オンチェーンアービトラージ：アトミックサイクル、フラッシュローン、そして勝たなければならないオークション

オンチェーンアービトラージは、発見が難しいため困難であるという都合の良い神話があります。つまり、価格グラフのどこかに、最も賢いアルゴリズムだけが見つけられる隠れたサイクルがあり、それを最も速く計算した者が報酬を得るというものです。しかし、真実はほぼ逆です。パブリックチェーンでは、利益のあるサイクルは、ほぼ同じコードを同じ準備金に対して実行している何十ものボットによって、誰もが同時に見ることができます。検出は解決済みのコモディティ化された問題です。難しいのは、そして実際に誰がお金を得るかを決定するのは、順序付けに勝つことです。つまり、他のすべての検索者がまったく同じものを見つけた中で、適切なブロックの適切なスロットにトランザクションを着地させることです。オンチェーンアービトラージは検出は簡単ですが、勝つのは難しく、この2つの動詞の間のギャップにビジネス全体の経済学が存在します。

この記事では、検索者の視点に立って説明します。MEV anatomyでは、被害者の視点からダークフォレストをマッピングし、良性の抽出、つまりオンチェーン価格を正直に保つアービトラージとバックランニングについて、続編を約束しました。on-chain liquidationsでは、フラッシュローン実行契約とオラクルバックランバンドルを構築し、プリミティブの一般的な扱いについてはこちらを参照するよう指示しました。この記事は両方の負債を支払います。mempool、bundle、priority feeが何であるかはすでに知っているものとします。そうでない場合は、まずMEVの記事を読んでください。ここでは、アービトラージャーの機械を構築します。つまり、失うことのないアトミックトランザクション、資本制約を取り除く借り入れ資本、簡単な半分であるグラフ検索、そしてマージンのほとんどすべてを食い尽くすオークションです。

アトミシティ：損失時にリバートする取引

オンチェーンアービトラージの決定的な特性、つまりCEXトレーダーが実行できるどのクロスベニュー取引よりも本質的に安全にするものは、アトミシティです。マルチホップアービトラージは、あなたが発動して一緒に着地することを期待する一連の取引ではありません。それは、サイクルのすべてのレッグを実行する単一のトランザクションであり、最終的な残高が開始残高よりも厳密に大きくない場合、トランザクション全体がリバートします。すべての状態変更は、まるで何も起こらなかったかのようにロールバックされ、あなたは失敗したトランザクションのガス代だけを失います。

これにより、リスクプロファイルが完全に変わります。ある取引所でBTCを購入し、別の取引所で売却するCEXトレーダーは、その間に在庫を保有します。数秒、数分、転送と2回目の約定にかかる時間だけです。そして、その期間中に価格がどうなろうと、それを引き受けます。オンチェーンアービトラージャーは、経済的に意味のある意味で在庫をゼロ時間保有します。購入と売却は同じ不可分な操作です。サイクルの中間価格リスクはありません。なぜなら、サイクルの中間がないからです。ループ全体が1つのアトミックステップで利益を上げて完了するか、まったく発生しないかのどちらかです。

これを強制するガードは、実行パスの最後にある単一の比較です。概念的に、アトミックアーブ契約は、次のこと以外は何も行いません。

// 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
}

requireは、安全モデル全体です。古い引用、あなたのものより1スロット前にプールを動かした競合するトランザクション、予期せぬ手数料など、サイクルを不採算にするものはすべて、ガードをトリップさせてリバートさせます。あなたは、モデル化したよりも悪い価格で最後のレッグを売却して損失を被ることはありません。損失を出すはずだった取引は実行されません。これが、アービトラージがMEV pieceのMEV分類の良性な終わりである理由です。約定が劣化する被害者はおらず、アービトラージャーは方向性のある在庫リスクを負いません。失敗した試みの唯一の本当のコストはガス代です。これは、競争オークションがインフレさせるように設計されているまさにそのコストです。

フラッシュローンは資本制約を取り除く

アトミシティは、より強力なものを可能にします。それは、自己資金なしでのアービトラージです。フラッシュローンを使用すると、貸付プールから任意の金額を借りることができます。ただし、1つの条件があります。それは、取引が終了する前に、手数料を加えて返済することです。借り入れ、アービトラージ、返済がすべて1つのアトミックな取引内で行われるため、プールはデフォルトリスクに直面しません。返済できない場合、取引全体がリバートされ、ローンは実行されなかったことになります。貸し手は、あなたを保護するのと同じリバートによって保護されます。

パターンはコールバックです。プールのフラッシュローン関数を呼び出すと、プールはトークンを送信し、あなたをコールバックします。そのコールバック内でサイクルを実行し、返済するのに十分な金額を残す必要があります。

// 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
}

手数料は少額で、会場によって異なります。Aave v3はフラッシュローンに5bps（0.05%）を請求し、Balancerは歴史的に0bpsを請求していました。Uniswap v3は、フラッシュスワップを通じて同じ機能を提供しており、手数料はプールの通常のスワップ手数料です。5ベーシスポイントは、サイクルのマージン内でクリアしなければならない実際のコストですが、1ブロックしか続かない価格のずれを捉えるために、自分の在庫を6桁または7桁も拘束する代替案に比べれば取るに足らないものです。

市場構造への影響は明確に述べる価値があります。フラッシュローンは、アービトラージの利益を資本から切り離します。特定の機会の勝者は、最も深いバランスシートを持つ検索者ではありません。数ドルのガス代を持つボットは、1つのトランザクションの期間中、1000万ドルを借りることができます。資本は堀ではありません。誰もが同じ機会に対して同じ規模を借りることができます。これが、競争がコモディティ化されていない唯一のもの、つまり最初に注文されることに集中する理由です。

実行されたクロスDEXサイクル

数字はメカニズムを具体的にします。0.30%の手数料（$\gamma = 0.997$）を持つ2つの定積WETH/USDCプールを考えます。そして、大規模な買いがプールBをプールAよりも押し上げたばかりだと仮定します。これは、次のセクションで示すように、サイクルが実際に発生する種類のずれです。丸められた、明確に説明的な準備金を使用します。

• プールA（安い）：$x_A = 10{,}000$ WETH、$y_A = 30{,}000{,}000$ USDC $\Rightarrow$価格$3{,}000$ USDC/WETH。
• プールB（高い）：$x_B = 10{,}000$ WETH、$y_B = 30{,}600{,}000$ USDC $\Rightarrow$価格$3{,}060$ USDC/WETH。

サイクルは次のとおりです。USDCをフラッシュ借り入れ、AでWETHを安く買い、Bで高く売り、返済します。$\Delta U = 100{,}000$ USDCを借り入れます。ホップ1はUSDCをプールAに売却してWETHを取得します。

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

ホップ2は、そのWETHをプールBに売却してUSDCを取得します。

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

100,000を借り入れ、100,723を受け取り、5bpsのフラッシュ手数料として50 USDCを支払います。純利益は、ガス代と優先入札の前に、約**$673の粗利益**です。2つの点に注意してください。まず、2つのホップはプールを互いに近づけるように動かします。Aでの買いはその価格を上げ、Bでの売りはその価格を下げます。したがって、利益はサイズに比例しません。あまりにも多く押しすぎると、価格への影響がギャップを食い尽くします。これは、MEV pieceのサンドイッチ最適化とまったく同じです。検索者は、純利益を最大化する借り入れサイズを見つけるために、$\Delta U$に対して1次元検索を実行します。次に、その$673は、競合するすべてのボットが同じ準備金から同じ値に計算する決定論的な数値です。これが問題全体であり、以下のオークションセクションの主題です。

検出は簡単な半分

市場をグラフとして捉え、資産をノード、取引ペアを重み付きエッジとすると、アービトラージサイクルは交換レートの積が1を超えるループです。各レートの対数をとり、それを負にすると、利益のあるサイクルは負の重みサイクルになります。これを見つける古典的なツールはベルマン・フォードであり、SPFAとより最近のRICHアルゴリズムは、実際の市場が生成する小さく、急速に変化するグラフに合わせた高速なバリアントです。このツールキット全体、つまり対数変換、負のサイクル条件、Rust実装、ほとんどの理論的なサイクルを殺す手数料調整済みエッジウェイトは、graph algorithms for arbitrage detectionの主題であり、ここで繰り返す必要はありません。

この記事にとって重要なのは、単一の会計ポイントです。手数料はエッジウェイトに含める必要があります。そうしないと、サイクルは蜃気楼になります。3本足のループは、3つのプール手数料と、借り入れた場合はフラッシュローン手数料を支払います。負のサイクルテストは、それらすべてを考慮する必要があります。

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

ここに重要な観察があります。その関数は決定論的です。現在のオンチェーン準備金（チェーンは共有された複製状態マシンであるため、すべてのノードが同一に保持しています）を供給すると、すべての検索者は同じブロック高さで同じcycle_log_gainを同じ値に計算します。プライベートなシグナル、独自のデータセット、情報上の優位性はありません。大規模なスワップや新しいブロックが準備金を再編成すると、構造的に同一の検出コードを実行している何十ものボットが、互いに数ミリ秒以内に同じサイクルで点灯します。検索はすべての人に同じ答えを返します。

トポロジーに関する注意点ですが、これは検索の難易度を左右します。最も安価なサイクルは三角型でDEX内です。WETH → USDC → DAI → WETHがすべて1つのUniswapデプロイ内で完結します。3つのホップ、3つのプール手数料、クロスベニューの調整は不要です。クロスDEXサイクル（Uniswapで買い、Sushiswapで売り）は会場を追加しますが、アトミックガードは同じままです。より長く、エキゾチックなサイクルはさらに多くのホップを連鎖させますが、ホップが増えるごとに$(1-\text{fee})$の係数が積に掛け合わされるため、手数料調整済みの負のサイクル条件は長いサイクルを急速に排除します。これが、実際の検索者がサイクル長を3〜5ホップに制限し、積極的に枝刈りする理由です。これは、graph-algorithms pieceのRICHアルゴリズムが実行するように構築されている、階層化された長さ制限付き検索です。

したがって、検出は取引に勝つことにはなりません。それは、競争する資格を得るだけです。log(gross) > 0テストは、機会が存在することを教えてくれますが、あなたがそれを捉えるアドレスになるかどうかについては何も言いません。それは1層下の順序付けで決定され、順序付けはあなたのアルゴリズムが計算するものではありません。それはあなたが入札するものです。オンチェーンアービトラージに関するすべての困難は、サイクルが見つかった後に発生します。

バックランニング：MEVの良性な形態

そもそも、これらのサイクルはどこから来るのでしょうか？圧倒的に、他の人々のトランザクションから来ています。Uniswapプールでの大規模なスワップは、そのプールの価格をより広範な市場から遠ざけます。プールは現在、Binance、Curveプール、Sushiswapに対して誤った価格設定になっています。そして、それを再調整する行為が利益のあるアービトラージです。これを行う検索者は、価格のずれを生み出したスワップの直後にトランザクションを配置します。これがバックランニングであり、オンチェーンMEVの支配的で良性な形態です。

MEV pieceの定積メカニズムを思い出してください。プールは準備金$x, y$と$x \cdot y = k$を保有し、スポット価格は$P = y/x$です。誰かが大量の$\Delta x$の基本資産をプールに売却します。不変式により、プールは

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

を支払い、新しいスポット価格は低くなります。売り手はそれを押し下げました。外部市場価格がまだ$P_{\text{ext}}$である場合、プールは現在$P_{\text{ext}}$を下回る価格を提示しており、利益を最大化するバックランは、その限界価格が$P_{\text{ext}}$に戻るまで、つまり準備金が再び$y/x = P_{\text{ext}}$を満たすまで、プールから購入します。アービトラージャーは、プールの実行曲線とフラットな外部価格の間の領域、つまり大規模なスワップがプールを動かすことによって残した価値を捉えます。

構造上の重要な事実、つまりバックランニングを良性の側に置く事実は、純粋なバックランはターゲットの実行を劣化させないということです。それは被害者のスワップの厳密に後に実行されます。バックランが実行される頃には、スワッパーの価格はすでに固定されており、バックランナーが行うことは何も、それを悪化させるために遡って影響を与えることはできません。これとは対照的に、MEV pieceの有害なサンドイッチでは、被害者の約定を悪化させるために、被害者の前にフロントランが挿入され、バックランが拡大されたずれを収穫できるようにします。同じバックランメカニズムですが、道徳は逆です。サンドイッチは被害者の犠牲で誤価格を製造しますが、良性のバックランは、被害者がいずれにせよ作成したであろう誤価格を単にクリーンアップするだけです。アービトラージャーは、オンチェーン価格が外部世界を追跡するメカニズムです。これは、クロスベニューアービトラージが金融のあらゆる場所で安定化力となるのと同じ役割です。

これが、現代のMEV保護スタックがサンドイッチを抑制しながらバックランを維持し再分配しようとする理由でもあります。FlashbotsのMEV-Shareとオーダーフローオークションは、ユーザーがトランザクションに関する部分的なヒントを公開し、検索者にバックランの権利を入札させ、その結果生じる利益のほとんどを機会を生み出したユーザーに払い戻します。バックランは依然として発生します（価格は依然として再調整されます）が、その価値は、最も速かった誰かに盗まれるのではなく、それを生成したトランザクションに戻されます。

サイクルはどこから来るのか

ほとんどすべての利益のあるサイクルは、価格を動かした他のオンチェーンイベントの下流にあります。発生源を知ることは、グラフ全体を盲目的にポーリングすることと、実際にエッジを作成する少数のトリガーを監視することの違いです。

• 大規模なスワップ。 上記で説明した典型的な発生源です。プールをより広範な市場から外すほど大きな取引は、それを再調整するためのバックランを開きます。スワップが大きく、プールが薄いほど、サイクルは大きくなります。
• オラクル更新。 オラクルから価格を取得するすべての会場（マネーマーケット、パーペチュアルDEX）は、フィードが動いた瞬間にアービトラージ可能になります。liquidations pieceで分析された、清算を促進するオラクル更新バックランは、スワップではなく価格フィードに適用された同じ動きです。更新がスタートの合図であり、検索者はその直後に着地します。
• 流動性の追加または削除。 大規模なLPのミントまたはバーンは、プールの深さを変化させ、一時的に価格がずれる可能性があります。ジャストインタイム（JIT）流動性は、単一の保留中のスワップの周りに流動性を追加し、直後にそれを引き出すという敵対的なバージョンです。
• クロスプールルーティングの残余。 スワップを複数のプールに分割するルーターは、すべてのプールを正確に同じ価格にすることはめったになく、残された小さな不均衡はバックラン可能なサイクルとなります。

実用的な教訓：アービトラージボットは、グラフソルバーというよりも、ほとんどがイベントリスナーです。これらのトリガーを監視し、それぞれが触れるサブグラフのみを再計算し、バンドルを発動します。これが、graph-algorithms pieceの増分更新設計が、フルグラフでの生の検索速度よりもはるかに重要である理由です。

オークションがマージンを食い尽くす

さて、不快な部分です。あなたはサイクルを見つけました。他の誰もがそうしました。機会は決定論的で、アトミックで、資本は不要です。つまり、残された唯一の変数は、誰が勝者のスロットに着地するかであり、それは優先オークションによって決定されます。

プロポーザー・ビルダー分離とMEV-Boostへの移行（詳細は近日公開予定のMEV supply chain: PBS and MEV-Boostで詳述）以来、検索者はもはやmempoolで公開ガス戦争を戦っていません。彼らはバンドルをブロックビルダーに秘密裏に提出し、高額な優先手数料として、またはビルダーへの直接支払いとして入札を添付します。ビルダーは可能な限り最も価値のあるブロックを組み立て、それをプロポーザーに転送します。検索者の立場から見ると、これは既知の決定論的な賞を実行する権利のための封印入札オークションです。

それをモデル化します。粗アービトラージ利益を$G$とします。例えば、上記の実行されたサイクルからの$673です。各検索者のコスト（ガス代、フラッシュローン手数料）を$c$とします。スロットを獲得するために、あなたは同じ$G$を計算した他のすべての検索者に対して$b$を入札します。あなたが勝った場合の純利益は

$\pi = G - c - b.$

あなたは$b$をできるだけ低くしたいと考えていますが、勝ちたいとも思っています。しかし、競合他社は同じ$G$に対して同じ計算に直面しています。誰もが正確に計算できる共通価値の賞品に対する封印入札オークションでは、均衡入札はほぼすべての余剰を消費するまで上昇します。$b \to G - c - \varepsilon$となり、勝者は$\varepsilon$、つまり次点者をわずかに上回った薄いマージンしか保持しません。その$673は、サイクルを見つけた人の手元には残りません。そのほとんどすべてがビルダーに、そして最終的には注文を販売したプロポーザーに直接入札されます。これは市場の失敗ではありません。競争オークションがそうあるべきことです。

リバートは無料ではない — 失敗率の経済学

素朴なモデルが省略している2番目のコストがあり、それが実際にオペレーターを区別するものです。オークションに負けた場合、あなたのバンドルは単に着地しません。あなたは何も支払いません。これは、古い公開ガス戦争に対するバンドル提出の全体的なポイントです。しかし、シミュレーションが古かったバンドル（読み取りとインクルージョンの間に準備金が移動した）でオークションに勝った場合、あなたのrequire(end >= start + minProfit)ガードが発動し、トランザクションはオンチェーンでリバートされ、あなたはリバートのためにガス代を支払います。アトミシティはあなたの元本を保護しますが、ガス代は保護しません。

したがって、検索者の機会ごとの実際の期待値は次のとおりです。

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

ここで、$g_{\text{revert}}$は、着地したがリバートしたバンドルで燃焼したガス代です。入札額$b$を高くすると、より多くのスロットを獲得できますが、より多くの古いスロットも獲得し、リバートの項が増加します。生き残るオペレーターは、より多くのサイクルを見つける人ではありません（誰もが同じサイクルを見つけます）。そうではなく、$c$が低い（より安価で、より厳密な実行パス）、リバート確率が低い（より新しいシミュレーション、より良いインクルージョン予測）、そして期待されるリバートコストが薄い余剰を圧倒するような限界的な機会には入札しない規律を持つ人です。優位性は、もしあるとすれば、これらの二次的なコストに完全に存在します。

経験的な形状はモデルと一致します。多くのボットが同じオンチェーン機会を同じ利益額にシミュレートすると、勝者のバンドルは、粗利益の大部分をビルダーとバリデーターに日常的に渡します。これは、liquidationsで測定した90%以上の漏洩と同じ理由です。共通の賞品に関する完全な情報と封印入札オークションは、限界的な敗者のコストまで競争によってマージンが引き下げられることを意味します。検索者の優位性は、誰もが見る$G$の大きさではありません。それは、$c$（より安価な実行、より良いルーティング、より低い失敗率）におけるプライベートな優位性、または群衆よりも早く$G$を見ることにおける優位性です。

これにより、利益がまだ残っている場所が正確にわかります。

• ロングテールチェーンと未成熟なビルダー市場。 洗練された検索者が少なく、ビルダーオークションが薄いか存在しないチェーンでは、入札額$b$は低く抑えられます。なぜなら、あなたを競り上げる人がいないからです。イーサリアムメインネットで$\varepsilon$を稼ぐ同じサイクルは、静かなL2やalt-L1で$G$のほとんどを稼ぐことができます。優位性は競争であり、賢さではありません。
• 競争の少ないプールとエキゾチックな資産。 利益のある出口が薄く、パスに依存するDEX流動性を消費する必要がある機会は、正しくシミュレートするのが困難です。非流動性トークンの出口スリッページを含む完全な往復をモデル化する検索者は、素朴なボットが見逃すか、誤って価格設定してリバートするサイクルを捉えます。ここでは、優位性は真に実行品質であり、レイテンシーではありません。
• CEX-DEXアービトラージ。 単一の最大のカテゴリであり、アトミシティを破るものです。これについては、次のセクションで説明します。

アトミックなオンチェーンゲームの正直な要約：EVMの内部、ビルダーの配管、オークション理論を難しい方法で学ぶには素晴らしい方法です。しかし、生計を立てるには過酷な方法です。なぜなら、あなたが販売しているもの、つまり決定論的なサイクルを見つけて実行する能力は、競合他社も販売しているものであり、オークションはそれを原価で価格設定するからです。

CEX-DEXアービトラージ：最大のカテゴリであり、アトミックではない

オンチェーンで抽出可能な価値の最大の単一の源泉は、整然としたアトミックサイクルではありません。それはCEX-DEXアービトラージです。集中型取引所での資産価格がDEXでの価格と乖離し、検索者が両側で取引してそのギャップを埋めます。非アトミックアービトラージに関する研究（最も直接的にはHeimbach、Pahari、SchertenleibのNon-Atomic Arbitrage in Decentralized Finance (2024)）は、複数年にわたる期間で、クロス取引所アービトラージャーによって数億ドル規模の抽出価値がもたらされたと指摘しており、これはアトミックな純粋なオンチェーンカテゴリを上回っています。MEVで実際にお金がどこにあるのかを理解したいなら、これです。

そして、それは上記のすべてを安全にした特性に違反しています。取引の一方のレッグは集中型取引所に存在し、もう一方のレッグはオンチェーンに存在します。オンチェーンレッグはアトミックです。ブロックに着地するか、リバートするかのどちらかです。しかし、CEXレッグは別のマッチングエンジン上の別の注文であり、独自のタイムラインで決済されます。2つのレッグを単一のリバートでラップすることはできません。 両方の会場にまたがるrequire(end >= start)はありません。検索者はUniswapでのスワップをバックランしてオンチェーンでWETHを安く購入し、別途BinanceでWETHを売却してスプレッドを実現します。そして、これら2つのイベントの間で、価格は変動する可能性があります。CEX-DEXアービトラージは、アトミックアービトラージが排除するまさにその在庫リスクを伴います。

そのリスクは、ビジネス全体の形を変えます。

• 両方の会場に在庫を事前に配置する必要があります。 CEXレッグをフラッシュローンすることはできません。オンチェーンでの購入が確認された瞬間にBinanceでWETHを売却するには、すでにBinanceにWETHを保有している必要があります（そして、逆方向の場合はオンチェーンに引用通貨を保有している必要があります）。フラッシュローンがアトミックアービトラージから追放した資本は、複数の取引所に置かれ、リスクにさらされる在庫という形で、厳しい要件として戻ってきます。
• 未決済のレッグをヘッジする必要があります。 オンチェーンでの約定とCEXでの約定の間で、あなたは資産に対して方向性のあるロングまたはショートの状態になります。真剣なCEX-DEXオペレーターは、これを継続的にデルタ管理された帳簿として運用します。彼らは永久先物でエクスポージャーをヘッジし、そのヘッジの資金調達コストを事業コストとして扱い、スポットとパーペチュアルの間のベーシスを管理します。これは新しい問題ではありません。これはまさにcross-exchange funding-rate arbitrageのメカニズムであり、ゲーム全体は会場間で相殺するレッグを保持し、資金調達を通じてヘッジをファイナンスすることです。CEX-DEXアービトラージは、片方のレッグがブロックに固定されたその規律です。
• 優位性は部分的に情報と構造にあります。 CEX価格がDEX価格を先行するため（集中型オーダーブックは継続的に更新されますが、AMMの価格は誰かが取引したときにのみ変動します）、CEXオーダーブックを読み取る検索者は、オンチェーン価格が追いつく前に、次のバックランがどの方向に向かうべきかを知っています。そして、ますます、ビルダー自身がこのフローを内部化しています。CEX-DEXデスクも運営するビルダーは、自身の取引を中心にブロックを注文できます。これは、検索者とビルダーの間の境界線を曖昧にし、MEV supply chainにおける集中化の力の1つです。つまり、最も多くのオーダーフローを見て、最も多くの注文を制御するエンティティが、最も多くの非アトミックアービトラージを捕捉します。

したがって、トレードオフはアトミックなケースとは正反対です。アトミックアービトラージは安全ですが（損失時にリバート、在庫なし、資本なし）、容赦なく競争されます（決定論的な賞品、オークションがマージンを食い尽くす）。CEX-DEXアービトラージは危険ですが（実際の在庫リスク、実際の資本、資金調達と管理が必要なヘッジ）、はるかに大きく、完璧に競争されていないのは、危険と資本要件が、リスクフリーのアトミックループしか実行できないボットを排除するからです。追加のリターンは追加のリスクに対する報酬です。これは金融において最も普通の事実であり、リスクフリーのお金が手元にあると見せかけていたセクション全体を費やしたチェーン上で、ついにその事実が再主張されています。

要点

議論をその重要な点に圧縮します。

1. アトミシティが安全モデルのすべてです。 マルチホップアービトラージは、require(end >= start + minProfit)ガードを備えた1つのトランザクションです。利益が出ない場合はリバートするため、アービトラージャーはサイクル途中の在庫リスクを負わず、最後のレッグを損失で売却することもありません。
2. フラッシュローンは利益を資本から切り離します。 1つのアトミックトランザクション内で借り入れ、アービトラージ、返済を行います。貸し手はあなたと同じリバートによって保護されます。勝者は最も資本を持つ検索者ではありません。資本は堀ではありません。
3. 検出は簡単でコモディティ化された半分です。 graph algorithms for arbitrageの負のサイクル検索は決定論的であり、すべての人にとって同じです。サイクルを見つけることは、競争する資格を得るだけです。
4. バックランニングは良性で支配的な形態です。 大規模なスワップやオラクル更新の直後に着地することで、誰かの約定を劣化させることなく、誤った価格のプールを再調整します。これは有害なサンドイッチとは逆であり、MEV-Shareが抑制するのではなく再分配しようとするものです。
5. オークションがマージンのほとんどすべてを食い尽くします。 共通の計算可能な賞品に対する封印入札ビルダーオークションでは、入札は$G - c - \varepsilon$に収束し、90%以上がビルダーとプロポーザーに漏洩します。利益は、競争が薄い場所、つまりロングテールチェーン、非流動性プール、シミュレートがより困難な出口でのみ存続します。
6. CEX-DEXは最大のカテゴリであり、アトミックではありません。 CEXでの片方のレッグは、実際の在庫リスク、実際の資本、そして資金調達が必要なヘッジを意味します。これは、cross-exchange funding playbookが片方のレッグをブロックに固定して適用されたものであり、MEV supply chainを最も多くのフローを見るビルダーへと引き寄せる力の1つです。

オンチェーンアービトラージは、外部からは隠れたサイクルを見つけるパズルのように見えます。内部からはオークションであり、パズルはすべての人にとって同時に解決されました。サイクルがどこにあるかを知ることは、決して優位性ではありませんでした。スロットを獲得すること、または誰も入札していない場所で取引することが、常に優位性でした。

参考文献

• 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 and Balancer / Uniswap v3 flash-swap documentation (fee schedules).
• Flashbots documentation: MEV-Boost, MEV-Share, order-flow auctions (docs.flashbots.net).