報酬削減の影響

マイニング報酬の削減は大きな問題です。ブロックの報酬は将来さらに減少するため、ネットワークにさまざまな影響を与える可能性があります。

ビットコインの開発者は、鉱業プールが意図的に以前のブロックを再採掘して取引手数料を取得するなど、料金の狙撃など、いくつかの問題を長い間実現し、議論してきました。Bitcoin Coreは、コスト狙撃に対処するためのいくつかの措置を実装していますが、現在の方法は十分ではありません。

ネイティブの取引手数料に加えて、代替資産も将来持続可能な収入源になる可能性があります。したがって、一部のプロジェクトは、代替資産を含む貴重なトランザクションをよりよく特定するためにインフラストラクチャを構築しようとしています。たとえば、Rebarは、貴重な代替資産取引をよりよく識別するための代替のパブリックメモリプールを開発しています。

ただし、バンド外の料金支払いセクションで説明したように、ビットコインの自己調節インセンティブ互換性システムに対するこれらのオフチェーンビットコインの経済的インセンティブの影響はまだ見られません。

とにかく、ビットコインのMEVはイーサリアムに似ていますが、建築とデザインの哲学の違いにより異なります。ビットコインの実用性の向上、ブロック補助金の減少、および成長するBTCFIエコシステムは、MEV関連の要因により多くの注目を集めます。