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Towards Decentralized Searcher Competition in MEV Markets

이 논문은 이질적인 서처들 사이의 시빌 공격(Sybil attack)과 검증자 담합을 방지하고 더욱 공정한 보상 분배를 보장하기 위해 베이지안 보안 제약 조건이 포함된 샤플리 캡 경매(Shapley-capped auction) 메커니즘을 제안함으로써 MEV 시장의 중앙집중화 문제를 다룬다.

원저자: Roozbeh Sarenche, Yunwen Liu

게시일 2026-08-12
📖 6 분 읽기🧠 심층 분석

원저자: Roozbeh Sarenche, Yunwen Liu

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

보이지 않는 경주자들인 '서처(searchers)'가 돈을 벌 수 있는 작고 찰나적인 기회들을 끊임없이 사냥하고 있는 활기찬 디지털 시장을 상상해 보십시오. 이것은 일반적인 시장이 아닙니다. 소수의 거물들이 아닌 모두에 의해 운영되도록 설계된 블록체인의 숨겨진 엔진입니다. 이 세계에서 '최대 추출 가능 가치(Maximal Extractable Value, MEV)'는 바로 그 보상입니다. 이는 마치 가격이 오르기 직전에 물건을 사고 즉시 파는 영리한 쇼핑객처럼, 이벤트의 순서를 재배열함으로써 짜낼 수 있는 추가 이익을 의미합니다. 이 보상을 얻기 위해 서처들은 블록체인의 '블록 빌더(block builders)'에게 자신의 코드를 가장 먼저 제출하기 위해 경주합니다. 여기서 빌더는 다음 바퀴를 누가 달릴지 결정하는 경주 심판 역할을 합니다. 현재 이 게임의 규칙은 단순하지만 잔혹합니다. 가장 많은 돈을 입찰하는 사람이 전체 보상을 차지하며, 나머지 사람들은 아무것도 얻지 못한다는 것입니다. 이 '승자 독식' 시스템은 나쁜 부작면을 가지고 있습니다. 즉, 소수의 매우 빠르고 매우 부유한 경주자들이 모든 것을 독점하도록 부추겨, 공정하고 개방적인 경주를 폐쇄적인 클럽으로 만들어 버린다는 것입니다.

이 논문은 이 경주를 깊이 있게 조사하여, 어떻게 하면 속임수를 쓰는 자들을 제어하면서도 더 공정하게 규칙을 바꿀 수 있을지 탐구합니다. 저자인 루즈베 사렌체(Roozbeh Sarenche)와 윤웬 리우(Yunwen Liu)는 현재의 '최고 입찰자 승리' 방식이 한 가지 특정 유형의 부정행위(경주자가 자신의 코드를 복제하여 여러 명인 척 속이는 행위)를 막는 데는 탁월하지만, 경쟁의 개방성을 유지하는 데는 형편없다고 주장합니다. 그들은 경주자들이 서로 다른 속도와 기술을 가질 때, 현재의 시스템이 가장 빠른 소수에게 모든 보상을 독점하게 하여 나머지 사람들에게는 부스러기만 남긴다는 점을 보여줍니다. 이를 해결하기 위해 그들은 보상금을 나누는 새로운 방법인 '샤플리 캡 경매(Shapley-capped auction)'를 제안합니다. 보상을 단 한 명의 승자에게 몰아주는 대신, 이 새로운 시스템은 각 경주자가 그룹의 성공에 실제로 얼마나 기여했는지를 살펴보고 그에 따라 전리품을 나눕니다. 다만, 속임수를 쓰는 자들이 시스템을 악용하는 것을 방지하기 위한 엄격한 안전장치를 갖추고 있습니다. 컴퓨터 시뮬레이션과 이더리움 블록체인의 실제 데이터를 통해, 그들은 이 새로운 방법이 몇몇 거인들이 지배하던 경주를 수십 명의 경주자가 실제로 승리할 수 있는 활기찬 경쟁으로 바꿀 수 있다고 제안합니다.

문제점: "킹 오브 더 힐(King of the Hill)" 경주

이 문제를 이해하기 위해, 보상이 거대한 금화 주머니인 비디오 게임 토너먼트를 상상해 보십시오. 현재 버전의 게임에는 많은 플레이어가 있지만, 심판에게 가장 큰 '참가비'를 내는 단 한 명만이 그 주머니를 가져갑니다. 나머지 사람들은 비용을 내지도 않고 보상도 받지 못합니다.

논문은 이 설정이 '중앙집중화'라는 문제를 일으킨다고 지적합니다. 현실 세계에서 어떤 플레이어들은 다른 이들보다 더 좋은 컴퓨터, 더 빠른 인터넷, 더 많은 돈을 가지고 있습니다. '승자 독식' 경주에서는 이러한 우위가 복리로 쌓입니다. 만약 당신이 약간 더 빠르거나 약간 더 좋은 정보를 가지고 있다면, 당신은 거의 매번 승리할 것입니다. 만약 당신이 거의 매번 승리한다면, 당신은 부자가 될 것입니다. 부자가 되면, 당신은 훨씬 더 좋은 컴퓨터를 살 수 있습니다. 곧, 당신은 한두 명의 플레이어가 보상의 90%를 차지하고, 나머지 플레이어들은 그저 옆에서 구경만 하는 상황에 직면하게 됩니다. 이는 블록체인에 좋지 않은데, 왜냐하면 이 시스템의 핵심은 소수의 왕이 아닌 많은 사람에 의해 운영되는 '탈중앙화'이기 때문입니다.

저자들은 또한 '시빌 공격(Sybil attack)'이라 불리는 특정 유형의 부정행위도 살펴보았습니다. 예를 들어, 한 플레이어가 승리 확률을 높이기 위해 동일한 전략을 사용하는 100개의 가짜 계정을 만드는 상황을 가정해 봅시다. 현재의 '최고 입찰자' 시스템에서는 플레이어가 각 가짜 계정마다 전체 참가비를 지불해야 하고 보상은 단 한 번만 받을 수 있기 때문에, 이런 방식이 잘 통하지 않습니다. 따라서 현재의 시스템은 이러한 특정 종류의 부정행위를 막는 데는 꽤 효과적입니다. 하지만 저자들은 게임이 소규모 플레이어들에게 불리하게 설계되어 있다면, 속임수를 쓰는 자들을 막는 것만으로는 충분하지 않다고 주장합니다.

해결책: "공정한 몫"의 항아리

저자들은 이 경주를 운영하는 새로운 방식인 **입력 필터링된 샤플리 캡 경매(Entry-Filtered Shapley-Capped Auction)**를 제안합니다. 이 화려한 이름의 의미를 보물 사냥꾼들의 이야기로 풀어보겠습니다.

1. 입력 필터 (문지기):
먼저, 누구나 참여할 수 있는 것은 아닙니다. 시스템은 최소한의 품질 기준을 설정합니다. 만약 보물 사냥꾼의 지도(코드의 효율성)가 충분히 좋지 않다면, 그들은 정중하게 퇴장 요청을 받습니다. 이는 게임이 저급한 제출물들로 가득 차는 것을 방지하고, 속임수를 쓰는 자들이 저급한 복사본으로 시스템을 도배하는 것을 막는 데 도움을 줍니다.

2. 샤플리 값 (공정한 배분자):
이것이 새로운 아이디어의 핵심입니다. 가장 좋은 지도를 찾은 사람에게 보물을 통째로 주는 대신, 시스템은 사람이 그룹의 성공에 얼마나 기여했는지를 살펴봅니다. 친구들이 함께 퍼즐을 푸는 상황을 상상해 보십시오. 한 사람은 상자 뚜껑을 가져오고, 다른 사람은 모서리 조각을, 또 다른 사람은 가장자리 조각을 가져왔다면, 그들 모두가 기여한 것입니다. '샤플리 값'은 각 개인이 고유한 기여를 바탕으로 얼마나 많은 크레딧을 받을 자격이 있는지를 계산하는 수학적 방법입니다. 이 새로운 경매에서는 여러 명의 서처가 좋은 기회를 발견할 경우, 보상은 단순히 한 명의 '승자'에게 가는 것이 아니라 각자가 기여한 정도에 따라 분할됩니다.

3. 캡과 소각 (안전 밸브):
여기서 까다로운 부분이 있습니다. 만약 시스템이 단순히 모든 사람에게 돈을 나누어 준다면, 속임수를 쓰는 자가 1,000개의 가짜 계정을 만들어 1,000개의 작은 조각을 챙기려 할 수도 있습니다. 이를 막기 위해 새로운 시스템은 '캡(한도)'을 둡니다. 시스템은 이렇게 말합니다. "좋습니다, 돈을 공정하게 나누겠지만, 상위 몇 개의 가장 우수한 제출물에 대해서만 실시하겠습니다." 만약 너무 많은 사람이 참여하려고 하면, 시스템은 '폴백(fallback)' 모드로 전환되어 가장 뛰어난 단 하나에게만 지급하고 나머지는 '소각(burn, 파괴)'합니다. 이는 가짜 계정을 만드는 것이 손해인 전략이 되도록 만듭니다.

'소각'은 일종의 벌금과 같습니다. 만약 속임수를 쓰는 자가 시스템을 악용하기 위해 자신의 전략을 여러 개의 복사본으로 나눈다면, 수학적으로 설계된 벌금(소각되는 돈)이 그들이 얻을 수 있는 추가 이익보다 항상 크게 만듭니다. 이를 통해 시스템은 정직한 플레이어들에게는 공정함을 유지하면서도, 속임수를 쓰는 자들로부터 보안을 유지합니다.

숫자가 말해주는 것

저자들은 단순히 이론적인 생각만 제시한 것이 아니라, 이를 테스트했습니다. 그들은 서처들이 경쟁하는 방식에 대한 컴퓨터 모델을 구축하고 수천 번의 시뮬레이션을 실행했습니다. 또한, 실제 이더리움 블록체인의 데이터를 활용하여 50만 건 이상의 트랜잭션을 분석함으로써 실제 서처들이 어떻게 행동하는지 확인했습니다.

그들의 연구 결과는 명확했습니다:

  • 기존 방식 (First-Price Auction): 시뮬레이션 결과, 경주가 치열해질수록 '승자 독식' 시스템은 매우 불공정해졌습니다. 가장 집중도가 높은 시나리오에서, 저자들은 많은 플레이어가 있음에도 불구하고 실질적으로 단 한 명의 서처가 모든 보상을 독차지하고 있음을 발견했습니다. 이때 '공정성 점수'는 거의 0에 가까워졌습니다.
  • 새로운 방식 (Shapley-Capped): 새로운 시스템을 적용했을 때 결과는 극적으로 변했습니다. 동일한 집중도 시나리오에서, 새로운 시스템은 3~4명(때로는 그 이상)의 서처가 보상을 공정하게 나누어 가질 수 있도록 했습니다. 공정성 점수는 크게 상승했습니다.

예를 들어, 기존 시스템이 0.075의 공정성 점수(즉, 공정성이 거의 없음)를 기록했던 시나리오에서, 새로운 시스템은 이를 0.726(훨씬 더 공정함)까지 끌어올리면서도 여데 시스템을 속임수로부터 안전하게 유지했습니다.

또한 이더리움의 실제 데이터를 살펴보았습니다. 그들은 두 가지 유형의 보물 사냥을 발견했습니다:

  1. 고마진 사냥 (High-Margin Hunts): 드물지만 큰 보상이 걸린 경우입니다. 여기서는 기존 시스템이 매우 집중되어 있었으며, 소수의 거물들이 지배하고 있었습니다. 새로운 시스템은 이 과정을 훨씬 더 공정하게 만들어 보상을 더 많은 플레이어에게 분산시켰습니다.
  2. 고빈도 사냥 (High-Volume Hunts): 작지만 빈번하게 발생하는 보상입니다. 여기서는 이미 많은 플레이어가 참여하고 있었기에 기존 시스템도 어느 정도 공정했습니다. 새로운 시스템은 여기서 공정성을 크게 바꾸지는 않았지만, 시스템이 속임수로부터 안전하다는 것을 보장했습니다.

결론

이 논문은 현재 블록체인 경주를 운영하는 방식이 마치 가장 빠른 주자가 전체 트로피를 가져가고 나머지 사람들은 빈손으로 집에 돌아가는 경주와 같다고 제고합니다. 이는 소수의 슈퍼 팀이 전체를 장악하도록 유도합니다. 저자들은 트로피를 각자의 기여도에 따라 나누되, 속임수를 쓰는 자들을 막기 위한 엄격한 제한을 두는 새로운 규칙을 제안합니다.

그들의 연구는 우리가 두 마리 토끼를 다 잡을 수 있음을 시사합니다. 즉, 공정하면서도(다양한 플레이어에게 보상을 제공함) 동시에 안전한(속임수를 쓰는 자들을 차단함) 시스템을 만들 수 있다는 것입니다. 이것이 모든 것을 즉각 해결하는 마법 지팡이는 아니지만, 블록체인 경주를 소수의 부유한 자들만이 아닌 모두에게 열려 있고, 경쟁적이며, 즐거운 곳으로 유지하기 위한 유망한 새로운 길을 제시합니다. 저자들은 이것이 이론적이고 시뮬레이션된 솔루션으로서 실제 세상에서 검증될 필요가 있지만, 지금까지의 수학과 데이터는 매우 희망적인 방향을 가리키고 있다고 강조합니다.

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