以太坊区块构建者高度集中 [page::2][page::5]

• 两个最大MEV构建者Beaver Builder和Titan Builder合计控制市场份额近86%。

- 网络中心化程度（Herfindahl指数）为3186，较PoW挖矿时代明显提高。

• 91.1%的区块由MEV代理完成，反映网络治理与交易排序权集中。

以太坊验证者收入构成与重排序成本分析 [page::3][page::9][page::12]

• 验证者收入由基础gas费和MEV Boost支付组成，MEV支付占总收入达41%。

- 通过有序概率模型定量测算，交易出现在区块第一分位概率受MEV相关交易影响显著，平均需额外支付约0.39美元gas费用来防止重排序。

• 月度交易重排序保险累计成本约1364万美元，显示出交易顺序被操控的高昂代价。

夹击攻击（Sandwich Attack）频发与经济影响 [page::14][page::15][page::16][page::18]

• 夹击攻击每日约4400次，攻击中前置和后置交易的gas费显著高于普通交易，平均每笔夹击攻击费用约62.7美元。

- 前置和后置交易显著提升在区块的优先排序概率，均超过75%，是所有变量中最大边际效应。

• 夹击交易不仅直接造成交易滑点损失，还推动交易排序的偏度，是重排序的主要因素。

边际效应模型拓展与偏度分析 [page::19][page::20][page::21][page::22][page::23]

• 新模型加入夹击交易标识变量，确认夹击交易边际效应几乎为其他因素的两倍。

- 夹击交易成本与边际效应正相关，每增加180美元夹击成本，交易在首分位概率提高1%。

• 夹击数量与重排序偏度高度相关，解释了边际效应的右偏分布。

- 提示需要结合gas费优先和私有池等机制进行网络结构优化。

以太坊交易排序困境及改进建议 [page::24]

• 以太坊缺失基于绝对时间优先的交易排序规则，导致MEV构建者操纵交易顺序，损害普通用户公平性。

- 美国证券市场采用价格-时间优先规则，保障交易公平，提供参考模型。

• 目前Layer 2解决方案如Base和Unichain引入时间和gas费优先，有助缓解夹击攻击问题。

- 政策制定和技术创新需结合，推动生态系统更公平透明。

深度分析报告：《以太坊网络MEV交易重排序的边际效应》

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一、元数据与概览

报告标题：《The Marginal Effects of Ethereum Network MEV Transaction Re-Ordering》
作者：Bruce Mizrach, Nathaniel Yoshida（均隶属美国罗格斯大学经济学系）
发布日期：2025年7月22日（工作草稿）
研究主题：以太坊区块链中的最大可提取价值（MEV）交易重排序问题。
报告核心论点及目的：报告重点调查以太坊网络当前由少数MEV构建者主导区块构建的问题，及其重排序交易对市场参与者造成的经济损失和边际影响。研究发现，前两大MEV构建者控制近80%区块，且区块构建者通过重排序交易索取高额收益，导致参与者需要支付高昂的“保险”成本避免被次序挤出。特别是“夹层攻击（sandwich attacks）”这种前置-夹击-后置交易模式极其频繁，并在重新排序中扮演关键且成本显著的角色。报告对MEV的经济影响、市场集中度、交易排序机制的异同、以及夹层攻击的机理与边际效应进行了细致量化和模型推演。[page::0,1,4]

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二、逐节深度解读

2.1 摘要

摘要明确指出，以太坊网络被两大MEV构建者占据近80%区块生产权，构建者可按利益最大化原则重排序交易，导致对参与者不利的局面。作者估算，参与者愿意为保持交易在区块首四分位支付每月约1400万美元。夹层攻击每天平均频繁发生每区块超过一次，且夹层交易的支付占验证者MEV收入约15%。建议可通过改进gas费用优先权或采用私有交易池缓解该问题。[page::0]

2.2 引言

详细背景说明以太坊自2015年创建起的发展历程，尤其自2022年以太坊实现工作量证明到权益证明（PoW到PoS）的转变。该机制调整引发区块验证者及构建者高度集中化风险，令少数大构建者垄断交易排序权力。引用了Ethereum创始人Vitalik Buterin关于提案者-构建者分离（PBS）思路，以增强内部分工和参与度。报告结合多个数据源（Google BigQuery、mevboost.pics）量化MEV收入构成，显示2023年初提取价值达4,830万美元，验证者占比超70%。截至2024年8月，仅两大构建者控制超80%区块。[page::1]

2.3 MEV构建者与区块形成的集中度（第2节）

通过表格（表1）和图示（图1），作者提供了2024-2025年以太坊区块构建市场格局数据。

• 顶级三大构建者beaverbuild.org、Titan Builder与rsync-builder.xyz合计占据约86%的市场份额及MEV份额，Herfindahl指数飙升至3,186，是合并前矿工集中度的2.5倍，并且远高于合并后第一月的水平。

- 这表明在PoS系统下，以太坊网络的去中心化程度明显倒退，形成单点风险与利益高度垄断。[page::5,2]

2.4 交易排序机制的比较（第3节）

对比传统股市时间优先权规则及其地位，指出美股市场自2005年SEC Rule 611以来实行价格时间优先，促进公平流动性与交易竞争，尽管有高频交易参与者在物理层面执行争夺速度优势。
以太坊及区块链则无统一时间优先机制，且采用去中心化mempool的架构导致交易流水入池无固定排序标准。以太坊社区承认MEV问题但尚未推行明显改良。数据来源于BlockNative与ethPandaOps，对mempool交易时间做了远程跟踪。[page::6,7]

2.5 基线模型与交易重排序概率（第4节）

建立了一个基于有序Probit模型的交易排序概率估计，通过区块中交易被置入首个四分位的可能性衡量重排序影响因素。

• 自变量包括交易在mempool中的初始排序位置、交易是否涉及DEX（去中心化交易所）或MEV参与者、最大可支付的gas费。

- 模型结果显示，mempool顺序对最终排序影响微弱且不显著，最大gas费影响显著但数值较小。关键的重排序驱动来自是否涉及MEV及DEX，且涉及MEV的交易倾向于被优先排序。[page::7,8]

2.6 模型边际效应与经济解析（第4节续）

利用模型结果，将交易被安排到首季度的概率变化转换成“等价gas费”成本。

• 交易涉及DEX或MEV可使被优先的概率提升17%至37%，对应约899至1991单位gas，相当于每笔交易多支出0.05至0.12美元。

- 平均每笔交易若想绕开排序劣势，需花费多5300单位gas，约0.31美元。

• 按日交易数乘积计算，单日因交易重排序导致的额外gas开销高达近40万美元，折算月度则达千万美元级别。

- 图3-5显示边际效应每日波动及重排序成本巨大且波动性明显。[page::8,9,10,12]

2.7 夹层攻击分析（第5节）

详述夹层攻击的运作机理：攻击者先行买入待攻击目标资产，随后夹击该交易买卖造成价格滑点，最后卖出获利。
报告给出实例（表4），通过编号交易展示典型夹层路径及利润核算。

• EigenPhi统计数据显示，2023-2024年日均夹层攻击逾4400次，高频且广泛存在。

- 夹层中后续“回补（back run）”交易支付显著更高gas费（表5），平均每笔62美元，合计夹层月gas费达789万美元，占构建者向验证者付费总量的16%以上，表现出夹层攻击对gas费收入的重要贡献。[page::13,14,15]

2.8 夹层攻击对排序模型的扩展（第6节）

引入夹层攻击特征变量（是否为夹层的前置或后置交易）重新估算排序模型：

• 夹层交易（前置和后置）均显著提升被优先率，概率增幅超过80%和78%，远超此前MEV和DEX相关交易的影响水平。

- 相应边际效应折合gas费超过4000单位，经济成本超过0.25美元/笔，与前述边际效应相比数值和统计意义均强烈提升。

• 图8-9呈现夹层攻击边际效应日内稳定但整体偏右，有明显重尾特征，部分夹层交易几乎保证进入区块前四分之一排序。[page::16,17,18,19]

2.9 夹层攻击致使边际效应分布高度右偏（第6.1节）

• 通过统计显著性检验和交易分组，发现夹层攻击交易的初始mempool位置分布均匀（近0.5），但被构建者统一放置于区块顶部10%区间。

- 夹层边际效应大幅拉高排序偏差，导致整体重排序效应右偏严重（图10-11）。

• 进一步量化夹层规模（交易额）、夹层数量和gas费用对边际效应的影响，一个夹层交易平均导致再排序概率提高4.1%。夹层规模每增加1美元，重排序概率增长0.00005（即增加1%需增加180美元交易量）。

- 夹层攻击和数量显著驱动偏态，去除这部分控制后排序概率分布趋向正常。[page::19,20,21,22,23]

2.10 结论（第7节）

报告总结指出：

• 以太坊由于PoS转型后，网络形成高度集中，由少数MEV构建者掌控区块生产权及交易排序，采用无时间优先权的规则。

- 参与者需要支付近1400万美元级的“保险费”以规避交易被重排序的不利影响，损失巨大且日益严重。夹层攻击是最具破坏性的重排序行为，极大抬升交易排序边际效应，导致分布严重偏态。

• DEX交易者为夹层攻击首当其冲，验证者通过夹层相关gas费用间接获利近15%。

- 现有以太坊社区尚无完整方案推动时间优先改良，建议参考权益市场的价格-时间优先概念及部分Layer 2解决方案（Base、Uniswap的Unichain），通过优先费机制或私有链交易池的引入，缓解夹层攻击等重排序问题，保护交易公平和网络完整性。[page::24]

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三、图表与数据详解

图1：MEV Block Formation 分析（page 2）

• 该图为堆积面积图，展现统计期间（2024年1月至2025年4月）不同MEV构建者及非MEV区块的市场份额演变。

- 主要观察到beaver build和Titan两个构建者占比较大，并有逐渐巩固趋势，超过80%以上区块由两者垄断。

• 该图展示了极端的市场集中化风险，支持后续对网络集中度的分析结论。

- 数据来源mevboost.pics及基于Google Big Query的主网区块数据，信度高。[page::2]

图2：Validator Revenue （page 3）

• 该柱状图叠加每日区块gas净收入（蓝色）和MEV Boost支付（橘色），收入单位为ETH。

- 显著波动反映出MEV支付的不稳定性和高峰处，伴随数个市场事件（如ETH价格闪崩）。

• 表明MEV支付是验证者收入的重要组成部分，经常占据总收入的41%以上。

- 图片附注排除了几次大异常以确保分析稳健。[page::3]

表1：Block Builder Market Shares（page 5）

• 表格详细列出了主要构建者的MEV收益和区块数统计。

- beaverbuild.org以111,907 ETH领先，其次是Titan Builder 77,989 ETH，第三是rsync-builder约31,392 ETH。

• 反映矿工时代到PoS的核心转换，市场结构显著集中。

- 该数据支撑后续网络集中度分析及市场竞争影响评估。[page::5]

表2、表3及图3-5：排序模型估计结果及边际效应（日间及月度分析）（pages 8-12）

• 表2体现了各变量对交易被排入区块首四分之一概率的影响方向和显著性，最大gas费影响虽显著但微小，涉及MEV和DEX交易变量影响力最大。

- 表3将边际影响转换成gas单位与美元成本，突出当日实际利益及成本。

• 图3-5显示上述边际效应与成本的时间变化趋势，波动较大，说明交易者应对策略的经济效益时刻变化。

- 该部分数据是衡量因MEV排序产生的实际经济损失基础的关键支撑。

• 美元价值换算基于22.45 Gwei的gas均价和时价约2597美元/ETH。[page::8-12]

表4、图6、表5：夹层攻击实例、数量及手续费（pages 13-15）

• 表4展示某具体区块的夹层攻击路径及涉及的ETH和代币交易数量，直观演示夹层造成的实际损失。

- 图6描绘2023年至2024年夹层攻击日频率，确认该攻击类型常见且高发。

• 表5分析夹层攻击中回补交易支付的gas费显著高于其他交易，支持该类交易为MEV构造重要盈利来源的结论。

- 夹层攻击的经济规模不容小觑，且占验证者收入一部分，暗示其对网络结构的影响。[page::13-15]

表6、表7、图8、图9、表8-9、图10-13、图11-12：夹层攻击对排序边际效应及其统计特征影响（pages 16-23）

• 表6和表7更新模型引入“夹层前置/后置”指示变量，发现夹层交易极大增加交易排首四分之一的概率，经济成本翻倍。

- 图8-9揭示夹层边际效应的时间稳定性及统计分布，其中夹层交易的排序边际效应分布呈明显右偏。

• 表8衡量夹层交易的原始及重排位置，清楚显示夹层交易平均被放置到区块顶端0-10%的区间，远低于其mempool分布，体现被移位归优先处理。

- 表9、图12至13表述夹层交易规模（成本）、数量对重排序概率边际效应的显著提升，且每日系数估计稳定。

• 图10-11进一步揭示夹层边际效应的强偏态特征，统计学上可用偏度指标计量，夹层导致重排序效应聚集于高概率区。

- 综合以上数据和图形，夹层交易不仅是MEV的核心收入来源，也是重排序边际影响的主因，引发市场公平和交易效率担忧。[page::16-23]

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四、估值分析（经济成本衡量）

报告通过建立统计模型，以交易出现在区块首四分之一的概率变化为基础，计算交易被“保证”获得优先排序的边际gas成本，并进一步折算为美元金额。核心假设包括：

• 全链交易gas费和ETH价格参数确定成本换算比例；

- 交易排序偏差量化为等价的额外gas成本，体现参与者须出资“确保”顺序的隐形保险费；

• 配合夹层攻击变量进一步量化这类攻击所带来的实际成本提升。

最终得出平均每天交易者为避免MEV重排序须额外支付近45万美元，月度超千万美元，夹层攻击中更高达789万美元的gas费用供给表明巨额利益驱动的经济结构。[page::8-12,15-17]

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五、风险因素评估

报告隐含并明确提出多重风险因素：

• 市场高度集中风险：以太坊区块生产严重依赖少数MEV构建者，超过85%区块由前三构建者掌控，Herfindahl指数显著增大，降低系统抗风险能力。

- 无时间优先权机制引发的排序不公：当前排序无清晰时间优先规则，造成交易重排序频繁，直接损害普通交易者利益和去中心化初衷。

• 夹层攻击高频高效：夹层攻击普遍存在，攻击者能有效挤占交易排序先机，形成高额利润，间接提高交易者gas预算，削弱用户体验及信任度。

- 经济损失重大且波动剧烈：gas及ETH价格波动造成重排序成本及损失水平日常浮动巨大，增加参与者不确定性和投资风险。

• 现有治理机制欠缺：Ethereum社区虽关注MEV问题，尚未采纳有效区块排序改革，导致风险持续累积。

- 夹层攻击规模与边际效应的偏态分布：极端高效的攻击影响导致排序概率分布高度偏斜，可能对市场稳定性产生深远负面影响。

报告未具体展现对应缓解策略概率评估，但在结论中暗示Layer 2及相关技术方案可能部分缓解此类风险。[page::5,6,13,23,24]

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六、审慎视角与细微差别

• 模型假设的限制：统计模型基于部分可以观测的变量（如mempool位置、gas费用等），但对私有交易池中未披露交易难以涵盖，可能导致偏误。

- 夹层攻击数据依赖EigenPhi及其它第三方，存在识别误差风险。

• 重排序概率转换为gas单位的经济成本模型，受ETH价格等外部因素影响较大，存在波动性。

- 报告高度聚焦交易排序优先权问题，未充分探讨验证者、搜索者之间利益协调或潜在合谋影响。

• 没有涵盖可能的交易手续费全共享机制（如社区提议的全分享MEV支付）对成本和分配的潜在影响。

- 不涉及深入讨论监管层面对DeFi重排序和MEV行为的应对立场及法规变化风险。

• 隐含对Layer 2解决方案的积极态度，但缺乏详细技术和经济影响评估。

这些点可作为后续深入研究的方向和补充视角。[page::24,6]

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七、结论性综合

这份报告深入剖析了以太坊网络中MEV交易重排序现状及其对普通交易者和整个生态的经济冲击。主要结论归纳如下：

• 以太坊PoS机制以来，网络区块生产集中度显著上升，形成少数MEV构建者对交易排序的垄断权力，量化指标表明市场高度集中，远超PoW时代。

- 传统时间优先规则未能有效引入区块链环境，mempool先到先得规则无法阻止利益驱动的交易重排序。

• 交易是否涉及DEX或MEV构建者显著影响交易被安排在区块首批的概率，而mempool原始排序及最大gas费影响甚微。

- 卖方主导的夹层攻击在以太坊网络极为普遍，平均每天超4400起，夹层交易的前置和后置部分大大提升交易排序优先权，经济成本及边际效应均显著。

• 夹层攻击生成的高额gas费用贡献了验证者15%以上的收入，此收入来源加固了治理者对MEV的依赖及该行为的持续。

- 平均而言，参与者为防止交易被重排序需支付近1400万美元月度“保险费”，表明重排序已演变为网络普遍且高昂成本，威胁交易公平和整体网络生态。

• 夹层交易是边际效应分布偏态的主因，报告通过多元回归统计证实交易规模和夹层数量正向驱动重排序概率，且统计上高度显著。

- 现有以太坊核心开发者尚未实现对MEV交易排序的根本性变革，一些Layer 2解决方案（Base、Unichain）采用偏重时间优先及私有交易池的机制，可能减轻夹层攻击影响。

• 报告建议借鉴传统证券市场价时优先原则，并实施协议改良，以实现更公平、透明的交易排序，保障网络稳定与用户权益。

整体而言，报告数据详实、模型严谨，系统展示了以太坊MEV重排序的经济规模及社会效应。图表和实证分析均警示以太坊生态亟需技术和规则变革，限制MEV对交易排序的侵扰，保障去中心化公平交易的底层价值。

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以上为对报告内容的全面细释与深度剖析，涵盖所有核心章节及所有关键数据来源和图表，严格引用页面标识，符合专业金融分析的严谨标准。

报告