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Where Does MEV Really Come From? Revisiting CEXDEX Arbitrage on Ethereum

Cet article propose un modèle théorique étendu intégrant des sauts de prix discrets pour démontrer que les arbitrages entre échanges centralisés et décentralisés (CEX-DEX) constituent une source majeure et sous-estimée de la valeur extractible maximale (MEV) sur Ethereum, expliquant ainsi les écarts entre les prévisions des modèles traditionnels et les observations empiriques.

Auteurs originaux : Bence Ladóczk, Miklós Rásonyi, János Tapolcai

Publié 2026-04-20

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CC BY 4.0

Auteurs originaux : Bence Ladóczk, Miklós Rásonyi, János Tapolcai

Article original sous licence CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Ceci est une explication générée par l'IA de l'article ci-dessous. Elle n'a pas été rédigée ni approuvée par les auteurs. Pour une précision technique, consultez l'article original. Lire la clause de non-responsabilité complète

🕵️‍♂️ Le Mystère de l'Argent Invisible sur Ethereum

Imaginez que l'écosystème Ethereum est une immense place de marché numérique. Il y a deux types de vendeurs :

Les CEX (Bourses Centralisées) : De grands supermarchés bien organisés où les prix sont affichés clairement (comme Binance).
Les DEX (Bourses Décentralisées) : Des étals de marché autonomes (comme Uniswap) où les prix sont fixés par des robots (des "Market Makers") qui ne regardent pas les supermarchés voisins.

Parfois, le prix d'un produit (par exemple, de l'ETH) est différent entre le supermarché et l'étal. C'est là que les arbitragistes (des traders ultra-rapides) entrent en jeu. Ils achètent au prix bas et vendent au prix haut pour empocher la différence. Cette activité génère des profits énormes, appelés MEV (Maximal Extractable Value).

🤔 Le Problème : Les Anciens Modèles Étaient Trop "Calmes"

Jusqu'à présent, les mathématiciens pensaient que les prix bougeaient de manière très fluide et régulière, comme une rivière qui coule doucement. Ils utilisaient un modèle célèbre (Black-Scholes) qui suppose que le prix ne fait que de petits pas.

Leur conclusion ? Ils pensaient que les profits des arbitragistes étaient modestes et que la plupart de l'argent "sombre" (MEV) venait de trucs malhonnêtes comme les attaques "sandwich" (où on piége les gens).

La réalité ? Les données montrent que les profits sont énormes et que les volumes d'arbitrage sont bien plus grands que prévu. Les anciens modèles ratent quelque chose d'essentiel.

⚡ La Révélation : Les Prix font des Sauts de Kangourou !

Les auteurs de cette étude ont dit : "Attendez, les prix ne coulent pas comme une rivière, ils font des sauts !"

Imaginez que le prix de l'ETH ne change pas doucement, mais qu'il peut passer de 3000 $à 3100$ en une seconde (un "saut" ou jump).

L'ancienne théorie : Les prix glissent lentement. Les opportunités d'arbitrage sont rares et petites.
La nouvelle théorie : Les prix font des sauts brusques. À chaque fois qu'un saut se produit, il y a un énorme écart de prix entre le supermarché et l'étal. Les robots arbitragistes se précipitent pour combler cet écart instantanément.

C'est comme si, au lieu de marcher, les prix faisaient des sauts de kangourou. Les anciens modèles ne voyaient que les pas, pas les sauts. C'est pour ça qu'ils sous-estimaient les profits.

🧪 Comment ils l'ont prouvé ? (L'expérience)

Les chercheurs ont créé un nouveau modèle mathématique (un "moteur de simulation") qui inclut ces sauts.

Ils ont regardé les données réelles de la blockchain (Uniswap) et des bourses réelles (Binance).
Ils ont vu que les prix font effectivement des sauts violents.
Ils ont recalculé les profits avec leur nouveau modèle.

Le résultat ? Leurs calculs correspondent presque parfaitement à la réalité observée sur la blockchain. Ils ont prouvé que :

La majorité du volume d'échange sur les états (DEX) vient en réalité de ces arbitragistes qui corrigent les prix après un saut.
Les profits générés par ces arbitrages sont si grands qu'ils expliquent pourquoi les "constructeurs de blocs" (les gardiens de la blockchain) paient des fortunes pour avoir le droit de proposer un bloc.

💡 Les Leçons à retenir (en images)

Le MEV n'est pas forcément "sombre" : Une grande partie de cet argent vient de l'arbitrage CEX-DEX, ce qui est en fait sain car cela aide à aligner les prix du marché décentralisé avec le monde réel. C'est comme des agents de sécurité qui réparent les erreurs de prix.
Les modèles anciens étaient aveugles : En supposant que les prix bougent doucement, on ignorait les moments les plus rentables (les sauts).
Le marché est saturé : Il y a tellement d'arbitragistes qui guettent ces sauts que les profits sont partagés. Les constructeurs de blocs doivent payer cher pour avoir le droit de mettre leurs transactions en premier, car la compétition est féroce.
Raccourcir les blocs ne changera rien : Même si Ethereum devient plus rapide, les prix feront toujours des sauts brusques. Les opportunités d'arbitrage resteront là, car elles naissent de la volatilité, pas de la lenteur.

🎯 En résumé

Cette étude nous dit que l'argent caché sur Ethereum ne vient pas seulement de trucs malhonnêtes, mais surtout de la nature même des marchés financiers : les prix sautent. Les robots intelligents qui attrapent ces sauts génèrent des revenus massifs, et c'est ce mécanisme qui finance le fonctionnement sécurisé de la blockchain.

C'est comme si on découvrait que le bruit d'une ville ne vient pas seulement des voitures qui roulent doucement, mais surtout des sirènes d'urgence qui passent à toute vitesse : c'est là que se trouve l'action (et l'argent) !

1. Problématique

L'article s'attaque à une question centrale de l'écosystème Ethereum : d'où provient réellement le revenu du MEV (Maximal Extractable Value) et dans quelle mesure est-il généré au détriment des utilisateurs innocents ?

Bien que le MEV soit souvent associé à des attaques malveillantes (comme les « sandwich attacks » ou les liquidations), l'arbitrage entre les échanges centralisés (CEX) et décentralisés (DEX) est généralement considéré comme bénin, car il permet d'aligner les prix des DEX sur le marché externe. Cependant, il existe un décalage majeur entre les estimations théoriques et les observations empiriques :

Théorie : Les modèles existants, basés sur le mouvement brownien géométrique (Black-Scholes), prédisent des volumes et des profits d'arbitrage CEX-DEX modestes.
Empirique : Les études de terrain montrent que les volumes d'arbitrage CEX-DEX dépassent ceux des attaques sandwich et de l'arbitrage atomique DEX-DEX de plusieurs ordres de grandeur.

L'hypothèse des auteurs est que les modèles théoriques sous-estiment massivement ces opportunités car ils supposent des trajectoires de prix continues, ignorant ainsi les sauts de prix (jumps) qui sont précisément le moment où les opportunités d'arbitrage se créent.

2. Méthodologie

Les auteurs proposent une refonte complète du modèle stochastique de prix pour les Automated Market Makers (AMM).

A. Modélisation Mathématique

Au lieu d'utiliser l'équation différentielle stochastique (EDS) de Black-Scholes (mouvement brownien géométrique continu), les auteurs développent un modèle AMM discret étendu intégrant :

Une composante diffusive : Un mouvement brownien standard avec dérive ( $\mu$ ) et volatilité ( $\sigma$ ).
Une composante de sauts stochastiques : Des sauts de prix discrets ( $Z_n U_n$ ) avec des distributions de bruit arbitraires (non nécessairement gaussiennes).

L'évolution du prix logarithmique $X_n$ est décrite par la récurrence :
$X_{n+1} - X_n = \mu(X_n) + \sigma(X_n)\epsilon_{n+1} + Z_{n+1}U_{n+1}$
Où $Z_n$ est un indicateur binaire de saut et $U_n$ l'amplitude du saut.

B. Dynamique de l'Arbitrage

Le modèle simule la présence d'arbitreurs myopes qui interviennent lorsque l'écart de prix (mispricing) entre le CEX et le DEX dépasse les frais de transaction ( $\gamma$ ).

Si l'écart sort de l'intervalle $[-\gamma_-, \gamma_+]$ , l'arbitreur ramène le prix à la frontière, réalisant un profit.
Le processus de déséquilibre (mispricing) est modélisé comme une chaîne de Markov homogène.

C. Résolution Théorique et Numérique

Preuve d'ergodicité : Les auteurs prouvent que le processus de déséquilibre admet une distribution de probabilité stationnaire (SPD) et que le système converge vers cette distribution à une vitesse géométrique, indépendamment de l'état initial.
Algorithme : Ils utilisent une itération de fonction pour calculer numériquement la densité de probabilité invariante ( $f^*$ ).
Implémentation : Un solveur en C++ a été développé pour calculer cette distribution et estimer les volumes et profits attendus.

D. Calibration sur Données Réelles

Les paramètres du modèle ont été calibrés sur des données réelles de la blockchain Ethereum (pool Uniswap V2 ETH-USDT, septembre 2025) et des flux de prix de plusieurs CEX (Binance, KuCoin, Gate.io).

Les données ont été filtrées pour distinguer les mouvements de type Brownien des sauts de prix (en utilisant un seuil $\tau = 2.0$ fois la volatilité).
Le modèle a été ajusté pour inclure la distribution des sauts observée (queue lourde, non-gaussienne).

3. Contributions Clés

Nouveau Modèle Stochastique : Introduction d'un modèle discret combinant diffusion et sauts, capable de capturer la dynamique réelle des crypto-actifs (queues lourdes, discontinuités) que le modèle Black-Scholes ignore.
Preuve Mathématique Rigoureuse : Démonstration que le processus de déséquilibre est une chaîne de Markov ergodique avec une distribution stationnaire calculable par itération fonctionnelle.
Explication du Décalage Théorie/Pratique : Démonstration que l'omission des sauts de prix dans les modèles précédents est la cause principale de la sous-estimation des volumes d'arbitrage.
Validation Empirique : Une calibration sur des données réelles qui reproduit avec précision les volumes observés sur la blockchain, comblant le fossé entre les modèles théoriques et les mesures empiriques.

4. Résultats Principaux

Volumes d'Arbitrage : Le modèle étendu prédit des volumes d'arbitrage CEX-DEX d'environ 2,5 millions de dollars par jour pour le pool Uniswap V2 ETH-USDT étudié. Cela correspond à environ 57% du volume total du pool et est proche des observations empiriques (Tableau 1 de l'article).
- Comparaison : Les modèles Black-Scholes classiques prédisaient seulement ~208 000 $ (soit un facteur 10 de moins).
Profits MEV : Les profits estimés par le nouveau modèle (~1 454 $/jour) sont comparables aux profits MEV mesurés empiriquement, suggérant que l'arbitrage CEX-DEX est une source majeure, voire dominante, du MEV.
Nature des Sauts : L'analyse des données montre que les sauts de prix sont fréquents et importants (parfois deux ordres de grandeur supérieurs à la volatilité instantanée), invalidant l'hypothèse de continuité des trajectoires de prix.
Rôle des Traders de Bruit : Le modèle suggère que la part du volume générée par les « traders de bruit » (ceux qui ne réagissent pas aux écarts de prix) est minime. La majorité du volume est pilotée par la nécessité du pool de suivre le prix du CEX via l'arbitrage.

5. Signification et Implications

Origine du MEV : Le revenu qui soutient la séparation proposition-bâtisseur (PBS) sur Ethereum provient naturellement de la dynamique des marchés financiers via l'arbitrage CEX-DEX, et non principalement d'attaques malveillantes.
Saturation du Marché : Les profits d'arbitrage étant comparables aux mesures MEV, cela indique que le marché de l'arbitrage est saturé : les bâtisseurs de blocs doivent reverser une grande partie de leurs profits aux arbitrageurs pour que leurs transactions soient incluses.
Limites des Heuristiques : Les méthodes empiriques actuelles pour identifier l'arbitrage CEX-DEX (basées sur des heuristiques strictes) sont trop restrictives et sous-estiment la réalité. Une grande partie du volume « normal » est en réalité de l'arbitrage.
Impact de la Réduction du Temps de Bloc : Réduire le temps de bloc ne réduira probablement pas le MEV, car les opportunités d'arbitrage proviennent principalement de sauts de prix rapides (jumps) plutôt que de la vitesse de propagation des transactions.

En conclusion, cet article fournit une explication théorique robuste et mathématiquement fondée à la taille massive du MEV sur Ethereum, en démontrant que l'arbitrage CEX-DEX est le moteur principal, et que les modèles traditionnels de finance quantitative doivent être adaptés pour inclure les discontinuités de prix afin d'être pertinents pour les marchés de crypto-actifs.