この分散型エコシステムが直面するすべての危険の中で、フロントランニング攻撃は最悪で最も緊急なものの一つです。フロントランニング攻撃とは何で、それからどのように身を守るべきでしょうか？本題に入りましょう。

ブロックチェーン取引の安全性と参加者の信頼は、フロントランニング攻撃によって損なわれ、業界の進展と安定を妨げます。

分散型取引所（DEX）や分散型金融（DeFi）プラットフォームが人気を増すにつれて、フロントランニング攻撃の影響を受けやすくなっています。悪意のある行為者は、ブロックチェーン取引の透明性を利用して、市場を操作し、正当なユーザーから盗むことができます。

その影響は広範で、個々のトレーダーだけでなく、ブロックチェーンコミュニティ全体に及びます。

最近、フロントランニング攻撃の深刻さが明らかになっています。2020年には、フロントランニングボットがEthereumの取引順序付けメカニズムを悪用し、ユーザーは大金を失いました。この危険を理解し、軽減する重要性が浮き彫りになりました。

何十年もの間、フロントランニングは従来の金融市場の一部でした。ブロックチェーン技術の独自の特性が、この古い問題に新たな次元を加えました。ブロックチェーンは、その分散型とオープンな性質により透明性と民主化を提供しますが、意図せずしてフロントランニングの格好の場を作り出しています。

経済的な影響は大きいです。コーネルテックによれば、2020年の最繁期には、Ethereumに基づいた分散型取引所でのフロントランニング攻撃が、日々100万ドル以上の利益を手にしていました。市場全体の効率性と公平性、そして個々の投資家に影響を与えます。

ネットワークの混雑と高い取引手数料は、フロントランニング攻撃のさらなる結果です。犯罪者が取引をより早く処理させるために高い料金を支払うため、ネットワークの全員のガス代が上がっています。これにより、少額の投資家が参加できなくなり、ブロックチェーンプラットフォームが拡張できなくなります。

ブロックチェーンにおけるフロントランニング攻撃とは何か、なぜそれほど危険なのか、どのように個人や組織が自分を守ることができるのか？この記事は、これらの攻撃の複雑さを探ります。この複雑な問題を明らかにすることによって、読者がブロックチェーン環境を安全に進むために必要な情報を提供することが私たちの目標です。

ブロックチェーンにおけるフロントランニング攻撃とは何か？

ブロックチェーンの文脈でフロントランニング攻撃の本質は、ネットワークでの確認前に取引情報を傍受し悪用することです。

ブロックチェーンのフロントランニングは、ネットワークのオープン性とメカニズムを利用します。従来の市場では、内部情報や特権的なアクセスによりフロントランニングが発生するかもしれません。

開始されたブロックチェーンの取引は、mempoolという待機エリアに入り、マイナーによってブロックに含まれるのを待ちます。

この期間中、悪意のある行為者にチャンスが存在します。ベストパフォーマーは、大規模または市場を動かす取引を観察することで、競争の一歩先を行くことができます。

ガス価格の操作は典型的な戦略の一つです。Ethereumや類似のネットワークでは、マイナーはガス料金が高い取引を優先します。競争でリードする者は、より高いガス料金を支払い、取引を迅速に処理させます。市場の動きの予測に基づいて、彼らは、この戦術を使用して、大規模な買い上げが価格を押し上げる前に資産を購入したり、大規模な売りが価格を下げる前に資産を売却したりすることができます。

分散型取引所の使用は、もう一つの攻撃の入り口です。自動市場メーカー（AMM）は供給と需要に基づいて価格を決定するアルゴリズムを使用します。リーダーは、重要な価格変動を予測し、それを利用して迅速に利益を得ることができるため、「サンドイッチ攻撃」として知られる戦略を利用します。サンドイッチ攻撃では、被害者の取引前にフロントランナーが買い注文を出し、被害者の取引結果として価格が変動した後にすぐに売り注文を出すことで利益を得ます。

マイナー抽出可能な価値（MEV）の増加も問題を悪化させました。マイナーがブロック内での注文、含め、または検閲を操作することで利益を得ることができるのがMEVです。フロントランニングに関しては、一部のマイナーは自分で行い、またはMEVオークションを通じて他者にさせています。結果として、マイナーは利益をネットワークの公平性よりも優先する動機を持ちます。

研究開発会社Flashbotsは、MEV抽出が利益を生むビジネスになったと指摘し、数ヶ月でユーザーの資金が1億ドル以上盗まれました。これは、フロントランニングの範囲と使用される戦略の複雑さを示しています。

オフチェーンシステムでも同様に、情報の非対称性によりフロントランニングが可能になります。レイヤー2ソリューションやクロスチェーンブリッジでの例を挙げると、攻撃者は主要チェーンにコミットされていないトランザクション詳細を悪用するために同じ戦術を使用できます。

効果的な防御を作るためには、これらの攻撃がどのように機能するかを理解することが不可欠です。

フロントランニング攻撃が危険な理由は？

フロントランニング攻撃は複数の面でブロックチェーンエコシステムを脅かしています。

第一に、ユーザーの経済的損失を引き起こします。フロントラン取引では、オリジナルの購入者が予想より低い価格で売却し、購入者に有利になるためです。この価値の損失により、システムに対するユーザーの信頼が侵食されます。

影響は多くのトレーダー、とりわけ大規模取引を行う者にとって大きいです。予想される価格と実際の取引価格が一致しないスリッページが、フロントランニングの急な価格変動によって生じるかもしれません。

これにより、利益が減少し、利益の得られる貿易からの利益すら消滅することがあります。例えば、フロントランニング攻撃でトークンを100ドルで購入しようとしたトレーダーが代わりに105ドルを支払った場合、利益率が大幅に減少する可能性があります。

フロントランニングは個別の損失を超えて、市場の信頼性を損ないます。それは悪意のある行為者が善意のユーザーよりも優位に立つように不正行為を行い、不公正なプレーイングフィールドを生み出します。この不一致は、DeFiプラットフォームの利用を躊躇させ、ブロックチェーン技術の導入を遅らせる可能性があります。不公正性と複雑さを感じた新しいユーザーが離れる場合、エコシステムの成長が妨げられるかもしれません。

もう一つフロントランニングが行うことは、市場のボラティリティを悪化させることです。

市場指導者の操縦的な行動により、人工的な価格変動が生じ、市場の不安定性が増す可能性があります。市場の不安定性は、長期的な経済的健康に適さないリスクの高い投機行動を促進し、長期の投資をためらわせるかもしれません。

DeFiプラットフォームにおける高いボラティリティにより、貸し手と借り手が直面するリスクが高まります。これにより金利やクレジットへのアクセスが影響されます。

フロントランニング攻撃が続けば、ブロックチェーンネットワークの信頼性も危険にさらされます。信頼とコミュニティ参加に大きく依存する技術にとって、この評判の低下は非常に有害です。企業向けソリューションや政府用途も、他のブロックチェーン利用領域に広がる可能性があるネガティブな印象から免れません。

規制の意味も含んでいます。規制当局が広範なフロントランニングを緩い暗号管理の兆候と見なした場合、より厳しい規制が用意されるかもしれません。規制にはポジティブな面もありますが、過度に厳しい方法はブロックチェーン技術の可能性を制限し、革新を阻む危険性があります。ユーザーを保護しながらも、イノベーションを促進する環境を育むことは微妙なバランス行為です。

加えて、フロントランニング攻撃により、ネットワーク上のリソースが圧迫される可能性があります。取引を最優先して処理するために競争が行われる結果としてガス料金が不本意に引き上がり、ネットワークが平均ユーザーにアクセスしづらくなります。高い取引コストにより、ネットワークの拡張性と実用性が妨げられます。

デジタル格差が拡大し、主に小規模な投資家や発展途上国のユーザーに影響を与えます。

これらのリスクの蓄積は、ブロックチェーン技術の採用と発展を停滞させる可能性があります。フロントランニングに対処しなければ、経済的包括性とイノベーションが阻まれ、分散型金融や他のブロックチェーンアプリケーションがその完全な可能性を発揮できません。

フロントランニング攻撃から自分を守る方法

フロントランニング攻撃の影響を軽減するために、技術的な修正と戦略的なアプローチの組み合わせが有効です。自己防衛のために、以下の5つの方法をお勧めします：

安全なオンライン取引用技術の利用

フロントランニング攻撃から自分を守る効果的な方法の一つは、プライバシーを強化する技術を利用することです。攻撃者が取引の詳細を悪用することを防ぐために、取引がブロックチェーンで確認されるまでその詳細を隠すことができます。この点で、Secret NetworkやEnigmaのような革新的なプロジェクトは、ゼロ知識証明や安全なマルチパーティ計算を用いてプライバシーを保護するスマートコントラクトを提供しています。

暗号化されたデータを用いた計算がこの技術により可能となり、基礎情報の秘密が保持されます。例えば、2020年2月に立ち上げられたSecret Networkのメインネットは、ユーザー情報を保護する分散型アプリケーションを作成するためのツールをプログラマーに提供しています。

このようなプラットフォームを使用することで、取引者は秘密裡に取引を行うことができ、 tržište
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Content: leaders to spy on or manipulate their deals.

ウォレットやプライバシーをサポートするインターフェースとの統合により、セキュリティがさらに向上します。潜在的な攻撃者に対する追加の保護手段として、トーラスウォレットがあり、ユーザーが匿名性を保ちながらdAppsとやり取りすることを可能にします。

フロントランニング防止メカニズム搭載の分散型取引所を利用する

攻撃から身を守る方法の一つとして、フロントランニング防止機能を備えた分散型取引所 (DEX) を使用することがあります。Gnosis Protocolなどの取引所では、一定の時間内に提出されたすべての取引を同時に実行するバッチオークションを使用しています。このアプローチにより、トランザクションを事前に順序付けすることの利点は無効になります。

バッチオークションシステムからトランザクションの時間優先順位が削除されると、コーネル大学の研究者はフロントランニングが実質的に排除されることを発見しました。さらに、トランザクションのランダムな順序を採用したり、取引の詳細を暗号化および復号化するコミットメントスキームを義務付けたりするDEXもあります。

これらの取引所を選択することで、トレーダーはより公平な取引環境に参加できます。悪意のある行為者からトランザクションを保護するためには、フロントランニングを防ぐセキュリティ機能を優先するプラットフォームを調査し、選択することが重要です。

トランザクションパラメータを徹底的に調整する

フロントランニングに対する簡単で迅速な防御策として、トランザクションパラメータを調整することができます。目立ちすぎず、安すぎて確認が遅れることのない妥当なガス価格を設定することが重要です。必要以上にガス代を支払うと、前面を走るマイナーやその他のMEV (Miner Extractable Value) 戦略を使用するマイナーが、より多くの報酬を得るためにあなたのトランザクションをターゲットにする可能性があります。

さらに、低いスリッページ許容度を指定することで、Uniswapのような自動マーケットメーカー (AMM) での取引を実行する際に予想価格からの許容偏差を制限することができます。最大スリッページパーセンテージを設定することで、価格が一定範囲内にとどまる場合に限りトランザクションの実行を制限することができます。これにより、価格操作による大きな損失をフロントランナーから防ぐことができます。

特にフロントランニングが一般的な設定では、Ethereumの共同創設者であるVitalik Buterinが指摘したように、トランザクション手数料とスピードの間のトレードオフに注意する必要があります。これらの設定を注意深く監視することで、効率性を損なうことなくトランザクションのセキュリティを向上させることができます。

レイヤー2ソリューションとその他のネットワークを活用する

フロントランニング攻撃の機会が減るレイヤー2スケーリングソリューションや代替ブロックチェーンネットワークは、混雑の少ない環境を提供します。Optimistic Rollupsやzk-Rollupsなどのプラットフォームは、複数のトランザクションをオフチェーンでバンドルし、メインチェーンに提出することでスループットを向上させ、手数料を削減します。

例えば、Polygon（以前のMatic Network）はより迅速で安価なトランザクションを可能にするLayer-2スケーリングソリューションを提供しています。これらのネットワーク上で取引がスムーズに行えるだけでなく、Ethereumメインネットワークを攻撃するフロントランニングボットにも脆弱ではありません。

2021年には、PolygonがAaveやSushiSwapなどの主要なDeFiプラットフォームと統合することで、セキュリティと効率性を向上させたトランザクションを行えるエコシステムが成長しています。ユーザーはこれらのプラットフォームに切り替えることで、マーケットリーダーがよく利用する混雑したネットワークや高額なガス手数料から自分を守ることができます。

プライベートトランザクションサービスとトランザクションオーダリングを利用する

フロントランニングボットはパブリックメンポール内の保留中のトランザクションを監視しているため、プライベートトランザクションの送信を許可するサービスを使用することでそれらを回避することができます。MEVの悪用を防ぐために、Flashbotsはユーザーがマイナーにトランザクションをプライベートに送信できるサービスを開発しました。

Flashbotsのデータによると、この戦略はフロントランニングなどのMEV関連攻撃を大幅に削減しています。Flashbotsのシステムを使用してトランザクションを送信することで、トレーダーは事前の悪用を回避し、その詳細がブロックにマインされるまで暗号化されます。

さらにフロントランニングを防ぐため、トークンを保有しているユーザーが開始したトランザクションを優先するEden Networkのようなプラットフォームもあります。これらのサービスは、ネットワークの公正性とユーザーのセキュリティとより調和させるために、マイナーのインセンティブを再構築する動きの一環です。

結論

フロントランニング攻撃は、安全で公平なブロックチェーンエコシステムへの道のりにおける重要な障害です。

フロントランニングのリスクは、コミュニティの協力、技術革新、ユーザーの注意によって軽減できます。業界を保護するための戦略は、その常に変化する性質に応じて適応する必要があります。

プライバシーを強化するプロトコルを採用し、トランザクションメカニズムを改善し、教養のあるユーザーを育成するという正しい方法を取るべきです。

フロントランニングによる困難を克服するためには、継続的な研究開発が必要です。攻撃者の巧妙さがますます増すにつれて、設置される防御策も日々進化しています。この取り組みの中心には、セキュリティインフラへの投資と最良の実践の広範な普及があります。

フロントランニングと戦うためには、関連するすべての関係者の協力した努力が必要です。ブロックチェーンネットワークのセキュリティは、開発者、マイナー、トレーダー、および規制者を含むすべての関係者にとって共有の責任です。これにより、ブロックチェーンが信頼されない台帳としての地位を維持し、オンライン取引や対話のゲームチェンジャーとして進化し続けることを保証します。