On-chain Arbitrage: Atomare Zyklen, Flash Loans und die Auktion, die man gewinnen muss

Es gibt einen bequemen Mythos, dass On-Chain-Arbitrage schwierig ist, weil das Finden schwierig ist – dass irgendwo im Preisgraphen ein versteckter Zyklus existiert, den nur der cleverste Algorithmus erkennen kann, und wer ihn am schnellsten berechnet, wird bezahlt. Die Wahrheit ist fast das Gegenteil. Auf einer öffentlichen Blockchain ist der profitable Zyklus für jeden im selben Moment sichtbar, berechnet von Dutzenden von Bots, die nahezu identischen Code gegen dieselben Reserven ausführen. Die Erkennung ist ein gelöstes, kommerzialisiertes Problem. Was schwierig ist – was tatsächlich entscheidet, wer das Geld bekommt – ist das Gewinnen der Reihenfolge: die eigene Transaktion im richtigen Slot des richtigen Blocks zu platzieren, vor jedem anderen Sucher, der genau dasselbe gefunden hat. On-Chain-Arbitrage ist leicht zu erkennen und schwer zu gewinnen, und die Lücke zwischen diesen beiden Verben ist der Ort, an dem die gesamte Ökonomie des Geschäfts lebt.

Dieser Artikel beleuchtet die Seite des Suchers. In MEV anatomy haben wir den dunklen Wald aus der Perspektive des Opfers kartiert und eine Fortsetzung über die gutartige Extraktion versprochen – die Arbitrage und das Backrunning, die die On-Chain-Preise ehrlich halten. In on-chain liquidations haben wir einen Flash-Loan-Ausführungsvertrag und ein Oracle-Backrun-Bundle erstellt und hier auf die allgemeine Behandlung des Primitivs verwiesen. Dieser Beitrag begleicht beide Schulden. Er setzt voraus, dass Sie bereits wissen, was ein Mempool, ein Bundle und eine Prioritätsgebühr sind; falls nicht, lesen Sie zuerst den MEV-Artikel. Hier bauen wir die Maschine des Arbitrageurs: die atomare Transaktion, die nicht verlieren kann, das geliehene Kapital, das die Kapitaleinschränkung aufhebt, die Graphensuche, die die einfache Hälfte ist, und die Auktion, die fast die gesamte Marge auffrisst.

Atomarität: Der Handel, der bei Verlust rückgängig gemacht wird

Die definierende Eigenschaft von On-Chain-Arbitrage – das, was sie kategorisch sicherer macht als jeden Cross-Venue-Handel, den ein CEX-Händler ausführen kann – ist die Atomarität. Eine Multi-Hop-Arbitrage ist keine Abfolge von Trades, die man abfeuert und hofft, dass sie zusammen landen. Es ist eine einzige Transaktion, die jeden Schritt des Zyklus ausführt, und wenn der Endsaldo nicht strikt größer ist als der Startsaldo, wird die gesamte Transaktion rückgängig gemacht: Jede Zustandsänderung wird zurückgesetzt, als wäre sie nie geschehen, und man verliert nur das Gas für eine fehlgeschlagene Transaktion.

Dies ändert das Risikoprofil vollständig. Ein CEX-Händler, der BTC an einer Börse kauft, um es an einer anderen zu verkaufen, hält dazwischen Bestände – für Sekunden, Minuten, wie lange auch immer die Übertragung und die zweite Ausführung dauern – und trägt das Risiko der Preisentwicklung in diesem Zeitraum. Der On-Chain-Arbitrageur hält Bestände für null Zeit in einem wirtschaftlich sinnvollen Sinne: Kauf und Verkauf sind dieselbe unteilbare Operation. Es gibt kein Preisrisiko in der Mitte des Zyklus, weil es keine Mitte des Zyklus gibt. Entweder schließt sich die gesamte Schleife in einem atomaren Schritt profitabel, oder sie findet überhaupt nicht statt.

Die Absicherung, die dies durchsetzt, ist ein einziger Vergleich am Ende des Ausführungspfads. Konzeptionell tut ein atomarer Arbitrage-Vertrag nichts weiter als:

// The whole cycle runs inside one transaction. If the closing balance
// does not clear the opening balance (plus costs), the require() throws,
// and the EVM reverts every trade that came before it.
function executeCycle(bytes calldata path, uint256 minProfit) external {
    uint256 start = IERC20(baseToken).balanceOf(address(this));

    _hopA(path);   // e.g. USDC -> WETH on Uniswap
    _hopB(path);   // e.g. WETH -> DAI  on Sushiswap
    _hopC(path);   // e.g. DAI  -> USDC on Curve

    uint256 end = IERC20(baseToken).balanceOf(address(this));
    require(end >= start + minProfit, "unprofitable");   // atomic safety net
}

Der require ist das gesamte Sicherheitsmodell. Ein veraltetes Angebot, eine konkurrierende Transaktion, die den Pool einen Slot vor Ihrer verschoben hat, eine unerwartete Gebühr – alles, was den Zyklus unrentabel macht, löst einfach die Absicherung aus und führt zu einem Revert. Sie verkaufen niemals den letzten Schritt zu einem schlechteren Preis, als Sie modelliert haben, und tragen den Verlust; der Handel, der Geld verloren hätte, wird nicht ausgeführt. Deshalb ist Arbitrage das gutartige Ende der MEV-Taxonomie aus dem MEV-Artikel: Es gibt kein Opfer, dessen Ausführung verschlechtert wird, und der Arbitrageur trägt kein direktionales Bestandsrisiko. Die einzigen realen Kosten eines fehlgeschlagenen Versuchs sind Gas – was, wie wir sehen werden, genau die Kosten sind, die die wettbewerbsorientierte Auktion in die Höhe treiben soll.

Flash Loans eliminieren die Kapitaleinschränkung

Atomarität ermöglicht etwas Stärkeres: Arbitrage mit keinem eigenen Kapital. Ein Flash Loan ermöglicht es Ihnen, einen beliebigen Betrag von einem Kreditpool unter genau einer Bedingung zu leihen – Sie zahlen ihn, zuzüglich einer Gebühr, bevor die Transaktion endet, zurück. Da das Leihen, die Arbitrage und die Rückzahlung alle innerhalb einer atomaren Transaktion stattfinden, ist der Pool keinem Ausfallrisiko ausgesetzt: Wenn Sie nicht zurückzahlen können, wird die gesamte Transaktion rückgängig gemacht und der Kredit wird ungeschehen gemacht. Der Kreditgeber ist durch denselben Revert geschützt, der auch Sie schützt.

Das Muster ist ein Callback. Sie rufen die Flash-Loan-Funktion des Pools auf; der Pool sendet Ihnen die Token und ruft Sie dann zurück; innerhalb dieses Callbacks führen Sie den Zyklus aus und müssen genug übrig lassen, um zurückzuzahlen:

// Called by the lending pool in the middle of the flash loan.
function receiveFlashLoan(address token, uint256 amount, uint256 fee, bytes calldata data)
    external
{
    // 1. buy the asset cheap on venue A with the borrowed `amount`
    uint256 bought  = _swap(VENUE_A, token, ASSET, amount, data);
    // 2. sell it dear on venue B, back into the borrowed token
    uint256 repaidIn = _swap(VENUE_B, ASSET, token, bought, data);
    // 3. must be able to return principal + fee, or the whole tx reverts
    require(repaidIn >= amount + fee, "arb cannot cover loan");
    IERC20(token).transfer(msg.sender, amount + fee);   // repay in-tx
    // whatever remains — repaidIn - amount - fee — is profit, kept here
}

Die Gebühr ist gering und ortsabhängig: Aave v3 berechnet 5 Basispunkte (0,05 %) für einen Flash Loan, Balancer berechnete historisch 0 Basispunkte, und Uniswap v3 bietet dieselbe Funktion über Flash Swaps an, bei denen die Gebühr lediglich die normale Swap-Gebühr des Pools ist. Fünf Basispunkte sind ein realer Kostenfaktor, der innerhalb der Zyklusmarge gedeckt werden muss, aber er ist trivial im Vergleich zur Alternative, sechs- oder siebenstellige Beträge des eigenen Bestands zu binden, um eine Dislokation zu erfassen, die einen Block lang dauert.

Die Konsequenz für die Marktstruktur ist es wert, klar dargelegt zu werden: Flash Loans entkoppeln Arbitragegewinne vom Kapital. Der Gewinner einer bestimmten Gelegenheit ist nicht der Sucher mit der größten Bilanz – ein Bot mit ein paar Dollar Gaskosten kann zehn Millionen Dollar für die Dauer einer Transaktion leihen. Kapital ist nicht der Graben. Jeder kann die gleiche Größe gegen die gleiche Gelegenheit leihen, weshalb der Wettbewerb genau auf das eine zusammenbricht, was nicht kommodifiziert ist: zuerst geordnet zu werden.

Ein ausgearbeiteter Cross-DEX-Zyklus

Zahlen machen die Mechanik konkret. Nehmen wir zwei Constant-Product WETH/USDC-Pools mit einer Gebühr von 0,30 % ($\gamma = 0.997$) an, und nehmen wir an, ein großer Kauf hat Pool B gerade über Pool A gehoben – die Art von Dislokation, die im nächsten Abschnitt zeigt, wo Zyklen tatsächlich herkommen. Verwenden Sie runde, klar illustrierende Reserven:

• Pool A (günstig): $x_A = 10{,}000$ WETH, $y_A = 30{,}000{,}000$ USDC $\Rightarrow$ Preis $3{,}000$ USDC/WETH.
• Pool B (teuer): $x_B = 10{,}000$ WETH, $y_B = 30{,}600{,}000$ USDC $\Rightarrow$ Preis $3{,}060$ USDC/WETH.

Der Zyklus ist: Flash-Borrow USDC, WETH günstig auf A kaufen, teuer auf B verkaufen, zurückzahlen. Leihen Sie $\Delta U = 100{,}000$ USDC. Hop 1 verkauft USDC in Pool A für WETH:

$\Delta W = \frac{x_A\,\gamma\,\Delta U}{y_A + \gamma\,\Delta U} = \frac{10{,}000 \times 99{,}700}{30{,}000{,}000 + 99{,}700} \approx 33.12 \text{ WETH}.$

Hop 2 verkauft dieses WETH in Pool B für USDC:

$\Delta U_{\text{out}} = \frac{y_B\,\gamma\,\Delta W}{x_B + \gamma\,\Delta W} = \frac{30{,}600{,}000 \times 33.02}{10{,}000 + 33.02} \approx 100{,}723 \text{ USDC}.$

Sie haben 100.000 geliehen, 100.723 erhalten und schulden eine Flash-Gebühr von 5 Basispunkten, also 50 USDC. Netto: etwa $673 Bruttogewinn bei einem Kapitaleinsatz von null, vor Gas und vor dem Prioritätsgebot. Zwei Dinge sind zu beachten. Erstens bewegen die beiden Hops die Pools aufeinander zu – der Kauf auf A erhöht den Preis, der Verkauf auf B senkt den Preis – sodass der Gewinn nicht linear zur Größe ist: Zu viel zu pushen führt dazu, dass der Preisimpakt die Lücke auffrisst, genau wie bei der Sandwich-Optimierung aus dem MEV-Artikel. Der Sucher führt eine eindimensionale Suche über $\Delta U$ durch, um die Kreditgröße zu finden, die den Nettogewinn maximiert. Zweitens ist dieser $673 eine deterministische Zahl, die jeder konkurrierende Bot aus denselben Reserven auf denselben Wert berechnet – was das ganze Problem ist und Gegenstand des Auktionsabschnitts unten.

Erkennung ist die einfache Hälfte

Betrachtet man den Markt als Graphen – Assets als Knoten, Handelspaare als gewichtete Kanten – so ist ein Arbitrage-Zyklus eine Schleife, deren Produkt der Wechselkurse eins übersteigt. Nimmt man den Logarithmus jeder Rate, negiert ihn, so wird ein profitabler Zyklus zu einem negativ gewichteten Zyklus; das klassische Werkzeug, um einen solchen zu finden, ist Bellman-Ford, mit SPFA und dem neueren RICH-Algorithmus als schnelleren Varianten, die auf die kleinen, sich schnell ändernden Graphen abgestimmt sind, die reale Märkte produzieren. Dieses gesamte Toolkit – die Log-Transformation, die Negativ-Zyklus-Bedingung, die Rust-Implementierungen, die gebührenbereinigten Kantengewichte, die die meisten theoretischen Zyklen eliminieren – ist Gegenstand von graph algorithms for arbitrage detection, und es ist nicht nötig, es hier zu wiederholen.

Was für diesen Artikel wichtig ist, ist ein einziger Buchhaltungspunkt: Die Gebühr muss in das Kantengewicht einfließen, sonst ist der Zyklus eine Fata Morgana. Eine Drei-Bein-Schleife zahlt drei Pool-Gebühren plus, falls Sie geliehen haben, die Flash-Loan-Gebühr, und der Negativ-Zyklus-Test muss alle berücksichtigen:

from math import log

def cycle_log_gain(rates, pool_fee=0.003, loan_fee=0.0005):
    """Log-gain around a cycle. > 0 means gross profit before gas and priority bid.
    `rates[i]` = units of the next asset per unit of the current one on hop i."""
    gross = 1.0
    for r in rates:
        gross *= r * (1 - pool_fee)     # each hop pays the venue's swap fee
    gross *= (1 - loan_fee)             # one flash-loan fee for the whole cycle
    return log(gross)                    # still ignores gas and the auction bid

Hier ist die tragende Beobachtung. Diese Funktion ist deterministisch. Füttern Sie sie mit den aktuellen On-Chain-Reserven – die jeder Knoten identisch hält, da die Kette eine gemeinsame, replizierte Zustandsmaschine ist – und jeder Sucher berechnet den gleichen cycle_log_gain auf denselben Wert zur selben Blockhöhe. Es gibt kein privates Signal, keinen proprietären Datensatz, keinen Informationsvorteil. Wenn ein großer Swap oder ein neuer Block die Reserven neu ordnet, leuchten Dutzende von Bots, die strukturell identischen Erkennungscode ausführen, alle innerhalb von Millisekunden auf denselben Zyklus auf. Die Suche liefert jedem die gleiche Antwort.

Ein Hinweis zur Topologie, denn sie prägt, wie schwierig die Suche tatsächlich ist. Die günstigsten Zyklen sind dreieckig und Intra-DEX – WETH → USDC → DAI → WETH vollständig innerhalb einer Uniswap-Bereitstellung: drei Hops, drei Pool-Gebühren, keine Cross-Venue-Koordination. Cross-DEX-Zyklen (Kauf auf Uniswap, Verkauf auf Sushiswap) fügen Venues hinzu, lassen aber die atomare Absicherung identisch. Längere, exotische Zyklen ketten noch mehr Hops aneinander – aber jeder zusätzliche Hop multipliziert einen weiteren $(1-\text{fee})$-Faktor in das Produkt, so dass die gebührenbereinigte Negativ-Zyklus-Bedingung lange Zyklen schnell eliminiert. Genau deshalb begrenzen reale Sucher die Zykluslänge auf drei bis fünf Hops und beschneiden aggressiv; es ist die geschichtete, längenbegrenzte Suche, für die der RICH-Algorithmus aus dem graph-algorithms piece entwickelt wurde.

Die Erkennung gewinnt Ihnen also nicht den Handel; sie qualifiziert Sie nur, darum zu konkurrieren. Der log(gross) > 0-Test sagt Ihnen, dass eine Gelegenheit existiert – er sagt nichts darüber aus, ob Sie die Adresse sein werden, die sie ergreift. Das wird eine Ebene tiefer entschieden, in der Reihenfolge, und die Reihenfolge ist nichts, was Ihr Algorithmus berechnet. Es ist etwas, wofür Sie bieten. Alles Schwierige an der On-Chain-Arbitrage geschieht, nachdem der Zyklus gefunden wurde.

Backrunning: Die gutartige Form von MEV

Woher kommen diese Zyklen überhaupt? Überwiegend aus Transaktionen anderer Leute. Ein großer Swap in einem Uniswap-Pool verschiebt den Preis dieses Pools vom breiteren Markt weg; der Pool ist nun im Verhältnis zu Binance, zu einem Curve-Pool, zu Sushiswap falsch bewertet; und die Handlung, ihn wieder auszurichten, ist eine profitable Arbitrage. Der Sucher, der dies tut, platziert seine Transaktion unmittelbar nach dem Swap, der die Dislokation verursacht hat. Dies ist Backrunning, und es ist die dominante, gutartige Form von On-Chain-MEV.

Erinnern Sie sich an die Constant-Product-Mechanik aus dem MEV-Artikel. Ein Pool hält Reserven $x, y$ mit $x \cdot y = k$ und einem Spotpreis $P = y/x$. Jemand verkauft eine große Menge $\Delta x$ des Basiswerts in diesen Pool; durch die Invariante zahlt der Pool aus

$\Delta y = \frac{y\,\gamma\,\Delta x}{x + \gamma\,\Delta x}, \qquad \gamma = 0.997,$

und der neue Spotpreis ist niedriger – der Verkäufer hat ihn nach unten gedrückt. Wenn der externe Marktpreis immer noch $P_{\text{ext}}$ ist, notiert der Pool jetzt unter $P_{\text{ext}}$, und der gewinnmaximierende Backrun kauft vom Pool genau so lange, bis sein Grenzpreis wieder auf $P_{\text{ext}}$ steigt – das heißt, bis die Reserven wieder $y/x = P_{\text{ext}}$ erfüllen. Der Arbitrageur erfasst den Bereich zwischen der Ausführungskurve des Pools und dem flachen externen Preis – den Wert, den der große Swap auf dem Tisch liegen ließ, indem er den Pool bewegte.

Die entscheidende strukturelle Tatsache – die das Backrunning auf die gutartige Seite der Bilanz stellt – ist, dass ein reiner Backrun die Ausführung des Ziels nicht verschlechtert. Er läuft strikt nach dem Swap des Opfers. Zum Zeitpunkt der Ausführung des Backruns ist der Preis des Swappers bereits fixiert; nichts, was der Backrunner tut, kann zurückgreifen und ihn verschlechtern. Dies steht im Gegensatz zum toxischen Sandwich aus dem MEV-Artikel, bei dem ein Frontrun vor dem Opfer eingefügt wird, um dessen Ausführung zu verschlechtern, damit der Backrun die vergrößerte Dislokation ernten kann. Dieselbe Backrun-Mechanik, entgegengesetzte Moral: Das Sandwich erzeugt die Fehlbewertung auf Kosten des Opfers; der gutartige Backrun beseitigt lediglich eine Fehlbewertung, die das Opfer ohnehin erzeugt hätte. Der Arbitrageur ist der Mechanismus, durch den On-Chain-Preise die Außenwelt verfolgen – dieselbe Rolle, die Cross-Venue-Arbitrage überall im Finanzwesen zu einer stabilisierenden Kraft macht.

Deshalb versucht der moderne MEV-Schutz-Stack auch, Backruns zu erhalten und umzuverteilen, während Sandwiches unterdrückt werden. Flashbots' MEV-Share und Order-Flow-Auktionen ermöglichen es einem Benutzer, partielle Hinweise zu seiner Transaktion preiszugeben, Sucher einzuladen, um das Recht zum Backrunning zu bieten, und den größten Teil des resultierenden Gewinns an den Benutzer zurückzuerstatten, der die Gelegenheit geschaffen hat. Der Backrun findet immer noch statt – der Preis wird immer noch neu ausgerichtet –, aber der Wert fließt zurück zu der Transaktion, die ihn generiert hat, anstatt von demjenigen gestohlen zu werden, der am schnellsten war.

Woher die Zyklen kommen

Fast jeder profitable Zyklus ist eine Folge eines anderen On-Chain-Ereignisses, das einen Preis bewegt hat. Die Kenntnis der Quellen ist der Unterschied zwischen dem blinden Abfragen des gesamten Graphen und dem Beobachten der wenigen Auslöser, die tatsächlich Kanten erzeugen:

• Große Swaps. Die kanonische Quelle, oben beschrieben: Jeder Handel, der groß genug ist, um einen Pool vom breiteren Markt wegzubewegen, eröffnet einen Backrun, um ihn neu auszurichten. Je größer der Swap und je dünner der Pool, desto größer der Zyklus.
• Oracle-Updates. Jeder Ort, der seinen Preis von einem Oracle ableitet – Geldmärkte, Perp-DEXs – wird arbitragefähig, sobald der Feed sich bewegt. Der Oracle-Update-Backrun, der Liquidationen antreibt und im Liquidations-Artikel seziert wurde, ist dieselbe Bewegung, die auf einen Preis-Feed statt auf einen Swap angewendet wird: Das Update ist der Startschuss, und der Sucher landet unmittelbar danach.
• Neue oder entfernte Liquidität. Eine große LP-Prägung oder -Verbrennung verschiebt die Tiefe eines Pools und kann ihn vorübergehend vom Preis abweichen lassen; Just-in-Time (JIT)-Liquidität ist die adversarische Version, die Tiefe um einen einzelnen ausstehenden Swap hinzufügt und sie unmittelbar danach wieder abzieht.
• Cross-Pool-Routing-Rückstände. Ein Router, der einen Swap über mehrere Pools aufteilt, hinterlässt selten alle zu exakt demselben Preis, und die kleinen Ungleichgewichte, die er hinterlässt, sind Backrun-fähige Zyklen.

Die praktische Erkenntnis: Ein Arbitrage-Bot ist hauptsächlich ein Ereignis-Listener, kein Graph-Solver. Er beobachtet diese Auslöser, berechnet nur den Untergraphen neu, den jeder Auslöser betrifft, und feuert ein Bundle ab – weshalb das inkrementelle Update-Design aus dem graph-algorithms piece viel wichtiger ist als die reine Suchgeschwindigkeit über den gesamten Graphen.

Die Auktion frisst die Marge auf

Nun der unangenehme Teil. Sie haben den Zyklus gefunden. Alle anderen auch. Die Gelegenheit ist deterministisch, atomar und kapitalfrei – was bedeutet, dass die einzige verbleibende Variable ist, wer im Gewinn-Slot landet, und das wird durch eine Prioritätsauktion entschieden.

Seit der Umstellung auf die Proposer-Builder-Trennung und MEV-Boost (die Details der Infrastruktur werden in der kommenden MEV supply chain: PBS and MEV-Boost erläutert) kämpfen Sucher nicht mehr in öffentlichen Gas-Kriegen im Mempool. Sie reichen Bundles privat bei Block-Buildern ein und fügen ein Gebot bei – entweder als hohe Prioritätsgebühr oder als direkte Zahlung an den Builder. Der Builder stellt den wertvollsten Block zusammen, den er kann, und leitet ihn an den Proposer weiter. Aus der Sicht des Suchers ist dies eine versiegelte Gebotsauktion für das Recht, die Adresse zu sein, die einen bekannten, deterministischen Preis ausführt.

Modellieren Sie es. Sei der Brutto-Arbitragegewinn $G$ – die $673 aus dem oben ausgearbeiteten Zyklus, zum Beispiel – und seien die Kosten jedes Suchers (Gas, Flash-Loan-Gebühr) $c$. Um den Slot zu gewinnen, bieten Sie $b$ gegen jeden anderen Sucher, der denselben $G$ berechnet hat. Ihr Netto, wenn Sie gewinnen, ist

$\pi = G - c - b.$

Sie möchten $b$ so niedrig wie möglich; Sie möchten auch gewinnen. Aber Ihre Konkurrenten stehen vor der identischen Arithmetik gegen den identischen $G$. In einer versiegelten Gebotsauktion um einen Common-Value-Preis, den jeder exakt berechnen kann, steigt das Gleichgewichtsgebot, bis es fast den gesamten Überschuss verbraucht: $b \to G - c - \varepsilon$, und der Gewinner behält nur $\varepsilon$, die hauchdünne Marge, um die er den Zweitplatzierten überboten hat. Diese $673 bleibt nicht bei demjenigen, der den Zyklus gefunden hat; fast alles davon wird direkt an den Builder und letztendlich an den Proposer weitergeleitet, der die Reihenfolge verkauft hat. Dies ist kein Marktversagen; es ist das, was eine wettbewerbsorientierte Auktion tun soll.

Der Revert ist nicht kostenlos – die Ökonomie der Fehlerrate

Es gibt einen zweiten Kostenfaktor, den das naive Modell außer Acht lässt, und dieser trennt tatsächlich die Betreiber. Wenn Sie die Auktion verlieren, landet Ihr Bundle einfach nicht – Sie zahlen nichts, was der ganze Sinn der Bundle-Einreichung gegenüber den alten öffentlichen Gas-Kriegen ist. Aber wenn Sie die Auktion mit einem Bundle gewinnen, dessen Simulation veraltet war – die Reserven haben sich zwischen Ihrem Lesen und der Aufnahme verschoben – feuert Ihr require(end >= start + minProfit)-Schutz und die Transaktion wird On-Chain rückgängig gemacht, und Sie zahlen Gas für den Revert. Atomarität schützt Ihr Kapital, nicht Ihr Gas.

Der tatsächliche Erwartungswert des Suchers pro Gelegenheit ist also

$\mathbb{E}[\pi] = p_{\text{win, profitable}}\,(G - c - b)\;-\;p_{\text{win, reverted}}\,g_{\text{revert}},$

wobei $g_{\text{revert}}$ das Gas ist, das bei einem gelandeten, aber rückgängig gemachten Bundle verbrannt wird. Ein höheres Gebot von $b$ gewinnt mehr Slots, aber auch mehr veraltete Slots, was den Revert-Term erhöht. Die überlebenden Betreiber sind nicht diejenigen, die mehr Zyklen finden – jeder findet die gleichen Zyklen –, sondern diejenigen mit niedrigeren $c$ (billigere, engere Ausführungspfade), geringerer Revert-Wahrscheinlichkeit (frischere Simulation, bessere Inklusionsvorhersage) und der Disziplin, nicht auf marginale Gelegenheiten zu bieten, bei denen die erwarteten Revert-Kosten den geringen Überschuss übersteigen. Der Vorteil, so gering er auch sein mag, liegt ausschließlich in diesen Kosten zweiter Ordnung.

Die empirische Form stimmt mit dem Modell überein. Wenn viele Bots dieselbe On-Chain-Gelegenheit mit derselben Gewinnzahl simulieren, leitet das gewinnende Bundle routinemäßig den Großteil des Bruttogewinns an den Builder und Validator weiter – dieselbe Leckage von über 90 %, die wir für Liquidierungen gemessen haben, aus demselben Grund: perfekte Informationen über einen gemeinsamen Preis plus eine versiegelte Gebotsauktion führen dazu, dass die Margen bis auf die Kosten des marginalen Verlierers herunterkonkurriert werden. Der Vorteil des Suchers ist nicht die Größe von $G$, die jeder sieht. Es ist jeder private Vorteil in $c$ (billigere Ausführung, besseres Routing, geringere Fehlerrate) oder darin, $G$ vor der Masse zu sehen.

Was Ihnen genau sagt, wo der Gewinn noch überlebt:

• Long-Tail-Ketten und unreife Builder-Märkte. Auf Ketten, auf denen wenige anspruchsvolle Sucher operieren und die Builder-Auktion dünn oder nicht vorhanden ist, bleibt das Gebot $b$ niedrig, weil niemand da ist, der Sie hochbieten könnte. Derselbe Zyklus, der auf Ethereum Mainnet $\varepsilon$ einbringt, kann auf einem ruhigen L2 oder einem Alt-L1 den größten Teil von $G$ einbringen. Der Vorteil ist Wettbewerb, nicht Cleverness.
• Wenig umkämpfte Pools und exotische Assets. Gelegenheiten, deren profitabler Ausstieg das Aufzehren dünner, pfadabhängiger DEX-Liquidität erfordert, sind schwer korrekt zu simulieren. Ein Sucher, der die gesamte Hin- und Rückreise modelliert – einschließlich des Exit-Slippage bei einem illiquiden Token – erfasst Zyklen, die naive Bots entweder übersehen oder falsch bewerten, was zu einem Revert führt. Hier liegt der Vorteil tatsächlich in der Ausführungsqualität, nicht in der Latenz.
• CEX-DEX-Arbitrage. Die größte Einzelkategorie – und diejenige, die die Atomarität bricht. Sie erhält einen eigenen Abschnitt, als Nächstes.

Die ehrliche Zusammenfassung des atomaren On-Chain-Spiels: Es ist eine hervorragende Möglichkeit, die Interna der EVM, die Builder-Infrastruktur und die Auktionstheorie auf die harte Tour zu lernen. Es ist eine brutale Art, seinen Lebensunterhalt zu verdienen, denn das, was man verkauft – die Fähigkeit, einen deterministischen Zyklus zu finden und auszuführen – ist genau das, was die Konkurrenten auch verkaufen, und die Auktion bepreist es zu Kosten.

CEX-DEX-Arbitrage: Die größte Kategorie, und sie ist nicht atomar

Die größte einzelne Quelle extrahierbaren Werts On-Chain ist nicht der saubere atomare Zyklus. Es ist die CEX-DEX-Arbitrage: Der Preis eines Assets an einer zentralisierten Börse weicht von seinem Preis an einer DEX ab, und ein Sucher handelt auf beiden Seiten, um die Lücke zu schließen. Studien zur nicht-atomaren Arbitrage – am direktesten Heimbach, Pahari und Schertenleibs Non-Atomic Arbitrage in Decentralized Finance (2024) – schreiben Cross-Exchange-Arbitrageuren über einen mehrjährigen Zeitraum Hunderte von Millionen Dollar an extrahiertem Wert zu, was die atomaren, rein On-Chain-Kategorien übertrifft. Wenn Sie verstehen wollen, wo das Geld in MEV tatsächlich steckt, dann ist es hier.

Und es verletzt die Eigenschaft, die alles oben Genannte sicher gemacht hat. Ein Teil des Handels findet an einer zentralisierten Börse statt; der andere Teil findet On-Chain statt. Der On-Chain-Teil ist atomar – er landet entweder in einem Block oder wird rückgängig gemacht –, aber der CEX-Teil ist ein separater Auftrag auf einer separaten Matching-Engine, der nach seinem eigenen Zeitplan abgewickelt wird. Die beiden Teile können nicht in einem einzigen Revert zusammengefasst werden. Es gibt kein require(end >= start), das beide Orte umspannt. Der Sucher führt einen Swap auf Uniswap aus, um WETH günstig On-Chain zu kaufen, und verkauft separat WETH auf Binance, um den Spread zu realisieren – und zwischen diesen beiden Ereignissen kann sich der Preis bewegen. CEX-DEX-Arbitrage birgt genau das Bestandsrisiko, das die atomare Arbitrage eliminiert.

Dieses Risiko verändert die gesamte Geschäftsform:

• Sie müssen Bestände auf beiden Plattformen vorpositionieren. Sie können den CEX-Teil nicht per Flash-Loan finanzieren. Um WETH auf Binance in dem Moment zu verkaufen, in dem Ihr On-Chain-Kauf bestätigt wird, müssen Sie bereits WETH auf Binance halten (und die Notierungswährung On-Chain, und umgekehrt für die andere Richtung). Kapital, das der Flash-Loan aus der atomaren Arbitrage verbannt hat, kehrt als harte Anforderung zurück – Bestände, die auf mehreren Börsen liegen und exponiert sind.
• Sie müssen die offene Position absichern. Zwischen der On-Chain-Ausführung und der CEX-Ausführung sind Sie direktional Long oder Short auf den Vermögenswert. Ernsthafte CEX-DEX-Betreiber führen dies als kontinuierlich Delta-verwaltetes Buch: Sie sichern das Exposure auf einem Perpetual Future ab, behandeln die Finanzierungskosten dieser Absicherung als Geschäftskosten und verwalten die Basis zwischen Spot und Perp. Dies ist kein neues Problem – es ist genau die Maschinerie der Cross-Exchange-Funding-Rate-Arbitrage, bei der das ganze Spiel darin besteht, gegenläufige Positionen über verschiedene Plattformen zu halten und die Absicherung durch Funding zu finanzieren. CEX-DEX-Arbitrage ist diese Disziplin mit einem Bein, das an einen Block gebunden ist.
• Der Vorteil ist teilweise informativ und strukturell. Da der CEX-Preis den DEX-Preis anführt (zentralisierte Orderbücher aktualisieren sich kontinuierlich; AMM-Kurse bewegen sich nur, wenn jemand handelt), weiß ein Sucher, der das CEX-Orderbuch liest, in welche Richtung der nächste Backrun gehen sollte, bevor der On-Chain-Preis aufholt. Und zunehmend internalisieren die Builder selbst diesen Fluss: Ein Builder, der auch einen CEX-DEX-Desk betreibt, kann den Block um seine eigenen Trades herum anordnen. Dies verwischt die Grenze zwischen Sucher und Builder und ist eine der zentralisierenden Kräfte in der MEV supply chain – die Entitäten, die den größten Orderfluss sehen und die meiste Anordnung kontrollieren, erfassen auch die meiste nicht-atomare Arbitrage.

Der Kompromiss ist also genau umgekehrt zum atomaren Fall. Atomare Arbitrage ist sicher (Revert bei Verlust, kein Bestand, kein Kapital), aber gnadenlos umkämpft (deterministischer Preis, Auktion frisst die Marge). CEX-DEX-Arbitrage ist gefährlich (echtes Bestandsrisiko, echtes Kapital, eine Absicherung zur Finanzierung und Verwaltung), aber viel größer und weniger perfekt umkämpft, gerade weil die Gefahr und die Kapitalanforderung die Bots fernhalten, die nur die risikofreie atomare Schleife ausführen können. Der zusätzliche Ertrag ist eine Entschädigung für das zusätzliche Risiko – was die gewöhnlichste Tatsache im Finanzwesen ist, die sich endlich auf einer Kette wieder durchsetzt, die einen ganzen Abschnitt lang so tat, als gäbe es risikofreies Geld.

Was man mitnehmen sollte

Fassen Sie das Argument auf seine tragenden Punkte zusammen:

1. Atomarität ist das gesamte Sicherheitsmodell. Eine Multi-Hop-Arbitrage ist eine Transaktion mit einem require(end >= start + minProfit)-Schutz; alles, was sie unrentabel macht, wird rückgängig gemacht, sodass der Arbitrageur niemals ein Bestandsrisiko in der Mitte des Zyklus trägt und niemals den letzten Schritt mit Verlust verkauft.
2. Flash Loans entkoppeln Gewinn vom Kapital. Leihen, Arbitrage und Rückzahlung innerhalb einer atomaren Transaktion; der Kreditgeber ist durch denselben Revert geschützt wie Sie. Der Gewinner ist nicht der Sucher mit dem meisten Kapital – Kapital ist nicht der Graben.
3. Erkennung ist die einfache, kommodifizierte Hälfte. Die Negativ-Zyklus-Suche von graph algorithms for arbitrage ist deterministisch und für jeden identisch; das Finden des Zyklus qualifiziert Sie nur, darum zu konkurrieren.
4. Backrunning ist die gutartige, dominante Form. Unmittelbar nach einem großen Swap oder einem Oracle-Update zu landen, richtet einen falsch bewerteten Pool neu aus, ohne die Ausführung eines anderen zu beeinträchtigen – das Gegenteil des toxischen Sandwiches und das, was MEV-Share zu verteilen versucht, anstatt es zu unterdrücken.
5. Die Auktion frisst fast die gesamte Marge auf. In einer versiegelten Builder-Auktion um einen gemeinsamen, berechenbaren Preis konvergieren die Gebote zu $G - c - \varepsilon$ und über 90 % gehen an den Builder und Proposer. Gewinn überlebt nur dort, wo der Wettbewerb gering ist: Long-Tail-Ketten, illiquide Pools und die schwerer zu simulierenden Ausstiege.
6. CEX-DEX ist die größte Kategorie und nicht atomar. Ein Bein auf einer CEX bedeutet echtes Bestandsrisiko, echtes Kapital und eine Absicherung zur Finanzierung – das Cross-Exchange-Funding-Playbook angewendet mit einem Bein, das an einen Block gebunden ist, und eine der Kräfte, die die MEV supply chain zu den Buildern ziehen, die den größten Fluss sehen.

On-Chain-Arbitrage sieht von außen wie ein Rätsel aus, bei dem es darum geht, versteckte Zyklen zu finden. Von innen ist es eine Auktion – und das Rätsel wurde für alle im selben Moment gelöst. Zu wissen, wo der Zyklus ist, war nie der Vorteil. Den Slot zu gewinnen oder dort zu handeln, wo niemand sonst bietet, war es schon immer.

Referenzen

• Daian, Goldfeder, Kell, Li, Zhao, Bentov, Breidenbach, Juels (2019), Flash Boys 2.0: Frontrunning, Transaction Reordering, and Consensus Instability in Decentralized Exchanges. arXiv:1904.05234.
• Heimbach, Pahari, Schertenleib (2024), Non-Atomic Arbitrage in Decentralized Finance. arXiv:2401.01622 (IEEE S&P 2024).
• Robinson & Konstantopoulos (2020), Ethereum is a Dark Forest.
• Aave v3 Flash Loans und Balancer / Uniswap v3 Flash-Swap-Dokumentation (Gebührenordnungen).
• Flashbots-Dokumentation: MEV-Boost, MEV-Share, Order-Flow-Auktionen (docs.flashbots.net).