区块链拍卖基础设施领域竞争激烈

概述

最近区块拍卖领域出现了令人瞩目的变化，顶级构建者的竞标方式正在经历深刻转型。这些专业参与者现在更倾向于在拍卖后期才开始出价，同时显著提升了竞标速度，并普遍采用更小的加价幅度。这种转变使得延迟因素变得前所未有的重要，它与订单流一起将许多拍卖变成了精妙的统计博弈。值得注意的是，这种”作为服务的时序游戏”现象正在加剧中继之间的竞争，同时让拍卖结束时间变得更加可预测，这种趋势正在推动整个生态系统向密封投标拍卖模式演进。

引言

当前的提议者-构建者分离(PBS)机制假设诚实的提议者会在每个时隙开始时从中继请求最有价值的区块。然而现实情况更为复杂，由于提议者与中继之间的延迟差异以及共识客户端的运行时间，诚实的提议者请求通常会延迟几百毫秒。而那些刻意延迟get_header()请求的提议者(即时序游戏参与者)的请求则明显更晚。这种特性使得MEV-Boost拍卖具有不确定的结束时间，可以被建模为带有取消项的数字化蜡烛拍卖。

这种不确定性加上公开竞标机制，促使构建者持续进行竞争性区块提交。当某个区块的竞标超过中继之前记录的最高出价时，我们将其视为竞争性竞标。通过对2023年3月至4月数据的分析，Schwarz-Schilling等人发现，尽管竞标速率在时隙末期会加速，但区块价值中位数呈现线性增长。这一线性关系表明，最终区块价值可以在时隙结束前被较好地估算，这对以太坊协议升级(如原始的MEV烧毁提案)的分析产生了重要影响，同时也关系到区块提议权分配时间表的调整讨论。然而需要特别注意的是，过去两年间区块构建者行为和区块价值特征已经发生了显著变化，任何基于早期假设的结论都需要重新审视。

除了协议层面的修改，预测最终区块价值和潜在获胜构建者的能力也深刻影响着订单流格局。掌握这些信息后，私人内存池运营商和订单流拍卖能够确保交易被包含，同时维持较低的用户成本。通过智能地将订单流分配给可能的获胜者，构建者可以获得独占或优先的订单流，从而能够退还多余的费用。

在审视MEV-Boost市场结构的演变时，大多数讨论集中在宏观指标上，最重要的是如图1所示的构建者市场整合情况，目前两个实体赢得了约95%的所有拍卖。深入研究这一现象的学者通常关注独占订单流协议或构建者的利润和补贴问题。然而在幕后，构建者也变得更加快速和复杂。本分析着重探讨了竞标模式的变化、延迟最小化日益增长的重要性，以及一些中继已经开始尝试但未被广泛关注的替代拍卖结构。

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图1：以太坊历史上主要区块构建者的分布。尽管2023年我们看到构建者呈现多样化态势，但在过去一年中市场已经高度集中到两个主要实体：beaverbuild和Titan Builder，它们现在负责约95%通过PBS构建的所有区块。

竞标策略的演变

过去两年间，MEV-Boost拍卖中的竞争性竞标速度显著提升。这种加速得益于乐观中继技术的发展，该技术允许中继跳过为绑定构建者进行区块模拟的步骤，同时引入了顶级竞标websockets。这些websockets使构建者能够订阅领先竞标的实时更新，消除了不断轮询中继的需求。与此同时，主要构建者(特别是beaverbuild和Titan，也包括rsync-builder和Flashbots)已经现代化了他们的基础设施，将其部署到更靠近中继的位置，实现了更快的区块生产和对新信息的快速响应。

本分析聚焦于Ultrasound中继的竞标行为。Ultrasound拥有最高的市场份额，接受所有主要构建者的竞标，不会通过审查不符合OFAC的交易来削弱区块价值，并且被普遍认为是最快的中继。

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图2：自2023年初以来Ultrasound中继的每日平均竞争性竞标数量。数据显示竞争性竞标数量自2023年1月以来已增长三倍——年增长率达73%。2023年1月至2024年6月(含)的数据来自Ultrasound中继竞标档案的快照采样，2024年7月后的数据则使用relayscan顶级竞标档案。两组数据经过验证，偏差小于百分之一。

尽管MEV-Boost拍卖中总竞标数量和竞争性竞标数量都有显著增长，但这种增长并不均衡。如图3所示，尽管在拍卖接近结束时竞标数量激增，但早期竞标数量实际上有所下降。事实上，由于四大构建者都选择将初始竞标时间推迟到时隙后期，2024年下半年记录的竞争性竞标数量是按原始MEV烧毁截止标准计算的自Ultrasound中继启动以来的最低水平。早期竞标率自2023年下半年以来减少了一半，这使得个体参与者和协议都更难提前预测最终区块价值。这种市场结构的变化反过来又迫使重新设计早期的MEV烧毁提案。

表面上看构建者似乎在通过隐藏区块价值来操控系统，但从更务实的角度来看，这种行为源于系统设计本身。实际上，构建者现在对拍卖机制有了更深入的理解。除了对MEV烧毁的影响外，失去这些早期信息加上私人内存池的兴起，给智能订单流多路复用和gas价格估算带来了挑战，这正是BuilderNet等项目致力于解决的问题。

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图3：自2023年起，每半年内Ultrasound中继的竞标数量随时隙推进的变化(箱体大小：50毫秒)。数据显示竞标密度普遍增加且发生在拍卖后期。2024年下半年的构建者细分数据可在附录A1中查看。

最显著的变化是2024年晚期竞争性竞标的急剧增加。使用50毫秒的箱体大小，半年内的竞标分布在时隙结束前约500毫秒时达到每秒65次竞标的平均值，这与rsync-builder进入拍卖的时间一致(详见附录A2)。值得注意的是，在更短的时间框架内(如附录A1所示)，每秒竞标速率超过了半年内最高峰值的两倍。反向计算显示，达到峰值时的领头竞标者周转时间约为15毫秒。虽然拍卖通常不会这么早结束，但竞标活动在此后逐渐减少，表明在许多情况下订单流是主要因素，而除beaverbuild和Titan外的构建者缺乏足够的订单流来持续竞争——一旦较少竞争的竞标者退出拍卖，竞标净速率就会下降。

图3揭示了MEV拍卖的更多细微差别。在−4秒和−3秒时出现的明显竞标峰值标志着不同构建者开始提交区块。2023年下半年，rsync-builder触发了−4秒的峰值，而Titan和Flashbots促成了−3秒的峰值。到2024年下半年，这些早期峰值完全消失，表明没有顶级竞标者在−2秒前完全参与竞标。到2024年底，rsync-builder将其初始竞标时间移至−500毫秒，导致与分布整体峰值对齐的竞标峰值。

一个值得注意的现象是两个锯齿状的竞标模式，一个始于2023年上半年−8秒，另一个始于2023年下半年−3秒。这反映了曾经在不太成熟的市场中普遍存在的周期性竞标策略：Flashbots每500毫秒提交一次最佳竞标，而Titan Builder每250毫秒提交一次最佳竞标(放大图见附录A3)。

领先竞标者在更短时间内更频繁地更替是一个自然结果，意味着每个竞标在领先位置上的时间更短。将数据集截取到中继接收并响应来自诚实提议者的get_header()请求的时间段时，Ultrasound中继的最佳竞标持续时间中位数从2023年初的超过80毫秒降至2024年底的仅20毫秒。这一趋势反映了Ultrasound中继和主导区块构建者的基础设施重大升级。随着乐观中继和顶级竞标websockets的引入，中继现在能更快地处理和提供竞标。同时，区块构建者已经与中继共同部署，并优化了硬件和软件，以在流程中减少千分之一秒的时间。

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图4：按半年累积分布，显示在给定时间段过去后仍然领先的竞争性竞标数量。数据显示竞标更替速度显著加快，最佳竞标的中位持续时间在18个月内从84毫秒降至20毫秒。生成该图的数据仅包括在时隙开始到一秒内到达的竞标——这是过去两年中获胜竞标到达时间的最高密度时段。

与其说订单流决定了Titan或beaverbuild是否能获得区块，不如说许多情况下竞标更像一个机会游戏——在这个游戏中，赢家通过保持最佳竞标时间更长而在统计上占有优势。这种从纯订单流主导的转变降低了顶级构建者相互大幅加价的动力。因此，网络中出现了小幅加价现象(pennying)，每次竞标增加尽可能小的幅度。正如图5所示，竞争性竞标的中位增幅已减少超过80%，从0.46%降至0.09%。

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图5：按半年累积分布，显示有多少竞标超出前一个竞标的百分比。数据显示中位增幅显著下降，从0.47%降至0.09%，持续18个月。生成该图的数据仅包括在时隙开始到一秒内到达的竞标——这是过去两年中获胜竞标到达时间的最高密度时段。

从纯订单流主导到同时结合延迟驱动的小幅加价模式的过渡，放大了性能优秀的中继与其他中继之间的表现差距。正如图6所示，出现了两类中继。bloXroute、Titan和Ultrasound看到领先竞标迅速更新，而Aestus、Agnostic和Flashbots的竞争性竞标则通常作为领先竞标停留更长时间。值得注意的是，这些表现较差的中继的市场份额似乎被合作性区块传播所夸大——绝大多数归属这些中继的区块是由多个中继传播的，这也引发了对它们在生态系统中扮演角色的重要性的质疑。Aestus和Agnostic每天传播的唯一区块只有少数，而Flashbots是唯一一个每天传播50-100个区块的中继，这一数字较2024年初的1000个区块大幅下降。

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图6：按中继分离的竞标累积分布，显示有多少竞标在给定时间后仍保持领先地位。数据显示两组明显不同的中继，Aestus的竞标通常最为滞后，尽管它们已经升级了基础的Flashbots中继代码——由于beaverbuild不经常向Aestus提交竞标，因此该图展示了中继适配两个顶级构建者的重要性，以保持竞争力。该图的数据来自2024年7月，并仅过滤出在时隙开始到一秒内到达的竞标。

尽管被宣传为超快的Rust重写中继功能，但构建者-中继集成的潜力以及对websocket访问的严格要求，使得beaverbuild未能将大部分区块提交给Titan Relay。因此，价格发现主要发生在Ultrasound和bloXroute中，而Titan Builder将其来自其他中继的所有竞标转发给Titan Relay。这一做法使Titan Relay保持竞争力；然而，正如图7所示，Titan Builder现在在Titan Relay赢得了超过90%的区块，使其越来越像与Titan Builder的直接连接。

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图7：由Titan Relay传播的区块的获胜区块构建者分布。尽管rsync-builder曾在该中继中拥有相当健康的市场份额，但最近Titan Builder已成为主导，现已在该中继中赢得超过90%的区块。

作为服务的时间博弈

构建者并不是唯一在重塑MEV-Boost市场的人；实际上，2024年最重要的变化来自中继。自2023年11月P2P开始故意延迟其get_header()请求以来，来自以太坊基金会的研究人员提出，中继也可以通过引入人工延迟来减少对提议者集合的集中化压力，这种做法通常被称为”作为服务的时间博弈”。

然而，鼓励中继参与这些博弈也带来了几个负面外部效应。更高的复杂性加剧了两类中继之间的鸿沟，Ultrasound和bloXroute推动极限，试图将传统上被视为公共资源的内容货币化。这些博弈以及向第二价格拍卖的转变促进了中继PvP的兴起，并使得更靠近区块提议者的中继占据优势，导致市场份额集中在仅有的两家实体手中，净审查增加。此外，由于失去了控制区块发布时机的能力，提议者现在面临委托代理问题：中继错过一个时隙的成本远低于区块提议者，导致激励不一致，且中继的信任度下降。

这种人工延迟在图8中可见，数据显示所有提议者的获胜出价显著延迟，包括那些仍在时隙开始时请求区块头的诚实提议者。此外，分布的宽度显著缩小，使得区块构建者对拍卖结束时间的预测更加可预测。

图8：获胜出价时间的演变分布，按中继颜色分类。从2023年11月到2025年1月，获胜出价到达时间的中位数已推迟656毫秒，而标准差从581毫秒降至494毫秒——拍卖结束的时间变得更晚且更可预测。

分布的最尖锐峰值来自2024年夏季的bloXroute。通过分析在其最大利润和受监管中继上的获胜出价到达时间，似乎bloXroute在800毫秒时实现了get_header()响应的软结束时间，将所有较早的响应延迟到这个时间点。

图9中的结果令人震惊：在790毫秒时的竞争性出价比在810毫秒时的出价获胜的几率高出15倍，因为超过截止时间的出价错过了响应窗口。本质上，bloXroute将蜡烛拍卖替换为具有可预测结束时间的eBay式拍卖。正如Quintus Kilbourn在2022年所强调的，消除结束时间的不确定性减少了早期出价的激励，将拍卖推向了一个封闭式投标模型。

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