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? Lassen Sie uns nun ins Detail gehen.
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) werden anfälliger für Front-Running-Angriffe, da sie immer beliebter werden. Böswillige Akteure können Märkte manipulieren und legitime Benutzer bestehlen, indem sie diese Angriffe ausnutzen, die die transparente Natur von Blockchain-Transaktionen nutzen.
Die Auswirkungen sind weitreichend und betreffen nicht nur einzelne Händler, sondern die gesamte Blockchain-Community.
Kürzlich wurde aufgedeckt, wie ernst Front-Running-Angriffe sein können. Eine Flut von Front-Running-Bots nutzte die Transaktionsreihenmechanismen von Ethereum im Jahr 2020 aus, was dazu führte, dass Benutzer viel Geld verloren. Solche Vorkommnisse verdeutlichen die Bedeutung des Verständnisses und der Reduzierung dieses Risikos.
Seit Jahrzehnten sind Front-Running ein Teil der konventionellen Finanzmärkte. Die einzigartigen Merkmale der Blockchain-Technologie haben diesem alten Problem neue Dimensionen hinzugefügt. Obwohl Blockchain aufgrund seiner dezentralisierten und offenen Natur Transparenz und Demokratisierung bietet, schafft es ungewollt eine ideale Umgebung für Front-Running.
Es wird erhebliche monetäre Konsequenzen geben. Cornell Tech stellte fest, dass Front-Running-Angriffe auf dezentralen Börsen, die auf Ethereum basieren, während der geschäftigsten Zeiten im Jahr 2020 täglich über eine Million Dollar an Gewinnen einbrachten. Sowohl die Effizienz und Fairness des gesamten Marktes als auch der einzelnen Investoren sind davon betroffen.
Netzwerküberlastung und höhere Transaktionsgebühren sind zusätzliche Folgen von Front-Running-Angriffen. Der Gaspreis steigt für alle im Netzwerk, weil Kriminelle mehr bezahlen, um ihre Transaktionen schneller bearbeiten zu lassen. Dadurch sind kleinere Investoren nicht in der Lage, teilzunehmen, und Blockchain-Plattformen können nicht skalieren.
Was sind Front-Running-Angriffe in der Blockchain, warum sind sie so gefährlich und wie können sich Einzelpersonen und Organisationen schützen? Dieser Artikel erforscht die Komplexität dieser Angriffe. Unser Ziel ist es, den Lesern die Informationen zu vermitteln, die sie benötigen, um die Blockchain-Umgebung sicher zu durchqueren.
Was ist ein Front-Running-Angriff in der Blockchain?
Das Abfangen und Ausnutzen von Transaktionsinformationen vor der 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 könnten.
Initiierte Blockchain-Transaktionen gehen in einen Mempool, einen Wartebereich, in dem sie darauf warten, von Minern in einen Block aufgenommen zu werden.
Es gibt ein Zeitfenster für böswillige Akteure während dieser Periode. Führende Akteure können den Mempool im Auge behalten, um große oder marktbewegende Transaktionen zu entdecken und so der Konkurrenz immer einen Schritt voraus zu bleiben.
Gaspreismanipulation ist eine typische Strategie. Auf Ethereum und ähnlichen Netzwerken bevorzugen Miner Transaktionen, die höhere Gasgebühren haben. Die Ersten in einem Rennen können mehr bezahlen, um ihre Transaktionen schneller bearbeiten zu lassen. Sie können diese Taktik nutzen, um Vermögenswerte zu kaufen, bevor ein großer Kauf den Preis in die Höhe treibt, oder umgekehrt, um Vermögenswerte zu verkaufen, bevor ein großer Verkauf den Preis effektiv senkt, indem sie auf die erwartete Marktbewegung spekulieren.
Die Nutzung dezentraler Börsen ist ein weiterer Zugangspunkt. Um Preise gemäß Angebot und Nachfrage festzulegen, verwenden automatisierte Market Maker (AMMs) Algorithmen. Führende Akteure können signifikante Preisbewegungen vorhersagen und schnell handeln, um daraus Profit zu schlagen, eine Strategie, die allgemein als „Sandwich-Angriff“ bekannt ist. Der Front-Runner in einem Sandwich-Angriff wartet darauf, dass das Opfer handelt, bevor er eine Kauforder platziert, und dann sofort eine Verkaufsorder platziert, um von der Preisänderung, die durch die Transaktion des Opfers verursacht wird, zu profitieren.
Das Problem wurde auch durch die Zunahme des Miner Extractable Value (MEV) verschärft. Der Gewinn, den Miner erzielen können, indem sie die Reihenfolge, Aufnahme oder Zensur von Transaktionen in ihren Blöcken manipulieren, wird durch MEV dargestellt. Wenn es um Front-Running geht, führen einige Miner es selbst durch oder lassen es andere durch MEV-Auktionen tun. Infolgedessen werden Miner dazu angeregt, den Profit über die Fairness des Netzwerks zu stellen.
Das Forschungs- und Entwicklungsunternehmen Flashbots bemerkte, dass die MEV-Extraktion zu einem profitablen Unternehmen wurde, wobei Nutzer innerhalb weniger Monate über 100 Millionen Dollar durch Front-Running verloren. Dies zeigt das Ausmaß des Front-Running sowie die Komplexität der verwendeten Strategien.
Eine weitere Möglichkeit, wie Front-Running in Off-Chain-Systemen passieren 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 auszunutzen, die nicht in die Hauptkette eingebunden sind.
Um wirksame Abwehrmaßnahmen zu schaffen, ist es erforderlich, zu verstehen, wie diese Angriffe funktionieren.
Warum sind Front-Running-Angriffe so gefährlich?
Auf mehr als einer Front wird das Blockchain-Ökosystem durch Front-Running-Angriffe bedroht.
Erstens verlieren Benutzer Geld. In einer vorlaufenden Transaktion verkauft der ursprüngliche Käufer zu einem niedrigeren Preis als erwartet, was dem Käufer den Vorteil verschafft. Das Vertrauen der Benutzer in das System wird durch diesen Wertverlust untergraben.
Die Auswirkung kann enorm sein für Händler, insbesondere solche, die mit hohen Volumina arbeiten. Slippage, bei dem die erwarteten und ausgeführten Preise eines Vermögenswertes nicht übereinstimmen, kann durch die abrupten Preisänderungen von Front-Running verursacht werden.
Dadurch können Gewinne schrumpfen und sogar von profitablen Trades verschwinden. Zum Beispiel könnte ein Front-Running-Angriff die Gewinnmargen eines Händlers zum Einsturz bringen, wenn er plant, einen Token für 100 Dollar zu kaufen, aber stattdessen 105 Dollar bezahlt.
Die Integrität des Marktes wird durch Front-Running untergraben, was über individuelle Verluste hinausgeht. Es macht das Spielfeld unfair, da schlechte Akteure einen Vorteil gegenüber guten Benutzern haben. Diese Diskrepanz hat das Potential, Menschen davon abzuhalten, DeFi-Plattformen zu nutzen, und die Implementierung von Blockchain-Technologie zu verlangsamen. Das Wachstum des Ökosystems könnte behindert werden, wenn neue Benutzer von wahrgenommener Ungerechtigkeit und Komplexität abgeschreckt werden.
Ein weiteres Problem, das durch Front-Running verursacht wird, ist die Erhöhung der Marktvolatilität.
Die manipulativen Aktionen der Marktführer können zu künstlichen Preisbewegungen führen, die die Marktinstabilität verschärfen. Ein Mangel an Stabilität im Markt könnte Investitionen über längere Zeiträume entmutigen und risikoreiche Spekulationen fördern, die für die langfristige wirtschaftliche Gesundheit nicht von Vorteil sind.
Die erhöhten Risiken, mit denen Kreditgeber und Kreditnehmer auf DeFi-Plattformen konfrontiert sind, beeinflussen sowohl den Zugang zu Kredit als auch die Zinssätze.
Auch die Glaubwürdigkeit der Blockchain-Netzwerke steht auf dem Spiel. Wenn Front-Running-Angriffe weitergehen, könnten die Menschen das Vertrauen in die Zuverlässigkeit und Gerechtigkeit des Systems verlieren. Dieser Reputationsschaden kann für eine Technologie, die stark auf das Vertrauen und die Beteiligung der Gemeinschaft angewiesen ist, sehr schädlich sein. Unternehmenslösungen und Regierungsanwendungen sind nicht immun gegen negative Wahrnehmungen, die sich auf andere Bereiche der Blockchain-Adoption ausbreiten können.
Regulatorische Implikationen sind ein weiteres Anliegen. Wenn Behörden weit verbreitetes Front-Running als Hinweis auf eine schwache Überwachung der Kryptowährung betrachten, könnten strengere Vorschriften drohen. Obwohl es einige positive Aspekte der Regulierung gibt, besteht das Risiko, dass allzu restriktive Methoden das Potenzial der Blockchain-Technologie einschränken und Innovationen verhindern. Den Schutz der Benutzer bei gleichzeitiger Schaffung eines Umfelds, das Innovationen fördert, aufrechtzuerhalten, ist ein heikler Balanceakt.
Darüber hinaus können Ressourcen im Netzwerk durch Front-Running-Angriffe überfordert werden. Aufgrund aufgeblasener Gasgebühren, die durch den Wettbewerb, um Transaktionen zuerst bearbeitet zu lassen, verursacht werden, wird das Netzwerk für Durchschnittsbenutzer weniger zugänglich. Die Netzwerk-Skalierbarkeit und -Praktikabilität werden durch hohe Transaktionskosten beeinträchtigt.
Die digitale Kluft wird vergrößert, was hauptsächlich kleinere Investoren und Benutzer in Entwicklungsländern betrifft.
Das Ansammeln dieser Risiken könnte dazu führen, dass die Akzeptanz und Entwicklung von Blockchain-Technologie ins Stocken gerät. Wirtschaftliche Inklusion und Innovation könnten gehemmt werden, wenn Front-Running nicht angegangen wird, was verhindern könnte, dass dezentrale Finanzen und andere Blockchain-Anwendungen ihr volles Potenzial erreichen.
Wie können Sie sich vor Front-Running-Angriffen schützen?
Eine Mischung aus technischen Lösungen und taktischen Ansätzen kann die Auswirkungen von Front-Running-Angriffen verringern. Zu Ihrer Sicherheit sind hier die fünf wichtigsten Maßnahmen:
Nutzen Sie Technologien für sichere Online-Transaktionen
Eine wirksame Methode, sich vor Front-Running-Angriffen zu schützen, besteht darin, Technologien zu nutzen, die die Privatsphäre verbessern. Sie können verhindern, dass Angreifer Ihre Transaktionen ausnutzen, indem Sie deren Details verbergen, bis sie auf der Blockchain bestätigt sind. In dieser Hinsicht bieten bahnbrechende Projekte wie Secret Network und Enigma datenschutzwahrende Smart Contracts, die Zero-Knowledge-Proofs und sichere Multi-Party-Berechnungen verwenden.
Durch diese Technologien ist es möglich, mit verschlüsselten Daten zu rechnen, während die zugrunde liegenden Informationen geheim gehalten werden. Das Hauptnetz von Secret Network, das im Februar 2020 gestartet wurde, bietet beispielsweise Programmierern die Werkzeuge, die sie benötigen, um dezentrale Apps zu erstellen, die Benutzerdaten schützen.
Die Nutzung solcher Plattformen ermöglicht es Händlern, Transaktionen im Geheimen durchzuführen, was es nahezu unmöglich macht, sie von Marktmanipulationen auszunutzen.
Leaders to spy on or manipulate their deals.
Die Integration mit Wallets und datenschutzunterstützenden Schnittstellen verbessert die Sicherheit weiter. Eine zusätzliche Schutzmaßnahme gegen mögliche Angreifer ist die Torus-Wallet, die es Nutzern ermöglicht, mit dApps zu interagieren und dabei ein gewisses Maß an Anonymität zu bewahren.
Nutzen Sie Mechanismen gegen Front-Running-fähige Dezentrale Börsen
Eine Möglichkeit, sich vor Angriffen zu schützen, besteht darin, eine dezentrale Börse (DEX) zu nutzen, die Anti-Front-Running-Funktionen hat. Gnosis Protocol und ähnliche Börsen verwenden Batch-Auktionen, um alle innerhalb eines bestimmten Zeitraums eingereichten Trades gleichzeitig auszuführen. Durch diesen Ansatz wird der Vorteil von Vorab-Transaktionsreihung aufgehoben.
Als die Zeitpriorität von Transaktionen aus Batch-Auktionssystemen entfernt wurde, fanden Forscher der Cornell University heraus, dass Front-Running praktisch eliminiert ist. Darüber hinaus gibt es DEXs, die eine zufällige Reihenfolge für Transaktionen verwenden oder ein Verpflichtungssystem verlangen, das Handelsdetails bei Bestätigung verschlüsselt und entschlüsselt.
Trader können in 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 Sicherheitsfunktionen priorisieren, um Front-Running zu verhindern.
Transaktionsparameter sorgfältig feinabstimmen
Als schnelle und einfache Verteidigung gegen Front-Running können Sie Ihre Transaktionsparameter anpassen. Es ist entscheidend, einen angemessenen Gaspreis festzusetzen, der nicht zu viel Aufmerksamkeit erregt oder zu niedrig ist und die Bestätigung verzögert. Wenn Sie mehr für Gas bezahlen als notwendig, könnten Miner, die Front-Running und andere Miner-extractable-Value (MEV)-Strategien verwenden, Ihre Transaktion ins Visier nehmen, um mehr Belohnungen zu verdienen.
Zusätzlich können Sie die zulässige Abweichung vom erwarteten Preis begrenzen, indem Sie eine geringe Schlupftoleranz bei der Ausführung von Trades auf automatisierten Marktplätzen (AMMs) wie Uniswap spezifizieren. Sie können die Ausführung Ihrer Transaktion auf Situationen beschränken, in denen der Preis innerhalb eines bestimmten Bereichs bleibt, indem Sie einen maximalen Schlupf-Prozentsatz festlegen. Dadurch wird verhindert, dass Front-Runner große Verluste verursachen, indem sie die Preise manipulieren.
Besonders in Umgebungen, in denen Front-Running häufig vorkommt, sollten Nutzer, sich der Abwägungen zwischen Transaktionsgebühren und Geschwindigkeit bewusst sein, 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.
Nutzen Sie Layer-2-Lösungen und andere Netzwerke
Die Möglichkeit für Front-Running-Angriffe wird durch Layer-2-Scalinglösungen und alternative Blockchain-Netzwerke reduziert, die weniger überlastete Umgebungen bieten. Um den Durchsatz zu erhöhen und die Gebühren zu senken, bündeln Plattformen wie Optimistic Rollups und zk-Rollups mehrere Transaktionen außerhalb der Kette, bevor sie an die Hauptkette übermittelt werden.
Ein Beispiel hierfür ist eine Layer-2-Scalinglösung von Polygon (ehemals Matic Network), die schnellere und kostengünstigere Transaktionen ermöglicht. Nicht nur laufen Ihre Trades auf diesen Netzwerken reibungsloser, Sie sind auch weniger anfällig für Front-Running-Bots, die das Haupt-Ethereum-Netzwerk angreifen.
Ein wachsendes Ökosystem entsteht, in dem Nutzer mit erhöhter Sicherheit und Effizienz handeln können, wie Polygons Integration mit großen DeFi-Plattformen wie Aave und SushiSwap im Jahr 2021 verdeutlicht. Händler können sich vor Problemen wie überlasteten Netzwerken und teuren Gasgebühren schützen, die oft von Marktführern ausgenutzt werden, indem sie zu diesen Plattformen wechseln.
Nutzen Sie Private-Transaktionsdienste und Transaktionsreihenfolge 5.
Da Front-Running-Bots laufende Transaktionen im öffentlichen Mempool verfolgen, ist es möglich, sie zu meiden, indem man Dienste nutzt, die eine private Transaktionsübermittlung ermöglichen. Um MEV-Ausbeutung zu verhindern, hat Flashbots einen Dienst entwickelt, den Nutzer verwenden können, um Transaktionen privat an Miner zu senden.
Daten von Flashbots zeigen, dass diese Strategie MEV-bezogene Angriffe, wie Front-Running, erheblich reduziert hat. Händler können proaktive Ausbeutung vermeiden, indem sie das System von Flashbots nutzen, um Transaktionen zu senden, die die Details verschlüsseln, bis sie in einen Block gemint werden.
Um Front-Running weiter zu verhindern, bevorzugen Plattformen wie Eden Network Transaktionen von Nutzern, die ihre nativen Token einsetzen. Diese Dienste sind Teil einer größeren Bewegung, um die Transaktionsreihenfolgesysteme neu zu strukturieren, um Miner-Anreize besser mit Netzwerkfairness und Benutzersicherheit in Einklang zu bringen.
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 Zusammenarbeit in der Community, technologische Innovation und Wachsamkeit der Nutzer verringert werden. Strategien zum Schutz der Branche müssen sich an ihre sich ständig ändernde Natur anpassen.
Der richtige Ansatz wäre, datenschutzfördernde Protokolle zu übernehmen, Transaktionsmechanismen zu verbessern und eine gebildete Nutzerschaft zu kultivieren.
Es muss kontinuierliche Forschung und Entwicklung aufgrund der durch Front-Running verursachten Schwierigkeiten geben. Die Raffinesse der Angreifer nimmt zu, ebenso wie die getroffenen Verteidigungsmaßnahmen. Wesentlich für dieses Unterfangen sind Investitionen in Sicherheitsinfrastruktur und die Verbreitung bewährter Praktiken.
Der Kampf gegen Front-Running erfordert einen gemeinsamen Einsatz aller Beteiligten. Die Sicherheit von Blockchain-Netzwerken ist eine gemeinsame Verantwortung aller Beteiligten, einschließlich Programmierern, Minern, Händlern und Regulierungsbehörden. Dadurch wird sichergestellt, dass Blockchain seinen Status als vertrauensloses Register behält und das Spiel für Online-Transaktionen und Interaktionen weiterhin verändert.