Analyse der Priorisierung von Ethereum-Transaktionen und des Blockaufbau-Mechanismus

Autor: Cooper Duschang Quelle: coinmetrics Übersetzung: Shanyouba, Jinse Caijing

Kernpunkte

• Transaktionen werden vor ihrer Ausführung von mehreren externen Akteuren beeinflusst, wodurch sich die maximal extrahierbare Wertschöpfung (MEV) ergibt.

• Das Blockaufbau ist ein hochkompetitiver Markt, Transaktionsfluss und Transaktionsreihenfolge sind entscheidend, um Marktanteile zu gewinnen und zu halten.

• Die Transaktionsreihenfolge ist sowohl für Händler als auch für Blockbauer von entscheidender Bedeutung; beide benötigen sie, um den Wert zu maximieren.

Einleitung

Transaktionen auf öffentlichen Blockchains wie Ethereum werden zunächst in Blöcken gebündelt und anschließend von Validierern in die Kette aufgenommen. Dabei durchläuft eine Transaktion mehrere Schritte und Rollen, bevor sie endgültig bestätigt wird. Zunächst gelangt sie in die öffentliche Warteschlange, den sogenannten MemPool.

Da der MemPool öffentlich ist, können konkurrierende Transaktionen und professionelle Bots höhere Gebühren zahlen, um Priorität bei der Aufnahme in den Block zu erhalten. Die Blockbauer ordnen die Transaktionen anhand dieser Gebühren und nutzen die daraus entstehenden MEV-Chancen.

MEV bezeichnet den zusätzlichen Wert, der durch Neordnen, Einfügen oder Entfernen von Transaktionen innerhalb eines Blocks erzielt werden kann, ähnlich wie Hochfrequenzhändler, die Order-Flow-Informationen nutzen und ihre Strategien anhand der pending Transaktionen anpassen.

Dieser Artikel konzentriert sich auf zentrale Aspekte des Transaktionsprozesses: Wer die Blöcke auf Ethereum baut, wie Transaktionen sortiert werden und welche Herausforderungen beim Einsatz des MemPool-Systems bestehen.

MEV-Lieferkette

In diesem Abschnitt werden die zentralen Zwischenrollen vorgestellt, die den Transaktionslebenszyklus beeinflussen, sowie deren Beitrag zur Schaffung von MEV-Chancen.

Teilnehmer im Ethereum-MEV-System

Der MEV-Prozess beginnt bei Suchern. Sucher scannen DeFi-Protokolle und öffentliche Transaktionen, um profitable MEV-Möglichkeiten zu finden. Nicht alle MEV sind böswillig: Einige sind Arbitrage-Bots, die den Spread zwischen verschiedenen Börsen aufrechterhalten oder die Preisbindung von Vermögenswerten sichern; andere verfolgen gefährlichere Strategien, wie z.B. Sandwich-Attacken auf dezentralen Börsen.

Sucher bündeln ihre ursprünglichen Transaktionen mit eigenen Transaktionen zu sogenannten „Bundles“ und senden diese an die Blockbauer, um die Ausführung in einer bestimmten Reihenfolge sicherzustellen.

Blockbauer aggregieren Transaktionen aus dem öffentlichen MemPool, privaten Orderströmen und Sucher-Bundles, um einen Block zu erstellen. Da die MEV-Bundles unterschiedlich sind, variiert die Gesamtsumme der Gebühren und die enthaltenen Transaktionen, was direkt die Fähigkeit der Blockbauer beeinflusst, bei der Auktion um die Aufnahme in die Kette zu bieten. Die Blockbauer geben Gebote an Relais-Stationen ab, die mit Validierern koordinieren. Um ihren Block durchzusetzen, müssen die Blockbauer einen Teil des Blockwerts an diese Teilnehmer abgeben, damit ihr Block ausgewählt wird.

Validierer / Blockvorschläger sind die Akteure, die letztlich entscheiden, welcher Block in die Kette aufgenommen wird. Bei jedem Rotationszyklus wird ein Validierer als Vorschlagender ausgewählt, meist der Blockbauer mit dem höchsten Gebot. Das rotierende Vorschlagsystem soll verhindern, dass einzelne Knoten die Mehrheit der Netzwerkaktivitäten kontrollieren; zu wenige Validierer erhöhen das Risiko der Transaktionszensur, zu viele belasten die Netzwerkverbindung und die Gesamtleistung.

Beispiel für Sandwich-Attacken bei MEV

Eine Sandwich-Attacke bedeutet, dass die Zieltransaktion eines Nutzers zwischen eine böswillige Vorlauf-Transaktion und eine Nachlauf-Transaktion eingeschlossen wird. Bots greifen durch Vorlauf-Transaktionen in die Ausführung der Zieltransaktion ein, meist um den Preis zu ihren Gunsten zu beeinflussen. Nach der Attacke verkaufen sie die resultierenden Gewinne durch die Nachlauf-Transaktion.

Im Ethereum-Block #24.650.612 wurde eine Transaktion durch eine Sandwich-Attacke betroffen: Der Bot profitierte, während der Nutzer einen ungünstigen Wechselkurs erlitt.

1. Nutzer initiiert den Tausch von WETH für Token A, die im MemPool 10 Sekunden warten.
2. Sucher erkennt, dass diese Transaktion den Uniswap V2 Pool beeinflusst und durch Vorlauf-Transaktionen den Wechselkurs verändern kann.
3. Der Bot initiiert eine größere WETH-Transaktion, um Token A vor der Zieltransaktion zu kaufen (Vorlauf-Transaktion).
4. Die Vorlauf-Transaktion wird zuerst ausgeführt, was das Pool-Gleichgewicht stört und der Nutzer mehr WETH für weniger A tauscht.
5. Der Bot führt anschließend eine Nachlauf-Transaktion durch, verkauft A gegen WETH und realisiert so den Gewinn.

Der Blockbauer führt diese Transaktionen in der vom Sucher gewünschten Reihenfolge aus, da dieser eine höhere Prioritätsgebühr gezahlt hat, was den Gesamtwert des Blocks erhöht und die Chance steigert, vom Validierer ausgewählt zu werden.

Wer sind die Blockbauer?

Das Ethereum-Blockaufbau folgt dem Proposer-Builder Separation (PBS)-Modell: Die Blockbauer nutzen eine 12-sekündige Blockzeit, um die Transaktionsreihenfolge zu optimieren und durch Gebühren Wert zu extrahieren. Alle 12 Sekunden findet eine Auktion statt, bei der der Blockbauer einen Teil des Blockwerts an den führenden Validierer abgibt. Der mit dem höchsten Gebot gewinnt, der Validierer veröffentlicht den Block, und der Blockbauer erhält die verbleibenden Gebühren.

Derzeit ist die Blockaufbau-Hochburg stark konzentriert, was das Risiko birgt, dass wenige Akteure die Transaktionsreihenfolge dominieren. Die beiden größten Blockbauer sind:

• Titan Builder: 47,6%

• BuilderNet: 26,0%

BuilderNet versucht, durch gemeinsame Nutzung der empfangenen Transaktionen mit den zugrunde liegenden Blockbauern eine Dezentralisierung zu erreichen. Es konkurriert nicht um den Transaktionsfluss, sondern optimiert die Sortieralgorithmen und bietet eine neutrale Ausführungsumgebung.

Wie viel Wert zahlen Blockbauer an Validierer?

Der Wert im Block bestimmt direkt die Gebote der Blockbauer. Blockbauer, die wertvolle Transaktionen erhalten, können höhere Gebote an Validierer abgeben, um die Auktion zu gewinnen, was einen Kreislauf-Effekt erzeugt: Je häufiger ein Blockbauer gewinnt, desto mehr Nutzer schicken ihre Transaktionen direkt an ihn, was die Kontrolle über die Transaktionsauswahl weiter zentralisiert.

Die Auktionen erfolgen über MEV-Boost: Relais-Stationen teilen Validierern die Gebote für Blöcke mit, Validierer wählen den höchsten Gebots-Block und senden ihn an das Netzwerk.

Beaverbuild und Titanbuilder waren die größten Ethereum-Blockbauer mit den wertvollsten Orderflows und konnten daher mehr ETH an Validierer zahlen, um die Blockaufnahme zu sichern. Später kooperierten Beaverbuild und BuilderNet beim Teilen der Transaktionsströme, was den MEV-Boost-Wert deutlich sinken ließ.

Die tägliche MEV-Boost-Gesamtwertung der Validierer sinkt, was auf Netzwerkoptimierungen zurückzuführen ist. 2026 werden nur noch BuilderNet und Titanbuilder täglich mehr als 500 ETH an MEV-Boost generieren. Die Branche fördert private Transaktionen oder Übergänge ohne MemPool, um bösartige MEV zu reduzieren; gleichzeitig beeinflussen die Verbreitung von Layer-2-Lösungen und die Fragmentierung durch konkurrierende Blockchains die Transaktionszahlen auf Ethereum.

Wie beeinflusst das Anreizsystem das Blockpacken?

Die Transaktionsreihenfolge im Block beeinflusst nicht nur die Ausführungsreihenfolge, sondern auch den Wert des Blocks. Die Reihenfolge wird durch den Algorithmus der Blockbauer bestimmt und basiert auf Faktoren wie: Netzwerkgebühren, Prioritätsgebühren, Transaktionsgröße und Wert für andere Teilnehmer.

Im Block #24.120.201 konzentriert sich mehr als die Hälfte des Gesamtwerts (Netzwerkgebühren + Prioritätsgebühren) auf die ersten 44 Transaktionen, die nur 12,5% aller Transaktionen ausmachen. Dies zeigt anschaulich die Anreizlogik der Blockbauer: Sie versuchen, möglichst hohe Werttransaktionen in den Block zu packen, um die Block-Auktion zu gewinnen. Bei späteren Transaktionen sind dann die verfügbaren Rechenressourcen und die Reihenfolge im MemPool limitierend.

Fazit

Ethereum verfügt über ein einzigartiges Transaktionsausführungssystem: Das Ziel, alle 12 Sekunden einen Block zu produzieren, gibt den Blockbauern Zeit, die Blöcke zu optimieren und Gebote bei Validierern abzugeben, sowie Suchern, MEV-Chancen zu erkennen.

Blockbauer sind stark motiviert, MEV-Transaktionen aufzunehmen, da dies den Wert des Blocks erhöht. Allerdings beschränken Faktoren wie Transaktionsfluss, Blockgröße, Rechenkapazität und Gebotsgeschwindigkeit die Fähigkeit der Blockbauer, Transaktionen in der idealen Reihenfolge auszuführen und die Transaktionslieferkette zu kontrollieren.