De todos os perigos que este ecossistema descentralizado enfrenta, os ataques de front-running estão entre os piores e mais urgentes. O que são ataques de front-running e como se proteger deles? Vamos direto ao ponto.
Tanto a segurança das transações em blockchain quanto a confiança dos participantes são comprometidas por ataques de front-running, que prejudicam o progresso e a estabilidade da indústria.
As exchanges descentralizadas (DEXs) e as plataformas de finanças descentralizadas (DeFi) estão se tornando mais suscetíveis a ataques de front-running à medida que se tornam mais populares. Atores mal-intencionados podem manipular mercados e roubar de usuários legítimos ao se aproveitarem desses ataques, que se valem da natureza transparente das transações em blockchain.
As repercussões são de longo alcance, afetando não apenas operadores individuais, mas toda a comunidade blockchain.
Recentemente foi trazido à tona quão sérios podem ser os ataques de front-running. Uma enxurrada de bots de front-running aproveitou-se dos mecanismos de ordenação de transações do Ethereum em 2020, fazendo usuários perderem muito dinheiro. A importância de compreender e reduzir esse perigo é destacada por tais ocorrências.
Por décadas, o front-running tem sido parte dos mercados financeiros convencionais. Novas dimensões desse antigo problema foram introduzidas pelas características únicas da tecnologia blockchain. Embora o blockchain ofereça transparência e democratização devido à sua natureza descentralizada e aberta, inadvertidamente cria um ambiente ideal para o front-running.
Haverá grandes repercussões monetárias. Cornell Tech descobriu que durante os períodos mais agitados de 2020, ataques de front-running em exchanges descentralizadas baseadas no Ethereum conseguiram extrair mais de $1 milhão em lucros diários. Tanto a eficiência quanto a equidade do mercado como um todo e investidores individuais são impactados por isso.
Congestionamento de rede e taxas de transação mais altas são consequências adicionais dos ataques de front-running. O preço do gás está subindo para todos na rede porque criminosos estão pagando mais para que suas transações sejam processadas mais rapidamente. Por causa disso, investidores menores não podem participar, e plataformas blockchain são incapazes de escalar.
O que são ataques de front-running em blockchain, por que são tão perigosos e como indivíduos e organizações podem se proteger? Este artigo explora as complexidades desses ataques. Nosso objetivo ao esclarecer este assunto complexo é equipar os leitores com as informações de que precisam para navegar com segurança no ambiente blockchain.
O Que É um Ataque de Front-Running em Blockchain?
Interceptar e abusar de informações de transações antes de sua confirmação na rede é a essência de um ataque de front-running no contexto do blockchain.
O front-running em blockchain tira vantagem da abertura e mecânica da rede, ao contrário dos mercados tradicionais onde o conhecimento interno ou o acesso privilegiado poderiam levá-lo.
Transações de blockchain iniciadas vão para um mempool, que é uma área de espera onde aguardam para serem incluídas em um bloco por mineradores.
Há uma janela de oportunidade para maus atores durante este período. Performers de destaque podem ficar um passo à frente da concorrência ao monitorar o mempool em busca de transações grandes ou que impactam o mercado.
Manipulação do preço do gás é uma estratégia típica. No Ethereum e redes similares, mineradores dão preferência a transações que têm taxas de gás mais altas. Os primeiros em uma corrida podem pagar mais para que suas transações sejam processadas mais rapidamente. Capitalizando no movimento antecipado do mercado, eles podem usar essa tática para comprar ativos antes que uma grande compra aumente o preço ou vender ativos antes que uma grande venda o diminua eficientemente.
O uso de exchanges descentralizadas é outro ponto de entrada. Para determinar preços de acordo com oferta e demanda, os criadores de mercado automatizados (AMMs) usam algoritmos. Líderes têm a capacidade de prever movimentos de preços significativos e agir rapidamente para lucrar com eles, uma estratégia comumente conhecida como "ataques de sanduíche". O front-runner em um ataque de sanduíche aguarda a vítima negociar antes de colocar uma ordem de compra e então imediatamente coloca uma ordem de venda para capitalizar a mudança de preço que resulta da transação da vítima.
O problema também foi agravado pelo aumento no Valor Extraível pelos Mineradores (MEV). O lucro que os mineradores podem fazer manipulando a ordem, inclusão ou censura de transações em seus blocos é representado pelo MEV. No que diz respeito ao front-running, alguns mineradores fazem isso sozinhos ou permitem que outros façam através de leilões de MEV. Como resultado, os mineradores serão incentivados a colocar o lucro antes da equidade da rede.
A empresa de pesquisa e desenvolvimento Flashbots notou que a extração de MEV se tornou um empreendimento lucrativo, com usuários tendo seu dinheiro roubado por mais de $100 milhões em questão de meses. Isso demonstra a extensão do front-running e a complexidade das estratégias usadas.
Outro modo como o front-running pode ocorrer em sistemas fora da cadeia é devido à assimetria de informações. Para ilustrar o ponto, em soluções de camada-2 ou pontes entre cadeias, um atacante pode usar a mesma tática para explorar detalhes de transações que não são comprometidos na cadeia principal.
Para criar defesas eficazes, é essencial compreender como esses ataques funcionam.
Por Que os Ataques de Front-Running São Tão Perigosos?
Em mais de uma frente, o ecossistema blockchain é ameaçado por ataques de front-running.
Em primeiro lugar, eles causam perda financeira aos usuários. Em uma transação de front-run, o comprador original vende a um preço mais baixo do que o esperado, dando vantagem ao comprador. A fé dos usuários no sistema é corroída devido a essa perda de valor.
O efeito pode ser enorme para operadores, particularmente aqueles que trabalham com altos volumes. Slippage, em que os preços esperados e executados de um ativo não coincidem, pode resultar das mudanças abruptas de preço do front-running.
Isso pode fazer com que ganhos diminuam e até mesmo fazer com que ganhos de negociações lucrativas evaporem. Por exemplo, um ataque de front-running poderia fazer com que as margens de lucro de um operador despencassem, se planejasse comprar um token a $100 mas acabasse pagando $105.
A integridade do mercado é minada pelo front-running, que vai além de perdas individuais. Isso faz com que o campo de atuação seja injusto, dando aos maus atores uma vantagem sobre os bons usuários. Essa discrepância tem o potencial de desencorajar pessoas de usar plataformas DeFi e retardar a implementação da tecnologia blockchain. O crescimento do ecossistema poderia ser prejudicado se novos usuários forem desanimados por perceberem injustiça e complexidade.
Outro aspecto é que o front-running piora a volatilidade do mercado. As ações manipulativas de líderes de mercado podem causar movimentos artificiais de preços, exacerbando a instabilidade do mercado. Uma falta de estabilidade no mercado pode desencorajar investimentos a longo prazo e incentivar especulação arriscada, o que não é bom para a saúde econômica a longo prazo.
As taxas de juros e o acesso a crédito são impactados pelo aumento do risco que credores e tomadores enfrentam nas plataformas DeFi devido à alta volatilidade.
A credibilidade das redes blockchain também está em risco. Pessoas podem perder a fé na confiabilidade e equidade do sistema se os ataques de front-running continuarem. Esse dano reputacional pode ser muito prejudicial para uma tecnologia que depende significativamente da confiança e participação da comunidade. Soluções empresariais e aplicações governamentais não estão imunes a percepções negativas que podem se espalhar para outras áreas de adoção de blockchain.
As implicações regulatórias são outra preocupação. Regulamentações mais rígidas podem estar no horizonte se as autoridades virem o front-running generalizado como um sinal de supervisão cripto fraca. Embora haja aspectos positivos na regulamentação, métodos excessivamente rigorosos correm o risco de limitar o potencial da tecnologia blockchain e impedir a inovação. Proteger os usuários, ao mesmo tempo em que se fomenta um ambiente que incentiva a inovação, é um ato de equilíbrio delicado.
Além disso, recursos na rede podem ser sobrecarregados por ataques de front-running. Como resultado das taxas de gás inflacionadas causadas pela competição para que transações sejam processadas primeiro, a rede se torna menos acessível para usuários médios. Escalabilidade e praticidade da rede são comprometidas por altos custos de transação.
A divisão digital está sendo ampliada como resultado disso, impactando principalmente investidores menores e usuários em países em desenvolvimento.
A acumulação desses riscos poderia causar a adoção e desenvolvimento da tecnologia blockchain a estagnar. Inclusão econômica e inovação poderiam ser prejudicadas se o front-running não for abordado, o que poderia impedir que as finanças descentralizadas e outras aplicações em blockchain atingissem seu pleno potencial.
Como Se Proteger dos Ataques de Front-Running
Uma mistura de correções técnicas e abordagens táticas pode diminuir o impacto dos ataques de front-running. Para a sua segurança, aqui estão as cinco principais medidas:
Utilizar Tecnologias para Transações Online Seguras
Um método eficaz de se proteger dos ataques de front-running é utilizar tecnologias que aprimorem a privacidade. Você pode proteger suas transações de serem exploradas por atacantes mantendo seus detalhes ocultos até que sejam confirmados no blockchain. Nesse sentido, projetos pioneiros como Secret Network e Enigma fornecem contratos inteligentes que preservam a privacidade e que empregam provas de conhecimento zero e computação multipartidária segura.
Computação com dados criptografados é agora possível graças a essas tecnologias, que mantêm as informações subjacentes em segredo. O mainnet da Secret Network, lançado em fevereiro de 2020, por exemplo, dá aos programadores as ferramentas necessárias para criar aplicativos descentralizados que protegem as informações do usuário.
O uso de tais plataformas permite que operadores realizem transações secretamente, tornando quase impossível para o mercado Líderes para espionar ou manipular seus negócios.
A integração com carteiras e interfaces de apoio à privacidade melhora ainda mais a segurança. Uma salvaguarda adicional contra possíveis atacantes é a carteira Torus, que permite aos usuários interagir com dApps mantendo um nível de anonimato.
Utilize Exchanges Descentralizadas com Mecanismos de Prevenção de Front-Running
Uma maneira de se proteger contra ataques é usar uma exchange descentralizada (DEX) que possua recursos de prevenção de front-running. Leilões em lote são usados pelo Protocolo Gnosis e exchanges similares para executar todas as negociações submetidas dentro de um determinado período ao mesmo tempo. Usando essa abordagem, o benefício de ordenar transações antecipadamente é anulado.
Quando a prioridade de tempo das transações é removida dos sistemas de leilão em lote, pesquisadores da Universidade de Cornell descobriram que front-running é praticamente eliminado. Além disso, há DEXs que empregam ordens aleatórias para transações ou exigem um esquema de compromisso que criptografa e descriptografa os detalhes das negociações após a confirmação.
Os traders podem participar de um ambiente de negociação mais justo escolhendo essas exchanges. Para proteger suas transações de agentes mal-intencionados, é importante investigar e selecionar plataformas que priorizem recursos de segurança para evitar front-running.
Ajuste Minuciosamente os Parâmetros das Transações
Como uma defesa rápida e fácil contra front-running, você pode ajustar seus parâmetros de transação. É crucial definir um preço de gás razoável que não chame muita atenção ou seja muito barato e cause atraso na confirmação. Se você pagar mais pelo gás do que o necessário, os mineradores usando estratégias de front-running e outros Miner Extractable Value (MEV) podem visar sua transação em um esforço para ganhar mais recompensas.
Além disso, você pode limitar o desvio aceitável do preço esperado ao executar negociações em formadores de mercado automatizados (AMMs) como Uniswap especificando uma baixa tolerância a derrapagem. Você pode restringir a execução de sua transação a situações onde o preço permaneça dentro de um certo intervalo ao estabelecer uma porcentagem máxima de derrapagem. Isso impede que front-runners causem grandes perdas manipulando os preços.
Especialmente em ambientes onde o front-running é comum, os usuários devem estar atentos aos trade-offs entre taxas de transação e velocidade, como apontado por Vitalik Buterin, cofundador do Ethereum. Ao monitorar cuidadosamente essas configurações, você pode melhorar a segurança de suas transações sem comprometer a eficiência.
Use Soluções Layer-2 e Outras Redes
A janela de oportunidade para ataques de front-running é reduzida por soluções de escalonamento de segunda camada (Layer-2) e redes blockchain alternativas, que fornecem ambientes menos congestionados. Para aumentar a taxa de transferência e diminuir as taxas, plataformas como Optimistic Rollups e zk-Rollups agrupam várias transações fora da cadeia antes de submetê-las à cadeia principal.
Como exemplo, uma solução de escalonamento Layer-2 que permite transações mais rápidas e baratas é fornecida pela Polygon (anteriormente Matic Network). Não só suas negociações serão mais suaves nessas redes, mas você também será menos vulnerável a bots de front-running que atacam a rede principal do Ethereum.
Um ecossistema em crescimento está surgindo onde os usuários podem transacionar com segurança e eficiência aprimoradas, como demonstrado pela integração da Polygon com grandes plataformas DeFi como Aave e SushiSwap em 2021. Os traders podem se proteger de problemas como redes superlotadas e altas taxas de gás, que são frequentemente aproveitadas por líderes de mercado, mudando para essas plataformas.
Use Serviços de Transações Privadas e Ordenação de Transações
Já que bots de front-running monitoram transações pendentes no mempool público, é possível evitá-los usando serviços que permitem a submissão privada de transações. Para evitar a exploração de MEV, Flashbots desenvolveu um serviço que os usuários podem usar para enviar transações aos mineradores de forma privada.
Dados da Flashbots indicam que essa estratégia reduziu significativamente ataques relacionados a MEV, como front-running. Os traders podem evitar explorações antecipadas usando o sistema da Flashbots para enviar transações, que criptografa os detalhes até que sejam minerados em um bloco.
Para prevenir ainda mais o front-running, plataformas como Eden Network dão preferência a transações iniciadas por usuários que apostam seus tokens nativos. Esses serviços fazem parte de um movimento maior para reestruturar os mecanismos de ordenação de transações, a fim de alinhar melhor os incentivos dos mineradores com a justiça da rede e a segurança dos usuários.
Considerações Finais
Os ataques de front-running representam um obstáculo significativo na jornada para um ecossistema blockchain seguro e equitativo.
Os riscos de front-running podem ser reduzidos através da colaboração comunitária, inovação tecnológica e vigilância dos usuários. As estratégias para proteger a indústria precisam se adaptar à sua natureza em constante mudança.
O caminho correto seria adotar protocolos que aumentem a privacidade, melhorar os mecanismos de transação e cultivar uma base de usuários bem informada.
Precisa haver P&D contínuo devido às dificuldades causadas pelo front-running. À medida que a sofisticação dos atacantes aumenta, também aumentam as medidas defensivas implementadas. Centrais para esse empreendimento são os investimentos em infraestrutura de segurança e a disseminação das melhores práticas.
Combater o front-running requer um esforço conjunto de todas as partes envolvidas. A segurança das redes blockchain é uma responsabilidade compartilhada entre todos os envolvidos, incluindo programadores, mineradores, traders e reguladores. Fazer isso garantirá que o blockchain mantenha seu status como um livro-razão sem confiança e que continue revolucionando as transações e interações online.