MEV in Binance Builder

"MEV in Binance Builder" 논문에 대한 상세한 기술적 요약입니다.

1. 문제 제기

본 논문은 2024 년 초 BEP-322 를 통해 Proposer-Builder Separation(PBS) 모델을 도입한 이후, BNB 스마트 체인(BSC) 상의 최대 추출 가능 가치(MEV) 의 중앙집중화와 구조적 불평등을 조사합니다.

PBS 는 MEV 기회를 민주화하고 (이더리움에서 볼 수 있듯이) 검증자 중앙집중화를 완화하도록 설계되었으나, 저자들은 BSC 의 특정 구현 방식이 고도로 집중된 과점적 환경을 조성한다고 주장합니다. 이더리움과 비교한 BSC 의 PBS 에서의 주요 구조적 차이점은 다음과 같습니다:

• 허가된 빌더(Whitelisted Builders) 소수의 허가된 빌더만 참여할 수 있습니다.
• 짧은 블록 간격: 3 초 블록 시간 (이더리움의 12 초 대비) 은 경쟁을 위한 반응 창을 극도로 제한합니다.
• 직접적인 빌더 - 제안자 파이프라인: 신뢰할 수 있는 릴레이가 없으며, 빌더들은 소수의 약 40 명의 검증자에게 직접 입찰을 제출합니다.
• 프라이빗 오더 플로우: 공개 메모풀을 우회하는 프라이빗 RPC 엔드포인트에 대한 의존도가 높습니다.

핵심 문제는 이러한 설계 선택들이 MEV 경쟁을 위한 "경쟁 가능한 창 (contestable window)"을 붕괴시켜 극심한 시장 집중, 검열 위험, 그리고 독립적인 서처 (searcher) 들의 배제로 이어졌다는 점입니다.

2. 방법론

저자들은 BSC 상의 빌더 주도 MEV 에 대한 최초의 체계적이고 경험적인 온체인 연구를 수행했습니다.

• 관측 기간: 2025 년 4 월 1 일부터 2026 년 2 월 28 일까지 (관측 가능한 전체 활동 주기 포함).
• 데이터 수집:
  • BSC RPC 노드에서의 전체 블록 트레이스, 트랜잭션 영수증, 계약 수준 메타데이터.
  • 공식 PBS 화이트리스트, 검증자 운영 엔드포인트, 생성 패턴에 대한 정적 분석을 통한 빌더 소유 계약 식별.
  • 데이터셋: 250 개 이상의 팩토리 (factories) 와 23,000 개 이상의 유동성 풀에 걸쳐 수집된 963 만 건의 빌더 실행 아비트라지 (arbitrage) 트랜잭션으로 구성된 큐레이션된 데이터셋.
• 분석 접근법:
  • 재구성: 온체인 이벤트 (스왑, 동기화, 라우터 이벤트) 로부터 아비트라지 경로 ($T, P, F, D$ 튜플) 를 재구성하여 토큰 흐름과 수익 마진을 결정합니다.
  • 수익 귀속: 총수익, 공유 수익 (검증자/주소로 재분배), 순수익을 구분합니다.
  • 비교 분석: BSC 의 지표 (블록 점유율, 수익 집중도, 경로 복잡성) 를 이더리움의 PBS 모델 및 이론적 기대치와 대비합니다.

3. 주요 기여

1. 집중도의 경험적 정량화: 본 연구는 48Club과 Blockrazor라는 두 빌더가 모든 블록의 87% 이상을 생성하고 MEV 수익의 90% 이상을 차지한다는 구체적인 증거를 제공합니다.
2. 구조적 불평등 식별: 논문은 BSC PBS 설계의 "누락된 지평선 (Missing Horizon)"을 식별합니다. 3 초 블록 간격으로 인해 이더리움의 12 초 슬롯에서 존재하는 경쟁을 위한 조정 창이 사실상 존재하지 않아, 지연 시간 우위가 이진법적인 "승자 독식 (winner-takes-all)" 동학으로 증폭됩니다.
3. 빌더 행동 프로파일링:
   • 48Club: 모든 토큰 (특히 WBNB 와 USDT) 에서 지배적이며, 짧은 2-3 회 스왑 경로를 활용하고 광범위한 검증자 정렬을 유지합니다.
   • Blockrazor: 주로 WBNB 경로에서 경쟁하며 경로의 꼬리가 약간 길지만 스테이블코인에서는 수익이 미미합니다.
4. 데이터셋 공개: 저자들은 관측 기간 동안의 라우팅, 수익 귀속, 경로 구조를 상세히 기술한 큐레이션된 데이터셋 (arbitrage_informations.csv) 을 공개했습니다.

4. 주요 결과

A. 시장 집중

• 지배력: 48Club 과 Blockrazor 가 블록 생산의 **87%**를 통제합니다. 48Club 단독으로 데이터셋에서 관찰된 순이익의 약 75% 를 유지합니다.
• 수익 분포: 수익은 크게 편향되어 있습니다. 48Club 은 USDT 수익의 약 99% 와 USDC 수익의 약 97% 를 차지하여 사실상 스테이블코인 아비트라지를 독점합니다.
• 검증자 정렬: 48Club 은 광범위한 검증자 지지를 유지하기 위해 여러 토큰에 걸쳐 지급을 분산시키는 반면, Blockrazor 는 스왑된 USDT 흐름에 지급을 집중시킵니다.

B. 아비트라지 전략

• 경로 길이: 수익성 있는 거래의 대다수는 **짧은 홉 **(2-3 회 스왑)입니다. 4 회 이상의 긴 경로는 복잡성과 가스 비용을 증가시키지만 수익을 크게 늘리지 않습니다.
• 토큰 집중: 수익은 WBNB, USDT, USD1, USDC에 집중되어 있습니다. 이러한 자산들은 라우팅 볼륨의 약 66.7% 를 차지합니다.
• 효율성: 48Club 은 Blockrazor 보다 로그 10 효율성 점수가 2-3 차수 (orders of magnitude) 더 높은 훨씬 더 높은 자본 효율성을 보여주며, 이는 단순한 자산 선택이 아닌 우수한 실행 품질과 가격 책정 모델을 시사합니다.

C. 구조적 위험

• 검열: 시스템은 검열에 매우 취약합니다.
  • 빌더 필터링: 빌더들은 자신의 수익을 극대화하기 위해 저수수료 또는 비아비트라지 트랜잭션을 routinely(일상적으로) 삭제합니다.
  • 네트워크 토폴로지: 빌더와 검증자 간의 프라이빗 저지연 채널은 공개 메모풀 트랜잭션이 경쟁하기에 너무 늦게 도착하는 "이중 계층 (two-tier)" 네트워크를 생성합니다.
  • 자산 수준 검열: 중앙집중식 스테이블코인 (USDT/USDC) 에 대한 의존도는 빌더들이 적극적으로 회피하는 동결/블랙리스트 위험을 초래하여 흐름을 더욱 제한합니다.
• 지연 시간 경쟁: MEV 추출은 150~400ms 의 초단위 시간 척도에서 작동합니다. 30~100ms 의 지연 시간 우위조차 빌더가 수익을 확보할지, 아니면 시장이 무효화되는지를 결정합니다. 3 초 블록 시간은 늦은 참여자들에게 어떠한 버퍼도 제공하지 않습니다.
• 누락된 지평선: 이더리움의 12 초 슬롯이 재입찰과 릴레이 매개 조정을 허용하는 반면, BSC 의 3 초 슬롯은 2 차 입찰이나 조정을 위한 0 초의 시간을 남겨두어 구조적으로 느린 참여자들을 배제합니다.

5. 중요성과 함의

• 중앙집중화 증폭: BSC 의 PBS 구현은 탈중앙화 측면에서 "최악의 시나리오"입니다. 이는 이더리움에서 관찰된 중앙집중화 추세를 증폭시키지만, 이를 완화하는 균형 메커니즘 (릴레이, 허가 없는 진입, 더 긴 슬롯) 을 제거합니다.
• 공정성에 대한 위협: "누락된 지평선"은 독립적인 서처들이 경쟁할 수 없는 구조적 장벽을 만들어냅니다. 시장은 경쟁적 경매가 아니라 소수의 빌더와 검증자 간의 사적 협상입니다.
• 시스템적 취약성: 중앙집중식 스테이블코인과 프라이빗 오더 플로우에 대한 heavy reliance(과도한 의존) 는 MEV 생태계를 외부 개입 (예: 제재, 발행자 동결) 과 내부 결탁에 취약하게 만듭니다.
• 완화 전략: 논문은 BSC 를 위한 몇 가지 기술적 완화 방안을 제안합니다:
  • 빌더와 제안자를 분리하는 경량 릴레이 레이어 도입.
  • 투명한 진입 규칙을 통한 빌더 화이트리스트 확장.
  • 제안자 측 다양성 필터 강제 (예: 여러 빌더로부터 입찰 요구).
  • 프라이빗 RPC 의 독점을 줄이기 위해 부분 공개 오더 플로우 채널 개방.

결론: 본 논문은 BSC 의 PBS 설계가 높은 처리량과 낮은 지연 시간을 달성하지만, 극심한 중앙집중화, 감소된 검열 저항성, 그리고 공정한 MEV 경쟁의 실질적 소멸이라는 대가를 치른다고 결론지었습니다.该系统은 독점과 검열에 구조적으로 취약하므로, 경쟁 가능성을 복원하기 위해 상당한 아키텍처 변경이 필요합니다.