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 agora direto ao ponto.

Tanto a segurança das transações em blockchain quanto a confiança dos participantes estão em risco devido a ataques de front-running, que prejudicam o progresso e a estabilidade do setor.

Exchanges descentralizadas (DEXs) e plataformas de finanças descentralizadas (DeFi) estão se tornando mais suscetíveis a ataques de front-running à medida que se tornam mais populares. Agentes mal-intencionados podem manipular mercados e roubar usuários legítimos ao aproveitar esses ataques, que exploram a natureza transparente das transações blockchain.

As repercussões são amplas, afetando não apenas os negociadores individuais, mas toda a comunidade blockchain.

Foi evidenciado recentemente o quão sérios os ataques de front-running podem ser. Uma onda de bots de front-running tirou proveito dos mecanismos de ordenação de transações do Ethereum em 2020, fazendo com que os usuários perdessem 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 para esse 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, involuntariamente, um ambiente ideal para o front-running.

Haverá repercussões monetárias significativas. A 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 $1 milhão em lucros diários. Tanto a eficiência e a equidade do mercado como um todo quanto os investidores individuais são afetados por isso.

Congestionamento da rede e taxas de transação mais altas são consequências adicionais dos ataques de front-running. O preço do gás está aumentando para todos na rede porque criminosos estão pagando mais para que suas transações sejam processadas mais rapidamente. Por causa disso, investidores menores são incapazes de participar, e as plataformas blockchain são incapazes de escalar.

O que são ataques de front-running na 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 necessárias para navegar com segurança pelo ambiente blockchain.

O Que É Um Ataque de Front-Running na 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 da blockchain.

O front-running blockchain aproveita a abertura e a mecânica da rede, ao contrário dos mercados tradicionais, onde conhecimento privilegiado ou acesso privilegiado podem levá-lo a ocorrer.

Transações iniciadas em blockchain entram em um mempool, que é uma área de espera onde aguardam para serem incluídas em um bloco por mineradores.

Há uma janela de oportunidade para agentes mal-intencionados durante este período. Os melhores desempenhos podem ficar um passo à frente da concorrência ao vigiar o mempool em busca de transações grandes ou que movimentam o mercado.

A manipulação de preço do gás é uma estratégia típica. No Ethereum e em redes semelhantes, os mineradores dão preferência a transações com taxas de gás mais altas. Os primeiros a chegar 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 reduza de forma eficiente.

O uso de exchanges descentralizadas é outro ponto de acesso. Para determinar preços de acordo com a oferta e a demanda, os formadores de mercado automatizados (AMMs) usam algoritmos. Os líderes têm a capacidade de prever grandes movimentos de preço e agir rapidamente para lucrar com eles, uma estratégia comumente conhecida como "ataques sandwich". O front-runner em um ataque sandwich espera que a vítima negocie antes de fazer um pedido de compra e, em seguida, imediatamente faz um pedido de venda para capitalizar na mudança de preço que resulta da transação da vítima.

O problema também foi agravado pelo aumento do Valor Extraível pelo Minerador (MEV). O lucro que os mineradores podem obter manipulando a ordem, inclusão ou censura de transações em seus blocos é representado pelo MEV. Quando se trata de front-running, alguns mineradores fazem isso sozinhos ou permitem que outros o 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 observou que a extração de MEV se tornou uma empreitada lucrativa, com usuários tendo dinheiro roubado deles no valor de mais de $100 milhões em alguns meses. Isso demonstra a extensão do front-running, bem como a complexidade das estratégias utilizadas.

Outra maneira de front-running ocorrer em sistemas off-chain 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 foram 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 causam perda de dinheiro aos usuários. Em uma transação de front-running, o comprador original vende a um preço inferior ao esperado, dando a vantagem ao comprador. A fé dos usuários no sistema é corroída devido a essa perda de valor.

O efeito pode ser enorme para os negociadores, particularmente aqueles que trabalham com grandes volumes. Deslizamentos, em que os preços previstos e executados de um ativo não coincidem, podem resultar das mudanças abruptas de preços causadas pelo front-running.

Isso pode causar a diminuição dos ganhos e até mesmo fazer com que os ganhos de negociações lucrativas evaporem. Por exemplo, um ataque de front-running poderia fazer com que as margens de lucro de um negociador despencassem se planejam comprar um token a $100, mas acabassem pagando $105.

A integridade do mercado é enfraquecida pelo front-running, que vai além das perdas individuais. Ele torna o campo de jogo injusto, dando aos maus atores uma vantagem sobre os bons usuários. Essa discrepância tem o potencial de desencorajar as pessoas de usar plataformas DeFi e desacelerar a adoção da tecnologia blockchain. O crescimento do ecossistema poderia ser prejudicado se novos usuários forem afastados pela aparente injustiça e complexidade que percebem.

Outro impacto do front-running é piorar a volatilidade do mercado.

A instabilidade do mercado pode ser exacerbada pelas ações manipuladoras dos líderes de mercado, que podem causar movimentos artificiais de preços. A falta de estabilidade no mercado pode desencorajar investimentos de longo prazo e encorajar especulações arriscadas, o que não é bom para a saúde econômica a longo prazo.

Taxas de juros e acesso a crédito são ambos impactados pelo aumento do risco que credores e mutuários enfrentam em plataformas DeFi devido à alta volatilidade.

A credibilidade das redes blockchain também está em risco. As pessoas podem perder a fé na confiabilidade e justiça 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 da blockchain.

As implicações regulatórias são outra preocupação. Regulamentos mais rígidos podem estar no horizonte se as autoridades virem o front-running generalizado como um sinal de supervisão frouxa do cripto. Embora existam aspectos positivos na regulamentação, métodos excessivamente rigidos correm o risco de limitar o potencial da tecnologia blockchain e impedir a inovação. Proteger os usuários enquanto também se promove um ambiente que encoraja 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 as transações sejam processadas primeiro, a rede se torna menos acessível para usuários comuns. A escalabilidade e a praticidade da rede são comprometidas pelos altos custos de transação.

A divisão digital está sendo ampliada como consequência disso, o que afeta principalmente investidores menores e usuários em países em desenvolvimento.

O acúmulo desses riscos poderia retardar a adoção e o desenvolvimento da tecnologia blockchain. A inclusão econômica e a inovação poderiam ser prejudicadas se o front-running não for abordado, o que poderia impedir as finanças descentralizadas e outras aplicações da blockchain de alcançarem seu pleno potencial.

Como Se Proteger de 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:

Utilize Tecnologias para Transações Online Seguras

Uma maneira eficaz de se proteger de ataques de front-running é fazer uso de tecnologias que aumentam a privacidade. Você pode proteger suas transações de serem exploradas por atacantes ao manter seus detalhes ocultos até que sejam confirmados na blockchain. Nesse sentido, projetos pioneiros, como Secret Network e Enigma, oferecem contratos inteligentes que preservam a privacidade ao empregar provas de conhecimento zero e computação multipartidária segura.

A computação com dados criptografados agora é possível graças a essas tecnologias, que mantêm as informações subjacentes em segredo. Lançada em fevereiro de 2020, a mainnet da Secret Network, por exemplo, fornece aos programadores as ferramentas de que precisam para criar aplicativos descentralizados que protegem as informações do usuário.

O uso de tais plataformas permite que os negociadores realizem transações em sigilo, tornando quase impossível para o mercado... leaders to spy on or manipulate their deals.

A integração com carteiras e interfaces que apoiam a privacidade melhora ainda mais a segurança. Uma proteção adicional contra possíveis invasores é a carteira Torus, que permite aos usuários interagir com dApps, mantendo um nível de anonimato.

Utilize Mecanismos Anti-Front-Running Habilitados em Exchanges Descentralizadas

Uma maneira de se proteger de ataques é usar uma exchange descentralizada (DEX) que tenha recursos de anti-front-running. Leilões em lote são usados pelo Gnosis Protocol e exchanges semelhantes para executar todas as negociações que são submetidas dentro de um determinado período de tempo ao mesmo tempo. Usando 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 de atores maliciosos, é importante investigar e selecionar plataformas que priorizam recursos de segurança para evitar o front-running.

Ajuste Minuciosamente os Parâmetros da Transação

Como uma defesa rápida e fácil contra o front-running, você pode ajustar os parâmetros da sua transação. É crucial definir um preço de gás razoável, que não chame muita atenção ou seja muito barato, causando atraso na confirmação. Se você pagar mais gás do que o necessário, mineradores usando front-running e outras estratégias de Miner Extractable Value (MEV) podem mirar na sua transação em uma tentativa de ganhar mais recompensas.

Além disso, você pode limitar a diferença aceitável do preço esperado ao executar negociações em formadores de mercado automatizados (AMMs) como a Uniswap, especificando uma baixa tolerância ao deslizamento. Você pode restringir a execução da sua transação a situações em que o preço permaneça dentro de um determinado intervalo definindo uma porcentagem máxima de deslizamento. Isso impede que os front-runners causem grandes perdas ao manipular preços.

Especialmente em ambientes onde o front-running é comum, os usuários devem estar cientes das compensações entre taxas de transação e velocidade, conforme apontado por Vitalik Buterin, cofundador da Ethereum. Ao monitorar cuidadosamente essas configurações, você pode melhorar a segurança das suas transações sem comprometer a eficiência.

Utilize Soluções Layer-2 e Outras Redes

A janela de oportunidade para ataques de front-running é reduzida por soluções de escalonamento de layer-2 e redes blockchain alternativas, que fornecem ambientes menos congestionados. Para aumentar o rendimento e diminuir as taxas, plataformas como Optimistic Rollups e zk-Rollups agrupam várias transações off-chain antes de submetê-las à cadeia principal.

Por exemplo, uma solução de escalonamento Layer-2 que permite transações mais rápidas e baratas é fornecida pela Polygon (anteriormente Matic Network). Não apenas suas negociações serão mais suaves nessas redes, mas você também estará menos vulnerável a bots de front-running que atacam a rede principal da Ethereum.

Um ecossistema crescente está emergindo 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 sobrecarregadas e altas taxas de gás, que são frequentemente exploradas por líderes de mercado, ao mudar para essas plataformas.

Use Serviços de Transação Privada e Ordenação de Transações

Como bots de front-running monitoram transações pendentes no mempool público, é possível evitá-los usando serviços que permitem o envio de transações privadas. Para evitar a exploração de MEV, a Flashbots desenvolveu um serviço que os usuários podem usar para enviar transações para mineradores de forma privada.

Dados da Flashbots indicam que essa estratégia reduziu significativamente ataques relacionados a MEV, como front-running. Os traders podem evitar a exploração preventiva usando o sistema da Flashbots para enviar transações, que criptografa os detalhes até que sejam mineradas 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. Para melhor alinhar os incentivos dos mineradores com a justiça da rede e segurança do usuário, esses serviços fazem parte de um movimento maior para reestruturar os mecanismos de ordenação de transações.

Considerações Finais

Ataques de front-running representam um obstáculo significativo na jornada em direção a um ecossistema blockchain seguro e equitativo.

Os riscos do front-running podem ser reduzidos por meio da colaboração comunitária, inovação tecnológica e vigilância dos usuários. As estratégias para salvaguardar a indústria precisam se adaptar à sua natureza em constante mudança.

O curso de ação correto seria adotar protocolos que aprimorem a privacidade, melhorar os mecanismos de transação e cultivar uma base de usuários informada.

Precisa haver pesquisa e desenvolvimento contínuos devido às dificuldades causadas pelo front-running. A sofisticação dos atacantes está aumentando, assim como as medidas defensivas implementadas. Centrais para esse esforço são investimentos em infraestrutura de segurança e disseminação de práticas recomendadas.

Combater o front-running requer um esforço conjunto de todas as partes envolvidas. A segurança das redes blockchain é uma responsabilidade compartilhada entre todas as partes envolvidas, incluindo programadores, mineradores, traders e reguladores. Fazendo isso, garantiremos que o blockchain mantenha seu status como um ledger sem confiança e continue mudando o jogo para transações e interações online.