以太坊MEV捕获的经济模型与执行票据机制概述 [page::0][page::1]

• 执行票据允许买家购买区块提议权，通过随机抽签分配，改变区块内容决定权以捕获MEV。

- APS与PBS机制打造验证者、执行票据买家和区块构建者分工，提高MEV捕获潜力。

ET市场均衡条件与买家行为模型 [page::3][page::4]

| 符号 | 含义 | 公式概览 |
|------|------|---------|
| $kb$ | 买家b持有ET数量 | 最优解使买家最大化风险调整后期望收益减资本成本 |
| $P$ | ET价格 | $P \in [\overline{P}{(2)}, \overline{P}{(1)}]$，均衡价格区间 |
| $\overline{P}b$ | 买家b最大愿付价格 | 基于风险调整收益和资本成本计算 |

• 市场均衡特征为部分买家持有ET，全市场ET数量固定。

- 同质买家市场存在唯一价格且均分ET。

MEV捕获与去中心化的不同情形分析 [page::6][page::7]

• 同质、风险中性、无资本成本买家可实现MEV完全捕获且ET均匀分布（竞争充分）；

- 风险厌恶或资本成本存在时，MEV捕获不完全，ET仍均匀分布；

• 买家异质时MEV捕获降低，最优买家集中持有ET，市场中心化加剧。

提议者-构建者分离（PBS）对ET市场的影响 [page::8][page::9]

• PBS允许ET买家出售ET或委托构建，形成二级市场，买家得分为最大构建收益或PBS市场价格。

- 即便买家无MEV提取能力，低资本成本买家亦可凭成本优势主导市场。

• 有MEV提取能力买家和低成本大资金投资者共同参与，形成权衡市场集中度。

实践中的中心化风险与机制改进展望 [page::10]

• 现实中大部分区块由少数构建者控制，且他们具备较强MEV提取能力，导致异质买家存在。

- ET机制相比现行体系提高MEV捕获，缓解验证者集中心化风险，但引入新的市场集中心化。

• 未来需考虑多重因素如多块MEV、多时点相关性、交易机制设计等以完善模型。

金融研究报告详尽分析

报告标题：MEV Capture and Decentralization in Execution Tickets
作者：Jonah Burian (Blockchain Capital)、 Davide Crapis (Robust Incentives Group - Ethereum Foundation)、Fahad Saleh (University of Florida)
发布日期：2024年
主题：以太坊区块链中的执行票（Execution Tickets, ETs）、最大可提取价值（Maximal Extractable Value, MEV）捕获及其对市场集中化的影响

---

一、元数据与概览

本报告针对以太坊协议中执行票（ET）机制的经济模型进行了首次均衡分析，研究了该机制捕获区块链中MEV的能力及其对市场集中化的影响。报告主体立足于经济理论模型，结合现实市场结构，揭示了ET在不同买家类型（同质、异质）、风险偏好和资本成本情形下的表现。

作者核心论断包括：

• ET在理想情况下（买家同质、风险中性、无资本成本）能够完全捕获MEV；

- 现实中风险厌恶、资本成本及买家异质性会削弱MEV捕获效率，导致部分MEV被买家私吞而非上缴协议；

• 引入提议者--构建者分离（Proposer Builder Separation, PBS）机制虽能部分缓解中心化，但依然存在资本优势带来的新中心化风险；

- 在PBS机制下，ET持有者可能不一定是最终区块构建者，ET可二级市场出售，导致买卖权属分离。

整个报告围绕以上观点展开模型构建、推演与实证讨论，旨在为以太坊协议设计和MEV改革提供理论支持与政策建议。[page::0,1]

---

二、逐节深度解读

2.1 引言及背景（Section 1 & 2）

引言揭示当前以太坊区块提议者拥有单一短期垄断权利，决定执行区块内容，进而可提取MEV。MEV一般来自交易排序中介入的“夹层攻击”等策略，最终伤害普通用户，产生潜在用户流失风险。围绕如何让以太坊协议自身更好捕获MEV（而非被提议者个人获取），已有提议如Attester Proposer Separation (APS)，其体现为将执行Payload提议权利出售给市场买家，增强协议收入并分配给用户或权益持有人。

当前MEV市场结构存在两个突出问题：

• 中心化问题：更具专业能力与资本的提议者/构建者靠策略性时间游戏获得更高收益，推动验证人集合长期集中；

- 配置问题：MEV主要流向提议者（协议代理），而非真正的用户或协议整体利益方，造成资源错配。

为此，作者对比两种新机制：

• 执行拍卖（Execution Auctions, EAs）：每个区块位提前确定权益，投标买断提议权；

- 执行票（Execution Tickets, ETs）：非确定性分配提议权，数量固定，周期抽签决定单一提议权，获胜票据销毁，新票售出以维持数量。

该背景设定为后文模型与分析奠定重要基础。[page::0,2]

2.2 模型描述（Section 3）

报告设计模型如下：

• $B$名买家决定持有ET数量$kb$，总票数$N$固定；

- 买家期望最大化自身风险调整后的利润$\mathbb{E}[\Pib(P\&L{b,t})]$减去资本成本$rb P kb$，其中$P$为ET价格；

• 每轮选举中，买家拥有获选概率$\mathcal{T}{b,t}$，获选后获得MEV收益$R{b,t}$，P&L计算为$Z{b,t}(R{b,t}-P)$，其中$Z{b,t}$为获胜指标；

- 买家通过比较最大可接受票价$\overline{P}b$决定是否持有ET，$\overline{P}{(1)}$与$\overline{P}{(2)}$分别为最大和次大最大价格，决定均衡区间；

• 定理1判定均衡范围，持有者仅是最大最大价格买家集合$\overline{B}$，价格区间$P\in [\overline{P}{(2)},\overline{P}{(1)}]$。

该模型核心在于权衡MEV期望收益、风险偏好及资本成本对ET价格及集中度的影响。[page::3,4]

2.3 主要结果（Section 4）

2.3.1 ET市场无PBS情况下（Section 4.1）

• 命题2（同质、风险中性、无资本成本）：MEV完全捕获，ET分散持有，价格等于MEV预期值；

- 命题3（同质、风险厌恶、存在资本成本）：MEV部分捕获，ET仍然分散持有，价格被风险调整和资本跌价降低；

• 命题4（异质资本成本，风险中性且同质MEV提取能力）：MEV捕获率对应第二低资本成本买家的调整值，低资本成本者全持票，资本差异导致高度集中；

- 命题5（异质MEV提取能力，风险中性无资本成本）：MEV捕获率对应第二大MEV提取者的期望，最大MEV提取者独占ET，差异导致高度集中。

总结，买家异质性无论资本成本还是MEV提取能力均降低协议MEV捕获，同时推升市场集中度。[page::6,7]

2.3.2 ET市场有PBS机制情况下（Section 4.2）

• PBS定义：ET买家可在PBS市场售卖提议权，接受构建者报价，奖励分配公平；

- 推论3（PBS情况下买家无MEV提取能力）：MEV捕获由第二低资本成本决定，低资本成本买家垄断ET，强调资本成本效应；

• 推论4（存在资本成本明显更低的大买家无提取能力）：所有ET由大买家持有，资本优势主导市场；

- 命题6（PBS情况下风险中性买家参与）：ET由综合考虑$ \mathbb{E}[R{b,t}]$与资本成本的最大买家持有；

• 命题7（大投资者优于构建者资本成本）：资本成本低——即使无MEV提取能力——也能主导ET市场，拥堵构建者市场。

整体来看，PBS缓解了MEV提取能力差异引发的集中化，但出现资本成本为主导的新中心化问题。ET所有权可能集中于资金充裕但非构建者的一方，而实际区块构建权依旧可通过PBS转售给最佳提取者。[page::7,8,9]

2.4 讨论与扩展（Section 5）

• 现实市场异质性明显，现实中约85%的区块由仅3家构建者生产，表现出能力及资本巨大差异；

- 实践采纳ET+PBS将导致ET市场和区块构建市场分开，资本与提取能力双重影响市场结构；

• ET机制相比现状（完全零MEV捕获）在MEV分配上具有明显优势，但整体中央化压力尚难根除；

- 未来研究应考虑非独立同分布(MMEV)、市场机制设计、时间相关性及外部宏观经济因素对资本成本等影响。

此部分强调模型简化假设背后的风险及未来研究方向，呼吁理论与实证结合深化理解。[page::9,10,11]

---

三、图表深度解读

图1（page 1）

该图清晰展现APS和PBS机制下三类角色的分工与职能：

• Validator：负责共识区块提议和确认；

- ET Buyer：持有执行权，代表购买执行提议权，介于Validator与Builder之间；

• Block Builder：实际排序交易，执行Payload构建。

这反映出提议权被置换为市场买卖品，通过PBS竞价实现构建权转移，拆分职责以降低集中风险，但仍存在复杂权责转嫁问题。[page::1]

---

四、估值分析

ET价格$P$是模型的核心变量，反映买家愿意支付的执行权价值，受以下因素影响：

• MEV期望值 $\mathbb{E}[R{b,t}]$：直接影响买家对ET价值的估计；

- 资本成本 $rb$：持有ET所需资金的隐性费用，越低可支撑越高价格；

• 买家风险调整函数 $\Pi_b$：风险厌恶程度降低愿付价格；

- 市场供需（持票量$N$及持有者分布）：影响每个买家获取执行权概率。

均衡价格$P$被夹在第二高与最高价值买家之间，且持票权集中于顶尖买家。PBS情况下，因构建权可售卖，买家偏好放大资本与提取能力的综合价值。实际定价等式见Corollary 2及Propositions 4-7。[page::3,4,6,7,8]

---

五、风险因素评估

报告识别并分析的风险因素包括：

• 买家风险厌恶与资本成本波动：导致MEV捕获效率非全额，且有时份额被私人买家“截取”；

- 买家异质性导致中心化：一旦存在能力或资本差异，ET持有权快速集中，带来系统性风险；

• PBS机制下资本优势导致新中心化：资金巨大但无MEV提取能力的投资者可能垄断执行权；

- 时间相关MEV（MMEV）及竞价/时间权博弈未纳入模型，实际情况可能更复杂，存在额外中心化动力；

• 市场机制缺乏细节说明：如ET交易规则、竞价设计及可能引发的新策略行为尚待研究。

报告提示这些风险可能影响以太坊的去中心化目标和用户体验，并指出需针对每项风险设计缓解策略和进一步监测。[page::2,9,10,11]

---

六、批判性视角与细微差别

• 假设简化：MEV及买家行为独立同分布、固定价格假定未充分映射真实波动及复杂动态，模型静态特征限制实际应用；

- 风险偏好统一假设限制：不同买家可能具有混合复杂的动态风险管理策略，模型未充分反映；

• PBS市场机制潜在激励失衡：虽然PBS意图分散权力，实际中可能引入新的利益攫取与策略性行为，尚无深入机制设计分析；

- 中央化与分散的二元论视角偏简化，报告偏重资本成本与MEV能力，但忽视外部监管、社区激励等影响；

• 资本优势过于强调，或忽略了技术与知识差异性的创新潜力。

尽管如此，报告较为严谨客观，通过多项命题和多重均衡框架，阐述了ET机制的多维度经济影响，具备较强理论深度。批判点多为未来需要扩展和实证检验的建议。[page::9,10]

---

七、结论性综合

本报告构建了以太坊ET机制捕获MEV的经济模型，深度解析了价格形成、市场均衡和持票者分布。核心发现是：

1. 理想条件下，ET能够完全捕获MEV且持票权分散，提升协议收入，有利于用户和生态公平；

2. 实际风险厌恶和资本成本存在，导致捕获率下降，价格折扣存在，但持票权仍趋于分散；

1. 买家异质性（资本或MEV能力差异）产生市场集中，协议捕获MEV受限，一部分价值被顶级买家私吞；

4. PBS机制引入执行权的二级市场交易，虽缓解部分集中但并不能根本消除，且出现资本低成本但无提取能力的大投资者主导现象；

1. MEV捕获能力与去中心化目标存度量权衡，ET机制改善了当前零MEV捕获状况，但带来新的集中化风险，需结合PBS及市场规则优化。

基于上述，ET和PBS的结合构筑一个复杂且受资本与技术双重作用影响的MEV生态。模型数字和均衡区间清楚展示了价格与持票结构形态，提醒设计者关注资本市场结构对链上权力配置的深远影响。

因此，报告总结认为ET机制是迈向更优MEV捕获的进步，但成功取决于市场参与者行为与资本成本结构，需持续监控并设计配套机制防止权力过度集中，保障以太坊的长期去中心化和公平性。[page::0-10]

---

（全文篇幅超过临界限制，此处省略附录部分的均衡定义及证明细节，皆支撑主要论点的严密性和数学逻辑。）

---

总体评价

本报告结构完整，内容丰富，理论与现实结合，涵盖：

• 全面模型构建与参数定义

- 多情景均衡结果与经济解释

• 关键图表直观展现角色分工

- 深刻探讨资本成本与风险厌恶的影响

• 细致区分不同机制（ET单独 vs. ET+PBS）

为理解以太坊MEV捕获机制及其对网络集中化的影响，提供了权威、专业且细致的理论基础和实践洞察，具有较高的学术与应用价值。

报告