Qu’est-ce que MEV-Boost ?

MEV-Boost est le nom d'un logiciel qui permet aux validateurs d'accéder à un nouveau type de marché, celui de la MEV (Maximal Extractable Value) et de la construction de bloc. Vous en avez entendu parler sans savoir ce que c'était ? Pour mieux comprendre, nous allons aborder ce qu'est MEV-Boost et son rôle depuis que la blockchain Ethereum est passée en Proof-of-Stake (PoS).

MEV-Boost explications

Introduction à la MEV (Maximal Extractable Value)

La MEV signifie « Maximal Extractable Value » dans un réseau à preuve d’enjeu (Proof-of-Stake) ou « Miner Extractable Value » dans le cas de la preuve de travail (Proof-of-Work). Elle représente la valeur qu’il est possible d’extraire d’un réseau de blockchain en ajoutant, supprimant ou modifiant l’ordre des transactions incluses dans un bloc.

À ce jour, ce sont plusieurs centaines de millions de dollars qui ont été capturés par le biais de la MEV. Même si elle dispose d’effets bénéfiques par le biais de l’arbitrage ou des liquidations dans la DeFi, elle représente aussi des menaces économiques pour le réseau et ses utilisateurs. Vous vous demandez comment ? Par le biais de différentes attaques comme :

  • Le front-running et/ou l’attaque sandwich contre les traders ;
  • L’augmentation des frais et la congestion du réseau car les attaques sont profitables.
Quantité MEV extraite

Afin de résoudre ces problèmes créés par la MEV, Flashbots, un organisme de recherche sur la MEV, a développé MEV-Boost, un logiciel qui permet de contourner ces effets négatifs et qui a été mis en œuvre avec la fusion (The Merge) sur Ethereum.

Qu’est-ce que MEV-Boost ?

Comme nous l’avons abordé, MEV Boost est un logiciel, ou middleware (intergiciel) pour être plus précis, open-source, qui permet aux validateurs d’accéder à un marché concurrentiel lors de la construction de blocs.

Pour cela, il implémente la proposition de Vitalik Buterin nommée Proposer-Builder Separation (PBS). Concrètement, cela consiste à séparer le rôle des « constructeurs de blocs » et ceux qui vont proposer ces blocs (les proposers ou validateurs) sur le réseau.

Développé par Flashbots et disponible sur GitHub, il permet de contrer les effets négatifs de la valeur maximale extractible (MEV) sur Ethereum et vise à résoudre plusieurs problèmes liés à la MEV, notamment :

  • Quantifier l’échelle et le volume de l’extraction de la MEV ;
  • Démocratiser l’accès à la profitabilité de la MEV ;
  • Réduire l’impact des transactions liées à la MEV pour les utilisateurs réguliers.

Initialement, le produit développé par Flashbots était mev-geth. C’était une version forkée du logiciel client go-ethereum (geth) utilisé par les nœuds de minage lors de la construction des blocs de transaction. Mev-geth permettait aux mineurs d’externaliser le travail de recherche d’opportunités MEV et de construction de bloc le plus rentable possible à d’autres parties, appelées searchers et relayers.

Que sont les searchers (chercheurs) et relayers (relayeurs) ?

Un « searchers » ou chercheur en français, est une entité spécialisée dont le but est de rechercher des transactions rentables et les envoyer à un mineur afin de les inclure dans un bloc, au lieu de passer par le mempool public.

Une fois les transactions trouvées, celles-ci sont d’abord envoyées au relayer qui va valider les paquets de transactions avant de les envoyer ensuite au mineur pour les inclure dans un bloc de transaction.

Chercheur et Relayeurs
Fonctionnement des searchers (chercheurs) et relayers (relayeurs)

C’est un processus qui permet d’avoir une certaine confidentialité avec ses transactions car celles-ci ne sont pas visibles publiquement via le mempool.

De son côté, le mineur, utilise un logiciel client comme mev-geth pour évaluer tous les paquets de transaction entrants et les sélectionne avec l’ordre de transaction le plus rentable pour tirer profit de ses opérations.

Flashbots permet également aux chercheurs d’exprimer leur préférence d’inclusion (c’est-à-dire la position de leurs transactions dans un bloc) en utilisant un schéma d’offre à prix scellé. Cela signifie que les expéditeurs de transactions n’ont pas à enchérir pour la première position dans un bloc, comme c’était le cas avant Flashbots.

Une fois le bloc construit, le logiciel client le compare à un bloc Ethereum normal pour voir lequel est le plus rentable. Si le bloc Flashbots s’avère le plus rentable, le client le proposera celui-ci, sinon il proposera le bloc Ethereum normal.

Comment fonctionne MEV-Boost ?

Comme mev-geth, mev-boost permet aux nœuds qui proposent les blocs, les validateurs, d’externaliser la production de blocs. Cependant, la conception actuelle de MEV Boost présente certaines différences, notamment l’API Builder, les constructeurs de blocs (block builders), les relayeurs (relayers), les séquestres (escrow) et les validateurs.

Pour que ce soit plus clair, nous allons d’abord définir chacun de ces acteurs avant de parler de l’API Builder.

Qu’est-ce qu’un constructeur de blocs (block builder) ?

Un « block builder » ou constructeur de blocs sont des entités spécialisées qui reçoivent les transactions des utilisateurs et des chercheurs, et essaient de construire le bloc le plus rentable possible à partir de ces transactions.

Constructeur blocs

Pour cela, ils vont prendre en compte différentes stratégies (financières, réglementations locales, stratégies et politiques d’entreprise) lors de la construction de celui-ci. À l’issue, le relayeur transmet les blocs aux validateurs.

Qu’est-ce que le relayer (relayeur) ?

Un relayeur (relai) ou « relayer » en anglais est une entité chargée de vérifier les blocs reçus par les block builders, avant de transmettre l’entête aux validateurs et l’ensemble des données au séquestre (escrow).

Pour cela, le relayer sélectionne le bloc le plus rentable parmi toutes les propositions, puis transmet uniquement l’entête du bloc au validateur, sans les transactions, pour obtenir sa validation. En parallèle, il transmet toutes les données au séquestre (escrow) qui doit garantir la véracité des transactions sans révéler les transactions elles-mêmes.

Une fois la validation du validateur, avec sa signature dans l’entête, le relai et l’escrow vont propager le bloc pour qu’il soit ajouter à la blockchain.

Relayeur MEV Boost

Notez bien que chaque relais garde le contenu d’un bloc privé, jusqu’à ce que le validateur se soit engagé à le proposer au réseau. De plus, ils permettent de protéger les validateurs du spams en confirmant la validité des blocs constructeurs et en estimant la valeur liée au MEV de chaque bloc.

Qu’est-ce qu’un escrow (séquestre) ?

Un escrow est une entité tiers opérant comme intermédiaire qui reçoit le contenu complet d’un bloc, y compris les transactions, de la part relayer.

En parallèle, il assure une disponibilité redondante des données pour les validateurs, de façon à garantir que les données contenues dans le bloc que les validateurs approuvent sont bien disponibles et tout, d’éviter un slashing, une pénalité financière.

De plus, les escrows doivent également faire part de confidentialité vis-à-vis des relais, car ils ne doivent pas relever les données contenues dans le bloc avant que le validateur ne le signe.

Qu’est-ce qu’un validateur ?

Un validateur ou « proposer » dans l’architecture MEV-boost, sur Ethereum, est une entité qui va staker 32 ETH et sera sélectionné pour proposer un bloc de transaction pour un slot particulier. Pour la petite parenthèse, un slot est simplement un emplacement qui va contenir un bloc de transaction.

Dans ce principe, le validateur communique avec le relais pour obtenir l’en-tête du bloc le plus rentable, qu’il atteste en le signant avec sa clé publique.

Relation Constructeur Relayeur Validateur
Aperçu de la relation entre les constructeurs, les relais et les validateurs dans MEV Boost

Une fois le bloc de transaction ajouté à la blockchain, le validateur reçoit sa récompense pour la production et le pourboire MEV à l’adresse spécifié dans le champ « Fee Recipient » du bloc de transaction.

Qu’est-ce que l’API Builder ?

L’API Builder est une version modifiée de l’API Engine qui était utilisée par les nœuds de la Beacon Chain pour connecter deux types de clients :

  • Les clients d’exécution : Ils étaient responsables de la construction des blocs ;
  • Les clients de consensus : Ils proposaient les blocs à ajouter à la Beacon Chain.

En effet, avant la mise à jour The Merge, 2 réseaux évoluaient en parallèle. Le premier, la couche principale Ethereum avec les mineurs en Proof-of-Work et le second, ETH 2.0 alias, la Beacon Chain sur laquelle se trouvait les validateurs depuis la fin de l’année 2020.

Beacon Chain Ethereum

L’API Builder est le nom donné au middleware MEV-Boost qui facilite les interactions entre les validateurs et les constructeurs de blocs. Il se situe entre le validateur qui exécute un client de consensus et un constructeur de blocs qui exécute un client d’exécution.

Concrètement, l’API Builder permet aux constructeurs de blocs, grâce aux relayers, d’envoyer un « execution payload header« , une sorte d’engagement cryptographique avec différentes données sur le contenu et la valeur totale du bloc à produire au validateur pour signature. Ce système permet d’empêcher les validateurs de voler le contenu du bloc et de produire localement un bloc pour tirer profit de la MEV.

Ensuite, le validateur du bloc suivant, qui doit avoir été sélectionné comme proposant, signe l’en-tête (execution payload header) avec sa clé publique, afin d’attester de l’intégrité du bloc. A l’issue, le bloc est publié et diffusé sur le réseau avec la signature du validateur.

Fonctionnement MEV-Boost
Principe de fonctionnement global de MEV-Boost

Quels sont les avantages du MEV-Boost ?

Les avantages de MEV-Boost sont multiples et comprennent la démocratisation des opportunités MEV afin que les validateurs solitaires puissent participer de manière rentable, la réduction des frais de gas ainsi que l’augmentation de la confidentialité pour les utilisateurs d’Ethereum.

1. MEV-Boost permet de lutter contre la centralisation

La MEV et les profits qu’il est possible de faire grâce à elle peut conduire à certaines dérives tel que des mempools permissifs ou des accords hors de la blockchain entre des traders et des producteurs de blocs pour en tirer profit.

En effet, il pourrait être plus rentable pour un validateur solitaire de rejoindre ce type de groupe afin d’obtenir un revenu régulier et plus intéressant que s’il faisait ça en solitaire.

Avec MEV-Boost, n’importe quel validateur dispose de l’accès aux opportunités MEV et peut ainsi, obtenir des revenus plus intéressant. Il y a donc beaucoup moins d’intérêt de rejoindre ce type de groupe et éviter ainsi une centralisation du réseau.

2. Le MEV-Boost aide à réduire les frais d’essence et à améliorer la sécurité

Le MEV a également un impact sur les frais de transaction pour les utilisateurs réguliers à cause notamment du système d’enchères (gas wars) et des acteurs de la DeFi (en particulier les robots d’échange).

Dans ce cas là, MEV-Boost vise aussi à répondre à cette problématique car il consiste à déplacer ces enchères hors de la blockchain. Au lieu d’envoyer leurs transactions directement au mempool public, les traders et investisseurs DeFi envoient des offres à prix scellé aux constructeurs.

Ensuite, toutes les offres sont révélées en même temps et en une seule fois. Cela permet d’empêcher toute manipulation des frais ainsi que les attaques courantes comme le front running ou l’attaque sandwich.

De plus, les enchères à prix scellé éliminent le phénomène de guerres d’enchères, aussi connu sous le nom de gas wars, ce qui entraîne une congestion du réseau et des frais de transaction plus élevés pour les transactions régulières.

Enfin, la blockchain Ethereum offrira une plus grande confidentialité des transactions aux utilisateurs, en particulier aux participants au DeFi, car elle ne relèvera les transactions qu’une fois le bloc de transaction produit et inscrit sur la blockchain. L’utilisation de MEV Boost fait donc partie des options les plus sûres pour échapper mempool public d’Ethereum.

Les inconvénients de MEV-Boost

Même si MEV-Boost possède de nombreux avantages, il possède aussi des inconvénients notable et plus particulièrement :

  • Les relais OFAC compliant : Les relais ont la possibilité de choisir les transactions qu’ils incluent dans leurs blocs et peuvent donc censurer certaines transactions en fonction de la régulation. C’est ce qui s’est passé il y a quelques mois avec l’affaire Tornado Cash.
  • Les relais malveillants : Rien n’empêche les relais malveillants de soumettre des offres frauduleuses, ce qui affecte la logique de commutation des bénéfices de MEV-Boost. Cependant, il peut se faire disqualifier assez rapidement.

Conclusion

Comme vous avez pu le découvrir, MEV-Boost permet d’apporter une grande quantité d’avantage aux utilisateurs courant de la blockchain grâce à différents acteurs afin de favoriser la décentralisation.

Même si ce système est encore loin d’être parfait, il représente l’une des briques permettant de contribuer à atténuer les menaces de la MEV, aider à réduire les frais de gaz ainsi que la congestion du réseau pour les utilisateurs.

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Auteur

Depuis 2017, je ne cesse d'explorer l'univers du Bitcoin, de la blockchain des crypto monnaies, des NFT et plus récemment, celui du Web3. Après avoir fondé Au Coin du Bloc en 2021, je met à disposition mes connaissances et tente de vulgariser les aspects obscurs pour rendre abordable et compréhensible cet univers naissant dans lequel je crois fermement.

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