Spośród wszystkich zagrożeń, jakie napotyka ten zdecentralizowany ekosystem, ataki front-runningowe należą do najpoważniejszych i najpilniejszych. Czym są ataki front-runningowe i jak się przed nimi chronić? Przejdźmy teraz do sedna sprawy.
Zarówno bezpieczeństwo transakcji blockchain, jak i zaufanie uczestników, są zagrożone przez ataki front-runningowe, które hamują postęp i stabilność branży.
Zdecentralizowane giełdy (DEX) i platformy finansów zdecentralizowanych (DeFi) stają się coraz bardziej podatne na ataki front-runningowe w miarę ich rosnącej popularności. Złośliwi aktorzy mogą manipulować rynkami i okradać uczciwych użytkowników, wykorzystując te ataki, które korzystają z przejrzystości transakcji blockchain.
Konsekwencje są dalekosiężne, wpływając nie tylko na pojedynczych traderów, ale na całą społeczność blockchain.
Niedawno ujawniono, jak poważne mogą być ataki front-runningowe. Lawinowy wzrost botów front-runningowych wykorzystał mechanizmy porządkowania transakcji Ethereum w 2020 roku, powodując ogromne straty użytkowników. Znaczenie zrozumienia i zredukowania tego zagrożenia jest podkreślone przez takie wydarzenia.
Przez dekady front-running był częścią tradycyjnych rynków finansowych. Unikalne cechy technologii blockchain wprowadziły nowe wymiary do tego starego problemu. Choć blockchain daje przejrzystość i demokratyzację dzięki swojej zdecentralizowanej i otwartej naturze, nieumyślnie tworzy idealne środowisko dla front-runningu.
Będą miały miejsce poważne konsekwencje finansowe. Cornell Tech odkrył, że podczas najbardziej intensywnych okresów w 2020 roku ataki front-runningowe na zdecentralizowane giełdy zbudowane na Ethereum mogły generować ponad milion dolarów dziennych zysków. Zarówno wydajność i uczciwość rynku jako całości, jak i indywidualnych inwestorów są przez to dotknięte.
Dodatkowe konsekwencje ataków front-runningowych to zator sieciowy i wyższe opłaty transakcyjne. Cena gazu rośnie dla każdego w sieci, ponieważ przestępcy płacą więcej, aby ich transakcje były szybciej przetwarzane. Z tego powodu mniejsi inwestorzy są wyłączeni z uczestnictwa, a platformy blockchain nie są w stanie się rozwinąć.
Czym są ataki front-runningowe w blockchain, dlaczego są tak niebezpieczne, i jak jednostki oraz organizacje mogą się przed nimi chronić? W artykule tym zgłębiamy zawiłości tych ataków. Naszym celem jest wyjaśnienie tej skomplikowanej kwestii, aby wyposażyć czytelników w wiedzę potrzebną do bezpiecznego poruszania się po środowisku blockchain.
Czym jest atak front-runningowy w blockchain?
Przechwytywanie i wykorzystywanie informacji o transakcjach przed ich potwierdzeniem w sieci to istota ataku front-runningowego w kontekście blockchain.
Front-running w blockchain wykorzystuje otwartość i mechanikę sieci, w przeciwieństwie do tradycyjnych rynków, gdzie może do niego prowadzić wiedza poufna lub uprzywilejowany dostęp.
Inicjowane transakcje blockchain trafiają do mempoola, czyli obszaru przetrzymywania, gdzie czekają na włączenie do bloku przez górników.
W tym okresie pojawia się okno możliwości dla złych aktorów. Liderzy mogą pozostać o krok przed konkurencją, obserwując mempool w poszukiwaniu dużych lub zmieniających rynek transakcji.
Manipulacja ceną gazu to jedna z typowych strategii. Na Ethereum i podobnych sieciach, górnicy dają pierwszeństwo transakcjom z wyższymi opłatami za gaz. Pierwsi uczestnicy "wyścigu" mogą zapłacić więcej, aby ich transakcje były szybciej przetwarzane. Wykorzystując przewidywany ruch rynkowy, mogą używać tej taktyki do zakupu aktywów przed dużym zakupem, który podniesie cenę, lub sprzedaży aktywów przed dużą sprzedażą, która ją obniży.
Korzystanie ze zdecentralizowanych giełd jest kolejnym wejściem. Aby określić ceny według podaży i popytu, automatyczni twórcy rynku (AMM) używają algorytmów. Liderzy mają możliwość przewidywania znaczących ruchów cen i szybkiej reakcji na nie, co jest powszechnie znane jako "sandwich attacks". Front-runner w ataku sandwich czeka, aż ofiara dokona transakcji, zanim złoży zlecenie kupna, a następnie szybko składa zlecenie sprzedaży, aby skorzystać ze zmiany ceny wynikającej z transakcji ofiary.
Problem dodatkowo pogłębia wzrost wartości możliwej do wydobycia przez górników (MEV). MEV reprezentuje zyski, które górnicy mogą osiągnąć, manipulując kolejnością, włączaniem lub cenzurą transakcji w swoich blokach. Jeśli chodzi o front-running, niektórzy górnicy robią to sami lub pozwalają innym to robić poprzez aukcje MEV. W rezultacie górnicy będą motywowani, by stawiać zysk nad uczciwość sieci.
Firma badawczo-rozwojowa Flashbots zauważyła, że wydobycie MEV stało się rentownym przedsięwzięciem, przy czym użytkownicy mieli ukradzione pieniądze o wartości ponad 100 milionów dolarów w ciągu kilku miesięcy. Pokazuje to skali front-runningu oraz złożoność stosowanych strategii.
Kolejnym sposobem na front-running w systemach poza łańcuchem jest asymetria informacji. Aby to zilustrować, w rozwiązaniach warstw-2 lub mostach międzyłańcuchowych, napastnik może użyć tej samej taktyki, aby wykorzystać szczegóły transakcji, które nie są przekazywane do głównego łańcucha.
Aby stworzyć skuteczne obrony, niezbędne jest zrozumienie działania tych ataków.
Dlaczego ataki front-runningowe są tak niebezpieczne?
Na więcej niż jednym froncie ekosystem blockchain jest zagrożony przez ataki front-runningowe.
Przede wszystkim powodują, że użytkownicy tracą pieniądze. W transakcji front-runningowej oryginalny kupujący sprzedaje po niższej cenie niż oczekiwana, dając przewagę kupującemu. Zaufanie użytkowników do systemu jest niszczone z powodu tej utraty wartości.
Efekt może być ogromny dla traderów, szczególnie tych działających z dużymi wolumenami. Zmiany cen związane z front-runningiem mogą prowadzić do poślizgu, gdy oczekiwana i wykonana cena aktywa nie jest zgodna.
Może to spowodować zmniejszenie zysków, a nawet zniknięcie zysków z zyskownych transakcji. Na przykład, atak front-runningowy mógłby spowodować spadek marż zysku tradera, jeśli planowali zakup tokena za 100 $, ale ostatecznie zapłacili 105 $.
Integralność rynku jest podważana przez front-running, co wykracza poza straty indywidualne. Tworzy nieuczciwe warunki, dając złym aktorom przewagę nad dobrymi użytkownikami. Ta rozbieżność może zniechęcić ludzi do korzystania z platform DeFi i zwolnić wdrażanie technologii blockchain. Rozwój ekosystemu może zostać zahamowany, jeśli nowi użytkownicy będą zniechęceni przez to, co postrzegają jako niesprawiedliwość i złożoność.
Kolejną rzeczą, jaką robi front-running, jest pogłębianie zmienności rynku.
Manipulacyjne działania liderów rynku mogą pogłębiać niestabilność rynku, powodując sztuczne ruchy cenowe. Brak stabilności na rynku może zniechęcać do inwestycji na dłuższą metę i zachęcać do ryzykownych spekulacji, co nie jest korzystne dla długoterminowego zdrowia ekonomicznego.
Stopy procentowe i dostępność kredytu są również wpływane przez zwiększone ryzyko, z jakim borykają się pożyczkodawcy i pożyczkobiorcy na platformach DeFi z powodu wysokiej zmienności.
Wiarygodność sieci blockchain także jest zagrożona. Ludzie mogą stracić wiarę w niezawodność i uczciwość systemu, jeśli ataki front-runningowe będą się utrzymywać. To reputacyjne szkody mogą być bardzo szkodliwe dla technologii, która w dużej mierze opiera się na zaufaniu i uczestnictwie społeczności. Rozwiązania dla przedsiębiorstw i zastosowania rządowe nie są odporne na negatywne postrzeganie, które może się rozprzestrzenić na inne obszary adopcji blockchain.
Implikiacje regulacyjne stanowią kolejny problem. Bardziej rygorystyczne przepisy mogą pojawić się na horyzoncie, jeśli władze zobaczą powszechny front-running jako dowód na słabą kontrolę nad kryptowalutami. Chociaż istnieją pewne pozytywne aspekty regulacji, nadmiernie restrykcyjne metody niosą ryzyko ograniczenia potencjału technologii blockchain i zapobieżenia innowacjom. Ochrona użytkowników przy jednoczesnym tworzeniu środowiska sprzyjającego innowacjom to delikatna równowaga.
Ponadto zasoby sieciowe mogą być przeciążone przez ataki front-runningowe. W wyniku zwiększonych opłat za gaz spowodowanych konkurencją o priorytetowe przetwarzanie transakcji, sieć staje się mniej dostępna dla przeciętnych użytkowników. Szerokość skali sieci i praktyczność obu są zagrożone przez wysokie koszty transakcji.
Przepaść cyfrowa jest poszerzana na skutek tego, co głównie wpływa na mniejszych inwestorów i użytkowników w krajach rozwijających się.
Nagromadzenie tych zagrożeń mogłoby zahamować adopcję i rozwój technologii blockchain. Włączenie ekonomiczne i innowacje mogą zostać zahamowane, jeśli front-running nie zostanie rozwiązany, co mogłoby uniemożliwić finansom zdecentralizowanym i innym zastosowaniom blockchain osiągnięcie pełnego potencjału.
Jak się chronić przed atakami front-runningowymi
Mieszanka technicznych napraw i taktycznych podejść może zmniejszyć wpływ ataków front-runningowych. Dla bezpieczeństwa, oto pięć najważniejszych środków:
Wykorzystaj technologie dla bezpiecznych transakcji online
Jedną z skutecznych metod ochrony przed atakami front-running jest korzystanie z technologii zwiększających prywatność. Możesz chronić swoje transakcje przed wykorzystaniem przez atakujących, ukrywając ich szczegóły do momentu ich potwierdzenia w blockchain. W tym względzie pionierskie projekty, takie jak Secret Network i Enigma dostarczają prywatnościowej inteligentnej kontrakty, które korzystają z dowodów zerowej wiedzy i bezpiecznego obliczania wielostronnego.
Obliczenia na zaszyfrowanych danych są teraz możliwe dzięki tym technologiom, które trzymają podstawowe informacje w tajemnicy. Uruchomiona w lutym 2020 roku główna sieć Secret Network, na przykład, daje programistom narzędzia potrzebne do tworzenia zdecentralizowanych aplikacji, które chronią informacje użytkowników.
Korzystanie z takich platform pozwala traderom na prowadzenie transakcji w tajemnicy, co czyni prawie niemożliwym dla rynku Sure, here is the translated content while skipping translation for markdown links:
Niektórzy przywódcy mogą próbować szpiegować lub manipulować swoimi transakcjami.
Integracja z portfelami i interfejsami wspierającymi prywatność dodatkowo poprawia bezpieczeństwo. Dodatkowe zabezpieczenie przed potencjalnymi atakującymi oferuje portfel Torus, który umożliwia użytkownikom interakcję z dApps, zachowując pewien poziom anonimowości.
Korzystaj z zdecentralizowanych giełd z mechanizmami anty-front-running
Jednym ze sposobów ochrony przed atakami jest korzystanie ze zdecentralizowanej giełdy (DEX) z funkcjami anty-front-running. Protokół Gnosis i podobne giełdy wykorzystują aukcje wsadowe do realizacji wszystkich transakcji, które zostały złożone w określonym przedziale czasowym, w jednym momencie. Dzięki temu podejściu korzyść z wcześniejszego porządkowania transakcji jest niwelowana.
Kiedy priorytet czasowy transakcji zostaje usunięty z systemów aukcji wsadowych, badacze z Uniwersytetu Cornella odkryli, że front-running jest praktycznie wyeliminowany. Ponadto, istnieją DEX, które stosują losowy porządek transakcji lub wymagają schematu zobowiązań do szyfrowania i deszyfrowania szczegółów transakcji po ich potwierdzeniu.
Traderzy mogą uczestniczyć w bardziej sprawiedliwym środowisku handlowym, wybierając te giełdy. Aby chronić swoje transakcje przed złymi aktorami, ważne jest, aby zbadać i wybrać platformy, które kładą nacisk na funkcje bezpieczeństwa dla zapobiegania front-running.
Dobrze dostosuj parametry transakcji
Jako szybka i prosta obrona przed front-running można dostosować parametry transakcji. Kluczowe jest ustalenie rozsądnej ceny gazu, która nie przyciągnie zbyt dużej uwagi ani nie będzie zbyt niska, co spowoduje opóźnienie w potwierdzaniu. Jeśli zapłacisz więcej za gaz, niż to konieczne, górnicy używający front-running i innych strategii Miner Extractable Value (MEV) mogą celować w twoją transakcję, starając się uzyskać większe nagrody.
Ponadto, można ograniczyć dopuszczalne odstępstwo od oczekiwanej ceny, wykonując transakcje na automatycznych twórcach rynku (AMM) jak Uniswap, określając niską tolerancję na poślizg. Możesz ograniczyć wykonanie swojej transakcji do sytuacji, w których cena pozostaje w określonym zakresie, ustalając maksymalny procent poślizgu. To zapobiega dużym stratom, które mogliby spowodować front-runners manipulując cenami.
Szczególnie w środowiskach, w których front-running jest powszechny, użytkownicy powinni być świadomi kompromisów pomiędzy opłatami transakcyjnymi a szybkością, jak zauważył Vitalik Buterin, współzałożyciel Ethereum. Starannie monitorując te ustawienia, można poprawić bezpieczeństwo swoich transakcji bez kompromisów w zakresie wydajności.
Korzystaj z rozwiązań warstwy drugiej i innych sieci
Okno możliwości dla ataków typu front-running jest zmniejszone przez rozwiązania skalowania warstwy drugiej i alternatywne sieci blockchain, które oferują mniej zatłoczone środowisko. Aby zwiększyć przepustowość i zmniejszyć opłaty, platformy takie jak Optimistic Rollups i zk-Rollups łączą wiele transakcji poza łańcuchem przed ich przesłaniem do głównego łańcucha.
Na przykład, rozwiązanie skalowania warstwy drugiej oferowane przez Polygon (wcześniej znany jako Matic Network) umożliwia szybsze i tańsze transakcje. Nie tylko że transakcje będą przebiegać sprawniej na tych sieciach, lecz również będzie się mniej narażonym na boty front-running, które atakują główną sieć Ethereum.
Rośnie ekosystem, w którym użytkownicy mogą przeprowadzać transakcje z poprawionym bezpieczeństwem i efektywnością, czego dowodem jest integracja Polygon z głównymi platformami DeFi, jak Aave i SushiSwap w 2021 roku. Traderzy mogą chronić się przed problemami takimi jak przeciążone sieci i wysokie opłaty za gaz, które często są wykorzystywane przez liderów rynkowych, przechodząc na te platformy.
Wykorzystaj usługi prywatnych transakcji i uporządkowanie transakcji
Ponieważ boty front-running monitorują oczekujące transakcje w publicznej pamięci tymczasowej, możliwe jest ich unikanie poprzez korzystanie z usług, które pozwalają na prywatne składanie transakcji. Aby zapobiec wykorzystaniu MEV, Flashbots opracował usługę, z której użytkownicy mogą korzystać, aby prywatnie wysyłać transakcje do górników.
Dane z Flashbots wskazują, że ta strategia znacząco zmniejszyła liczbę ataków związanych z MEV, takich jak front-running. Traderzy mogą unikać prewencyjnego wykorzystania, korzystając z systemu Flashbots do wysyłania transakcji, który szyfruje szczegóły aż do momentu ich wykopania w bloku.
Aby jeszcze bardziej zapobiec front-running, platformy takie jak Eden Network przyznają pierwszeństwo transakcjom zainicjowanym przez użytkowników, którzy stawiają swoje rodzime tokeny. Usługi te są częścią szerszego ruchu mającego na celu restrukturyzację mechanizmów ustawiania kolejności transakcji, aby lepiej dostosować zachęty dla górników do sprawiedliwości sieciowej i bezpieczeństwa użytkowników.
Ostateczne wnioski
Ataki front-running stanowią istotną przeszkodę na drodze do bezpiecznego i sprawiedliwego ekosystemu blockchainowego.
Ryzyko związane z front-runningiem może być zmniejszane dzięki współpracy społeczności, innowacji technologicznej i czujności użytkowników. Strategie ochrony branży muszą dostosowywać się do jej nieustannie zmieniającej się natury.
Odpowiednim działaniem byłoby przyjęcie protokołów zwiększających prywatność, ulepszanie mechanizmów transakcyjnych i kształtowanie świadomej bazy użytkowników.
Potrzebne są ciągłe badania i rozwój z powodu trudności spowodowanych przez front-running. Wraz ze wzrostem wyrafinowania atakujących, rosną także działania obronne. Kluczowe dla tego przedsięwzięcia są inwestycje w infrastrukturę bezpieczeństwa i rozpowszechnianie najlepszych praktyk.
Walka z front-runningiem wymaga wspólnego wysiłku wszystkich zaangażowanych stron. Bezpieczeństwo sieci blockchain jest wspólną odpowiedzialnością wszystkich zaangażowanych stron, w tym programistów, górników, traderów i regulatorów. Działając w ten sposób, zapewnimy, że blockchain utrzyma swój status jako bezpiecznej księgi i że będzie nadal zmieniać zasady gry dla transakcji i interakcji online.