Parmi tous les dangers auxquels cet écosystème décentralisé est confronté, les attaques de front-running figurent parmi les pires et les plus urgentes. Quelles sont les attaques de front-running et comment s'en protéger ? Passons maintenant aux choses sérieuses.
La sécurité des transactions blockchain et la confiance des participants sont mises en péril par les attaques de front-running, qui entravent le progrès et la stabilité de l'industrie.
Les échanges décentralisés (DEX) et les plateformes de finance décentralisée (DeFi) deviennent plus vulnérables aux attaques de front-running à mesure qu'ils gagnent en popularité. Les acteurs malveillants peuvent manipuler les marchés et voler aux utilisateurs légitimes en tirant parti de ces attaques, qui exploitent la nature transparente des transactions blockchain.
Les répercussions sont considérables, affectant non seulement les traders individuels mais l'ensemble de la communauté blockchain.
Il a été récemment mis en lumière à quel point les attaques de front-running peuvent être graves. Un flot de robots de front-running a exploité les mécanismes de hiérarchisation des transactions de Ethereum en 2020, entraînant une perte massive d'argent pour les utilisateurs. L'importance de comprendre et de réduire ce danger est soulignée par de tels événements.
Depuis des décennies, le front-running fait partie des marchés financiers traditionnels. Les caractéristiques uniques de la technologie blockchain ont introduit de nouvelles dimensions à ce problème ancien. Bien que la blockchain offre transparence et démocratisation grâce à sa nature décentralisée et ouverte, elle crée involontairement un environnement idéal pour le front-running.
Les conséquences financières seront majeures. Cornell Tech a découvert que lors des périodes les plus intenses de 2020, les attaques de front-running sur les échanges décentralisés construits sur Ethereum ont pu extraire plus d'un million de dollars de bénéfices quotidiens. Cela impacte à la fois l'efficacité et l'équité du marché dans son ensemble ainsi que les investisseurs individuels.
La congestion du réseau et l'augmentation des frais de transaction sont des conséquences supplémentaires des attaques de front-running. Le prix du gaz augmente pour tout le monde sur le réseau car les criminels paient plus pour que leurs transactions soient traitées plus rapidement. Par conséquent, les petits investisseurs ne peuvent pas participer et les plateformes blockchain ne peuvent pas évoluer.
Qu'est-ce que le front-running dans la blockchain, pourquoi est-il si dangereux, et comment individus et organisations peuvent-ils se protéger ? Cet article explore les subtilités de ces attaques. Notre objectif, en clarifiant ce sujet complexe, est d'équiper les lecteurs des informations nécessaires pour naviguer en toute sécurité dans l'environnement blockchain.
Qu'est-ce qu'une attaque de front-running dans la blockchain ?
Intercepter et exploiter les informations transactionnelles avant leur confirmation sur le réseau est le cœur d'une attaque de front-running dans le contexte de la blockchain.
Le front-running dans la blockchain tire parti de l'ouverture et des mécanismes du réseau, contrairement aux marchés traditionnels où la connaissance d'initiés ou l'accès privilégié peuvent y conduire.
Les transactions blockchain initiées vont dans un mempool, qui est une zone de stockage où elles attendent d'être incluses dans un bloc par les mineurs.
Il y a une fenêtre d'opportunité pour les acteurs malveillants pendant cette période. Les meilleurs performeurs peuvent garder une longueur d'avance sur la concurrence en surveillant le mempool pour des transactions importantes ou impactant le marché.
La manipulation du prix du gaz est une stratégie typique. Sur Ethereum et sur des réseaux similaires, les mineurs donnent la priorité aux transactions ayant des frais de gaz plus élevés. Les premiers arrivants dans une course peuvent payer plus pour que leurs transactions soient traitées plus rapidement. Profitant de l'évolution prévue du marché, ils peuvent utiliser cette tactique pour acheter des actifs avant qu'un gros achat ne fasse monter le prix ou vendre des actifs avant qu'une grosse vente ne le fasse baisser efficacement.
L'utilisation des échanges décentralisés est un autre point d'entrée. Pour déterminer les prix en fonction de l'offre et de la demande, les créateurs de marché automatisés (AMM) utilisent des algorithmes. Les leaders ont la capacité de prévoir des mouvements de prix significatifs et d'agir rapidement pour en tirer profit, une stratégie communément appelée "attaques en sandwich". Le front-runner dans une attaque en sandwich attend que la victime effectue une transaction avant de passer un ordre d'achat puis passe immédiatement un ordre de vente pour capitaliser sur le changement de prix résultant de la transaction de la victime.
L'augmentation de la valeur extractible par les mineurs (MEV) a également aggravé le problème. Le profit que les mineurs peuvent réaliser en manipulant l'ordre, l'inclusion ou la censure des transactions dans leurs blocs est représenté par le MEV. En matière de front-running, certains mineurs le font eux-mêmes ou permettent à d'autres de le faire via des enchères de MEV. En conséquence, les mineurs seront incités à privilégier le profit plutôt que l'équité du réseau.
La société de recherche et développement Flashbots a noté que l'extraction de MEV est devenue une entreprise rentable, avec des utilisateurs se faisant voler plus de 100 millions de dollars en l'espace de quelques mois. Cela démontre l'ampleur du front-running ainsi que la complexité des stratégies utilisées.
Une autre façon dont le front-running peut se produire dans les systèmes off-chain est due à l'asymétrie de l'information. Pour illustrer ce point, dans les solutions de couche 2 ou les ponts cross-chain, un attaquant peut utiliser la même tactique pour exploiter les détails des transactions qui ne sont pas engagés dans la chaîne principale.
Pour créer des défenses efficaces, il est essentiel de comprendre comment ces attaques fonctionnent.
Pourquoi les attaques de front-running sont-elles si dangereuses ?
Sur plusieurs fronts, l'écosystème blockchain est menacé par les attaques de front-running.
En premier lieu, elles causent des pertes financières chez les utilisateurs. Dans une transaction front-run, l'acheteur initial vend à un prix inférieur à celui attendu, donnant l'avantage à l'acheteur. La confiance des utilisateurs dans le système est érodée en raison de cette perte de valeur.
L'impact peut être énorme pour les traders, en particulier ceux traitant des volumes élevés. Le slippage, où les prix attendus et exécutés d'un actif ne correspondent pas, peut résulter des changements de prix brusques du front-running.
Cela peut entraîner une diminution des gains et même une disparition des gains provenant de transactions profitables. Par exemple, une attaque de front-running pourrait faire chuter les marges de profit d'un trader s'il prévoyait d'acheter un jeton à 100 $ mais finissait par payer 105 $ à la place.
L'intégrité du marché est sapée par le front-running, allant au-delà des pertes individuelles. Cela rend le terrain de jeu inéquitable, donnant un avantage aux mauvais acteurs sur les bons utilisateurs. Cette disparité a le potentiel de décourager les gens d'utiliser les plateformes de DeFi et de ralentir l'adoption de la technologie blockchain. La croissance de l'écosystème pourrait être entravée si de nouveaux utilisateurs sont dissuadés par ce qu'ils perçoivent comme une injustice et une complexité.
Une autre chose que le front-running fait est d'aggraver la volatilité du marché.
L'instabilité du marché peut être exacerbée par les actions manipulatrices des leaders du marché, provoquant des mouvements de prix artificiels. Un manque de stabilité sur le marché peut décourager les investissements à plus long terme et encourager la spéculation risquée, ce qui n'est pas bon pour la santé économique à long terme.
Les taux d'intérêt et l'accès au crédit sont tous deux impactés par le risque accru que les prêteurs et les emprunteurs rencontrent sur les plateformes de DeFi en raison de la forte volatilité.
La crédibilité des réseaux blockchain est également en jeu. Les gens peuvent perdre confiance dans la fiabilité et l'équité du système si les attaques de front-running se poursuivent. Ce dommage réputationnel peut être très préjudiciable pour une technologie qui dépend fortement de la confiance et de la participation de la communauté. Les solutions d'entreprise et les applications gouvernementales ne sont pas à l'abri des perceptions négatives qui peuvent se propager à d'autres domaines de l'adoption de la blockchain.
Les implications réglementaires sont une autre préoccupation. Une réglementation plus stricte pourrait se profiler à l'horizon si les autorités voient le front-running généralisé comme un signe d'une surveillance laxiste des cryptomonnaies. Bien qu'il y ait certains aspects positifs à la régulation, des méthodes trop strictes risquent de limiter le potentiel technologique de la blockchain et d'entraver l'innovation. Protéger les utilisateurs tout en créant un environnement qui encourage l'innovation est un délicat exercice d'équilibre.
De plus, les ressources du réseau peuvent être submergées par les attaques de front-running. En raison des frais de gaz gonflés causés par la compétition pour que les transactions soient traitées en premier, le réseau devient moins accessible aux utilisateurs moyens. La scalabilité et la praticabilité du réseau sont toutes deux compromises par les coûts de transaction élevés.
La fracture numérique s'élargit à cause de cela, ce qui impacte principalement les petits investisseurs et les utilisateurs dans les pays en développement.
L'accumulation de ces risques pourrait ralentir l'adoption et le développement de la technologie blockchain. L'inclusion économique et l'innovation pourraient être entravées si le front-running n'est pas abordé, ce qui pourrait empêcher la finance décentralisée et d'autres applications blockchain d'atteindre leur plein potentiel.
Comment se protéger des attaques de front-running
Un mélange de corrections techniques et d'approches tactiques peut atténuer l'impact des attaques de front-running. Pour votre sécurité, voici les cinq mesures principales :
Utiliser des technologies pour des transactions en ligne sécurisées
Une méthode efficace pour se protéger des attaques de front-running est d'utiliser des technologies qui améliorent la confidentialité. Vous pouvez protéger vos transactions contre toute exploitation par des attaquants en gardant leurs détails cachés jusqu'à ce qu'elles soient confirmées sur la blockchain. À cet égard, des projets pionniers tels que Secret Network et Enigma fournissent des contrats intelligents préservant la confidentialité qui font appel à des preuves à connaissance zéro et à un calcul multipartie sécurisé.
Le calcul avec des données cryptées est désormais possible grâce à ces technologies, qui gardent les informations sous-jacentes secrètes. Lancé en février 2020, le réseau principal de Secret Network, par exemple, donne aux programmeurs les outils nécessaires pour créer des applications décentralisées qui protègent les informations des utilisateurs.
L'utilisation de ces plateformes permet aux traders d'effectuer des transactions en toute discrétion, rendant quasiment impossible pour les acteurs de marché
leaders to spy on or manipulate their deals.
L'intégration avec des portefeuilles et des interfaces de confidentialité améliore davantage la sécurité. Une mesure de protection supplémentaire contre les attaquants potentiels est le portefeuille Torus, qui permet aux utilisateurs d'interagir avec des dApps tout en conservant un certain anonymat.
### Utiliser les échanges décentralisés dotés de mécanismes anti-front-running
Une façon de vous protéger contre les attaques est d'utiliser un échange décentralisé (DEX) qui intègre des fonctionnalités anti-front-running. Les enchères par lots sont utilisées par Gnosis Protocol et des échanges similaires pour exécuter toutes les transactions soumises dans un certain délai en même temps. En utilisant cette approche, l'avantage de l'ordre de transaction à l'avance est annulé.
Lorsque la priorité temporelle des transactions est supprimée des systèmes d'enchères par lots, les chercheurs de l'Université Cornell ont constaté que le front-running est pratiquement éliminé. De plus, il existe des DEX qui utilisent un ordre aléatoire pour les transactions ou exigent un schéma de confirmation qui chiffre et déchiffre les détails des transactions à la confirmation.
Les traders peuvent participer à un environnement de trading plus équitable en choisissant ces échanges. Pour protéger vos transactions des mauvais acteurs, il est important de rechercher et de sélectionner des plateformes qui privilégient des fonctionnalités de sécurité pour prévenir le front-running.
### Ajuster finement les paramètres de transaction
Comme défense rapide et facile contre le front-running, vous pouvez ajuster vos paramètres de transaction. Il est crucial de fixer un prix de gaz raisonnable qui ne suscitera pas trop d'attention ou qui ne soit pas trop bas, ce qui pourrait retarder la confirmation. Si vous payez plus pour le gaz que nécessaire, des mineurs utilisant le front-running et d'autres stratégies de valeur extractible par le mineur (MEV) peuvent cibler votre transaction dans le but de gagner plus de récompenses.
De plus, vous pouvez limiter la déviation acceptable par rapport au prix attendu lors de l'exécution de transactions sur des fabricants de marché automatisés (AMM) comme Uniswap en spécifiant une faible tolérance au slippage. Vous pouvez restreindre l'exécution de votre transaction aux situations où le prix reste dans une certaine plage en établissant un pourcentage de slippage maximum. Cela empêche les front-runners de provoquer des pertes importantes en manipulant les prix.
En particulier dans des contextes où le front-running est courant, les utilisateurs doivent être conscients des compromis entre les frais de transaction et la vitesse, comme le souligne Vitalik Buterin, cofondateur d'Ethereum. En surveillant attentivement ces paramètres, vous pouvez améliorer la sécurité de vos transactions sans compromettre l'efficacité.
### Utiliser les solutions Layer-2 et d'autres réseaux
La fenêtre d'opportunité pour les attaques de front-running est réduite grâce aux solutions de mise à l'échelle Layer-2 et aux réseaux blockchain alternatifs, qui offrent des environnements moins encombrés. Pour augmenter le débit et réduire les frais, des plateformes telles qu'Optimistic Rollups et zk-Rollups regroupent plusieurs transactions en dehors de la chaîne avant de les soumettre à la chaîne principale.
Par exemple, une solution de mise à l'échelle Layer-2 qui permet des transactions plus rapides et moins coûteuses est fournie par Polygon (précédemment Matic Network). Non seulement vos transactions s'exécuteront plus facilement sur ces réseaux, mais vous serez également moins vulnérable aux bots de front-running qui attaquent le réseau principal d'Ethereum.
Un écosystème en croissance émerge où les utilisateurs peuvent procéder à des transactions avec une sécurité et une efficacité accrues, comme le démontre l'intégration de Polygon avec des plateformes DeFi majeures comme Aave et SushiSwap en 2021. Les traders peuvent se protéger de problèmes comme les réseaux surchargés et les frais de gaz coûteux, qui sont fréquemment exploités par les leaders du marché, en passant à ces plateformes.
### Utiliser des services de transaction privés et le bon ordre des transactions
Étant donné que les bots de front-running surveillent les transactions en attente dans le mempool public, il est possible de les éviter en utilisant des services qui permettent la soumission privée de transactions. Afin de prévenir l'exploitation MEV, Flashbots a mis au point un service que les utilisateurs peuvent utiliser pour envoyer des transactions aux mineurs de manière privée.
Les données de Flashbots indiquent que cette stratégie a considérablement réduit les attaques liées au MEV, telles que le front-running. Les traders peuvent éviter l'exploitation préventive en utilisant le système de Flashbots pour envoyer des transactions, qui chiffre les détails jusqu'à ce qu'elles soient exploitées dans un bloc.
Pour prévenir davantage le front-running, des plateformes comme Eden Network privilégient les transactions initiées par des utilisateurs qui mettent en jeu leurs tokens natifs. Afin d'aligner mieux les incitations des mineurs avec l'équité du réseau et la sécurité des utilisateurs, ces services font partie d'un mouvement plus large pour restructurer les mécanismes d'ordre de transaction.
## Réflexions finales
Les attaques de front-running représentent un obstacle significatif dans le parcours vers un écosystème blockchain sécurisé et équitable.
Les risques de front-running peuvent être réduits grâce à la collaboration communautaire, l'innovation technologique et la vigilance des utilisateurs. Les stratégies pour protéger l'industrie doivent s'adapter à sa nature en constante évolution.
La bonne démarche consisterait à adopter des protocoles améliorant la confidentialité, à améliorer les mécanismes de transaction et à cultiver une base d'utilisateurs informée.
Il doit y avoir une recherche et un développement continus en raison des difficultés causées par le front-running. La sophistication des attaquants augmente, tout comme les mesures défensives mises en place. Au cœur de cet engagement se trouvent les investissements dans l'infrastructure de sécurité et la diffusion des meilleures pratiques.
Combattre le front-running nécessite un effort concerté de toutes les parties impliquées. La sécurité des réseaux blockchain est une responsabilité partagée entre toutes les parties prenantes, y compris les programmeurs, les mineurs, les traders et les régulateurs. Ainsi, on garantit que la blockchain maintient son statut de registre sans confiance et qu'elle continue de changer la donne pour les transactions et interactions en ligne.