Из всех опасностей, с которыми сталкивается эта децентрализованная экосистема, атаки фронт-раннинга являются одними из самых серьезных и неотложных. Что такое атаки фронт-раннинга и как защититься от них? Давайте разберемся в деталях.
Безопасность транзакций в блокчейне и уверенность участников находятся под угрозой из-за атак фронт-раннинга, которые тормозят прогресс и стабильность отрасли.
Децентрализованные биржи (DEX) и платформы децентрализованных финансов (DeFi) становятся более уязвимыми для атак фронт-раннинга по мере их популяризации. Злоумышленники могут манипулировать рынками и красть у законных пользователей, используя преимущества прозрачной природы транзакций в блокчейне.
Последствия далеко идущие, касающиеся не только отдельных трейдеров, но и всего сообщества блокчейн.
Недавно стало очевидно, насколько серьезными могут быть атаки фронт-раннинга. Поток ботов фронт-раннинга воспользовался механизмами упорядочивания транзакций Ethereum в 2020 году, из-за чего пользователи потеряли много денег. Такие случаи подчеркивают важность понимания и снижения этой опасности.
Долгое время фронт-раннинг был частью традиционных финансовых рынков. Уникальные характеристики блокчейн-технологии добавили новые измерения к этой старой проблеме. Хотя блокчейн обеспечивает прозрачность и демократизацию благодаря своей децентрализованной и открытой природе, он непреднамеренно создает идеальные условия для фронт-раннинга.
Будут серьезные финансовые последствия. Cornell Tech обнаружил, что в самые напряженные моменты 2020 года атаки фронт-раннинга на децентрализованные биржи, построенные на Ethereum, могли приносить более $1 миллиона ежедневной прибыли. Это влияет как на эффективность и справедливость всего рынка, так и на отдельных инвесторов.
Конгестия сети и высокие транзакционные сборы — это дополнительные последствия атак фронт-раннинга. Цена на газ растет для всех в сети, потому что преступники платят больше, чтобы их транзакции обрабатывались быстрее. Из-за этого мелкие инвесторы не могут участвовать, а блокчейн-платформы не могут масштабироваться.
Что такое атаки фронт-раннинга в блокчейне, почему они так опасны и как отдельные лица и организации могут защитить себя? Эта статья изучает тонкости этих атак. Наша цель, проясняя этот сложный вопрос, — дать читателям информацию, необходимую для безопасной навигации по блокчейн-среде.
Что такое атака фронт-раннинга в блокчейне?
Перехват и злоупотребление информацией о транзакциях до их подтверждения в сети являются сутью атаки фронт-раннинга в контексте блокчейна.
Фронт-раннинг в блокчейне использует прозрачность и механики сети, в отличие от традиционных рынков, где к этому может привести инсайдерская информация или привилегированный доступ.
Инициированные транзакции в блокчейне попадают в мемпул, который является зоной ожидания, где они ждут включения в блок майнерами.
У злоумышленников есть окно возможностей в этот период. Лидеры могут оставаться на шаг впереди конкурентов, следя за мемпулом для крупных или влияющих на рынок транзакций.
Манипуляция ценами на газ — одна из обычных стратегий. На Ethereum и аналогичных сетях майнеры отдают предпочтение транзакциям с более высокими комиссионными за газ. Первые игроки в гонке могут заплатить больше, чтобы их транзакции обрабатывались быстрее. Используя эту тактику, они могут купить активы до того, как крупная покупка повысит цену, или продать активы до того, как крупная продажа снизит ее.
Использование децентрализованных бирж является еще одной входной точкой. Чтобы определять цены по принципу спроса и предложения, автоматические маркет-мейкеры (AMM) используют алгоритмы. Лидеры могут предвидеть значительные движения цен и быстро действовать, чтобы извлечь из них выгоду, стратегия, часто известная как «атака сэндвич». Фронт-раннер в атаке сэндвичем ждет, пока жертва заключит сделку, прежде чем разместить заказ на покупку, а затем немедленно разместит заказ на продажу, чтобы воспользоваться изменением цены, вызванным транзакцией жертвы.
Проблема также усугубилась из-за увеличения Miner Extractable Value (MEV). Прибыль, которую майнеры могут получить, манипулируя порядком, включением или цензурой транзакций в своих блоках, представлена MEV. Когда дело доходит до фронт-раннинга, некоторые майнеры делают это сами или позволяют другим делать это через аукционы MEV. В результате майнеры будут иметь стимул поставить прибыль выше справедливости сети.
Исследовательская и развивающая компания Flashbots отметила, что извлечение MEV стало прибыльным предприятием, с пользователями, у которых в течение нескольких месяцев украли более $100 миллионов. Это демонстрирует масштаб фронт-раннинга, а также сложность используемых стратегий.
Другой способ, которым может происходить фронт-раннинг в офф-чейн системах, — из-за информационной асимметрии. Для иллюстрации, в решениях уровня-2 или кросс-чейн мостах, атакующий может использовать ту же тактику для использования деталей транзакций, не фиксируемых на основном блокчейне.
Для создания эффективных защитных механизмов необходимо понять, как работают эти атаки.
Почему атаки фронт-раннинга так опасны?
Со всех сторон экосистема блокчейна подвергается угрозе атак фронт-раннинга.
Во-первых, они приводят к тому, что пользователи теряют деньги. В транзакции с фронт-раннингом первоначальный покупатель продает по более низкой цене, чем ожидалось, предоставляя преимущество покупателю. Доверие пользователей к системе подрывается из-за этой потери стоимости.
Эффект может быть огромным для трейдеров, особенно работающих с большими объёмами. Слиппидж, при котором ожидаемая и исполненная цена актива не совпадают, может возникать из-за резких изменений цен, вызванных фронт-раннингом.
Это может привести к уменьшению прибыли и даже к уничтожению прибыли от прибыльных сделок. Например, атака фронт-раннинга может привести к снижению марж прибыли трейдера, если он планировал купить токен по $100, но в итоге заплатил $105.
Целостность рынка подрывается фронт-раннингом, который идет за пределы индивидуальных потерь. Он создает несправедливые условия, давая злоумышленникам преимущество над обычными пользователями. Это несоответствие может отпугнуть людей от использования DeFi платформ и замедлить внедрение блокчейн-технологий. Рост экосистемы может быть затруднен, если новых пользователей отталкивают несправедливость и сложность.
Еще один аспект, на который влияет фронт-раннинг, — это волатильность рынка.
Манипулятивные действия лидеров рынка могут усугубить нестабильность рынка, вызывая искусственные движения цен. Отсутствие стабильности на рынке может отпугнуть долгосрочные инвестиции и поощрить рискованные спекуляции, что плохок сказывается на долгосрочном экономическом благополучии.
Процентные ставки и доступ к кредиту также подвержены влиянию из-за повышенного риска, которому подвергаются кредиторы и заёмщики на DeFi платформах из-за высокой волатильности.
Авторитет блокчейн-сетей также находится под угрозой. Люди могут потерять доверие к надежности и справедливости системы, если атаки фронт-раннинга будут продолжаться. Этот ущерб для репутации может быть очень вреден для технологии, которая в значительной степени полагается на доверие и участие сообщества. Не защищены от отрицательных восприятий корпоративные решения и государственные приложения, которые могут распространиться и на другие области внедрения блокчейна.
Регуляторные последствия также вызывают беспокойство. Более строгие правила могут появиться на горизонте, если органы власти видят широко распространенную практику фронт-раннинга как признак слабого контроля над криптовалютами. Хотя у регулирования есть некоторые положительные стороны, слишком жестокие методы могут ограничить потенциал блокчейн-технологий и затруднить инновации. Защита пользователей при одновременном содействии среде, способствующей инновациям, является трудной задачей.
Кроме того, ресурсы сети могут быть перегружены атаками фронт-раннинга. В результате завышенных комиссий за газ, вызванных конкуренцией за обработку транзакций первым, сеть становится менее доступной для среднестатистических пользователей. Масштабируемость и практичность сети оба нарушены высокими транзакционными затратами.
Это увеличивает цифровой разрыв, который в основном затрагивает мелких инвесторов и пользователей в развивающихся странах.
Накопление этих рисков может привести к обострению проблемы принятия и развития блокчейн-технологий. Экономическая инклюзия и инновации могут быть затруднены, если фронт-раннинг не будет решен, что может помешать децентрализованным финансам и другим блокчейн-приложениям достичь полного потенциала.
Как защититься от атак фронт-раннинга
Смесь технических исправлений и тактических подходов может уменьшить влияние атак фронт-раннинга. Для вашей защиты вот топ-5 мер:
Используйте технологии для безопасных онлайн-транзакций
Один из эффективных методов защиты от атак фронт-раннинга — использование технологий, повышающих конфиденциальность. Вы можете защитить свои транзакции от эксплуатации злоумышленниками, скрывая их детали до тех пор, пока они не будут подтверждены на блокчейне. В этом отношении передовые проекты, такие как Secret Network и Enigma, предлагают смарт-контракты, сохраняющие конфиденциальность, которые используют доказательства с нулевым разглашением и защищённые вычисления с участием нескольких сторон.
Теперь с этими технологиями возможно вычисление с зашифрованными данными, которые сохраняют в тайне основную информацию. Основная сеть Secret Network, запущенная в феврале 2020 года, например, предоставляет программистам инструменты, необходимые для создания децентрализованных приложений, которые защищают пользовательскую информацию.
Используя такие платформы, трейдеры могут проводить сделки в тайне, что делает практически невозможным для рынка
лидеры шпионят или манипулируют их сделками.
Интеграция с кошельками и интерфейсами, поддерживающими конфиденциальность, дополнительно улучшает безопасность. Дополнительной мерой защиты от возможных атакующих является кошелек Torus, который позволяет пользователям взаимодействовать с dApps, сохраняя определенную степень анонимности.
### Используйте децентрализованные биржи с механизмами предотвращения фронт-раннинга
Одним из способов защиты от атак является использование децентрализованной биржи (DEX), которая имеет функции предотвращения фронт-раннинга. Протокол Gnosis и подобные биржи используют пакетные аукционы для выполнения всех сделок, представленных в определенный временной период, одновременно. Благодаря такому подходу выгода от предварительного размещения транзакций становится равной нулю.
Когда из пакетных аукционов исключается приоритет по времени выполнения транзакций, исследователи из Корнельского университета обнаружили, что фронт-раннинг практически устраняется. Кроме того, существуют DEX, которые используют случайный порядок транзакций или требуют реализации схемы обязательств, которая шифрует и расшифровывает детали торговли по подтверждению.
Трейдеры могут участвовать в более справедливой торговой среде, выбирая эти биржи. Чтобы защитить свои транзакции от недобросовестных участников, важно исследовать и выбирать платформы, которые отдают приоритет функциям безопасности для предотвращения фронт-раннинга.
### Тщательно настройте параметры транзакции
В качестве быстрого и простого способа защиты от фронт-раннинга, вы можете отрегулировать параметры ваших транзакций. Важно установить разумную цену на газ, которая не привлечет слишком много внимания и не будет слишком дешевой, задерживая подтверждение. Если вы заплатите больше за газ, чем необходимо, майнеры, использующие стратегии фронт-раннинга и другие Miner Extractable Value (MEV) стратегии, могут нацелиться на вашу транзакцию в попытке заработать больше вознаграждений.
Кроме того, вы можете ограничить допустимое отклонение от ожидаемой цены при выполнении сделок на автоматических маркетмейкерах (АММ), таких как Uniswap, установив низкую допустимую волатильность (slippage tolerance). Вы можете ограничить выполнение вашей транзакции только теми случаями, когда цена остается в пределах определенного диапазона, установив максимальный процент отклонения. Это предотвращает значительные потери из-за манипуляции ценами фронт-раннерами.
Особенно в условиях, где фронт-раннинг обычное явление, пользователи должны быть внимательны к компромиссам между комиссиями за транзакции и их скоростью, как указывает Виталик Бутерин, сооснователь Ethereum. Внимательно отслеживая эти настройки, можно повысить безопасность ваших транзакций, не жертвуя их эффективностью.
### Используйте решения слоя 2 и другие сети
Окно для проведения атак фронт-раннинга уменьшается с помощью решений для масштабирования второго уровня и альтернативных блокчейн-сетей, которые обеспечивают менее перегруженные среды. Для увеличения пропускной способности и снижения комиссий, такие платформы как Optimistic Rollups и zk-Rollups объединяют несколько транзакций вне основной цепи перед их отправкой на основную цепь.
Например, примером решения масштабирования второго уровня, которое позволяет ускорить и удешевить транзакции, является Polygon (ранее Matic Network). Ваши сделки будут проходить более плавно на этих сетях, и вы будете менее уязвимы для фронт-раннинговых ботов, атакующих основную сеть Ethereum.
Существует растущая экосистема, в которой пользователи могут совершать транзакции с повышенной безопасностью и эффективностью, как это продемонстрировано интеграцией Polygon с крупными DeFi-платформами, такими как Aave и SushiSwap в 2021 году. Трейдеры могут защитить себя от проблем, таких как переполненные сети и дорогие комиссии за газ, которые часто используются лидерами рынка, переходя на эти платформы.
### Используйте услуги частных транзакций и порядок транзакций
Поскольку фронт-раннинговые боты следят за предстоящими транзакциями в публичном мемпуле, избежать их можно, используя услуги, которые позволяют осуществлять частные транзакции. Для предотвращения эксплуатации MEV, компания Flashbots разработала услугу, которую пользователи могут использовать для частной отправки транзакций майнерам.
Данные от Flashbots показывают, что этот подход значительно сократил количество атак, связанных с MEV, таких как фронт-раннинг. Трейдеры могут избежать преждевременной эксплуатации, используя систему Flashbots для отправки транзакций, которая шифрует детали до их включения в блок.
Для дальнейшего предотвращения фронт-раннинга, такие платформы как Eden Network отдают предпочтение транзакциям от пользователей, которые держат их собственные токены. Эти услуги являются частью более широкой тенденции по реорганизации механизмов порядка транзакций, благоприятствующих сетевой справедливости и безопасности пользователей.
## Заключительные мысли
Атаки фронт-раннинга представляют собой значительное препятствие на пути к безопасной и справедливой блокчейн-экосистеме.
Риски фронт-раннинга можно уменьшить благодаря совместной работе сообщества, технологическим инновациям и бдительности пользователей. Стратегии по защите индустрии должны адаптироваться к ее постоянно меняющемуся характеру.
Правильным курсом действий было бы принятие протоколов, улучшающих конфиденциальность, улучшение механизмов транзакций и создание образованной пользовательской базы.
Необходимо проводить постоянные исследования и разработки из-за сложностей, вызванных фронт-раннингом. По мере увеличения изощренности атакующих, растут и принимаемые меры защиты. В центре этого начинания находятся инвестиции в инфраструктуру безопасности и распространение лучших практик.
Борьба с фронт-раннингом требует согласованных усилий всех вовлеченных сторон. Безопасность блокчейн-сетей — это общая ответственность всех участников, включая программистов, майнеров, трейдеров и регуляторов. Таким образом, будет гарантировано, что блокчейн сохранит свой статус доверительного регистрового журнала и продолжит менять правила игры для онлайн-транзакций и взаимодействий.