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 blockchain quanto a confiança dos participantes são comprometidas por ataques de front-running, que dificultam 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 se popularizam. Agentes maliciosos podem manipular mercados e roubar de usuários legítimos, aproveitando-se da natureza transparente das transações blockchain.

As repercussões são abrangentes, afetando não apenas traders individuais, mas toda a comunidade blockchain.

Recentemente, veio 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 com que os usuários perdessem muito dinheiro. A importância de compreender e mitigar esse perigo é destacada por tais ocorrências.

Durante décadas, o front-running foi 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, cria involuntariamente um ambiente ideal para o front-running.

Haverá grandes repercussões monetárias. O Cornell Tech descobriu que, durante os momentos 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 e a justiça do mercado como um todo quanto os investidores individuais são impactados 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 rapidamente. Por causa disso, investidores menores são incapazes de participar, e as plataformas blockchain são incapazes de escalar.

Quais são os 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 em 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 transação antes de sua confirmação na rede é a essência de um ataque de front-running no contexto do blockchain.

O front-running na blockchain tira proveito da abertura e das mecânicas da rede, ao contrário dos mercados tradicionais, onde conhecimento privilegiado ou acesso privilegiado podem levar a isso.

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

Existe uma janela de oportunidade para os maus atores durante este período. Os melhores performers podem se manter um passo à frente da competição ao monitorar o mempool para transações grandes ou que movimentem o mercado.

Manipulação do preço do gás é uma estratégia típica. No Ethereum e redes semelhantes, mineradores dão preferência a transações que possuem taxas de gás mais altas. Os primeiros a agir em uma corrida podem pagar mais para que suas transações sejam processadas mais rapidamente. Aproveitando o 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, formadores automáticos de mercado (AMMs) usam algoritmos. Líderes têm a capacidade de prever movimentos significativos de preços e agir rapidamente para lucrar com eles, uma estratégia comumente conhecida como "ataques de sanduíche". O front-runner em um ataque de sanduíche espera a vítima negociar antes de fazer um pedido de compra e então imediatamente faz um pedido de venda para capitalizar sobre a mudança de preço resultante da transação da vítima.

O problema também foi agravado pelo aumento do Valor Minerável Extraível (MEV). O lucro que os mineradores podem fazer manipulando a ordem, inclusão ou censura de transações em seus blocos é representado pelo MEV. Quando se trata de front-running, alguns mineradores o fazem sozinhos ou permitem que outros o façam através de leilões de MEV. Como resultado, mineradores serão incentivados a priorizar o lucro antes da justiça na rede.

A empresa de pesquisa e desenvolvimento Flashbots observou que a extração de MEV tornou-se uma empreitada lucrativa, 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 forma em que o front-running pode ocorrer em sistemas off-chain é devido à assimetria de informação. 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 estão comprometidos com a 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 fazem os usuários perderem dinheiro. Numa transação de front-run, o comprador original vende a um preço menor do que o esperado, dando vantagem ao comprador. A fé dos usuários no sistema é corroída por essa perda de valor.

O efeito pode ser enorme para os traders, em particular aqueles que trabalham com grandes volumes. Slippage, na qual 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 ganhos diminuam e até mesmo fazer com que os ganhos de negociações lucrativas desapareçam. Como exemplo, um ataque de front-running poderia fazer com que as margens de lucro de um trader despencassem se planejavam comprar um token a US$ 100, mas acabaram pagando US$ 105.

A integridade do mercado é minada pelo front-running, que vai além das perdas individuais. Ele torna o campo de jogo desigual, dando aos maus atores uma vantagem sobre os bons usuários. Essa discrepância tem o potencial de desencorajar pessoas de usar plataformas DeFi e desacelerar a adoção de tecnologia blockchain. O crescimento do ecossistema poderia ser prejudicado se novos usuários forem desanimados pelo que percebem como 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 do mercado, que podem causar movimentos de preços artificiais. Uma falta de estabilidade no mercado pode desencorajar investimentos com um horizonte de tempo mais longo e encorajar especulações arriscadas, nenhuma das quais é benéfica para a saúde econômica a longo prazo.

Taxas de juros e acesso ao crédito são ambos impactados pelo risco aumentado que credores e mutuários enfrentam nas plataformas DeFi devido à alta volatilidade.

A credibilidade das redes blockchain também está em risco. As pessoas podem perder a confiança na confiabilidade e na equidade do sistema se os ataques de front-running continuarem. Esse dano à reputação pode ser muito prejudicial para uma tecnologia que depende significativamente da confiança e participação da comunidade. Soluções empresariais e aplicativos governamentais não são imunes a percepções negativas que podem se espalhar para outras áreas da adoção de blockchain.

Implicações regulatórias são outra preocupação. Regulamentações mais rígidas poderiam estar no horizonte se as autoridades virem a generalização do front-running como um indicador de supervisão cripto frouxa. Embora haja alguns aspectos positivos na regulamentação, métodos excessivamente rígidos correm o risco de limitar o potencial da tecnologia blockchain e impedir a inovação. Proteger os usuários enquanto também fomentam 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 transações sejam processadas primeiro, a rede se torna menos acessível para usuários médios. A escalabilidade e a praticidade da rede são comprometidas pelos altos custos de transação.

A brecha digital está se ampliando como resultado disso, afetando principalmente investidores menores e usuários em países em desenvolvimento.

O acúmulo desses riscos poderia fazer com que a adoção e o desenvolvimento da tecnologia blockchain fossem interrompidos. Inclusão econômica e inovação poderiam ser prejudicadas se o front-running não for abordado, o que poderia impedir que as finanças descentralizadas e outros aplicativos blockchain alcancem seu pleno potencial.

Como Se Proteger de Ataques de Front-Running

Uma combinação de correções técnicas e abordagens táticas pode diminuir o impacto dos ataques de front-running. Para sua segurança, aqui estão as cinco principais medidas:

Utilize Tecnologias para Transações Online Seguras

Um método eficaz de proteger-se dos ataques de front-running é fazer uso de tecnologias que aprimoram a privacidade. Você pode proteger suas transações de serem exploradas por atacantes mantendo seus detalhes ocultos até que sejam confirmados na blockchain. Nesse sentido, projetos pioneiros como Secret Network e Enigma fornecem contratos inteligentes que preservam a privacidade e utilizam provas de conhecimento zero e computação segura multipartidária.

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 da Secret Network, 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 os traders realizem transações em segredo, tornando praticamente impossível para os líderes de mercado. Líderes para espionar ou manipular seus negócios.

A integração com carteiras e interfaces que suportam 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 Anti-Front-Running

Uma maneira de se proteger contra ataques é usar uma exchange descentralizada (DEX) que tenha recursos anti-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. Ao usar essa abordagem, o benefício de ordenar transações com antecedência é anulado.

Quando a prioridade de tempo 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 negociações após a confirmação.

Os traders podem participar de um ambiente de negociação mais justo escolhendo essas exchanges. Para proteger suas transações de maus atores, é importante investigar e selecionar plataformas que priorizem recursos de segurança para prevenir front-running.

Ajuste Minuciosamente os Parâmetros de Transação

Como uma defesa rápida e fácil contra o front-running, você pode ajustar seus parâmetros de transação. É crucial definir um preço de gás razoável que não atraia muita atenção nem seja muito barato e cause atraso na confirmação. Se você pagar mais pelo gás do que o necessário, mineradores usando front-running e outras estratégias de Valor Extrativo de Minerador (MEV) podem direcionar sua transação em busca de mais recompensas.

Além disso, você pode limitar o desvio aceitável do preço esperado ao executar negociações em Automated Market Makers (AMMs) como Uniswap especificando uma baixa tolerância ao slippage. Você pode restringir a execução de sua transação a situações onde o preço permaneça dentro de um certo intervalo estabelecendo uma porcentagem máxima de slippage. Isso impede que os front-runners causem grandes perdas manipulando 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 da Ethereum. Monitorando cuidadosamente essas configurações, você pode melhorar a segurança de suas transações sem comprometer a eficiência.

Utilize 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 o throughput e diminuir taxas, plataformas como Optimistic Rollups e zk-Rollups agrupam várias transações off-chain antes de enviá-las para a cadeia principal.

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

Um ecossistema em crescimento está emergindo onde os usuários podem transacionar com segurança e eficiência aumentadas, 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 lotadas e altas taxas de gás, que frequentemente são aproveitadas por líderes de mercado, mudando para essas plataformas.

Use Serviços de Transação Privada e Ordenação de Transações

Uma vez 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, 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 os ataques relacionados a MEV, como o front-running. Os traders podem evitar a exploração preventiva 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 a Eden Network dão preferência a transações iniciadas por usuários que fazem stake de 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 em direção a 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. As estratégias para salvaguardar a indústria precisam se adaptar à sua natureza em constante mudança.

A ação correta seria adotar protocolos de melhoria de privacidade, melhorar os mecanismos de transação e cultivar uma base de usuários educada.

Precisa haver P&D contínuo 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 a disseminação de melhores práticas.

Combater o front-running requer um esforço concentrado 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. Isso garantirá que o blockchain mantenha seu status como um livro-razão sem confiança e que continue mudando o jogo para transações e interações online.