ऑन-चेन आर्बिट्रेज: एटॉमिक साइकल, फ्लैश लोन, और वह नीलामी जिसे आपको जीतना होगा

एक आरामदायक मिथक है कि ऑन-चेन आर्बिट्रेज मुश्किल है क्योंकि इसे खोजना मुश्किल है — कि मूल्य ग्राफ में कहीं एक छिपा हुआ चक्र है जिसे केवल सबसे चतुर एल्गोरिथम ही देख सकता है, और जो इसे सबसे तेज़ी से गणना करता है उसे भुगतान मिलता है। सच्चाई लगभग इसके विपरीत है। एक सार्वजनिक श्रृंखला पर, लाभदायक चक्र हर किसी को एक ही पल में दिखाई देता है, जिसे दर्जनों बॉट एक ही भंडार के खिलाफ लगभग समान कोड चलाकर गणना करते हैं। पहचान एक सुलझी हुई, वस्तुगत समस्या है। जो मुश्किल है — जो वास्तव में यह तय करता है कि किसे पैसा मिलता है — वह ऑर्डर जीतना है: अपने लेनदेन को सही ब्लॉक के सही स्लॉट में, हर दूसरे खोजकर्ता से आगे रखना जिसने बिल्कुल वही चीज़ पाई। ऑन-चेन आर्बिट्रेज को पहचानना आसान है और जीतना मुश्किल है, और इन दो क्रियाओं के बीच का अंतर ही पूरे व्यवसाय की अर्थव्यवस्था को जीवित रखता है।

यह लेख खोजकर्ता के पक्ष को लेता है। MEV anatomy में हमने पीड़ित के दृष्टिकोण से डार्क फ़ॉरेस्ट का मानचित्रण किया और सौम्य निष्कर्षण — आर्बिट्रेज और बैक रनिंग पर एक अनुवर्ती का वादा किया जो ऑन-चेन कीमतों को ईमानदार रखता है। on-chain liquidations में हमने एक फ्लैश-लोन निष्पादन अनुबंध और एक ओरेकल-बैक रन बंडल बनाया और आदिम के सामान्य उपचार के लिए यहां इंगित किया। यह टुकड़ा दोनों ऋणों का भुगतान करता है। यह मानता है कि आप पहले से ही जानते हैं कि एक मेमपूल, एक बंडल और एक प्राथमिकता शुल्क क्या है; यदि नहीं, तो पहले MEV टुकड़ा पढ़ें। यहां हम आर्बिट्रेजर की मशीन बनाते हैं: परमाणु लेनदेन जो हार नहीं सकता, उधार ली गई पूंजी जो पूंजी की बाधा को हटाती है, ग्राफ खोज जो आसान आधा है, और नीलामी जो लगभग सभी मार्जिन खा जाती है।

परमाणुता: वह व्यापार जो नुकसान पर वापस आता है

ऑन-चेन आर्बिट्रेज की परिभाषित संपत्ति — वह चीज़ जो इसे किसी भी क्रॉस-वेन्यू व्यापार से श्रेणीबद्ध रूप से सुरक्षित बनाती है जिसे एक CEX व्यापारी निष्पादित कर सकता है — परमाणुता है। एक मल्टी-हॉप आर्बिट्रेज उन ट्रेडों का एक क्रम नहीं है जिन्हें आप आग लगाते हैं और एक साथ उतरने की उम्मीद करते हैं। यह एक एकल लेनदेन है जो चक्र के हर चरण को निष्पादित करता है, और यदि अंतिम शेष प्रारंभिक शेष से सख्ती से अधिक नहीं है, तो पूरा लेनदेन वापस आता है: हर राज्य परिवर्तन को वापस रोल किया जाता है जैसे कि यह कभी हुआ ही नहीं था, और आप केवल एक असफल लेनदेन के लिए गैस से बाहर हैं।

यह जोखिम प्रोफ़ाइल को पूरी तरह से बदल देता है। एक CEX व्यापारी जो एक एक्सचेंज पर BTC खरीदता है और उसे दूसरे पर बेचता है, उसके पास बीच में इन्वेंट्री होती है — सेकंड, मिनटों के लिए, हालांकि स्थानांतरण और दूसरी भरपाई में समय लगता है — और उस विंडो के दौरान कीमत जो भी करती है उसे खाता है। ऑन-चेन आर्बिट्रेजर किसी भी आर्थिक रूप से सार्थक अर्थ में शून्य समय के लिए इन्वेंट्री रखता है: खरीद और बिक्री एक ही अविभाज्य ऑपरेशन हैं। कोई मध्य-चक्र मूल्य जोखिम नहीं है क्योंकि कोई मध्य-चक्र नहीं है। या तो पूरा लूप एक परमाणु चरण में लाभदायक रूप से बंद हो जाता है, या यह बिल्कुल नहीं होता है।

इसको लागू करने वाला गार्ड निष्पादन पथ के अंत में एक एकल तुलना है। वैचारिक रूप से, एक परमाणु आर्ब अनुबंध इससे अधिक कुछ नहीं करता है:

// 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 संपूर्ण सुरक्षा मॉडल है। एक बासी उद्धरण, एक प्रतिस्पर्धी लेनदेन जिसने आपके से एक स्लॉट पहले पूल को स्थानांतरित कर दिया, एक अप्रत्याशित शुल्क — कुछ भी जो चक्र को अलाभकारी बनाता है, बस गार्ड को ट्रिप करता है और वापस आता है। आप कभी भी अंतिम चरण को आपके द्वारा मॉडल किए गए से खराब कीमत पर नहीं बेचते हैं और नुकसान नहीं खाते हैं; वह व्यापार जो पैसा खो देता निष्पादित नहीं होता। यही कारण है कि आर्बिट्रेज MEV piece से MEV वर्गीकरण का सौम्य अंत है: कोई पीड़ित नहीं है जिसका भरण खराब हो गया है, और आर्बिट्रेजर कोई दिशात्मक इन्वेंट्री जोखिम नहीं उठाता है। एक असफल प्रयास की एकमात्र वास्तविक लागत गैस है — जो, जैसा कि हम देखेंगे, ठीक वही लागत है जिसे प्रतिस्पर्धी नीलामी फुलाने के लिए डिज़ाइन की गई है।

फ्लैश लोन पूंजी की बाधा को दूर करते हैं

परमाणुता कुछ मजबूत सक्षम करती है: आपकी अपनी कोई पूंजी नहीं के साथ आर्बिट्रेज। एक फ्लैश लोन आपको एक उधार पूल से मनमानी राशि उधार लेने देता है जिसमें ठीक एक शर्त होती है — आप इसे चुकाते हैं, साथ ही एक शुल्क, लेनदेन समाप्त होने से पहले। क्योंकि उधार, आर्बिट्रेज और पुनर्भुगतान सभी एक परमाणु लेनदेन के भीतर रहते हैं, पूल को कोई डिफ़ॉल्ट जोखिम नहीं होता है: यदि आप चुका नहीं सकते हैं, तो पूरा लेनदेन वापस आता है और ऋण रद्द हो जाता है। ऋणदाता उसी वापसी से सुरक्षित है जो आपको सुरक्षित रखता है।

पैटर्न एक कॉलबैक है। आप पूल के फ्लैश-लोन फ़ंक्शन को कॉल करते हैं; पूल आपको टोकन भेजता है और फिर आपको वापस कॉल करता है; उस कॉलबैक के अंदर आप चक्र चलाते हैं और चुकाने के लिए पर्याप्त छोड़ना चाहिए:

// 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
}

शुल्क छोटा और स्थान-निर्भर है: Aave v3 फ्लैश लोन पर 5 बीपीएस (0.05%) चार्ज करता है, Balancer ने ऐतिहासिक रूप से 0 बीपीएस चार्ज किया है, और Uniswap v3 फ्लैश स्वैप के माध्यम से उसी क्षमता को उजागर करता है जहां शुल्क सिर्फ पूल का सामान्य स्वैप शुल्क है। पांच आधार अंक एक वास्तविक लागत है जिसे चक्र के मार्जिन के भीतर साफ करना चाहिए, लेकिन यह एक ब्लॉक तक चलने वाले विस्थापन को पकड़ने के लिए अपनी खुद की छह या सात अंकों की इन्वेंट्री को बांधने के विकल्प के बगल में तुच्छ है।

बाजार संरचना के लिए परिणाम स्पष्ट रूप से बताने योग्य है: फ्लैश लोन आर्बिट्रेज लाभ को पूंजी से अलग करते हैं। किसी दिए गए अवसर का विजेता सबसे गहरी बैलेंस शीट वाला खोजकर्ता नहीं है — कुछ डॉलर के गैस पैसे वाला एक बॉट एक लेनदेन की अवधि के लिए दस मिलियन डॉलर उधार ले सकता है। पूंजी खाई नहीं है। हर कोई एक ही अवसर के खिलाफ एक ही आकार उधार ले सकता है, यही कारण है कि प्रतियोगिता उस एक चीज़ पर ढह जाती है जो वस्तुगत नहीं है: पहले ऑर्डर किया जाना।

एक काम किया गया क्रॉस-DEX चक्र

संख्याएं यांत्रिकी को ठोस बनाती हैं। 0.30% शुल्क ($\gamma = 0.997$) के साथ दो स्थिर-उत्पाद WETH/USDC पूल लें, और मान लें कि एक बड़ी खरीद ने पूल B को पूल A से ऊपर धकेल दिया है — इस तरह का विस्थापन अगला खंड दिखाता है कि चक्र वास्तव में कहां से आते हैं। गोल, स्पष्ट रूप से सचित्र भंडार का उपयोग करें:

• पूल A (सस्ता): $x_A = 10{,}000$ WETH, $y_A = 30{,}000{,}000$ USDC $\Rightarrow$ मूल्य $3{,}000$ USDC/WETH।
• पूल B (प्रिय): $x_B = 10{,}000$ WETH, $y_B = 30{,}600{,}000$ USDC $\Rightarrow$ मूल्य $3{,}060$ USDC/WETH।

चक्र है: फ्लैश-उधार USDC, A पर सस्ता WETH खरीदें, B पर महंगा बेचें, चुकाएं। $\Delta U = 100{,}000$ USDC उधार लें। हॉप 1 पूल A में WETH के लिए USDC बेचता है:

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

हॉप 2 उस WETH को पूल B में USDC के लिए बेचता है:

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

आपने 100,000 उधार लिए, 100,723 प्राप्त किए, और 50 USDC का 5 बीपीएस फ्लैश शुल्क देना है। शुद्ध: गैस और प्राथमिकता बोली से पहले, पूंजी परिव्यय शून्य पर लगभग $673 सकल लाभ। दो बातें ध्यान दें। पहला, दो हॉप पूल को एक-दूसरे की ओर ले जाते हैं — A पर खरीदना इसकी कीमत बढ़ाता है, B पर बेचना इसकी कीमत घटाता है — इसलिए लाभ आकार में रैखिक नहीं है: बहुत अधिक धक्का देने पर मूल्य प्रभाव अंतर को खा जाता है, ठीक वैसे ही जैसे MEV piece से सैंडविच अनुकूलन में। खोजकर्ता $\Delta U$ पर एक-आयामी खोज चलाता है ताकि उधार के आकार को अधिकतम शुद्ध लाभ के लिए खोजा जा सके। दूसरा, वह $673 एक निर्धारित संख्या है जिसे हर प्रतिस्पर्धी बॉट एक ही भंडार से एक ही मूल्य पर गणना करता है — जो पूरी समस्या है, और नीचे नीलामी अनुभाग का विषय है।

पहचान आसान आधा है

बाजार को एक ग्राफ के रूप में देखते हुए — नोड्स के रूप में संपत्ति, भारित किनारों के रूप में व्यापारिक जोड़े — एक आर्बिट्रेज चक्र एक लूप है जिसका विनिमय दरों का उत्पाद एक से अधिक है। प्रत्येक दर का लघुगणक लें, उसे नकारात्मक करें, और एक लाभदायक चक्र एक नकारात्मक-भार चक्र बन जाता है; इसे खोजने का शास्त्रीय उपकरण बेलमैन-फोर्ड है, जिसमें SPFA और अधिक हालिया RICH एल्गोरिथम वास्तविक बाजारों द्वारा उत्पादित छोटे, तेजी से बदलते ग्राफ के लिए ट्यून किए गए तेज वेरिएंट के रूप में हैं। वह पूरा टूलकिट — लॉग ट्रांसफॉर्म, नकारात्मक-चक्र स्थिति, रस्ट कार्यान्वयन, शुल्क-समायोजित किनारे के भार जो अधिकांश सैद्धांतिक चक्रों को मारते हैं — graph algorithms for arbitrage detection का विषय है, और इसे यहां दोहराने की आवश्यकता नहीं है।

इस लेख के लिए जो मायने रखता है वह एक एकल लेखांकन बिंदु है: शुल्क को किनारे के भार में जाना चाहिए, या चक्र एक मृगतृष्णा है। एक तीन-पैर वाला लूप तीन पूल शुल्क का भुगतान करता है, साथ ही, यदि आपने उधार लिया है, तो फ्लैश-लोन शुल्क, और नकारात्मक-चक्र परीक्षण को उन सभी को देखना होगा:

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

यहाँ भार-वहन अवलोकन है। वह फ़ंक्शन निर्धारित है। इसे वर्तमान ऑन-चेन भंडार खिलाएं — जिसे हर नोड समान रूप से रखता है, क्योंकि श्रृंखला एक साझा, प्रतिकृति राज्य मशीन है — और हर खोजकर्ता एक ही cycle_log_gain को एक ही ब्लॉक ऊंचाई पर एक ही मूल्य पर गणना करता है। कोई निजी संकेत नहीं है, कोई मालिकाना डेटासेट नहीं है, कोई सूचनात्मक बढ़त नहीं है। जब एक बड़ा स्वैप या एक नया ब्लॉक भंडार को फिर से व्यवस्थित करता है, तो संरचनात्मक रूप से समान पहचान कोड चलाने वाले दर्जनों बॉट एक-दूसरे के मिलीसेकंड के भीतर एक ही चक्र पर प्रकाश डालते हैं। खोज सभी को एक ही उत्तर देती है।

टोपोलॉजी पर एक नोट, क्योंकि यह आकार देता है कि खोज वास्तव में कितनी कठिन है। सबसे सस्ते चक्र त्रिकोणीय और इंट्रा-DEX हैं — WETH → USDC → DAI → WETH पूरी तरह से एक Uniswap परिनियोजन के भीतर: तीन हॉप्स, तीन पूल शुल्क, कोई क्रॉस-वेन्यू समन्वय नहीं। क्रॉस-DEX चक्र (Uniswap पर खरीदें, Sushiswap पर बेचें) वेन्यू जोड़ते हैं लेकिन परमाणु गार्ड को समान रखते हैं। लंबे, विदेशी चक्र अभी भी अधिक हॉप्स को श्रृंखलाबद्ध करते हैं — लेकिन हर अतिरिक्त हॉप उत्पाद में एक और $(1-\text{fee})$ कारक को गुणा करता है, इसलिए शुल्क-समायोजित नकारात्मक-चक्र स्थिति लंबे चक्रों को तेजी से मारती है। यही कारण है कि वास्तविक खोजकर्ता चक्र की लंबाई को तीन से पांच हॉप्स तक सीमित करते हैं और आक्रामक रूप से छांटते हैं; यह स्तरित, लंबाई-बाउंड खोज है जिसे graph-algorithms piece से RICH एल्गोरिथम चलाने के लिए बनाया गया है।

तो पहचान आपको व्यापार नहीं जीतती है; यह केवल आपको इसके लिए प्रतिस्पर्धा करने के लिए योग्य बनाती है। log(gross) > 0 परीक्षण आपको बताता है कि एक अवसर मौजूद है — यह इस बारे में कुछ नहीं कहता है कि आप वह पता होंगे जो इसे कैप्चर करता है। यह एक परत नीचे, ऑर्डरिंग में तय किया जाता है, और ऑर्डरिंग कुछ ऐसा नहीं है जिसकी आपका एल्गोरिथम गणना करता है। यह कुछ ऐसा है जिसके लिए आप बोली लगाते हैं। ऑन-चेन आर्बिट्रेज के बारे में सब कुछ मुश्किल चक्र मिलने के बाद होता है।

बैक रनिंग: MEV का सौम्य रूप

ये चक्र पहली जगह में कहाँ से आते हैं? भारी मात्रा में, अन्य लोगों के लेनदेन से। एक Uniswap पूल पर एक बड़ा स्वैप उस पूल की कीमत को व्यापक बाजार से दूर ले जाता है; पूल अब Binance के सापेक्ष, एक Curve पूल के सापेक्ष, Sushiswap के सापेक्ष गलत कीमत पर है; और इसे पुनः संरेखित करने का कार्य एक लाभदायक आर्बिट्रेज है। जो खोजकर्ता ऐसा करता है वह अपने लेनदेन को विस्थापन बनाने वाले स्वैप के तुरंत बाद रखता है। यह बैक रनिंग है, और यह ऑन-चेन MEV का प्रमुख, सौम्य रूप है।

MEV piece से स्थिर-उत्पाद यांत्रिकी को याद करें। एक पूल भंडार $x, y$ को $x \cdot y = k$ और स्पॉट मूल्य $P = y/x$ के साथ रखता है। कोई व्यक्ति इसमें आधार संपत्ति की एक बड़ी राशि $\Delta x$ बेचता है; अपरिवर्तनीय द्वारा पूल भुगतान करता है

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

और नया स्पॉट मूल्य कम है — विक्रेता ने इसे नीचे धकेल दिया। यदि बाहरी बाजार मूल्य अभी भी $P_{\text{ext}}$ है, तो पूल अब $P_{\text{ext}}$ से नीचे उद्धृत करता है, और लाभ-अधिकतम बैक रन पूल से ठीक तब तक खरीदता है जब तक इसकी सीमांत कीमत $P_{\text{ext}}$ तक वापस नहीं बढ़ जाती — यानी, जब तक भंडार फिर से $y/x = P_{\text{ext}}$ को संतुष्ट नहीं करते। आर्बिट्रेजर पूल के निष्पादन वक्र और सपाट बाहरी मूल्य के बीच के क्षेत्र को कैप्चर करता है — वह मूल्य जो बड़े स्वैप ने पूल को स्थानांतरित करके मेज पर छोड़ दिया।

महत्वपूर्ण संरचनात्मक तथ्य — वह जो बैक रनिंग को बहीखाता के सौम्य पक्ष पर रखता है — वह यह है कि एक शुद्ध बैक रन लक्ष्य के निष्पादन को खराब नहीं करता है। यह पीड़ित के स्वैप के बाद सख्ती से चलता है। जब तक बैक रन निष्पादित होता है, तब तक स्वैपर की कीमत पहले से ही लॉक हो जाती है; बैक रनर जो कुछ भी करता है वह वापस नहीं पहुंच सकता और इसे खराब नहीं कर सकता। इसे MEV piece से जहरीले सैंडविच के विपरीत देखें, जहां पीड़ित से पहले एक फ्रंट रन डाला जाता है ताकि उनके भरण को खराब किया जा सके ताकि बैक रन बढ़े हुए विस्थापन को काट सके। वही बैक रन यांत्रिकी, विपरीत नैतिकता: सैंडविच पीड़ित के खर्च पर गलत कीमत बनाता है; सौम्य बैक रन केवल एक गलत कीमत को साफ करता है जिसे पीड़ित वैसे भी बनाता। आर्बिट्रेजर वह तंत्र है जिसके द्वारा ऑन-चेन कीमतें बाहरी दुनिया को ट्रैक करती हैं — वही भूमिका जो क्रॉस-वेन्यू आर्बिट्रेज को वित्त में हर जगह एक स्थिर शक्ति बनाती है।

यही कारण है कि आधुनिक MEV-सुरक्षा स्टैक सैंडविच को दबाते हुए बैक रन को संरक्षित और पुनर्वितरित करने की कोशिश करता है। फ्लैशबॉट्स का MEV-शेयर और ऑर्डर-फ्लो नीलामी उपयोगकर्ता को अपने लेनदेन के बारे में आंशिक संकेत उजागर करने देती है, खोजकर्ताओं को इसे बैक रन करने के अधिकार के लिए बोली लगाने के लिए आमंत्रित करती है, और अवसर बनाने वाले उपयोगकर्ता को परिणामी लाभ का अधिकांश हिस्सा वापस कर देती है। बैक रन अभी भी होता है — कीमत अभी भी पुनः संरेखित होती है — लेकिन मूल्य इसे उत्पन्न करने वाले लेनदेन पर वापस प्रवाहित होता है बजाय इसके कि जो सबसे तेज था उसके द्वारा चोरी हो जाए।

चक्र कहाँ से आते हैं

लगभग हर लाभदायक चक्र किसी अन्य ऑन-चेन घटना के नीचे है जिसने कीमत को स्थानांतरित कर दिया। स्रोतों को जानना पूरे ग्राफ को अंधाधुंध मतदान करने और मुट्ठी भर ट्रिगर्स को देखने के बीच का अंतर है जो वास्तव में किनारे बनाते हैं:

• बड़े स्वैप। कैनोनिकल स्रोत, ऊपर काम किया गया: कोई भी व्यापार जो एक पूल को व्यापक बाजार से दूर ले जाने के लिए पर्याप्त बड़ा है, उसे पुनः संरेखित करने के लिए एक बैक रन खोलता है। स्वैप जितना बड़ा होगा और पूल जितना पतला होगा, चक्र उतना ही बड़ा होगा।
• ओरेकल अपडेट। हर वेन्यू जो एक ओरेकल से कीमत लेता है — मनी मार्केट, परपेचुअल DEXs — जैसे ही फीड चलता है, आर्बिट्रेजेबल हो जाता है। ओरेकल-अपडेट बैक रन जो परिसमापन को चलाता है, liquidations piece में विच्छेदित, यह वही चाल है जो एक स्वैप के बजाय एक मूल्य फ़ीड पर लागू होती है: अपडेट शुरुआती बंदूक है, और खोजकर्ता इसके तुरंत बाद उतरता है।
• नई या हटाई गई तरलता। एक बड़ा LP मिंट या बर्न एक पूल की गहराई को बदल देता है और इसे क्षण भर के लिए ऑफ-प्राइस छोड़ सकता है; जस्ट-इन-टाइम (JIT) तरलता विरोधी संस्करण है, एक एकल लंबित स्वैप के आसपास गहराई जोड़ना और इसे तुरंत बाद खींचना।
• क्रॉस-पूल रूटिंग अवशेष। एक राउटर जो पूल में एक स्वैप को विभाजित करता है, शायद ही कभी उन सभी को बिल्कुल एक ही कीमत पर छोड़ता है, और यह छोटे असंतुलन छोड़ता है जो बैक रन-सक्षम चक्र हैं।

व्यावहारिक निष्कर्ष: एक आर्बिट्रेज बॉट ज्यादातर एक इवेंट लिसनर है, न कि एक ग्राफ सॉल्वर। यह इन ट्रिगर्स को देखता है, प्रत्येक को छूने वाले उप-ग्राफ को ही पुनर्गणना करता है, और एक बंडल फायर करता है — यही कारण है कि graph-algorithms piece से वृद्धिशील-अपडेट डिज़ाइन पूर्ण ग्राफ पर कच्ची खोज गति से कहीं अधिक मायने रखता है।

नीलामी मार्जिन खा जाती है

अब असहज हिस्सा। आपको चक्र मिल गया। बाकी सभी को भी मिल गया। अवसर नियतात्मक, परमाणु और पूंजी-मुक्त है — जिसका अर्थ है कि केवल एक ही चर बचा है कि कौन जीतने वाले स्लॉट में उतरता है, और यह एक प्राथमिकता नीलामी द्वारा तय किया जाता है।

प्रस्तावक-बिल्डर अलगाव और MEV-बूस्ट (आगामी MEV supply chain: PBS and MEV-Boost में विस्तृत प्लंबिंग) में प्रवास के बाद से, खोजकर्ता अब मेमपूल में सार्वजनिक गैस युद्ध नहीं लड़ते हैं। वे निजी तौर पर ब्लॉक बिल्डरों को बंडल जमा करते हैं, एक बोली संलग्न करते हैं — या तो एक उच्च प्राथमिकता शुल्क के रूप में या बिल्डर को सीधे भुगतान के रूप में। बिल्डर सबसे मूल्यवान ब्लॉक को इकट्ठा करता है और इसे प्रस्तावक को अग्रेषित करता है। खोजकर्ता की सीट से, यह एक ज्ञात, नियतात्मक पुरस्कार को निष्पादित करने के अधिकार के लिए एक बंद-बोली नीलामी है।

इसे मॉडल करें। सकल आर्बिट्रेज लाभ $G$ होने दें — ऊपर काम किए गए चक्र से $673, मान लें — और प्रत्येक खोजकर्ता की लागत (गैस, फ्लैश-लोन शुल्क) $c$ होने दें। स्लॉट जीतने के लिए, आप हर दूसरे खोजकर्ता के खिलाफ $b$ बोली लगाते हैं जिसने वही $G$ गणना की। यदि आप जीतते हैं तो आपका शुद्ध लाभ है

$\pi = G - c - b.$

आप $b$ को यथासंभव कम चाहते हैं; आप जीतना भी चाहते हैं। लेकिन आपके प्रतिस्पर्धियों को समान $G$ के खिलाफ समान अंकगणित का सामना करना पड़ता है। एक बंद-बोली नीलामी में एक सामान्य-मूल्य पुरस्कार पर जिसे हर कोई सटीक रूप से गणना कर सकता है, संतुलन बोली तब तक बढ़ती है जब तक यह लगभग पूरे अधिशेष को खा नहीं जाती: $b \to G - c - \varepsilon$, और विजेता केवल $\varepsilon$ रखता है, वह बहुत पतला मार्जिन जिसके द्वारा उन्होंने उपविजेता को मात दी। वह $673 चक्र खोजने वाले के पास नहीं रहता है; इसका लगभग सभी सीधे बिल्डर और, अंततः, प्रस्तावक को बोली लगाई जाती है जिसने ऑर्डरिंग बेची। यह बाजार की विफलता नहीं है; यह वही है जो एक प्रतिस्पर्धी नीलामी को करना चाहिए।

वापसी मुफ्त नहीं है — विफलता-दर अर्थशास्त्र

एक दूसरी लागत है जिसे भोला मॉडल छोड़ देता है, और यह वह है जो वास्तव में ऑपरेटरों को अलग करता है। जब आप नीलामी हारते हैं, तो आपका बंडल बस नहीं उतरता है — आप कुछ भी भुगतान नहीं करते हैं, जो पुराने सार्वजनिक गैस युद्धों पर बंडल जमा करने का पूरा बिंदु है। लेकिन जब आप एक बंडल के साथ नीलामी जीतते हैं जिसका सिमुलेशन बासी था — आपके पढ़ने और शामिल होने के बीच भंडार स्थानांतरित हो गए — तो आपका require(end >= start + minProfit) गार्ड फायर करता है और लेनदेन ऑन-चेन पर वापस आता है, और आप वापसी के लिए गैस का भुगतान करते हैं। परमाणुता आपके मूलधन की रक्षा करती है, आपकी गैस की नहीं।

तो प्रति अवसर खोजकर्ता का वास्तविक अपेक्षित मूल्य है

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

जहां $g_{\text{revert}}$ एक उतरे हुए-लेकिन-वापस आने वाले बंडल पर जली हुई गैस है। अपनी बोली $b$ को उच्च धक्का देने से अधिक स्लॉट जीतते हैं लेकिन अधिक बासी स्लॉट भी जीतते हैं, जिससे वापसी की अवधि बढ़ जाती है। जो ऑपरेटर जीवित रहते हैं वे वे नहीं हैं जो अधिक चक्र पाते हैं — हर कोई समान चक्र पाता है — बल्कि वे हैं जिनके पास कम $c$ (सस्ते, सख्त निष्पादन पथ), कम वापसी की संभावना (ताजा सिमुलेशन, बेहतर समावेशन भविष्यवाणी), और सीमांत अवसरों पर बोली न लगाने का अनुशासन है जहां अपेक्षित वापसी लागत पतले अधिशेष को डुबो देती है। बढ़त, जैसा कि यह है, पूरी तरह से इन दूसरे-क्रम की लागतों में रहती है।

अनुभवजन्य आकार मॉडल से मेल खाता है। जब कई बॉट एक ही ऑन-चेन अवसर को एक ही लाभ के आंकड़े पर अनुकरण करते हैं, तो जीतने वाला बंडल सकल लाभ का बड़ा बहुमत बिल्डर और सत्यापनकर्ता को नियमित रूप से देता है — वही 90%-प्लस रिसाव जिसे हमने liquidations के लिए मापा था, उसी कारण से: एक सामान्य पुरस्कार के बारे में पूर्ण जानकारी प्लस एक बंद-बोली नीलामी का मतलब है कि मार्जिन सीमांत हारने वाले की लागत तक प्रतिस्पर्धा में कम हो जाता है। खोजकर्ता की बढ़त $G$ का आकार नहीं है, जिसे हर कोई देखता है। यह $c$ (सस्ता निष्पादन, बेहतर रूटिंग, कम विफलता दर) में कोई निजी लाभ है या भीड़ से पहले $G$ को देखना।

जो आपको ठीक-ठीक बताता है कि लाभ अभी भी कहाँ जीवित है:

• लंबे-पूंछ वाली श्रृंखलाएं और अपरिपक्व बिल्डर बाजार। उन श्रृंखलाओं पर जहां कुछ परिष्कृत खोजकर्ता काम करते हैं और बिल्डर नीलामी पतली या अनुपस्थित है, बोली $b$ कम रहती है क्योंकि आपको बोली लगाने वाला कोई नहीं होता है। वही चक्र जो एथेरियम मेननेट पर $\varepsilon$ शुद्ध करता है, एक शांत L2 या एक alt-L1 पर $G$ का अधिकांश हिस्सा शुद्ध कर सकता है। बढ़त प्रतिस्पर्धा है, चतुराई नहीं।
• कम-प्रतिस्पर्धा वाले पूल और विदेशी संपत्ति। ऐसे अवसर जिनके लाभदायक निकास के लिए पतली, पथ-निर्भर DEX तरलता खाने की आवश्यकता होती है, उन्हें सही ढंग से अनुकरण करना मुश्किल होता है। एक खोजकर्ता जो पूर्ण राउंड-ट्रिप को मॉडल करता है — जिसमें एक अतरल टोकन पर निकास फिसलन शामिल है — ऐसे चक्रों को कैप्चर करता है जिन्हें भोले बॉट या तो याद करते हैं या गलत कीमत पर वापस आते हैं। यहां बढ़त वास्तव में निष्पादन गुणवत्ता है, विलंबता नहीं।
• CEX-DEX आर्बिट्रेज। सबसे बड़ी श्रेणी — और वह जो परमाणुता को तोड़ती है। इसे अपना अनुभाग मिलता है, अगला।

परमाणु, ऑन-चेन गेम का ईमानदार सारांश: यह EVM आंतरिक, बिल्डर प्लंबिंग और नीलामी सिद्धांत को कठिन तरीके से सीखने का एक शानदार तरीका है। यह जीविका कमाने का एक क्रूर तरीका है, क्योंकि आप जो बेच रहे हैं — एक नियतात्मक चक्र को खोजने और निष्पादित करने की क्षमता — ठीक वही है जो आपके प्रतिस्पर्धी भी बेच रहे हैं, और नीलामी इसे लागत पर कीमत देती है।

CEX-DEX आर्बिट्रेज: सबसे बड़ी श्रेणी, और यह परमाणु नहीं है

ऑन-चेन पर निकालने योग्य मूल्य का सबसे बड़ा एकल स्रोत साफ परमाणु चक्र नहीं है। यह CEX-DEX आर्बिट्रेज है: एक केंद्रीकृत एक्सचेंज पर एक संपत्ति की कीमत एक DEX पर इसकी कीमत से भिन्न होती है, और एक खोजकर्ता अंतर को बंद करने के लिए दोनों पक्षों का व्यापार करता है। गैर-परमाणु आर्बिट्रेज के अध्ययन — सबसे सीधे हीमबैक, पहाड़ी और शर्टेनलीब का विकेंद्रीकृत वित्त में गैर-परमाणु आर्बिट्रेज (2024) — कई वर्षों की अवधि में क्रॉस-एक्सचेंज आर्बिट्रेजर को सैकड़ों मिलियन डॉलर के निकाले गए मूल्य का श्रेय देते हैं, जो परमाणु, विशुद्ध रूप से ऑन-चेन श्रेणियों से अधिक है। यदि आप समझना चाहते हैं कि MEV में पैसा वास्तव में कहाँ है, तो यह वही है।

और यह उस संपत्ति का उल्लंघन करता है जिसने ऊपर सब कुछ सुरक्षित बनाया। व्यापार का एक पैर एक केंद्रीकृत एक्सचेंज पर रहता है; दूसरा ऑन-चेन पर रहता है। ऑन-चेन पैर परमाणु है — यह या तो एक ब्लॉक में उतरता है या वापस आता है — लेकिन CEX पैर एक अलग मिलान इंजन पर एक अलग ऑर्डर है, जो अपनी समय-सीमा पर तय होता है। दोनों पैरों को एक ही वापसी में नहीं लपेटा जा सकता है। दोनों स्थानों पर कोई require(end >= start) नहीं है। खोजकर्ता Uniswap पर एक स्वैप को बैक रन करता है ताकि ऑन-चेन पर सस्ता WETH खरीदा जा सके, और अलग से Binance पर WETH बेचता है ताकि प्रसार का एहसास हो सके — और इन दो घटनाओं के बीच, कीमत बदल सकती है। CEX-DEX आर्बिट्रेज वही इन्वेंट्री जोखिम उठाता है जिसे परमाणु आर्बिट्रेज समाप्त करता है।

वह जोखिम व्यवसाय के पूरे आकार को बदल देता है:

• आपको दोनों स्थानों पर इन्वेंट्री को पहले से रखना होगा। आप CEX पैर को फ्लैश-लोन नहीं कर सकते। Binance पर WETH बेचने के लिए जैसे ही आपकी ऑन-चेन खरीद की पुष्टि होती है, आपके पास पहले से ही Binance पर WETH होना चाहिए (और ऑन-चेन पर उद्धरण मुद्रा, और दूसरी दिशा के लिए इसके विपरीत)। पूंजी, जिसे फ्लैश लोन ने परमाणु आर्बिट्रेज से हटा दिया था, एक कठिन आवश्यकता के रूप में वापस आती है — कई एक्सचेंजों पर इन्वेंट्री बैठी हुई, उजागर।
• आपको खुले पैर को हेज करना होगा। ऑन-चेन भरण और CEX भरण के बीच आप संपत्ति पर दिशात्मक रूप से लंबे या छोटे होते हैं। गंभीर CEX-DEX ऑपरेटर इसे लगातार डेल्टा-प्रबंधित पुस्तक के रूप में चलाते हैं: वे एक परपेचुअल फ्यूचर पर एक्सपोजर को हेज करते हैं, उस हेज की फंडिंग लागत को व्यवसाय करने की लागत के रूप में मानते हैं, और स्पॉट और परपेचुअल के बीच के आधार को प्रबंधित करते हैं। यह कोई नई समस्या नहीं है — यह ठीक वही मशीनरी है जो cross-exchange funding-rate arbitrage की है, जहां पूरा खेल स्थानों पर ऑफसेटिंग पैरों को रखना और फंडिंग के माध्यम से हेज को वित्तपोषित करना है। CEX-DEX आर्बिट्रेज वह अनुशासन है जिसमें एक पैर एक ब्लॉक से जुड़ा होता है।
• बढ़त आंशिक रूप से सूचनात्मक और संरचनात्मक है। क्योंकि CEX मूल्य DEX मूल्य का नेतृत्व करता है (केंद्रीकृत ऑर्डर बुक लगातार अपडेट होती हैं; AMM उद्धरण केवल तभी चलते हैं जब कोई व्यापार करता है), एक खोजकर्ता जो CEX ऑर्डर बुक पढ़ता है वह जानता है कि अगला बैक रन किस दिशा में जाना चाहिए इससे पहले कि ऑन-चेन मूल्य पकड़ ले। और तेजी से, बिल्डर स्वयं इस प्रवाह को आंतरिक करते हैं: एक बिल्डर जो एक CEX-DEX डेस्क भी चलाता है, वह अपने स्वयं के ट्रेडों के आसपास ब्लॉक को ऑर्डर कर सकता है। यह खोजकर्ता और बिल्डर के बीच की रेखा को धुंधला करता है और MEV supply chain में केंद्रीकरण बलों में से एक है — जो संस्थाएं सबसे अधिक ऑर्डर प्रवाह देखती हैं और सबसे अधिक ऑर्डरिंग को नियंत्रित करती हैं वे सबसे अधिक गैर-परमाणु आर्बिट्रेज को भी कैप्चर करती हैं।

तो ट्रेडऑफ परमाणु मामले से ठीक उलट है। परमाणु आर्बिट्रेज सुरक्षित है (नुकसान पर वापसी, कोई इन्वेंट्री नहीं, कोई पूंजी नहीं) लेकिन क्रूरता से प्रतिस्पर्धात्मक (नियतात्मक पुरस्कार, नीलामी मार्जिन खा जाती है)। CEX-DEX आर्बिट्रेज खतरनाक है (वास्तविक इन्वेंट्री जोखिम, वास्तविक पूंजी, वित्त और प्रबंधन के लिए एक हेज) लेकिन कहीं अधिक बड़ा और कम पूरी तरह से प्रतिस्पर्धी, ठीक इसलिए क्योंकि खतरा और पूंजी की आवश्यकता उन बॉट्स को बाहर रखती है जो केवल जोखिम-मुक्त परमाणु लूप चला सकते हैं। अतिरिक्त रिटर्न अतिरिक्त जोखिम के लिए मुआवजा है — जो वित्त में सबसे सामान्य तथ्य है, अंततः एक श्रृंखला पर खुद को फिर से स्थापित कर रहा है जिसने जोखिम-मुक्त पैसे का नाटक करते हुए एक पूरा खंड बिताया।

क्या लेना है

तर्क को उसके भार-वहन बिंदुओं तक संपीड़ित करें:

1. परमाणुता संपूर्ण सुरक्षा मॉडल है। एक मल्टी-हॉप आर्बिट्रेज एक require(end >= start + minProfit) गार्ड के साथ एक लेनदेन है; कुछ भी जो इसे अलाभकारी बनाता है वह वापस आता है, इसलिए आर्बिट्रेजर कभी भी मध्य-चक्र इन्वेंट्री जोखिम नहीं रखता है और कभी भी अंतिम पैर को नुकसान पर नहीं बेचता है।
2. फ्लैश लोन लाभ को पूंजी से अलग करते हैं। एक परमाणु लेनदेन के भीतर उधार लें, आर्बिट्रेज करें और चुकाएं; ऋणदाता उसी वापसी से सुरक्षित है जिससे आप हैं। विजेता सबसे अधिक पूंजी वाला खोजकर्ता नहीं है — पूंजी खाई नहीं है।
3. पहचान आसान, वस्तुगत आधा है। graph algorithms for arbitrage की नकारात्मक-चक्र खोज नियतात्मक और सभी के लिए समान है; चक्र खोजने से आपको इसके लिए प्रतिस्पर्धा करने के लिए ही योग्य बनाता है।
4. बैक रनिंग सौम्य, प्रमुख रूप है। एक बड़े स्वैप या एक ओरेकल अपडेट के तुरंत बाद उतरना एक गलत कीमत वाले पूल को किसी के भरण को खराब किए बिना पुनः संरेखित करता है — जहरीले सैंडविच के विपरीत, और वह चीज़ जिसे MEV-शेयर दबाने के बजाय पुनर्वितरित करने की कोशिश करता है।
5. नीलामी लगभग सभी मार्जिन खा जाती है। एक सामान्य, गणना योग्य पुरस्कार पर एक बंद-बोली बिल्डर नीलामी में, बोलियां $G - c - \varepsilon$ पर अभिसरण करती हैं और 90%-प्लस बिल्डर और प्रस्तावक को लीक हो जाता है। लाभ केवल वहीं जीवित रहता है जहां प्रतिस्पर्धा पतली होती है: लंबे-पूंछ वाली श्रृंखलाएं, अतरल पूल, और कठिन-से-अनुकरण वाले निकास।
6. CEX-DEX सबसे बड़ी श्रेणी है और यह परमाणु नहीं है। एक CEX पर एक पैर का मतलब वास्तविक इन्वेंट्री जोखिम, वास्तविक पूंजी, और वित्त के लिए एक हेज है — cross-exchange funding playbook एक पैर के साथ एक ब्लॉक से जुड़ा हुआ लागू होता है, और MEV supply chain को उन बिल्डरों की ओर खींचने वाली ताकतों में से एक है जो सबसे अधिक प्रवाह देखते हैं।

ऑन-चेन आर्बिट्रेज, बाहर से, छिपे हुए चक्रों को खोजने के बारे में एक पहेली जैसा दिखता है। अंदर से यह एक नीलामी है — और पहेली सभी के लिए एक ही पल में हल हो गई थी। यह जानना कि चक्र कहाँ है, कभी भी बढ़त नहीं रही है। स्लॉट जीतना, या जहां कोई और बोली नहीं लगा रहा है वहां व्यापार करना, हमेशा से था।

संदर्भ

• 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 फ्लैश लोन और Balancer / Uniswap v3 फ्लैश-स्वैप दस्तावेज़ (शुल्क अनुसूची)।
• Flashbots दस्तावेज़: MEV-Boost, MEV-Share, ऑर्डर-फ्लो नीलामी (docs.flashbots.net)।