MEV sur Solana : introduction

Points clés

Cet article vise à fournir une compréhension de base du fonctionnement de la MEV sur Solana. En bref :

• La MEV sur Solana n’est pas morte.
• Toute forme de MEV n’est pas nécessairement néfaste.
• Le frontrunning peut être rentable sur différentes structures de plateformes de liquidité DEX, pas seulement sur les AMM.
• La production continue de blocs de Solana et l’absence de mempool intégré au protocole modifient le comportement par défaut et les dynamiques sociales de la blockchain.
• Un autre acteur pourrait forker ou tenter de reproduire autrement le mempool hors protocole de Jito afin d’extraire davantage de MEV, mais cela est difficile sur les plans technique et social.
• De nombreux validateurs soutiennent la décision de supprimer le mempool de Jito, renonçant ainsi aux revenus du sandwiching au profit de la croissance et de la santé à long terme de Solana.

Introduction

Dans un réseau Proof-of-Stake, lorsque vous êtes désigné comme leader d’un bloc donné, vous avez le pouvoir d’en déterminer le contenu. La valeur maximale extractible (MEV) désigne toute valeur obtenue en ajoutant, supprimant ou réordonnant les transactions au sein d’un bloc donné.

Alors que l’activité et l’intérêt général augmentent sur Solana, la MEV devient un sujet de plus en plus discuté. Le 10 janvier 2024, un chercheur a versé un pourboire de 890 SOL à un validateur, l’un des plus importants de l’histoire de Jito :

Au cours de la semaine précédant le 12 mars 2024, les validateurs de Solana ont perçu plus de 7 millions de dollars en pourboires Jito pour l’inclusion dans l’espace de bloc de Solana. Aujourd’hui, plus de 50 % des transactions Solana correspondent à des arbitrages ayant échoué (spam), dont la valeur attendue est positive grâce au très faible coût des transactions. Les traders réalisent des bénéfices en effectuant ce type d’opérations sur le long terme.

Structure de la MEV sur Solana

Vue d’ensemble

La MEV sur Solana diffère de celle des autres blockchains. Les chercheurs sont fortement incités à exploiter leurs propres nœuds et/ou à s’intégrer et se colocaliser avec des nœuds disposant d’un important stake afin d’obtenir la vue la plus récente de la blockchain, car Solana est sensible à la latence. Cela s’explique par les mises à jour continues de l’état de Solana et par des mécanismes pondérés par le stake tels que Turbine (pour lire l’état actualisé) et la QoS pondérée par le stake (pour écrire un nouvel état).

L’une des différences les plus notables est l’absence d’un mempool conventionnel comme on en trouve couramment sur d’autres blockchains telles qu’Ethereum.

La production continue de blocs de Solana, sans enchères ni mécanismes supplémentaires ou hors protocole, réduit la surface d’exposition à certains types de MEV, en particulier le front-running.

Transactions MEV

Les opportunités de MEV se présentent dans différentes catégories. Voici quelques types courants de transactions MEV qui existent aujourd’hui sur Solana :

Émission de NFT

La MEV liée à l’émission de NFT apparaît lorsque des participants tentent d’obtenir des jetons non fongibles (NFT) rares ou précieux lors d’émissions publiques, qu’il s’agisse de NFT « blue chip » ou de longue traîne. Ces événements d’émission de NFT se caractérisent par des hausses soudaines : le bloc x-1 ne présente aucune opportunité de MEV liée aux NFT, tandis que le bloc x en présente une importante. Le bloc x désigne ici le bloc au cours duquel l’émission a été lancée. Ces mécanismes d’émission de NFT et d’IDO ont été parmi les premières sources de pics de congestion à grande échelle ayant temporairement interrompu la production de blocs de Solana en 2021 et 2022.

Liquidations

Lorsque les emprunteurs ne parviennent pas à maintenir le ratio de collatéralisation requis pour leurs prêts, leurs positions deviennent éligibles à la liquidation. Les chercheurs analysent la blockchain à la recherche de ces positions sous-collatéralisées et exécutent des liquidations afin de rembourser une partie ou la totalité de la dette, recevant en récompense une partie du collatéral. Les liquidations interviennent dans les protocoles qui utilisent des tokens et des NFT comme collatéral. Elles sont indispensables à la solvabilité des protocoles et profitent à l’ensemble de l’écosystème.

Arbitrage

L’arbitrage consiste à tirer parti des écarts de prix d’un même actif entre différents marchés ou différentes plateformes. Ces opportunités d’arbitrage existent au sein d’une même blockchain, entre plusieurs blockchains, ainsi qu’entre les CEX et les DEX. L’arbitrage au sein d’une même blockchain est actuellement la seule forme d’arbitrage garantissant l’atomicité, car les deux branches s’exécutent sur la même blockchain, tandis que l’arbitrage au sein d’une même blockchain nécessite des hypothèses de confiance supplémentaires. L’arbitrage permet d’aligner les prix, tant qu’il n’entraîne pas une augmentation des flux d’ordres toxiques.

Jito

Jito est un système hors protocole d’enchères d’espace de bloc pour des blocs partiels, contrairement à MEV-boost, où des blocs complets sont construits. Jito et mev-geth reposent sur une approche similaire, mais diffèrent considérablement dans leur mise en œuvre. Jito fournit hors chaîne des garanties d’inclusion pour un ensemble précis de transactions appelé bundles. Les bundles sont exécutés de manière séquentielle et atomique : tout ou rien. Les chercheurs soumettent des bundles dont l’exécution on-chain est garantie s’ils remportent l’enchère et paient le pourboire minimal de 10 000 lamports. Les pourboires Jito existent hors protocole et sont distincts des frais de priorité intégrés au protocole.

Cette approche vise à réduire le spam et à améliorer l’efficacité des ressources de calcul de Solana en organisant les enchères hors chaîne, puis en publiant uniquement le gagnant de l’enchère dans le bloc au moyen d’un bundle garanti. Un chercheur peut utiliser un bundle pour l’une des propriétés suivantes, ou les deux : une inclusion rapide et garantie, et des enchères sur des opportunités de frontrun/backrun. Cet aspect est particulièrement important, car une part significative des ressources de calcul du réseau est actuellement consommée par des transactions infructueuses.

Mempool

Contrairement à Ethereum, Solana ne possède pas de mempool natif intégré au protocole. Le service de mempool désormais obsolète de Jito créait de fait un mempool canonique hors protocole, puisque ~65 % des validateurs utilisent le client Jito-Solana plutôt que le client natif Solana-Labs.

Lorsqu’il était actif, les transactions restaient dans le pseudo-mempool de Jito pendant 200 ms. Au cours de cette fenêtre, les chercheurs pouvaient enchérir sur des opportunités de front-run, de sandwiching ou de backrun visant des transactions en attente. Les bundles proposant les montants les plus élevés étaient transmis au validateur pour exécution. Le sandwiching représentait une part importante des revenus issus de la MEV, mesurée à partir des pourboires versés aux validateurs.

Personne n’aime parler du sandwiching, en particulier sur Ethereum, car il impose une externalité strictement négative au trader final : l’ordre de cet utilisateur est exécuté au pire prix possible. À titre de référence, ~24 millions de dollars de bénéfices ont été générés selon EigenPhi par le seul sandwiching sur Ethereum au cours des 30 derniers jours. Lorsque les utilisateurs définissaient un slippage maximal, c’est-à-dire l’écart autour d’une certaine valeur qu’ils acceptent avant d’envoyer la transaction, leurs ordres étaient presque toujours exécutés à ce prix. Autrement dit, si l’ordre était exécuté, le slippage attendu par l’utilisateur était presque toujours égal à son slippage maximal.

Les chercheurs Jito peuvent toujours soumettre des bundles pour d’autres types de transactions MEV qui ne dépendent pas de MempoolStream, notamment les transactions d’arbitrage et de liquidation. Celles-ci nécessitent d’observer la transaction dans un bloc, puis de saisir l’opportunité lors de l’enchère Jito suivante.

Chaîne d’approvisionnement

À titre de référence, la chaîne d’approvisionnement actuelle de construction des blocs Ethereum se présente comme suit :

Sur Solana, pour les validateurs exécutant le client Jito-Solana, la chaîne d’approvisionnement de construction des blocs se présente comme suit :

• Transactions entrantes : état actuel, préplanifié, des transactions en attente d’exécution. Elles peuvent provenir de RPC, d’autres validateurs, de flux d’ordres privés ou d’autres sources.
• Relais : les relais de Solana diffèrent de ceux d’Ethereum. Sur Ethereum, les relais sont des entités de confiance qui connectent les constructeurs et les proposants de blocs ; les constructeurs font confiance au relais pour ne pas modifier leurs blocs. Sur Solana, les relais transmettent les transactions entrantes et effectuent des opérations TPU limitées, telles que la déduplication des paquets et la vérification des signatures. Ils transmettent les paquets à la fois au Block Engine et au validateur. Un équivalent n’est pas nécessaire sur Ethereum, car Ethereum dispose d’un mempool, contrairement à Solana.

La logique des relais est open source, ce qui permet à chacun d’exécuter son propre relais. Jito exploite des instances de relais en tant que bien public. D’autres participants connus du réseau Solana exploitent également leurs propres relais.

• Block Engine : le Block Engine simule des combinaisons de transactions et exécute les enchères d’espace de bloc hors chaîne. Les bundles qui maximisent la MEV sont ensuite transmis au leader qui exécute le client Jito-Solana.
• Chercheurs : les chercheurs tentent d’exploiter les écarts de prix et d’autres opportunités en insérant leurs propres transactions dans un bloc donné. Ils peuvent utiliser des sources telles que Jito ShredStream, les Preconfirmations et Raw Shreds de Helius, des flux de pré-exécution comme Preprocessed Transactions, ou recueillir eux-mêmes des informations à jour.
• Validateurs : les validateurs construisent et produisent les blocs. Les blocs Jito-Solana sont construits à l’aide d’un planificateur qui réserve 3 millions de CU aux transactions acheminées via Jito pendant les premiers 80 % du bloc.

Ces parties ne sont pas nécessairement des entités distinctes, car elles peuvent être intégrées verticalement. Comme indiqué précédemment, les validateurs disposent d’un contrôle total sur leurs blocs. Lorsqu’ils sont leaders, ils peuvent eux-mêmes rechercher des opportunités économiques en insérant, en réordonnant et en censurant les transactions d’un bloc donné.

Les chercheurs peuvent également soumettre des transactions via des méthodes RPC, selon le routage standard intégré au protocole, que le leader exécute ou non Jito-Solana. En raison des faibles frais de Solana et de l’indéterminisme du planificateur, l’envoi massif de transactions reste une méthode courante pour saisir les opportunités de MEV. Certaines opportunités de MEV peuvent persister plus longtemps que prévu, pendant un à plusieurs dizaines de blocs.

Répartition de la MEV entre les participants

Bien que Solana permette une exécution plus rapide des transactions et réduise la surface d’exposition à certains types de MEV, elle peut accentuer le risque de centralisation liée à la latence. Les validateurs et les chercheurs cherchent alors à colocaliser leur infrastructure pour bénéficier d’un avantage concurrentiel. Nous sommes encore loin d’un équilibre concurrentiel stable, alors que l’infrastructure et les mécanismes concernés évoluent rapidement.

Dans un environnement où les blocs sont produits en moins de 200 ms, cela confère un avantage comparatif aux acteurs sophistiqués qui disposent de l’infrastructure et de l’expertise nécessaires pour optimiser leurs systèmes, en s’appuyant notamment sur de nombreux enseignements issus du trading haute fréquence. Jusqu’à présent, Ethereum s’est éloigné de cet équilibre en créant des solutions hors protocole visant à démocratiser l’accès des chercheurs à des opportunités concurrentielles, du moins dans le contexte actuel d’Ethereum en matière d’UX, de prix, de régime oligopolistique de construction des blocs et d’hypothèses de confiance supplémentaires hors protocole.

Réduction de la surface d’exposition à la MEV

Des mécanismes généralistes hors protocole sont progressivement intégrés aux protocoles afin de réduire la surface d’exposition à la MEV on-chain. Ces mécanismes incluent :

Systèmes RFQ

Les systèmes RFQ (Request-for-Quote), tels que Hashflow, arrivent sur Solana et gagnent en popularité, avec un volume cumulé supérieur à 10 milliards de dollars dans l’ensemble des écosystèmes. Les ordres sont exécutés par des teneurs de marché professionnels comme Wintermute, Jump Crypto, GSR et LedgerPrime, plutôt que par un AMM ou un carnet d’ordres on-chain. La tarification basée sur les signatures permet d’effectuer les calculs hors chaîne. La découverte des prix est ainsi entièrement déplacée hors chaîne, et seule la transaction de transfert exécutée est inscrite on-chain.

Endpoints RPC protégés contre la MEV

Ces endpoints permettent aux utilisateurs de recevoir sous forme de remboursements une partie des revenus générés par leur flux d’ordres. Les chercheurs enchérissent pour obtenir le droit d’effectuer un backrun de votre transaction et proposent le remboursement associé, qui est reversé à l’utilisateur après déduction des éventuels frais. Ces endpoints reposent généralement sur la confiance accordée à la contrepartie qui les exploite pour garantir l’absence de front-running ou de sandwiching.

Les mécanismes d’atténuation et de redistribution de la MEV combinent différentes approches, depuis la récupération par l’utilisateur d’une partie de la valeur de son flux d’ordres jusqu’au déplacement hors chaîne des enchères de découverte des prix et des mécanismes associés. Ces mécanismes impliquent des compromis entre des propriétés propres aux cryptomonnaies, telles que la résistance à la censure, l’auditabilité et l’absence de tiers de confiance.

Conclusion

Cet article a présenté les principaux participants de la chaîne d’approvisionnement de la MEV sur Solana ainsi que ses développements les plus récents. Il a également abordé les formes courantes de MEV sur Solana et l’anatomie d’une transaction MEV.

Des ressources considérables ont été consacrées à l’étude et à la recherche sur les effets des différents mécanismes d’atténuation et de réallocation de la MEV. Ethereum a beaucoup investi dans l’infrastructure qui a donné naissance à Flashbots, dont l’objectif est de démocratiser l’accès aux opportunités de MEV, mais qui impose également d’autres choix de conception et, sans doute, des externalités négatives à la blockchain. 

Solana a l’occasion d’explorer de nouveaux modèles à la frontière de la MEV et de la chaîne d’approvisionnement de la production de blocs.

Merci à Dubbel06 (Overclock), Lucas (Jito) et Eugene (Ellipsis) pour leurs commentaires et leur relecture.