比特币MEV解析：深入洞察及其市场影响

介绍

比特币矿工可提取价值（MEV）的概念最早可以追溯到2013年，当时在Bitcointalk论坛上就有相关讨论。虽然相比以太坊成熟的MEV生态，比特币MEV仍处于早期发展阶段，但随着BRC-20、Ordinals和Runes等元协议的兴起，比特币生态正在迎来更多可编程性和表达能力的提升。本文将深入探讨比特币MEV日益复杂的发展态势，并分析其对整个生态系统可能产生的影响。

比特币MEV为何引发关注？

在Ordinals协议出现之前，比特币社区对MEV的关注主要集中在闪电网络和侧链挖矿攻击上。随着Taproot升级带来的技术革新，Ordinals和Runes等创新协议相继涌现，使得MEV问题逐渐浮出水面。比特币10分钟的区块确认时间加剧了这一现象，让经验不足的用户更容易成为MEV攻击的目标，比如在铭文市场竞标时遭遇的费用狙击。随着区块奖励的持续减少，矿工收入面临压力，这促使他们更加注重交易费用的最大化，可能是近期MEV活动增加的重要原因。数据显示，在Ordinals和Runes发布的高峰期，交易费用一度占到矿工总收入的60%以上。

资料来源：Dune Analytics (@data_always)，交易费占挖矿奖励的百分比，数据截至2024年7月22日

当前，我们看到越来越多的BTCFi应用正在蓬勃发展，推动比特币从单纯的数字黄金/支付网络向一个充满活力的生态系统转变。这一趋势可能会为比特币带来更多MEV机会。

比特币与以太坊MEV的差异

关于比特币MEV的讨论相对较少，这主要源于比特币和以太坊在架构设计上的显著差异。

架构设计对比

以太坊通过EVM虚拟机执行智能合约，采用基于账户的模型，利用nonce机制确保交易顺序执行。这种设计使得交易顺序直接影响执行结果，为MEV套利创造了条件。例如在Uniswap上，如果Alice和Bob同时提交ETH兑换USDT的交易，先被执行的交易将获得更有利的价格。

相比之下，比特币采用UTXO模型和Script脚本语言。在标准转账场景下，只有指定的接收方才能通过有效签名花费输出，不会出现资金争夺。但在特殊场景下，比如使用SIGHASH标记的UTXO，谁先确认交易谁就能获得UTXO的控制权。由于每个UTXO的解锁条件独立，竞争范围仅限单个UTXO。

山寨币带来的MEV机会

除了基础架构差异外，比特币上新兴的有价值资产也创造了MEV激励。这些MEV源于协议设计者在使用脚本+UTXO构建新资产时，对资产所有权和链上操作顺序的设定。在基于顺序定义的事件中，参与者有动力争夺优先位置，从而产生MEV。

在标准转账场景下，矿工仅根据交易费用选择打包交易。但当涉及铸造新资产（如Runes）时，矿工可能采取更复杂的策略：审查用户交易并用自己交易替代；要求用户支付更高费用；甚至鼓励用户之间进行费用竞价。

铸造过程中的MEV

Runes和BRC20等资产的铸造过程是典型的MEV场景。这些协议通常会设置铸造上限，第一个被确认的铸造交易成功，其他则无效。这种”先到先得”的机制使得交易排序变得至关重要，为MEV创造了机会。

Ordinals引入的稀有聪概念甚至引发了新的担忧：矿工可能在减半期间进行区块重组，以获取高价值的稀有聪。

质押场景中的MEV

Babylon等质押协议也设置了每阶段质押上限。超过上限的质押交易虽然能被确认，但不会获得奖励资格。在Babylon主网启动时，首阶段1,000 BTC的质押限额很快被填满，导致约300 BTC超额质押需要解绑。

在Babylon主网启动时，手续费率飙升至超过1,000 sats/vBytes，来源：Mempool.space。

除了链上资产铸造和质押外，侧链和Rollup上的活动也受到MEV影响，我们将在后文具体案例中详细说明。

比特币MEV的定义

那么，究竟哪些行为属于比特币MEV？由于MEV的定义存在争议，我们采用相对宽泛的标准：比特币MEV指矿工通过操控区块生产过程获取额外利润的各种方式。主要包括三类：

• 用户支付额外费用：通过RBF、CPFP或链下加速服务提高交易优先级
• 用户-矿工合谋：审查特定交易以获取不当利益
• 矿工在侧链/L2上的挖矿行为：利用主链算力影响L2网络

公开透明的费用竞价机制（如RBF）有助于市场效率，但链下支付可能威胁网络去中心化，这类行为被称为”MEVil”。

比特币MEV典型案例

根据上述分类，我们观察到多种MEV实例。

非标准交易

比特币核心默认仅处理100kvB以内的标准交易，但矿池常打包高费非标交易。典型案例包括：

• 区块776,884：包含849.93kvB的青蛙视频铭文，矿工获得0.5BTC费用
• 区块777,945：打包975.44kvB的WEBP图像，矿工收入0.75BTC
• 区块786,501：包含992.44kvB的朱利安·阿桑奇JPEG图像，矿工获利约0.5BTC

由于非标交易需通过私有内存池直接提交给矿池，这种模式可能导致矿池中心化加剧。Marathon Digital推出的”Slipstream”服务就是典型案例，专门处理复杂非标交易。

侧链/L2上的MEV

Stacks侧链采用转移证明(PoX)共识机制，允许比特币矿工通过承诺BTC获得STX奖励。早期简单的矿工选举机制使得大矿工可能排挤小矿工，导致奖励分配不均。即将到来的Nakamoto升级将引入排序算法和ATC-C技术，通过要求矿工持续参与来减少MEV套利空间。

另类资产交易竞争

Ordinals和Runes相关的MEV主要表现为：

• 矿池通过打包特殊交易获取额外价值
• 交易者通过费用竞价争夺区块空间

在比特币减半期间，Runes的推出引发交易费飙升至1,500 sats/vByte。ViaBTC通过打包减半区块中的Runes交易，单区块获得40.75 BTC收益，其中37.6 BTC来自交易费。

来源：Mempool.space

交易者常使用RBF提高交易优先级。例如某笔交易通过RBF四次提价，费用率从238 sat/vB逐步升至355 sat/vB。Magic Eden上的OrdiBots铸造也遭遇前置攻击，部分白名单用户因机器人干扰未能成功铸造。

值得注意的是，MEV技术也有正面应用。RBF机制可以帮助用户挽救错误交易，同时提高网络安全性。比特币开发者Peter Todd就曾强调RBF的益处，建议矿工全面支持RBF。

比特币MEV的技术基础

比特币MEV的实现依赖于多项关键技术：

内存池机制

比特币的内存池存储待确认交易，其透明特性为MEV创造了条件。与以太坊不同，比特币费用仅与交易大小相关，形成直接的区块空间拍卖市场。不同节点可自定义内存池策略，例如比特币Knots节点过滤Ordinals交易，而Marathon Mining则专门展示这类交易。

区块836361（像素颜色代表费用率），来源：mempool.space

RBF与CPFP

替代费用机制(RBF)和子支付父交易(CPFP)是提高交易优先级的常用方法。RBF允许发送者用更高费用替换待处理交易，而CPFP让接收者通过子交易加速父交易。CPFP在闪电网络通道关闭等场景尤其有用。

使用CPFP确认低费率父交易的案例，来源：mempool.space

链外支付与矿池服务

许多矿池提供交易加速服务，用户可通过网站支付额外费用。虽然这种链外支付能解决燃眉之急，但长期可能影响网络抗审查性。

矿池协议演变

传统Stratum v1协议中，矿池完全控制交易选择。新兴的Stratum v2和BraidPool协议赋予矿工更多自主权，有助于降低MEV风险。比特币核心也在探讨v3交易中继和集群内存池等改进方案。

未来展望

为应对MEV挑战，社区正在探索多种解决方案。随着区块奖励持续减少，交易费和另类资产将成为矿工重要收入来源。Rebar等项目正在开发专业内存池，以更好识别有价值交易。

比特币MEV与以太坊既有相似之处，又存在本质差异。随着BTCFi生态发展和区块补贴减少，MEV相关问题将获得更多关注。

致谢

特别感谢Ajian(@AurtrianAjian)的审阅和建议！