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The Express Lane to Spam and Centralization: An Empirical Analysis of Arbitrum's Timeboost

아비트럼(Arbitrum)의 타임부스트(Timeboost) 메커니즘에 관한 이 실증적 연구는, 공정한 트랜잭션 순서 지정이라는 목표에도 불구하고 해당 시스템이 극단적인 중앙집중화를 초래하고, 스팸 방지 및 실행 가능한 2차 시장 지원에 실패했으며, 궁극적으로 담합을 강화하는 동시에 DAO 수익을 감소시켰음을 밝히고 있다.

원저자: Johnnatan Messias, Christof Ferreira Torres

게시일 2026-07-22

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CC BY 4.0

원저자: Johnnatan Messias, Christof Ferreira Torres

원본 논문은 CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) 라이선스로 제공됩니다. ✨ 이것은 아래 논문에 대한 AI 생성 설명입니다. 저자가 작성하거나 승인한 것이 아닙니다. 기술적 정확성을 위해서는 원본 논문을 참조하세요. 전체 면책 조항 읽기

인터넷을 사람들이 토큰과 코인 같은 디지털 자산을 거래하는 거대하고 북적이는 디지털 시장이라고 상상해 보세요. 이 세상에는 "서처(searchers)"라고 불리는 교활한 부류의 트레이더들이 있는데, 이들은 마치 초고속 레이서처럼 행동합니다. 이들은 초고속 컴퓨터를 사용하여 서로 다른 상점(거래소) 사이의 아주 미세한 가격 차이를 포착하고, 다른 누구보다 먼저 싸게 사서 비싸게 팔기 위해 경주를 벌입니다. 이것을 "최대 추출 가능 가치(Maximal Extractable Value, MEV)"라고 부릅니다. 문제는 이 레이서들이 종종 교통 통제관(트랜잭션의 순서를 결정하는 사람들)에게 뇌물을 주어 줄을 가로지르게 함으로써, 일반 사용자들을 뒤로 밀어내고 그들의 이익을 가로챈다는 점입니다. 이를 해결하기 위해, "아비트럼(Arbitrum)"이라는 인기 있는 디지털 고속도로의 제작자들은 "타임부스트(Timeboost)"라는 새로운 시스템을 구축했습니다. 가장 빠른 컴퓨터가 승리하게 하는 대신, 그들은 매 분마다 경매를 열기로 결정했습니다. 만약 줄을 건너뛰고 싶다면, "패스트 패스(fast pass)" 티켓을 위해 돈을 입찰해야 합니다. 이 아이디어의 핵심은 이를 통해 더 공정하게 만들고, 스팸성 레이서들을 막으며, 그 돈을 체커(cheaters)가 아닌 커뮤니티에 전달하는 것이었습니다. 하지만 이 새로운 시스템이 실제로 효과가 있을까요, 아니면 단지 새로운 종류의 문제를 만들어낼 뿐일까요?

이 논문은 2025년 1월 1일부터 2026년 4월 13일 사이에 아비트럼 고속도로에서 발생한 4,800만 건 이상의 트랜잭션과 거의 50만 건의 경매를 조사한 거대한 탐정 보고서와 같습니다. 블록체인의 역사를 파헤치는 디지털 고고학자 같은 연구원들은 "타임부스트" 실험이 설계자들이 희망했던 대로 흘러가지 않았음을 발견했습니다. 새로운 시스템이 2025년 4월에 시작되었으므로, 데이터는 출시 전후의 기간을 모두 포함하고 있다는 점에 유의해야 합니다. 누구나 패스트 패스를 살 수 있는 공정하고 개방된 경주 대신, 이 시스템은 오직 세 명의 거물 플레이어인 셀리니 캐피털(Selini Capital), 윈터뮤트(Wintermute), 카이로스(Kairos)만을 위한 놀이터가 되었습니다. 이 세 엔티티는 전체 경매의 무려 99.74%를 휩쓸었으며, 사실상 다른 모든 사람을 차단했습니다. 이는 마치 학교 급식실에서 "빠른 점심 줄" 티켓을 경매에 부쳤는데, 오직 세 명의 부유한 학생만이 입찰할 여력이 있었고, 그들이 거의 매일 그 티켓을 사버린 것과 같습니다.

보고서는 또한 패스트 패스를 가진다고 해서 반드시 원활한 주행이 보장되는 것은 아니라는 점도 발견했습니다. 이 "급행 차선"을 통해 전송된 트랜잭션의 약 30%가 실제로 실패하여 폐기(revert)되었습니다. 이는 시스템이 스팸을 막은 것이 아니라, 단지 스팸을 일반 줄에서 급행 차선으로 옮겨 놓았을 뿐임을 의미합니다. 더욱이, 연구원들은 가장 수익성이 높은 거래가 시작 시점이 아닌 하루의 맨 끝에 주로 발생했다는 것을 발견했습니다. 따라서 줄의 맨 앞으로 가기 위해 패스트 패스 비용을 지불하는 것은, 최고의 기회들이 오히려 뒤쪽에 기다리고 있었기 때문에 종종 돈 낭비가 되었습니다.

마지막으로, 이 논문은 경매의 승자들이 다른 트레이더들에게 자신의 패스트 패스를 재판매하는 "2차 시장"을 살펴보았습니다. 이 시장은 결과적으로 재앙이었습니다. 카이로스와 같은 재판매업자들은 시스템에 막대한 수수료를 지불했음에도 불구하고 수익은 거의 내지 못했으며, 그들의 고객들은 높은 실패율을 겪었습니다. 거물 플레이어들 사이의 경쟁이 줄어들면서, 경매를 통해 커뮤니티가 수집한 돈도 크게 감소했습니다. 요컨대, 이 논문은 패스트 차선을 경매하는 아이디어가 이론적으로는 공정해 보일지라도, 실제로는 소수의 부유한 플레이어들에게 권력을 집중시키고, 스팸을 막는 데 실패하며, 결과적으로 관련된 모든 이들에게 시스템을 덜 수익성 있게 만든다는 점을 시사합니다. "급행 차선"은 공정한 지름길이라기보다 제대로 작동조차 하지 않는 프라이빗 클럽에 가까웠습니다.

기술 요약: Arbitrum의 Timeboost에 대한 실증적 분석

1. 문제 정의

탈중앙화 금융(DeFi) 애플리케이션은 전문적인 행위자들이 트랜잭션을 재정렬, 삽입 또는 검열하여 이익을 취하는 최대 추출 가능 가치(MEV)에 취약합니다. 중앙화된 시퀀서(sequencer)에 의존하는 Arbitrum과 같은 레이어-2(L2) 롤업에서, 이는 지연 시간 경쟁(latency races)과 코로케이션(co-location)을 유발하여, 저지연 접근 권한을 가진 행위자들이 타인을 지속적으로 앞지르는(frontrun) 현상을 만듭니다. 이러한 역학 관계는 공정성, 탈중앙화 및 네트워크 안정성을 위협합니다.

이러한 문제를 해결하기 위해, Arbitrum은 경매 기반의 트랜잭션 시퀀싱 메커니즘인 Timeboost를 도입했습니다. Timeboost는 전통적인 선착순(FCFS) 정책을 밀봉 입찰 방식의 2차 가격(Vickley) 경매로 대체합니다. 이 메커니즘은 시간을 1분 단위의 라운드로 구성하며, 낙찰자에게는 독점적인 저지연 "익스프레스 레인"(0ms 지연) 접근 권한을 부여하는 반면, 일반 트랜잭션에는 결정론적인 200ms의 지연을 부과합니다. 이 메커니즘의 목표는 다음과 같습니다:

지연 시간 경쟁 완화.
Arbitrum DAO를 위한 MEV 수익의 내부화.
스팸(되돌려진 트랜잭션) 억제.
우선순위 접근에 대한 더 공정한 메커니즘 구축 및 시퀀싱 권한에 대한 2차 시장 형성 가능성 제고.

이러러한 메커니즘의 첫 번째 대규모 실제 배포 중 하나임에도 불구하고, 공정성, 탈중앙화 및 스팸 감소 측면에서의 실질적인 효용성은 검증되지 않은 상태였습니다.

2. 방법론

본 논문은 2025년 4월 17일부터 2026년 4월 13일까지의 데이터를 분석하여 Timeboost에 대한 최초의 대규모 실증 연구를 제시합니다.

데이터 소스 및 범위:

기간: 2025년 1월 1일부터 2026년 4월 13일까지 (161,244,600개 블록 및 13억 개 이상의 트랜잭션 포함).
Timeboost 세부 사항: 48,525,587개의 익스프레스 레인 트랜잭션 (전체의 4.52%) 및 494,608개의 경매.
되돌려진 트랜잭션(Reverted Transactions): 14,796,548개의 되돌려진 타임부스트 트랜잭션 (익스프레스 레인 볼륨의 30.49%).
MEV 분석: 확장된 탐지 프레임워크를 사용하여 식별된 715,450개의 순환적 원자적 차익거래(cyclic atomic arbitrage) 트랜잭션.
2차 시장 데이터: Kairos(2차 시장 제공업체)에 대한 30,583건의 결제 및 Arbitrum Foundation의 과거 입찰 추적 데이터.

분석 접근 방식:
저자들은 경매 결과, 입찰 행동, 트랜스랙션 포함 위치, 리버트(revert) 비율, MEV 추출 패턴(특히 DEX-DEX 및 CEX-DEX 차익거래) 및 2차 시장의 경제적 지속 가능성을 분석했습니다. 또한 우선순위 접근의 가치를 평가하기 위해 타임부스트 트랜잭션을 일반 트랜잭션과 비교했습니다.

3. 주요 기여 및 결과

A. 통제권의 극단적 중앙집중화

접근 권한을 순환시키려는 설계 목표와 달리, 익스프레스 레인 통제는 고도로 집중되어 있습니다.

지배력: 세 개의 엔티티(Selini Capital, Wintermute, Kairos)가 모든 경매 라운드의 **99.74%**를 낙찰받았습니다. Selini와 Wintermute 두 곳만으로도 77.41%를 차지했습니다.
입찰 집중도: 이 세 엔티티가 전체 입찰의 **91.04%**를 제출했습니다. 상위 5개 입찰자가 전체 입찰의 96.21%를 차지했습니다.
시사점: 경매 메커니즘은 최적화된 전략이나 우수한 자본을 보유한 정교한 행위자들에게 유리하게 작용하여, 결과적으로 소규모 참여자들을 시장에서 배제합니다.

B. MEV를 위한 우선순위 접근의 제한적 가치

익스프레스 레인 트랜잭션이 절대적인 시간상으로는 더 일찍 포함되지만(첫 10개 슬롯 내 50%), 상대적인 위치는 기대만큼 유리하지 않습니다.

블록 포지셔닝: 타임부스트 트랜잭션의 중앙값 정규화 위치는 47.62 백분위수(블록의 중간)입니다.
MEV 타이밍: 수익성이 높은 DEX-DEX 차익거래 기회는 주로 블록의 시작이 아닌 블록의 끝 근처에서 발생합니다. 따라서 조기 포함이 이러한 기회를 포착하는 것을 보장하지는 않습니다.
차익거래 수익성: 타임부스트 차익거래는 일반 차익거래보다 평균 수익($1.11 vs $0.78)은 높고 손실은 적었으나, 전체 차익거래 볼륨의 10%만을 차지했습니다. 나아가 Selini Capital과 같은 컨트롤러들의 경우, DAO에 지불한 총 수수료가 그들이 서비스한 차익거래업자들이 창출한 총 이익을 초과하기도 했습니다.

C. 스팸 완화 실패

Timeboost는 실패한 트랜잭션(스팸)의 볼륨을 줄이는 데 실패했습니다.

높은 리버트율: 타임부스트된 트랜잭션의 약 **30.49%**가 되돌려졌습니다(reverted).
컨트롤러별 편차: 리버트율은 컨트롤러마다 크게 달랐습니다. 2차 시장 제공업체인 Kairos는 **48.5%**라는 가장 높은 실패율을 보였습니다.
원인: 연구에 따르면 Kairos와 같은 중개업자들은 상호 의존성을 확인하지 않고 번들(bundle)을 독립적으로 처리하기 때문에, 시퀀싱 시 높은 실패율이 발생하는 것으로 나타났습니다. 이는 익스프레스 레인이 스팸을 제거하는 것이 아니라, 공용 대기열에서 우선순위 레인으로 이동시킨 것에 불과함을 시사합니다.

D. 지속 불가능한 2차 시장 및 수익 감소

2차 시장의 어려움: 2차 시장 제공업체(예: Kairos, JetBuilder)는 경제적 어려움에 직면해 있습니다. JetBuilder는 생태계에서 완전히 철수했습니다. Kairos는 사용자로부터 얻은 수익보다 훨씬 많은 경매 수수료를 지불했으며, 사용자들이 창출한 수익이 지불한 수수료보다 낮은 경우도 빈번했습니다.
DAO 수익 침식: 경쟁이 감소하고 지배력이 집중됨에 따라(특히 Kairos가 지배적이 된 2026년 2월 이후) 낙찰 가격이 붕괴되었습니다. 평균 낙찰가는 라운드당 $10–30에서 약$ 5.65로 떨어졌습니다. Arbitrum DAO의 총 수익은 약 2,442 ETH(약 $7.1M)였으나, 경쟁 압력 감소로 인해 하락 추세를 보였습니다.

E. 접근 권한의 낮은 활용도

경매에서 승리하면 1분간 독점적 접근 권한을 갖게 되지만, 컨트롤러들은 이 특권을 드물게 활용합니다.

활용률: 평균 활용률은 **10.72%**에 불과하며, 이는 컨트롤러들이 낙찰받은 라운드 동안 약 10개 블록 중 1개 꼴로만 타임부스트 트랜잭션을 제출함을 의미합니다.
선택성: 60% 이상의 높은 활용률은 간헐적으로만 나타나며, 이는 접근 권한이 연속적인 블록 채우기(block stuffing)보다는 특정 전략을 위해 선택적으로 사용됨을 나타냅니다.

4. 의의 및 주장

본 논문은 Timeboost가 공정성, 탈중앙화, 스팸 감소라는 명시된 목표를 달성하는 데 실패했다고 결론짓습니다. 대신, 실증적 증거는 다음과 같은 점을 시사합니다:

결탁의 강화: 경매 메커니즘은 소수의 정교한 행위자들에 의한 카르텔과 같은 지배력을 초래했습니다.
비효적 스팸 감소: 높은 리버트율은 우선순위 접근이 성공적인 실행을 보장하지 않으며, 오히려 실패 비용을 온전히 부담하지 않는 악의적 행위자의 블록 채우기를 용이하게 할 수 있음을 보여줍니다.
경제적 취약성: 2차 시장 생태계는 경제적으로 지속 불가능하며, 프로토콜의 수익 모델은 경쟁의 침식에 취약합니다.
경매 기반 순서 지정의 한한계: 본 연구는 경매 기반의 순서 지정만으로는 롤업의 공정성 문제를 해결하기에 불충분함을 강조합니다. 이는 추가적인 안전장치(예: 참여 제한, 무작위 할당 또는 암호학적 공정성 보장) 없이는 이러한 메커니즘이 채택을 좁히고 중앙화를 강화할 수 있음을 시사합니다.

저자들은 이 연구를 경매 기반 시퀀싱 배포에 대한 중요한 현실 점검으로 규정하며, 이론적 약속과 실제 운영 환경 사이의 간극을 입증하였습니다.