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? Agora vamos direto ao ponto.
Tanto a segurança das transações de blockchain quanto a confiança dos participantes são ameaçadas por ataques de front-running, que impedem o progresso e a estabilidade da indústria.
Exchanges descentralizadas (DEXs) e plataformas de finanças descentralizadas (DeFi) estão se tornando mais suscetíveis a ataques de front-running à medida que ganham popularidade. Agentes mal-intencionados podem manipular mercados e roubar de usuários legítimos ao aproveitar-se desses ataques, que exploram a natureza transparente das transações de blockchain.
As repercussões são de longo alcance, afetando não apenas traders individuais, mas toda a comunidade de blockchain.
Recentemente, foi destacado o quão sérios os ataques de front-running podem ser. Uma enxurrada de bots de front-running aproveitou os mecanismos de ordenação de transações do Ethereum em 2020, causando a perda de muito dinheiro pelos usuários. A importância de compreender e mitigar esse perigo é ressaltada por tais ocorrências.
Há décadas, o front-running faz parte dos mercados financeiros convencionais. Novas dimensões para este antigo problema foram introduzidas pelas características únicas da tecnologia blockchain. Embora o blockchain forneça transparência e democratização devido à sua natureza descentralizada e aberta, ele cria de forma involuntária um ambiente ideal para o front-running.
Haverá grandes repercussões monetárias. Cornell Tech descobriu que durante os períodos mais movimentados de 2020, ataques de front-running em exchanges descentralizadas construídas no Ethereum conseguiram extrair mais de US$ 1 milhão em lucros diários. Tanto a eficiência quanto a equidade do mercado como um todo e dos investidores individuais são impactadas por isso.
Congestionamento da 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 os criminosos estão pagando mais para que suas transações sejam processadas mais rápido. Por causa disso, investidores menores são incapazes de participar, e as plataformas de 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 essa questão intrincada 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 das 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 aproveita a abertura e a mecânica da rede, ao contrário dos mercados tradicionais, onde o conhecimento privilegiado ou o acesso privilegiado podem levá-lo.
As transações de blockchain iniciadas entram em um mempool, que é uma área de espera onde aguardam para serem incluídas em um bloco pelos mineradores.
Há uma janela de oportunidade para atores mal-intencionados durante esse período. Os principais jogadores podem se manter um passo à frente da concorrência ao ficar de olho no mempool em busca de transações grandes ou de movimentação de mercado.
A manipulação do preço do gás é uma estratégia típica. No Ethereum e em redes semelhantes, os mineradores dão preferência às transações que têm taxas de gás mais altas. Os primeiros a se mover em uma corrida podem pagar mais para que suas transações sejam processadas mais rápido. Capitalizando sobre o movimento esperado 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 abaixe de maneira eficiente.
O uso de exchanges descentralizadas é outro ponto de entrada. Para determinar os preços de acordo com a oferta e a demanda, os formadores de mercado automatizados (AMMs) usam algoritmos. Os líderes têm a capacidade de prever movimentos significativos de preços e agir rapidamente para lucrar com eles, uma estratégia comumente conhecida como "ataques sanduíche". O front-runner em um ataque sanduíche espera que a vítima negocie antes de fazer um pedido de compra e, em seguida, faz imediatamente um pedido de venda para capitalizar sobre a mudança de preço que resulta da transação da vítima.
O problema foi agravado pelo aumento do Valor Extraível do Minerador (MEV). O lucro que os mineradores podem obter ao manipular a ordem, inclusão ou censura de transações em seus blocos é representado pelo MEV. Quando se trata de front-running, alguns mineradores o fazem por conta própria ou permitem que outros o façam por meio de leilões de MEV. Como resultado, os mineradores serão incentivados a colocar o lucro à frente da justiça na rede.
A empresa de pesquisa e desenvolvimento Flashbots observou que a extração de MEV tornou-se um empreendimento lucrativo, com usuários tendo seu dinheiro roubado em mais de US$ 100 milhões em questão de meses. Isso demonstra a extensão do front-running, bem como a complexidade das estratégias usadas.
Outra maneira pela qual 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 cross-chain, 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 um aspecto, o ecossistema blockchain é ameaçado por ataques de front-running.
Em primeiro lugar, eles fazem os usuários perderem dinheiro. Em uma transação de front-run, o comprador original vende por 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 os traders, particularmente aqueles que trabalham com grandes volumes. A derrapagem, em que os preços esperados e executados de um ativo não correspondem, pode resultar das mudanças abruptas de preço do front-running.
Isso pode fazer com que os lucros diminuam e até mesmo o lucro de transações lucrativas se evapore. Por exemplo, um ataque de front-running pode fazer com que as margens de lucro de um trader despencem se pretendiam comprar um token a US$ 100, mas acabaram pagando US$ 105 em vez disso.
A integridade do mercado é minada pelo front-running, que vai além das perdas individuais. Ele torna o campo desequilibrado, dando aos maus atores uma vantagem sobre os bons usuários. Essa discrepância tem o potencial de desencorajar as pessoas de usarem plataformas DeFi e desacelerar a implementação da tecnologia blockchain. O crescimento do ecossistema pode ser prejudicado se novos usuários se afastarem por perceberem injustiça e complexidade.
Outra coisa que o front-running faz é piorar a volatilidade do mercado.
A instabilidade do mercado pode ser exacerbada pelas ações manipulativas dos líderes de mercado, que podem causar movimentos artificiais de preços. A falta de estabilidade no mercado pode desencorajar investimentos com um horizonte temporal mais longo e incentivar a especulação arriscada, o que não é bom para a saúde econômica a longo prazo.
As taxas de juros e o acesso ao crédito são ambos impactados pelo risco aumentado que mutuários e emprestadores enfrentam nas plataformas DeFi devido à alta volatilidade.
A credibilidade das redes de blockchain também está em risco. As 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 corporativas e aplicações governamentais não estão imunes a percepções negativas que podem se espalhar para outras áreas de adoção de blockchain.
Implicações regulatórias são outra preocupação. Regulamentações mais rígidas podem estar no horizonte se as autoridades verem o front-running generalizado como um indicativo de supervisão cripto permissiva. Embora existam alguns aspectos positivos na regulamentação, métodos excessivamente estritos correm o risco de limitar o potencial da tecnologia blockchain e impedir a inovação. Proteger os usuários enquanto também se cria um ambiente que incentiva a inovação é um ato de equilíbrio delicado.
Além disso, os recursos na rede podem ser sobrecarregados por ataques de front-running. Como resultado de taxas de gás inflacionadas causadas pela competição para que as transações sejam processadas primeiro, a rede torna-se menos acessível aos usuários médios. A escalabilidade e a praticidade da rede são ambas comprometidas por altos custos de transação.
O fosso digital está sendo ampliado como resultado disso, o que impacta principalmente investidores menores e usuários em países em desenvolvimento.
O acúmulo desses riscos poderia causar a interrupção da adoção e desenvolvimento da tecnologia blockchain. Se o front-running não for abordado, a inclusão econômica e a inovação poderiam ser prejudicadas, o que poderia impedir que as finanças descentralizadas e outras aplicações de blockchain alcançassem seu pleno potencial.
Como Se Proteger de Ataques de Front-Running
Uma combinação de correções técnicas e abordagens táticas pode reduzir o impacto dos ataques de front-running. Para sua segurança, aqui estão as cinco principais medidas:
Use Tecnologias para Transações Online Seguras
Um método eficaz de proteger-se contra ataques de front-running é o uso de tecnologias que aumentem a privacidade. Você pode proteger suas transações de serem exploradas por atacantes ao manter seus detalhes ocultos até serem confirmados no blockchain. Nesse sentido, projetos pioneiros como o Secret Network e o Enigma fornecem contratos inteligentes que preservam a privacidade com o uso de provas de conhecimento zero e computação segura em várias partes.
A computação com dados criptografados é agora possível graças a essas tecnologias, que mantêm as informações subjacentes em segredo. Lançada em fevereiro de 2020, a mainnet do Secret Network, por exemplo, dá aos programadores as ferramentas necessárias para criar aplicativos descentralizados que protegem informações de usuários.
O uso de tais plataformas permite que traders realizem transações em segredo, tornando quase impossível para os líderes de mercado explorarem essas transações. Integração com carteiras e interfaces que suportam privacidade melhora ainda mais a segurança. Uma proteção adicional contra possíveis atacantes é a carteira Torus, que permite aos usuários interagir com dApps enquanto mantêm um nível de anonimato.
Utilize Exchanges Descentralizadas com Mecanismos Anti-Front-Running
Uma maneira de se proteger de ataques é usar uma exchange descentralizada (DEX) que possui recursos anti-front-running. Leilões em lote são usados pelo Gnosis Protocol e exchanges semelhantes para executar todas as negociações submetidas dentro de um determinado período ao mesmo tempo. Ao usar essa abordagem, o benefício de ordenar transações com antecedência é anulado.
Quando a prioridade temporal das transações é removida dos sistemas de leilão em lote, pesquisadores da Universidade de Cornell descobriram que o front-running é praticamente eliminado. Além disso, existem DEXs que empregam ordem aleatória para transações ou exigem um esquema de compromisso que criptografa e descriptografa detalhes de negociação após a confirmação.
Os traders podem participar de um ambiente de negociação mais justo escolhendo essas exchanges. Para proteger suas transações contra agentes mal-intencionados, é importante investigar e selecionar plataformas que priorizam recursos de segurança para evitar front-running.
Ajuste Meticulosamente os Parâmetros de Transação
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 nem seja muito barato, causando atraso na confirmação. Se você pagar mais pelo gás do que o necessário, mineradores usando estratégias de front-running e outros Miner Extractable Value (MEV) podem visar sua transação em busca de mais recompensas.
Além disso, você pode limitar o desvio aceitável do preço esperado ao executar negociações em market makers automatizados (AMMs) como Uniswap, especificando uma baixa tolerância ao slippage. Você pode restringir a execução de sua transação a situações em que o preço permanece dentro de uma determinada faixa, estabelecendo uma porcentagem máxima de slippage. Isso impede que os front-runners causem grandes perdas manipulando os preços.
Especialmente em ambientes onde o front-running é comum, os usuários devem estar atentos ao equilíbrio entre taxas de transação e velocidade, conforme salientado por Vitalik Buterin, cofundador da Ethereum. Observando cuidadosamente essas configurações, você pode melhorar a segurança das suas transações sem comprometer a eficiência.
Use Soluções de Camada 2 e Outras Redes
A janela de oportunidade para ataques de front-running é reduzida por soluções de escalonamento de camada 2 e redes blockchain alternativas, que oferecem ambientes menos congestionados. Para aumentar a capacidade de transações e reduzir taxas, plataformas como Optimistic Rollups e zk-Rollups agrupam várias transações fora da cadeia antes de enviá-las para a cadeia principal.
Como exemplo, uma solução de escalonamento de camada 2 que possibilita transações mais rápidas e baratas é oferecida pela Polygon (anteriormente Matic Network). Não só suas negociações funcionarão de maneira mais suave nessas redes, mas você também estará menos vulnerável a bots de front-running que atacam a rede principal da Ethereum.
Um ecossistema em crescimento está emergindo, onde os usuários podem realizar transações com maior segurança e eficiência, como demonstrado pela integração da Polygon com as principais plataformas DeFi como Aave e SushiSwap em 2021. Os traders podem se proteger de problemas como redes congestionadas e taxas de gás caras, que são frequentemente exploradas por líderes de mercado, ao migrarem para essas plataformas.
Utilize Serviços de Transação Privada e Ordenação de Transações
Como bots de front-running mantêm vigilância sobre transações pendentes no mempool público, é possível evitá-los usando serviços que permitem envio privado de transações. Para evitar a exploração de MEV, a Flashbots desenvolveu um serviço que os usuários podem usar para enviar transações a 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 preemptivas 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 fazem staking de seus tokens nativos. Para alinhar melhor os incentivos dos mineradores com a equidade da rede e a segurança do usuário, esses serviços são parte de um movimento maior para reestruturar os mecanismos de ordenação de transações.
Considerações Finais
Ataques de front-running representam um obstáculo significativo no caminho para um ecossistema blockchain seguro e equitativo.
Os riscos do front-running podem ser reduzidos por meio de colaboração comunitária, inovação tecnológica e vigilância dos usuários. Estratégias para proteger a indústria precisam se adaptar à sua natureza em constante mudança.
A ação correta seria adotar protocolos que melhoram a privacidade, melhorar mecanismos de transação e cultivar uma base de usuários educada.
É necessário haver P&D contínuo devido às dificuldades causadas pelo front-running. Enquanto a sofisticação dos atacantes aumenta, também aumentam as medidas defensivas implementadas. Central para esse esforço são investimentos em infraestrutura de segurança e a disseminação de 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 não confiável e que continue revolucionando as transações e interações online.