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重新理解 KeeperDAO:如何解决 MEV 挑战?

admin 2021-07-15 1105 浏览

中心化交易 (DEXs) 等协议极大地改善了 DeFi 的用户体验。例如,用户可以访问 Uniswap 应用,通过几次点击提交一笔交易,从而将一种 Token 兑换为以太坊上的其他任何一种 Token。此时,用户耐心地等待 (或疯狂地刷新 etherscan) 交易的确认,但好奇的用户可能会问自己,在这段等待的时间内,区块链更深层内部到底发生了什么?

DeFi 应用可能会向用户显示一条看似无害的信息,比如“请稍等,您的交易正在被确认……”,但实际上,交易已经进入了所谓的「黑暗森林」,在那里,实体 (比如抢跑机器人) 试图利用各种方法从这些交易中获取利润,而交易只能无助地等待被打包进即将到来的区块中。 

上文提及的「实体」往往是机器人,通常被称为「Keepers」。这些机器人被配置为根据广播到网络中的交易嗅出利润机会。由于区块链的开放式和无须许可的属性,任何人都可以扮演「Keeper」的角色,通过解析交易和根据检测到的利润机会采取行动。例如,在不同交易所之间的价格套利为「Keepers」提供了潜在的利润,当然前提是该套利中包含的多笔交易都被按需求执行。区块空间会在用户和 Keepers 之间进行拍卖,这将普通用户发起的交易与 Keepers 发起的交易放在了同一个竞争舞台上。这导致了网络拥堵,且推高了网络的 Gas 价格,因为在这场竞争区块空间的竞价战中,Keepers 往往为了使自己的交易被及时确认而愿意出价更高的 Gas 费用,这是以太坊网络「最优Gas费竞拍」(Priority Gas Auction,简称 PGA) 机制的一个典型例子。

一般来说,通过管理哪些交易以何种顺序被打包进区块而捕获的价值被称为「矿工可提取价值」 (MEV,即Miner Extractable value),尽管当前一些人建议将之重命名为「最大可提取价值」(Maximum Extractable value)。这里描述的「价值」与拥有对交易进行排序和审查以打包进任何给定区块的「能力」是密不可分的,因此可以将范围扩大至包括 PoS 网络中的区块生产者 (而不仅仅是 PoW 矿工拥有这种能力)。 

虽然当前有许多专注于 MEV 的研究,但仍然存在一个实际的问题,即 MEV 如何被捕获并以怎样的方式在网络中的不同参与方 (包括用户、其他协议、keepers 和矿工) 之间进行分配。 

KeeperDAO 旨在解决这一挑战,该协议的立场是,MEV 应该与普通用户共享,因为他们是 MEV 的最初来源。本文将试图进一步探索 KeeperDAO 协议为实现此目标而采用的机制。 

对抗竞争性的 Keepers 

在执行套利和清算策略的时候,整个以太坊网络中的 Keepers 机器人之间通常是彼此独立运行的。由于这些套利和清算交易都是有利可图的,因此 keepers 之间存在竞争关系。Keepers 几乎没有什么办法来保证自己能够捕获这些利润,因此它们往往仅通过增加支付给矿工的交易费,希望自己的交易能够被选中和打包进下一个新区块。自然而然地,Keepers 之间会竞相出价,不断地提交包含更高交易费的交易,这是以它们能够捕获的潜在利润为代价的。 

现在让我们假设这样一个场景,即这些 Keepers 之间会相互协调。为了更好地说明这一点,我们假设网络中只有 2 个 Keepers:如果这两个 Keepers 同意不通过竞价的方式来协调,那么它们从每个 MEV 机会中捕获的利润都要比它们之间彼此竞争的情况下更多。理想情况是,这种「非竞争性」的协议将在链上进行管理,而且也不会引入任何中心化的一方来作为协议的执行者。KeeperDAO 的愿景正是提供这一场景:在链上维护 Keeper「非竞争性」的协议并允许 Keepers 相互监督。 

KeeperDAO 协议于 2020 年 7 月在以太坊上正式推出。当时,该协议以一个 ETH 流动性池为中心,该流动性池为 keepers 提供了捕获 MEV 所需的前期资金。自那以来,KeeperDAO 增加了流动性池的数量,并引入了本地协议代币ROOK。KeeperDAO 还着眼于利用协议集成 (比如将未被 Keepers 使用的流动性将被分配至其他收益最高的 DeFi 协议中,比如 Yearn 机枪池),并通过增加「隐藏游戏」(Hiding Game) 和「协调游戏」(Coordination Game) 来进一步发展该协议。下文中我们将首先来看看 KeeperDAO 的隐藏游戏以及它如何利用 KeeperDAO 协议中的 keepers。

隐藏游戏

隐藏游戏 (Hiding Game) 是 KeeperDAO 系统的关键部分。在较高的层面上,隐藏游戏被设计为允许用户通过专门的 KeeperDAO 合约来路由流动性,这些合约仅允许与被 KeeperDAO 协议列入白名单的 keepers 进行交互。KeeperDAO 协议通过一个称为「Hiding Book」的链下虚拟交易池来传输隐藏游戏中的交易,而只有白名单 keepers 才能执行这些订单。值得注意的是,「Hiding Book」的 API 是开放的,任何感兴趣的人都可以访问;但是,重要的是,KeeperDAO 协议维护了 keepers 白名单,从而提供了必要的验证来防止非白名单的 keepers 参与进来。 

我们来看看一笔通过 KeeperDAO 的隐藏游戏进行路由的交易:当用户通过 KeeperDAO 发布一个限价订单时,白名单 keepers 会针对这笔订单寻找套利机会。假设某个 keeper 找到了执行该笔订单的套利机会,那么由此获得的套利利润的一部分将以协议原生代币 ROOK 的形式共享给该用户。这样一来,KeeperDAO 上的交易员就不会因为被抢跑或者遭遇三明治夹击而蒙受全部损失,相反,交易员通过该这个隐藏游戏来路由自己的订单,从而使自己从套利中获益,因为交易员将以 ROOK 代币的形式获得一部分由 keepers 从套利中获得的利润。

俗话说,天下没有免费的午餐;套利机会需要本金。这一事实将我们带入 KeeperDAO 系统的另一个关键组件:流动性提供者 (LPs)。例如,一个跨越多个 DEXs 的套利机会可能需要大量的前期资本 (比如完成该套利需要大量的稳定币 USDC) 以及显然还有执行该套利中包含的交易需要支付的 Gas 费用 (以 ETH 计价)。KeeperDAO 目前拥有 ETH、WETH、renBTC、USDC 和 DAI 这 5 个流动性池。 

这些流动性池充当了闪电贷资金池,keepers 可以利用这些池中的资金来为它们的 MEV 捕获策略提供资金。keepers 将按照它们返还给协议的利润来获得一定比例的报酬 (以 ROOK 代币的形式支付);流动性提供者 (LPs) 在存入流动性之后,会获得该流动性池的 kTokens (比如 kUSDC),这些 kTokens 代表了 LPs 在该流动性池的份额。LPs 获得的报酬与 keepers 类似:LPs 获得的 ROOK 代币奖励与他们在该流动性池中的份额成比例。 

 上图:KeeperDAO 协议中的各个流动性池中的资金总价值 (单位:百万美元),数据截至2021年6月27日。

最新的 ROOK 奖励周期开始于 5 月初,对于新发行的 ROOK 代币奖励,其中 20% 分配给 LPs,30% 分配给隐藏游戏,50% 分配给一个称为「kCompound」的新功能 (我们将在下文对此进行详细介绍)。这个确切的分配百分比可能发生变化,并随着 KeeperDAO 协议逐渐去中心化,最终这个分配百分比将由 ROOK 持有者控制。

隐藏游戏的第二阶段被称为「kCompound」,于今年 4 月宣布推出。对于在 Compound 或者 Aave 等 DeFi 借贷平台上进行贷款的用户来说,可能非常清楚清算带来的痛苦,而 kCompound 正是 KeeperDAO 开发的一个解决方案,旨在减轻这些清算带来的打击:用户的贷款头寸将由 KeeperDAO 的「JITU」(全称为 Just-In-Time Underwriter) 监控以使该头寸在一段时间内保持健康,JITU 能够利用流动性池中的资金来实现这一目标。KeeperDAO 协议实现的 kCompound 可被视为借贷协议 Compound 的包装版本。如前所述,KeeperDAO 开发了一个专门的贷款承销人JITU 来负责监控 kCompound 贷款头寸。当用户的抵押品价值下降至接近潜在的清算条件时,JITU 将往用户的贷款头寸中增加抵押品作为“缓冲”,这些被增加的抵押品来自 KeeperDAO 的流动性池。

上图:KeeperDAO 的 kCompound 功能示意图。图源: KeeperDAO Medium

这项服务缓解了用户的短期流动性需求,直到他们可以用额外的抵押品补充自己的贷款头寸。如果用户不能提供必要的抵押品,则该头寸将由白名单 keepers 进行清算;但是,由于该头寸是通过 kCompound 路由的,因此 keepers 的清算所得利润的一部分将返还给被清算的用户 (也即 kCompound 借款人实际上会获得自己的借款头寸被清算时产生的一部分利润)。KeeperDAO 团队在设计 kCompound 产品时采用了一种有趣的方式,即用户的头寸将作为 NFT (ERC-721代币) 的形式。

这种 NFT 形式允许这些头寸能够轻松地在不同的地址之间转移,并维持了与其他协议的可组合性。最近,KeeperDAO 项目宣布将推进 kCompouond 产品的一个扩展版本,称为「Hiding Vaults」,为用户提供了一种机制来聚合不同借贷协议的头寸。借款人将能够聚合来自其他借贷协议的头寸 (可能支持的其他借贷协议包括 Aave 和 Cream Finance),将这些头寸聚合成一枚 Hiding Vault NFT 代币。KeeperDAO 预计将在 7 月初推出这个产品迭代。

ROOK 的分配 & 代币经济学

KeeperDAO 协议的原生代币 ROOK 是作为一种治理代币,ROOK 有着一个持续性的季度增发时间表。最初的 1,000,000 ROOK 代币已经被铸造和分配,分配情况如下图所示。值得注意的是,这些分配都不存在强制的锁定期。

 上图:最初的 1,000,000 ROOK 代币的分配情况

上图中的「Ecosystem Incentives」分配是指将 ROOK 分配给流动性提供者 (LPs) 和该协议生态中的 keepers。之后从 2020 年 11 月开始的这一季度共发放了 200,000 ROOK,其中 30% 分配给了流动性提供者 (LPs),剩余的 70% 全部分配给了 Keepers。ROOK 代币的持续性季度分配 (也即增发新的 ROOK 代币) 由两个参数决定:衰减系数 (decay factor) 和上一季度发行的 ROOK 总量。目前的衰减系数被设定为 70%,也即当前这一季度的 ROOK 发行量将是上一季度 ROOK 发行总量的 70%。

 上图:ROOK 代币的季度发行计划:根据 70% 的衰减系数,每个季度的 ROOK 发行量将比上一季度减少 30%,最终 ROOK 的总供应量将接近 150 万左右。

这种发行计划创造了一系列不断减少的发行量,并给予了 ROOK 代币一个 1,466,666 的自然供应上限。ROOK 发行的第二个季度已经在 2021 年 2 月份结束,该季度共计发行了 140,000 ROOK,其中 30% 分配给了 LPs,70% 分配给了那些通过「隐藏游戏」来路由交易的交易员。

KeeperDAO 的 Treasury

如前所述,KeeperDAO 中的 keepers 可以自由地使用 KeeperDAO 流动性池中的资金来捕获 MEV 机会,只要它们把借来的资金归还给协议。通过 KeeperDAO 进行交易的 DeFi 用户也可以获得一部分由 keepers 捕获的利润,协议会以 ROOK 代币的形式奖励给用户。 

上图:KeeperDAO 协议中各个流动性池的收入增长情况。

重要的是,这些 MEV 利润的一部分将被发送至 KeeperDAO 的「Treasury」(协议金库) 中。这意味着,随着参与进来的 keepers 的盈利能力的提升,Treasury 也将增长。截止 6 月 27 日,KeeperDAO 的  Treasury 中共计有 600 亿美元,这些资金的组成方式如下图所示:

随着 KeeperDAO 的进一步发展,「隐藏游戏」与 MEV 机会的结合应该能够为 KeeperDAO 协议创造一个不断增长的资金收入。随着该协议逐步去中心化,ROOK 代币持有者将在 Treasury 的管理中扮演扮演越来越重要的角色。

KeeperDAO - 未来之路

如上所述的「隐藏游戏」创建了一个环境,在这个环境中,keepers 可以捕获 MEV 并将利润返回到 KeeperDAO 的生态系统中。这个系统的受益者之一是 keepers 自己,keepers 之间仍然存在着潜在的同盟关系。目前,KeeperDAO 的「隐藏游戏」只有一个 keeper,但该协议已经计划增加 keeper 的数量。届时,要如何阻止这些 keepers 参与 PGA (最优Gas费竞价) 以捕获套利利润呢?

这一问题将我们引入了目前尚未实现的「Coordination Game」(协调游戏)。简单来说, 从 keepers 的角度来讲,Coordination Game 的目标是确保参与进来的 keepers 要比它们不参与进来更加有利可图。

KeeperDAO 将创建一个时间表,其中设置了 keepers 参与捕获 MEV 机会的顺序。该时间表根据每个 keeper 针对其链上身份所抵押的 ROOK 代币数量而构建,且该时间表会每 100 个区块更新一次。如果这些 keepers 确定了某个 keeper 不按顺序来竞争,那么它们将通过投票的方式将该 keeper 从时间表中移除。每个 keeper 的业绩表现都是由其返回给流动性池的利润以及为此支付的 Gas 费用来衡量,这是一个重要的指标,因为该指标控制了被抵押的 ROOK 在 keepers 之间的流动:表现不佳的 keepers 将会有一部分其抵押的 ROOK 代币转移给其他表现出色的 keepers。

为何 keeper 支付的 gas 费用也对每个 keeper 的表现产生积极的影响,这可能并不明显。从理论上来说,这将激励 keepers 与 KeeperDAO 生态系统之外的其他 keepers 机器人进行竞争,同时也激励 keepers 加入 KeeperDAO 系统以避免 PGA 竞价。随着 KeeperDAO 协议的推进,并最终实现「Coordination Game」,看看 keepers 之间将有着何种动态将是一件有趣的事情。

除了「Hiding Game」(隐藏游戏) 和「Coordination Game」(协调游戏) 之外,「Incentive Game」(激励游戏) 是 KeeperDAO 将部署的终极项目。广义上来说,该项目将围绕着 ROOK 代币持有者对协议利润的管理以及 ROOK 代币的分配。KeeperDAO 最近宣布了该项目,希望在未来几周内通过进一步的去中心化来实现这些目标。作为协议去中心化的一部分,ROOK 代币持有者应该能够在未来的产品和协议 Treasury 金库的管理方面扮演更重要的角色。

KeeperDAO 在最近宣布的路线图中包含了一个有趣的激励机制,用于推动「Hiding Game」的进一步使用。具体来说就是,集成「Hiding Game」的其他协议将有资格按照其贡献的交易量来获得一定比例的 ROOK 代币奖励。这应该会扩大其可用性,让更多的 DeFi 用户参与使用「Hiding Game」,同时也允许其他协议增加自身收益的多样性。

L2 扩容方案 & 以太坊转向 PoS 对于 MEV 的影响


MEV 将如何随着以太坊自身网络的发展而演变,这是一个值得考虑的问题。要知道,被提取的 MEV 价值正在迅速增长,自 2021 年初以来,累计被提取的 MEV 价值超过了 7.64 亿美元。但是,这种 MEV 的舞台一直是在 PoW 以太坊链上。随着 ZK-Rollups 和 Optimistic Rollups 的部署,哪些实体将从 MEV 中获益?以太坊转向 PoS 之后将如何影响 MEV?

最终,人们的共识似乎是,只要区块链中存在拥有特权的角色 (比如 PoW 中拥有对交易进行排序的矿工),那么 MEV 也将一直存在。Rollup定序器 (sequencers) 将很可能在决定交易的执行顺序上发挥很大的作用,因此 MEV 可能会从矿工转向定序器。随着以太坊转向 PoS 共识,验证者 (validators) 将成为网络的区块生产者,因此它们将很可能拥有对交易进行排序的特权。无论如何,随着 MEV 的进一步研究,我们将会发现更复杂的 MEV 机会。

总而言之,随着诸多扩容方案的持续实施和以太坊共识算法本身的变化,KeeperDAO 将继续通过协调 MEV 捕获者,并在 keepers、用户和其他 DeFi 协议之间共享捕获的利润,继续将自己定位为 DeFi 生态系统中的关键部分。

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