Instituto CoinEx: La ley del “Bosque Obscuro” en el mundo blockchain

9 min readSep 9, 2021

“El universo es un bosque oscuro. Cada civilización es un cazador armado acechando a través de los árboles, como un fantasma. Empujando levemente las ramas frente a él, intentando moverse sin hacer ruido. Aún la respiración es realizada con cuidado. El cazador debe ser cuidadoso, porque el bosque entero está lleno de cazadores como él. Si encuentra otro ser vivo… sólo hay una cosa que puede hacer, abrir fuego y eliminarlo. En este bosque, el infierno es la otra gente. Una eterna amenaza, en donde cualquier ser que exponga su existencia, será rápidamente exterminado.”
— Cixin Liu, El bosque obscuro, Los Tres Cuerpos II (páginas 446-447).

La ley del “Bosque Obscuro” en el mundo blockchain

En El bosque oscuro, Cixin Liu nos presentó un universo lleno de peligros: caminas por el oscuro bosque, cualquier sonido más leve puede revelar tu posición, y una bala fría acaba con tu vida. En el mundo blockchain, Ethereum es también un bosque obscuro como éste. Esta opinión se expresó inicialmente por Dan Robinson y Georgios Konstantopoulos, en un artículo titulado “Ethereum es un bosque oscuro”, en el que los dos autores describían el entorno adverso de Ethereum como un “bosque oscuro”.

Ethereum es, en efecto, un mundo en que rige la ley de la selva. Sin embargo, este mundo no es obscuro, es más bien brillante, porque la red ETH tiene que ser transparente, y toda la información de las transacciones es abierta. En el entorno transaccional de Ethereum, cada bloque, antes de ser empaquetado, entra en un pool virtual llamado mempool, es una memoria temporal intermedia que actúa como caché de las transacciones no confirmadas y las guarda durante un cierto tiempo (en Ethereum, cada bloque tarda unos 13 segundos como promedio, en ser empaquetado). Además, como las transacciones entre los pools de memoria son compartidas con otros validadores, el mempool también es totalmente transparente. Explorer.blocknative.com es un explorador del mempool, en el que se visualiza la información de todas las transacciones guardadas en el mismo, esperando ser empaquetadas.

Podemos seleccionar al azar una de las transacciones por empaquetar, en Uniswap V2, y ver la información básica de esta transacción.

Aquí se puede ver, que el estatus es pendiente, además, se puede ver también la dirección de origen, la dirección de destino, el valor y el importe del Gas.

Esto es como un faro en medio del oscuro bosque de Ethereum. Una vez que otros cazadores huelan el olor del beneficio, apretarán el gatillo sin ninguna vacilación. A diferencia del bosque oscuro del universo, los usuarios de Ethereum expuestos, no se someterán a consecuencias letales, sino que sufrirán pérdidas sin darse cuenta. Los cazadores tienen buena percepción de las posibles oportunidades de arbitraje en el mempool. Armado con su escopeta que es el bot de trading, un cazador utiliza las estrategias de trading predeterminadas para lanzar un ataque decisivo en el momento más oportuno, y se va sin dejar rastro una vez que se quede con la presa.

**A continuación, vamos a presentar una estrategia de trading muy común: el frontrunning o la inversión ventajista:**

Ethereum cuenta con un mecanismo denominado subasta prioritaria de gas (PGA por sus siglas en inglés), que permite a los usuarios pujar por las tarifas de gas, y la transacción con la tarifa de gas más alta, se ejecutará primero. Este mecanismo deja mucho espacio de operación para los bots. Ellos escanean primero todas las transacciones que están a la espera de ser empaquetadas en el mempool y ejecutan la transacción, antes del usuario, ofreciendo una tarifa de gas más alta. Quizás esta explicación es muy abstracta, pero en los siguientes párrafos, explicaremos la Estrategia Sandwich, una estrategia de trading frecuente en el frontrunning, a través de un ejemplo de los modelos comunes de trading AMM en los DEX. Como indica su nombre, una estrategia Sandwich implica la ejecución previa del cliente de la misma transacción, que ofrece una tarifa de trading más alta, y una transacción inversa, después de la ejecución de la orden del cliente, para obtener ganancia.

Hipotéticamente, el par de trading X/Y existe en un pool de AMM. En las transacciones de AMM, el producto de los activos del par en el pool es un valor constante, es decir, X*Y=a. Supongamos que la liquidez inicial X=100, Y=100, A=10.000;

Sin incluir la tarifa de gas:

A se enteró del plan de B de comprar Y con 10X, A lanza entonces un ataque de estrategia Sandwich:

A compra primero Y, X=100+10=110, Y=10.000/110=90,9; por tanto, A recibe 100–90,9=9,1Y;

B también compra Y, X=110+10=120, Y=10.000/120=83,33; por tanto, B recibe 90,9–83,33=7,57Y;

Después de que B ejecute la transacción, A vende su tendencia de Y. Ahora, en este pool:

Y=83,33+9,1=92,43, X=10.000/92,43=108,19; por lo tanto, A recibió 120–108,19=11,81X;

A gastó 10X y recibió 11,81X, logrando un arbitraje de 1,81X.

B hubiera comprado 9,1 Y utilizando 10X, pero ahora B sólo tiene 7,57Y, sufriendo una pérdida de 1,53Y.

A partir de los resultados anteriores, el robot A obtuvo los beneficios del arbitraje, mientras que el trader B, sufrió pérdidas. Por supuesto, en un escenario real, A tendrá que pagar la tarifa de gas para el frontrunning y la tarifa de la transacción, así que la ganancia final no será tan alta. ¿Con un robot de trading se puede asegurar la ganancia? La realidad siempre resulta más cruel de lo que se piensa, porque los bots son derrotados muy pronto en el juego de frontrunning por otros con mayor hashrate y mejor desempeño. En la oscuridad del bosque, disparar primero expondrá tu posición, y eventualmente, te convertirás en la presa de otros cazadores.

Valor Extraíble de los Mineros (MEV)

¿Existe un predador máximo en el bosque oscuro? La respuesta es sí, los mineros son dominantes absolutos por ser al mismo tiempo el árbitro y el jugador. En el artículo titulado “Ethereum Reorgs After the Merge”, Phil Daian y Vitalik Buterin, propusieron por primera vez el concepto de MEV (Valor Extraíble de los Mineros), que se utilizó para describir el acto de frontrunning de los DEX en Ethereum. Aprovechando sus privilegios de empaquetamiento, los mineros pueden reordenar las transacciones (por ejemplo, insertar o adelantar una transacción) para obtener más beneficios. “The Block” así lo explica: En pocas palabras, puede ocurrir que un minero quien al detectar una transacción lucrativa en un nuevo bloque, regrese a la cadena para reordenar los bloques anteriores de la transacción, creando una nueva secuencia en la que reemplaza la transacción original por la suya y así pueda quedarse con las ganancias de la transacción. También se llama “ataque de bandidos del tiempo” porque es como un viaje en tiempo, en la blockchain.

Comparado con las matanzas sucedidas en el bosque oscuro, el MEV es mucho peor. Es igual a una civilización mucho más superior puede destruir fácilmente, a un costo insignificante, a otra civilización más primitiva, que es la de los traders. En este sentido, MEV constituye una amenaza para la supervivencia del propio Ethereum y merma la confianza de los usuarios en la seguridad y la resistencia a la censura, también disminuye la motivación de los capitales grandes que desean entrar en la comunidad de las criptomonedas.

Un día, el oscuro bosque de Ethereum dará paso a la aurora del amanecer. En la era abierta y descentralizada de la blockchain, todos y cada uno de los miembros de la comunidad, pueden hacer sugerencias para el desarrollo de la misma. En la actualidad, existen 3 propuestas principales para solucionar el problema de MEV:

Transacciones de privacidad: El principio de una transacción de privacidad es eludir el mempool público y poner las transacciones en uno privado, a la espera de que los mineros las empaqueten para que no puedan ser difundidas a otros nodos. En la actualidad existen varios proveedores de este servicio de transacciones de privacidad, entre ellos se encuentran Stealth Transactions de 1 inch, TaiChi Network y BloXroute.
Subasta MEV: Como su nombre indica, la subasta MEV separa los 2 derechos básicos de los mineros de “seleccionar transacciones” y “ordenar transacciones”. En la subasta MEV, los mineros sólo tienen derecho a seleccionar las transacciones, y el derecho a ordenarlas se asigna al Secuenciador, el cual se elige mediante apuestas y pujas. Pero la misma Subasta MEV también es bastante problemática, ya que el Secuenciador puede conspirar con los mineros en un pump and dump (subida y bajada repentina) scam.
Como la solución más favorecida para el MEV, el FaaS (función como servicio en español) extrae el MEV y luego redistribuye los beneficios. Por ejemplo, Flashbots, es un tipo de FaaS. Esta solución permite a los usuarios ordinarios acceder a MEV y proporciona a los desarrolladores del ecosistema una infraestructura de acceso abierto, y un apoyo al pool de minería.

Por último, de cara al futuro, cuando llegue Ethereum 2.0, ¿Seguirá existiendo MEV?

Esencialmente, ETH2 son dos cadenas fusionadas en una; por lo tanto, su portal de cliente está compuesto también por 2 subclientes, uno para conducir el motor, y el otro para consensos. Cabe señalar que el actual cliente PoW de Ethereum, persistirá en ETH2 y se ejecutará junto con al cliente Beacon, con responsabilidades compartidas entre ellos. Aunque el mecanismo de consenso de Ethereum se cambie de PoW a PoS, el procedimiento de ordenación de transacciones en ETH2 de mantendrá sin cambio; es razonable pensar que las oportunidades de MEV seguirán existiendo en ETH2. La única diferencia estará en quién tendrá el control final de la ordenación, es decir, no son los mineros sino los validadores que han sido seleccionados para ejecutar un bloque Beacon.

En otras palabras, el mecanismo de distribución de MEV (MEV-geth de Flashbots), persistirá en ETH2.0.

Como el MEV es muy difícil de cuantificar, Pintail realizó un interesante análisis de datos (si tienes interés en ello, haz clic en los archivos jupyter y python al final del artículo, para ver el código fuente), en el que se utilizaron los datos de Flashbots como límite inferior de los ingresos adicionales mínimos que pueden obtener los opositores de la propuesta del MEV (ya que solo una parte de MEV se ejecuta en Flashbots, es más fácil de conseguir el dato).

De hecho, los validadores pueden mitigar la varianza de la suerte de las propuestas de bloques y la distribución de REV, reuniendo sus recursos en pools de validadores. Aunque el PoS de Ethereum fue diseñado de forma que los validadores obtuvieran considerables y casi constantes recompensas por las pruebas de validación (a diferencia del PoW, en el que sólo pueden obtener recompensas cuando proponen un bloque), la introducción del MEV en las recompensas de los validadores, podría ser una fuerza centralizadora al desalentar el funcionamiento de un solo validador y hacer más atractiva, desde el punto de vista financiero, la asociación a un pool de validadores para obtener una liquidez predecible y más temprana.

Referencias:

https://www.paradigm.xyz/2020/08/ethereum-is-a-dark-forest/
https://learnblockchain.cn/docs/libra/docs/crates/mempool/
https://www.chainnews.com/articles/524844591299.htm
https://hackmd.io/@flashbots/mev-in-eth2
https://hub.gke2.mybinder.org/user/flashbots-eth2-research-i9ogkrf8/notebooks/notebooks/mev-in-eth2/eth2-mev-calc.ipynb

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