Von all den Gefahren, denen dieses dezentrale Ökosystem ausgesetzt ist, gehören Front-Running-Angriffe zu den schlimmsten und dringendsten. Was sind Front-Running-Angriffe und wie kann man sich davor schützen? Jetzt kommen wir zum Wesentlichen.
Sowohl die Sicherheit von Blockchain-Transaktionen als auch das Vertrauen der Teilnehmer werden durch Front-Running-Angriffe gefährdet, die den Fortschritt und die Stabilität der Branche behindern.
Dezentrale Börsen (DEXs) und dezentrale Finanzplattformen (DeFi) sind anfälliger für Front-Running-Angriffe, da sie immer populärer werden. Böswillige Akteure können Märkte manipulieren und von legitimen Nutzern stehlen, indem sie die transparente Natur von Blockchain-Transaktionen ausnutzen.
Die Auswirkungen sind weitreichend und betreffen nicht nur einzelne Händler, sondern die gesamte Blockchain-Community.
Kürzlich wurde die Ernsthaftigkeit von Front-Running-Angriffen deutlich. Eine Flut von Front-Running-Bots nutzte im Jahr 2020 die Transaktionsordnungsmechanismen von Ethereum aus, was dazu führte, dass Benutzer viel Geld verloren. Die Bedeutung des Verständnisses und der Reduzierung dieses Risikos wird durch solche Vorfälle hervorgehoben.
Seit Jahrzehnten sind Front-Running-Strategien ein Teil der traditionellen Finanzmärkte. Die einzigartigen Merkmale der Blockchain-Technologie haben diesem alten Problem neue Dimensionen hinzugefügt. Obwohl Blockchain aufgrund seiner dezentralen und offenen Natur Transparenz und Demokratisierung bietet, schafft es unabsichtlich ein ideales Umfeld für Front-Running.
Es wird erhebliche monetäre Folgen geben. Cornell Tech stellte fest, dass während der geschäftigsten Zeiten im Jahr 2020 Front-Running-Angriffe auf dezentralen Börsen, die auf Ethereum basieren, täglich über eine Million Dollar an Gewinnen generierten. Sowohl die Effizienz und Fairness des gesamten Marktes als auch die einzelner Investoren sind davon betroffen.
Netzüberlastung und höhere Transaktionsgebühren sind zusätzliche Folgen von Front-Running-Angriffen. Der Gaspreis steigt für alle im Netzwerk, weil Kriminelle mehr zahlen, um ihre Transaktionen schneller bearbeiten zu lassen. Aufgrund dessen können kleinere Investoren nicht teilnehmen, und Blockchain-Plattformen sind nicht in der Lage, zu skalieren.
Was sind Front-Running-Angriffe in der Blockchain, warum sind sie so gefährlich und wie können sich Einzelpersonen und Organisationen schützen? Dieser Artikel untersucht die Komplexität dieser Angriffe. Unser Ziel bei der Klärung dieser komplexen Angelegenheit ist es, den Lesern die Informationen zukommen zu lassen, die sie benötigen, um sicher durch das Blockchain-Umfeld zu navigieren.
Was ist ein Front-Running-Angriff in der Blockchain?
Das Abfangen und Ausnutzen von Transaktionsinformationen vor deren Bestätigung im Netzwerk ist das Wesentliche eines Front-Running-Angriffs im Kontext der Blockchain.
Blockchain-Front-Running nutzt die Offenheit und Mechanismen des Netzwerks aus, im Gegensatz zu traditionellen Märkten, wo Insiderwissen oder privilegierter Zugang dazu führen könnte.
Initiierte Blockchain-Transaktionen gehen in einen Mempool, einen Wartebereich, in dem sie darauf warten, von Minern in einen Block eingefügt zu werden.
Während dieser Zeit gibt es ein Zeitfenster für böse Akteure. Spitzenleister können einen Schritt voraus sein, indem sie den Mempool auf große oder marktrelevante Transaktionen überwachen.
Die Manipulation der Gaspreise ist eine typische Strategie. Auf Ethereum und ähnlichen Netzwerken bevorzugen Miner Transaktionen mit höheren Gasgebühren. Die ersten Akteure in einem Rennen können mehr zahlen, um ihre Transaktionen schneller abzuwickeln. Durch Nutzung der erwarteten Marktbewegung können sie diese Taktik nutzen, um Vermögenswerte vor einem großen Kauf zu kaufen, der den Preis erhöhen würde, oder Vermögenswerte vor einem großen Verkauf zu verkaufen, der ihn effektiv senken würde.
Ein weiterer Einstiegspunkt ist die Nutzung von dezentralen Börsen. Automatisierte Market Maker (AMMs) verwenden Algorithmen, um Preise entsprechend Angebot und Nachfrage zu bestimmen. Führende Akteure können signifikante Preisbewegungen vorhersehen und schnell reagieren, um davon zu profitieren, eine Strategie, die gemeinhin als „Sandwich-Angriffe“ bekannt ist. Der Front-Runner in einem Sandwich-Angriff wartet darauf, dass das Opfer handelt, bevor er eine Kauforder aufgibt, und dann sofort eine Verkaufsorder aufgibt, um von der Preisänderung zu profitieren, die aus der Transaktion des Opfers resultiert.
Das Problem wurde auch durch die Zunahme des Miner Extractable Value (MEV) verschärft. Der Gewinn, den Miner durch die Manipulation der Reihenfolge, Aufnahme oder Zensur von Transaktionen in ihren Blöcken erzielen können, wird durch den MEV repräsentiert. Wenn es um Front-Running geht, tun einige Miner dies selbst oder lassen andere durch MEV-Auktionen davon profitieren. Das führt dazu, dass Miner mehr auf den Profit als auf die Fairness des Netzwerks achten.
Die Forschungs- und Entwicklungsfirma Flashbots stellte fest, dass die MEV-Ausschöpfung zu einem lukrativen Geschäft wurde, bei dem den Nutzern innerhalb weniger Monate über 100 Millionen Dollar gestohlen wurden. Dies zeigt das Ausmaß des Front-Running sowie die Komplexität der verwendeten Strategien.
Ein weiterer Weg, wie Front-Running in Off-Chain-Systemen auftreten kann, ist aufgrund von Informationsasymmetrie. Um den Punkt zu verdeutlichen, in Layer-2-Lösungen oder Cross-Chain-Brücken kann ein Angreifer dieselbe Taktik anwenden, um Transaktionsdetails anzugreifen, die nicht in die Hauptkette festgeschrieben sind.
Um effektive Abwehrmaßnahmen zu entwickeln, ist es wesentlich, zu verstehen, wie diese Angriffe funktionieren.
Warum sind Front-Running-Angriffe so gefährlich?
Auf mehr als einer Front ist das Blockchain-Ökosystem durch Front-Running-Angriffe bedroht.
An erster Stelle stehen Benutzergelder auf dem Spiel. Bei einer Front-Running-Transaktion verkauft der ursprüngliche Käufer zu einem niedrigeren Preis als erwartet, was den Käufer bevorzugt. Durch diesen Wertverlust wird das Vertrauen der Benutzer in das System untergraben.
Die Auswirkungen können für Händler, insbesondere solche mit großen Volumen, erheblich sein. Kursabweichungen, bei denen der erwartete und der ausgeführte Preis eines Vermögenswerts nicht übereinstimmen, können aus den plötzlichen Preisänderungen des Front-Running resultieren.
Dies kann dazu führen, dass Gewinne schrumpfen und sogar profitable Handelsgewinne verschwinden. Ein Beispiel: Ein Front-Running-Angriff könnte die Gewinnspannen eines Händlers drastisch senken, wenn er plante, ein Token für 100 $ zu kaufen, aber tatsächlich 105 $ zahlen muss.
Über individuelle Verluste hinaus untergräbt Front-Running die Marktintegrität. Es macht das Spielfeld unfair und gibt bösen Akteuren einen Vorteil gegenüber guten Nutzern. Diese Diskrepanz hat das Potenzial, Menschen von der Nutzung von DeFi-Plattformen abzuhalten und die Einführung von Blockchain-Technologie zu verlangsamen. Das Wachstum des Ökosystems könnte behindert werden, wenn neue Nutzer durch wahrgenommene Ungerechtigkeit und Komplexität abgeschreckt werden.
Eine weitere Sache, die Front-Running tut, ist die Verschärfung der Marktvolatilität.
Die manipulativen Aktionen von Marktführern können die Marktstabilität verschlechtern, da sie künstliche Preisbewegungen verursachen. Ein Mangel an Stabilität im Markt kann langfristig ausgerichtete Investitionen entmutigen und spekulatives Risiko fördern, was beides nicht gut für die langfristige wirtschaftliche Gesundheit ist.
Zinssätze und Zugang zu Krediten sind beide durch die gestiegene Risikobewertung, die Kreditgeber und Kreditnehmer auf DeFi-Plattformen gegenübersteht, beeinflusst.
Die Glaubwürdigkeit von Blockchain-Netzwerken steht ebenfalls auf dem Spiel. Menschen können das Vertrauen in die Zuverlässigkeit und Gerechtigkeit des Systems verlieren, wenn Front-Running-Angriffe andauern. Dieser Reputationsschaden kann sehr schädlich für eine Technologie sein, die stark auf das Vertrauen und die Teilhabe der Gemeinschaft angewiesen ist. Unternehmenslösungen und staatliche Anwendungen sind nicht gegen negative Wahrnehmungen immun, die sich auf andere Bereiche der Blockchain-Nutzung ausbreiten können.
Regulatorische Implikationen sind eine weitere Sorge. Strengere Vorschriften könnten bevorstehen, wenn die Behörden weitverbreitetes Front-Running als Zeichen für eine laxe Krypto-Aufsicht ansehen. Obwohl es einige positive Aspekte der Regulierung gibt, bergen übermäßig strenge Methoden das Risiko, das Potenzial der Blockchain-Technologie zu begrenzen und Innovationen zu verhindern. Benutzer zu schützen und gleichzeitig ein Umfeld zu schaffen, das Innovationen fördert, ist ein schwieriger Balanceakt.
Zudem können Ressourcen im Netzwerk durch Front-Running-Angriffe überlastet werden. Aufgrund überhöhter Gasgebühren, die durch den Wettbewerb, Transaktionen zuerst abgewickelt zu bekommen, entstehen, wird das Netzwerk für durchschnittliche Nutzer weniger zugänglich. Sowohl die Skalierbarkeit als auch die Praktikabilität des Netzwerks werden durch hohe Transaktionskosten beeinträchtigt.
Aufgrund dessen wird die digitale Kluft größer, insbesondere bei kleineren Investoren und Nutzern in Entwicklungsländern.
Die Ansammlung dieser Risiken könnte die Adoption und Entwicklung von Blockchain-Technologie verlangsamen. Wirtschaftliche Inklusion und Innovation könnten gehemmt werden, wenn keine Maßnahmen gegen Front-Running ergriffen werden, was verhindern könnte, dass dezentralisierte Finanzen und andere Blockchain-Anwendungen ihr volles Potenzial erreichen.
Wie schützen Sie sich vor Front-Running-Angriffen?
Eine Mischung aus technischen Lösungen und taktischen Ansätzen kann den Einfluss von Front-Running-Angriffen verringern. Für Ihre Sicherheit hier die fünf wichtigsten Maßnahmen:
Verwendung von Technologien für sichere Online-Transaktionen
Eine effektive Methode, sich vor Front-Running-Angriffen zu schützen, ist die Nutzung von Technologien, die die Privatsphäre erhöhen. Sie können Ihre Transaktionen davor schützen, von Angreifern ausgenutzt zu werden, indem Sie deren Details verborgen halten, bis sie auf der Blockchain bestätigt sind. In dieser Hinsicht bieten Pionierprojekte wie Secret Network und Enigma smart contracts an, die die Privatsphäre wahren und Zero-Knowledge-Beweise sowie sichere Multi-Party-Berechnungen einsetzen.
Das Rechnen mit verschlüsselten Daten ist jetzt dank dieser Technologien möglich, die die zugrunde liegenden Informationen geheim halten. Das im Februar 2020 gestartete Mainnet des Secret Network zum Beispiel bietet Entwicklern die Werkzeuge, die sie benötigen, um dezentrale Apps zu erstellen, die Benutzerdaten schützen.
Die Nutzung solcher Plattformen ermöglicht es Händlern, Transaktionen geheim durchzuführen, wodurch es nahezu unmöglich ist, dass Marktführer die Marktsituation ausnutzen. Inhalt: Führer auszuspionieren oder ihre Geschäfte zu manipulieren.
Die Integration mit Wallets und datenschutzunterstützenden Schnittstellen verbessert die Sicherheit weiter. Eine zusätzliche Schutzmaßnahme gegen potenzielle Angreifer ist die Torus-Wallet, die es Benutzern ermöglicht, mit dApps zu interagieren und dabei ein gewisses Maß an Anonymität zu bewahren.
Nutzung von dezentralen Börsen mit Anti-Front-Running-Mechanismen
Eine Möglichkeit, sich vor Angriffen zu schützen, besteht darin, eine dezentrale Börse (DEX) zu verwenden, die Funktionen zur Vermeidung von Front-Running bietet. Batch-Auktionen werden von Gnosis Protocol und ähnlichen Börsen verwendet, um alle Trades, die innerhalb eines bestimmten Zeitfensters eingegeben werden, gleichzeitig auszuführen. Durch diesen Ansatz wird der Vorteil des Vorabordnens von Transaktionen aufgehoben.
Forscher der Cornell University fanden heraus, dass Front-Running praktisch beseitigt wird, wenn die Priorität der Transaktionszeit aus Batch-Auktionssystemen entfernt wird. Darüber hinaus gibt es DEXs, die eine zufällige Reihenfolge der Transaktionen verwenden oder ein Verpflichtungsschema vorschreiben, das Handelsdetails bei Bestätigung verschlüsselt und entschlüsselt.
Trader können an einer faireren Handelsumgebung teilnehmen, indem sie diese Börsen wählen. Um Ihre Transaktionen vor böswilligen Akteuren zu schützen, ist es wichtig, Plattformen zu untersuchen und auszuwählen, die Sicherheitsmerkmale priorisieren, um Front-Running zu verhindern.
Transaktionsparameter gründlich feinabstimmen
Eine schnelle und einfache Verteidigung gegen Front-Running besteht darin, Ihre Transaktionsparameter anzupassen. Es ist wichtig, einen angemessenen Gaspreis festzulegen, der nicht zu viel Aufmerksamkeit erregt oder zu niedrig ist und die Bestätigung verzögert. Wenn Sie mehr für Gas bezahlen, als notwendig ist, können Miner, die Front-Running und andere Strategien für Miner Extrahierbaren Wert (MEV) verwenden, versuchen, Ihre Transaktion zu manipulieren, um mehr Belohnungen zu verdienen.
Zusätzlich können Sie bei der Ausführung von Trades auf automatisierten Marktmakern (AMMs) wie Uniswap die akzeptable Abweichung vom erwarteten Preis begrenzen, indem Sie eine niedrige Slippage-Toleranz angeben. Sie können die Ausführung Ihrer Transaktion auf Situationen beschränken, in denen der Preis innerhalb eines bestimmten Bereichs bleibt, indem Sie einen maximalen Slippage-Prozentsatz festlegen. Dies verhindert, dass Front-Runner große Verluste verursachen, indem sie Preise manipulieren.
Insbesondere in Umgebungen, in denen Front-Running häufig ist, sollten Benutzer die Abwägungen zwischen Transaktionsgebühren und Geschwindigkeit bedenken, wie von Vitalik Buterin, Mitbegründer von Ethereum, hervorgehoben wird. Durch sorgfältige Überwachung dieser Einstellungen können Sie die Sicherheit Ihrer Transaktionen verbessern, ohne die Effizienz zu beeinträchtigen.
Nutzung von Layer-2-Lösungen und anderen Netzwerken
Durch Layer-2-Skalierungslösungen und alternative Blockchain-Netzwerke, die weniger überlastete Umgebungen bieten, wird das Zeitfenster für Front-Running-Angriffe verkleinert. Um den Durchsatz zu erhöhen und Gebühren zu reduzieren, bündeln Plattformen wie Optimistic Rollups und zk-Rollups mehrere Transaktionen außerhalb der Blockchain, bevor sie zur Hauptblockchain gesendet werden.
Ein Beispiel ist die von Polygon (zuvor Matic Network) bereitgestellte Layer-2-Skalierungslösung, die schnellere und günstigere Transaktionen ermöglicht. Nicht nur, dass Ihre Trades auf diesen Netzwerken reibungsloser ablaufen, sondern Sie sind auch weniger anfällig für Front-Running-Bots, die das Haupt-Ethereum-Netzwerk angreifen.
Ein wachsendes Ökosystem entsteht, in dem Benutzer mit erhöhter Sicherheit und Effizienz Transaktionen durchführen können, wie durch die Integration von Polygon mit wichtigen DeFi-Plattformen wie Aave und SushiSwap im Jahr 2021 demonstriert wird. Händler können sich vor Problemen wie überlasteten Netzwerken und hohen Gasgebühren schützen, die häufig von Marktführern ausgenutzt werden, indem sie zu diesen Plattformen wechseln.
Nutzung von privaten Transaktionsdiensten und Transaktionsreihenfolgen 5.
Da Front-Running-Bots die anstehenden Transaktionen im öffentlichen Mempool überwachen, ist es möglich, sie zu umgehen, indem man Dienste nutzt, die die private Einreichung von Transaktionen ermöglichen. Um die Ausnutzung von MEV zu verhindern, hat Flashbots einen Dienst entwickelt, mit dem Benutzer Transaktionen privat an Miner senden können.
Daten von Flashbots zeigen, dass diese Strategie MEV-bezogene Angriffe wie Front-Running erheblich reduziert hat. Händler können vorzeitigem Missbrauch vorbeugen, indem sie das System von Flashbots nutzen, um Transaktionen zu senden, die die Details verschlüsseln, bis sie in einen Block eingefügt werden.
Um Front-Running weiter zu verhindern, geben Plattformen wie Eden Network Transaktionen von Benutzern, die ihre nativen Token einsetzen, den Vorzug. Um die Anreize der Miner besser mit der Netzwerkfairness und der Benutzersicherheit in Einklang zu bringen, sind diese Dienste Teil einer umfassenderen Bewegung zur Umstrukturierung von Transaktionsreihenfolgenmechanismen.
Abschließende Gedanken
Front-Running-Angriffe stellen ein erhebliches Hindernis auf dem Weg zu einem sicheren und gerechten Blockchain-Ökosystem dar.
Die Risiken von Front-Running können durch Gemeinschaftszusammenarbeit, technologische Innovation und Wachsamkeit der Benutzer verringert werden. Strategien zum Schutz der Branche müssen sich ihrer sich ständig ändernden Natur anpassen.
Der richtige Weg wäre die Annahme von den Datenschutz fördernden Protokollen, die Verbesserung von Transaktionsmechanismen und die Schaffung einer informierten Benutzerbasis.
Es muss eine kontinuierliche Forschung und Entwicklung stattfinden, um die Herausforderungen zu bewältigen, die durch Front-Running entstehen. Die Raffinesse der Angreifer nimmt zu, ebenso wie die getroffenen Schutzmaßnahmen. Im Mittelpunkt dieses Bestrebens stehen Investitionen in Sicherheitsinfrastrukturen und die Verbreitung von Best Practices.
Um Front-Running zu bekämpfen, bedarf es eines gemeinschaftlichen Einsatzes aller Beteiligten. Die Sicherheit von Blockchain-Netzwerken ist eine gemeinsame Verantwortung aller Beteiligten, einschließlich Entwicklern, Minern, Händlern und Regulierungsbehörden. Indem dies sichergestellt wird, bleibt Blockchain als vertrauensloses Register erhalten und verändert weiterhin das Spiel für Online-Transaktionen und –Interaktionen.