SoK: The Evolution of Maximal Extractable Value, From Miners to Cross-Chain

Este artigo de sistematização de conhecimento traça a evolução histórica do Valor Extraível Máximo (MEV) em três eras distintas, desde a extração por mineradores em redes Proof-of-Work até a complexidade atual de extração entre múltiplas cadeias, propondo uma taxonomia unificada e uma agenda de pesquisa para mitigação e métricas padronizadas.

O essencial

Imagine que o mundo das criptomoedas é como uma praça pública gigante e movimentada, onde todas as transações financeiras acontecem. Ninguém é dono da praça, mas há um grupo de pessoas responsáveis por organizar a fila de quem entra primeiro: os guardas (antes chamados de "mineiros", agora "validadores").

Este artigo, escrito por pesquisadores da Itália, é como um livro de história que conta a evolução de uma "arte secreta" que existe nessa praça: o MEV (Valor Máximo Extraível).

Para entender o MEV, imagine que você está na fila para comprar um ingresso para um show. De repente, alguém vê que você vai comprar um ingresso caro e decide: "Espera aí! Vou colocar meu pedido antes do seu, comprar o ingresso, e depois te vender de volta por um preço mais alto". Ou pior: ele coloca um pedido antes do seu para subir o preço, e outro depois para vender o que você comprou.

Isso é o MEV: é o lucro que alguém consegue roubar apenas por ter o poder de decidir a ordem das coisas na fila.

O artigo divide a história desse "roubo organizado" em três épocas (eras):

🕰️ Era 1: O "Faroeste" (2014 – 2020)

O Cenário: A praça era aberta. Todos podiam ver o que os outros estavam fazendo na fila antes de ser processado.
O Problema: Os guardas (mineiros) e robôs espertos viram que podiam ler a fila, pular na frente e roubar dinheiro.
A Analogia: Imagine que a fila é um vidro transparente. Um ladrão vê você tirando o dinheiro do bolso para pagar um café. Antes que você pague, ele corre, compra o café por você, e te cobra o dobro.
O que aconteceu:

• Tudo era muito caótico. Os robôs competiam gritando "Eu pago mais!" para entrar na frente.
• Isso criava um caos: filas lentas, preços altos e muita gente perdendo dinheiro.
• Os pesquisadores começaram a perceber que isso não era apenas um "bug", mas um problema de segurança que poderia derrubar a própria praça se os ladrões ficassem muito fortes.

🏭 Era 2: A "Industrialização" (2020 – 2024)

O Cenário: A praça ficou muito grande e o caos era insustentável. Eles decidiram mudar as regras.
A Mudança: Eles separaram o trabalho. Agora, quem escolhe a ordem (o construtor de blocos) é diferente de quem apenas valida a ordem (o guardião).
A Analogia: Pense em um restaurante de luxo. Antes, o garçom (mineiro) decidia quem comia primeiro baseado em quem gritava mais alto. Agora, eles criaram uma cozinha especializada (os "construtores").

• Os clientes (usuários) não mandam o pedido direto para a mesa. Eles mandam para um gerente de pedidos privado (Flashbots).
• A cozinha organiza os pedidos de forma eficiente para ganhar mais dinheiro.
• O resultado? O roubo virou uma indústria bilionária. Robôs super rápidos e sofisticados operam nos bastidores. O lucro é enorme, mas o sistema ficou mais organizado (e mais centralizado nas mãos de poucos grandes "cozinheiros").
• Também começou a aparecer o "MEV não atômico": pegar dinheiro de uma praça (Exchange Centralizada) e levar para outra (Exchange Descentralizada) para lucrar com a diferença de preço.

🌉 Era 3: A "Fronteira Multidimensional" (2024 – Hoje)

O Cenário: A praça não é mais só uma. Agora existem várias praças conectadas por pontes (Layer 2, outras blockchains).
O Problema: O MEV agora acontece entre as praças.
A Analogia: Imagine que você tem dinheiro em uma praça em Nova York e em outra em Tóquio. O preço de um produto é diferente nas duas.

• Um "super ladrão" (robô) vê que o preço está barato em Nova York e caro em Tóquio.
• Ele precisa comprar em NY, atravessar a ponte (que demora um pouco), e vender em Tóquio, tudo isso em segundos.
• O Perigo: Como as pontes demoram, o ladrão pode ver você começando a atravessar a ponte e tentar "pular" na sua frente na outra ponta da ponte para roubar seu lucro.
• Isso é o MEV Cross-Chain. É muito mais complexo, porque exige coordenar ações em lugares diferentes, com regras diferentes e tempos diferentes.
• Além disso, nas novas "praças" (Rollups), não há mais fila transparente. Os robôs começam a chutar a porta (enviar pedidos aleatórios) o tempo todo, tentando adivinhar onde está o dinheiro, o que cria muito "lixo" (spam) na rede.

🛡️ O que estão fazendo para parar isso? (Mitigações)

Os pesquisadores e desenvolvedores estão tentando criar soluções, mas é uma corrida de armamentos:

1. Fitas Cegas: Tentar esconder o que está na fila até que seja processado (criptografia).
2. Leilões de Pedidos: Em vez de gritar "eu pago mais", os usuários vendem seus pedidos para quem fizer o melhor preço justo.
3. Ponte Segura: Criar pontes entre as praças que não podem ser manipuladas.
4. Regras de Justiça: Tentar garantir que a fila seja respeitada por tempo, e não por quem paga mais.

🎯 Conclusão Simples

O artigo diz que o MEV evoluiu de um "truque de um mineiro ganancioso" para uma indústria global complexa que opera entre várias redes.

• O Desafio: Como permitir que o mercado funcione (o que é bom) sem deixar que os robôs roubem o dinheiro dos usuários comuns (o que é ruim)?
• O Futuro: Precisamos de novas regras, novas tecnologias e uma compreensão melhor de como proteger as "pontes" entre as diferentes blockchains. Se não fizermos isso, a confiança no sistema pode ser quebrada.

Em resumo: O MEV é o lucro que existe na "ordem" das coisas. Enquanto houver uma fila, alguém vai tentar pular na frente para ficar rico. A história deste artigo é sobre como tentamos impedir isso, e como os ladrões sempre encontram uma nova maneira de pular a fila.

Resumo técnico

Resumo Técnico: A Evolução do Maximal Extractable Value (MEV)

1. O Problema

O Maximal Extractable Value (MEV) refere-se ao lucro que pode ser extraído por entidades que controlam a ordenação de transações dentro de um bloco ou domínio de ordenação. Inicialmente percebido como um problema de "Miner Extractable Value" (em Proof-of-Work), o fenômeno evoluiu para uma ameaça sistêmica que afeta a segurança, a justiça e a eficiência econômica das blockchains.

O problema central abordado no artigo é a fragmentação da literatura sobre MEV e a falta de uma compreensão unificada de como a extração de valor mudou com a evolução da infraestrutura blockchain:

• Da competição simples de taxas de gás em mempools públicos.
• Para a industrialização complexa com separação de proposição e construção (PBS).
• Até a fronteira atual de MEV Cross-Chain, onde a extração de valor depende da coordenação entre múltiplas blockchains, rollups e exchanges centralizadas (CEXs).

A ausência de métricas padronizadas e a complexidade crescente das estratégias de extração (especialmente em ambientes multi-domínio) dificultam a medição precisa, a detecção e a criação de mitigações eficazes.

2. Metodologia

O artigo adota uma abordagem de Sistematização do Conhecimento (SoK) com uma perspectiva histórica e cronológica. Em vez de organizar a literatura apenas por tópicos técnicos, os autores estruturam a análise em três eras distintas, traçando a evolução conceitual, empírica e infraestrutural:

• Eixo Temporal: Divide a história do MEV de 2014 até o presente (2025/2026) em três eras.
• Eixo Conceitual: Distingue entre:
  • Valor Potencial vs. Realizado: O que teoricamente poderia ser extraído vs. o que foi efetivamente capturado.
  • Domínio Único vs. Cross-Domain: Extração confinada a uma blockchain vs. coordenação entre múltiplos domínios (L1, L2, CEX, pontes).
• Análise de Dados: O estudo consolida publicações acadêmicas, relatórios da indústria e documentação técnica, focando principalmente no ecossistema Ethereum e compatíveis com EVM, mas incluindo outras arquiteturas (Algorand, Polygon, Rollups).

3. Contribuições Principais

O artigo oferece várias contribuições fundamentais para a comunidade de pesquisa e prática:

1. Taxonomia Unificada e Cronológica:

   • Estabelece uma estrutura de três eras que conecta causalmente os desafios de uma época às inovações da seguinte.
   • Propõe uma terminologia padronizada, diferenciando conceitos como Sequencers, Domínios, e Extração Atômica vs. Não-Atômica.

2. Definição Formal de MEV Cross-Domain:

   • Formaliza o conceito de MEV que depende da coordenação entre múltiplos domínios, definindo-o como o máximo da soma dos saldos finais através de todos os domínios quando ações são executadas em conjunto.
   • Introduz o termo Realized Cross-Chain Extractable Value (RC-MEV) para a extração mensurável em ambientes multi-cadeia.

3. Análise Empírica e Métricas:

   • Compila descobertas empíricas, destacando que as estimativas anteriores eram frequentemente sub ou superestimadas devido a limitações heurísticas.
   • Apresenta dados sobre a concentração do mercado (ex: dois construtores produzindo >85% dos blocos no Ethereum pós-Merge).

4. Agenda de Pesquisa:

   • Identifica lacunas críticas, como a necessidade de benchmarks de detecção padronizados, análise de incentivos de sequencers e estudos de bem-estar (welfare) em contextos cross-chain.

4. Resultados e Evolução por Eras

O artigo detalha a evolução do MEV através de três eras distintas:

Era I: Miner Extractable Value (Agosto 2014 – Agosto 2020)

• Contexto: Proof-of-Work (PoW), mempool público e transparente.
• Marco Inicial: O alerta de pmcgoohan (2014) sobre miners fazerem front-running.
• Marco Final: O artigo "Ethereum is a Dark Forest" (2020), que popularizou o termo.
• Características:
  • Foco em ameaças à segurança do consenso (ataques Time-Bandit).
  • Infraestrutura primitiva baseada em leilões de gás (PGAs).
  • Estratégias principais: Arbitragem, Sandwich attacks e Front-running.
  • Resultado: Identificação de mais de $6 milhões em arbitragens atômicas, mas com medição limitada ao valor potencial.

Era II: Maximal Extractable Value (Agosto 2020 – Abril 2024)

• Contexto: Generalização do conceito para qualquer entidade com poder de ordenação (não apenas miners), transição para Proof-of-Stake (PoS) e surgimento de infraestrutura especializada.
• Marcos Chave:
  • Renomeação para "Maximal" (Flashbots).
  • Introdução da Separação Propositor-Construtor (PBS) via MEV-Boost após o Merge.
  • Formalização do Realized Extractable Value (REV).
• Evolução:
  • Industrialização da extração: surgimento de searchers, builders, relays e canais privados (Flashbots).
  • Expansão para MEV não-atômico e CEX-DEX arbitrage (ex: $233 milhões extraídos em 19 meses).
  • Resultado: Concentração de poder (90% dos blocos via PBS minerados por apenas dois pools em certos períodos) e mudança de foco para a eficiência da extração real.

Era III: Cross-Chain MEV (Abril 2024 – Presente)

• Contexto: Ecossistema multi-cadeia com Layer-2 (Rollups), pontes e sequenciadores centralizados.
• Marco Inicial: Análise de Torres et al. sobre MEV em Rollups (2024).
• Características:
  • MEV Cross-Domain: A extração depende da coordenação entre domínios heterogêneos (L1, L2, CEX).
  • Tipos de Arbitragem:
    • Sequence-Independent (SIA): Capital pré-posicionado em várias cadeias.
    • Sequence-Dependent (SDA): Movimentação de ativos através de pontes durante a execução (mais lento e arriscado).
  • MEV Especulativo (Optimistic MEV): Em Rollups sem mempool público, bots submetem transações especulativas em massa ("polling"), gerando spam mas capturando oportunidades que surgem.
  • Ataques Cross-Layer: Sandwich attacks que usam transações visíveis na L1 para atacar transações na L2.
• Resultados Empíricos:
  • Estudo de Oz et al. identificou 242.535 arbitragens cross-chain gerando ~$8,65 milhões de lucro líquido.
  • Alta concentração: 5 endereços executaram mais de 50% das negociações.
  • Multihop (3+ cadeias) é extremamente raro e custoso devido à latência das pontes.

5. Significado e Implicações

• Mudança de Paradigma: O MEV deixou de ser um problema de "ordenamento de transações" em uma única cadeia para se tornar um problema de coordenação de liquidez e ordenação em um ecossistema global.
• Segurança e Descentralização: A extração de valor está criando pressões para centralização (concentração de builders e sequencers) e introduzindo novos vetores de ataque (ataques de tempo-bandit cross-chain, vulnerabilidades de pontes).
• Desafios de Mitigação: As soluções tradicionais (como mempools criptografados) são insuficientes para o cenário cross-chain. Novas abordagens como Shared Sequencers, Intents e ZK-Bridges estão emergindo, mas ainda enfrentam trade-offs entre latência, custo e segurança.
• Agenda Futura: O artigo conclui que a pesquisa precisa avançar para métricas padronizadas, detecção automatizada de estratégias complexas multi-cadeia e análise de bem-estar econômico para distinguir entre MEV que cria valor (arbitragem eficiente) e MEV que destrói valor (spam e manipulação).

Em suma, o artigo estabelece que o MEV Cross-Chain é a nova fronteira crítica, onde a compreensão e a gestão da extração de valor são essenciais para garantir a segurança, a justiça e a sustentabilidade econômica do futuro da Web3.