搶先交易攻擊已成為區塊鏈領域的一大隱憂。此類攻擊利用區塊鏈交易的透明性，謀取不正當利益。
對於參與加密貨幣交易、區塊鏈開發或數位資產管理的人來說，理解搶先交易至關重要。
那麼，什麼是搶先交易？其運作原理與防範之道又為何？
什麼是搶先交易？
搶先交易指的是在交易完成前，攔截並利用交易資訊先行操作。在傳統金融中，通常發生在經紀商利用客戶即將下單的消息，率先為自身帳戶操作證券。在區塊鏈領域，搶先交易更為複雜，但本質一致。
區塊鏈中的搶先交易運作方式
區塊鏈交易在打包進區塊前，會公開顯示於記憶池。記憶池內為待礦工處理的未確認交易。搶先交易者會持續監控記憶池內巨額或有利可圖的交易，然後提交較高手續費的交易，以爭取優先處理，藉此搶先目標交易。
搶先交易攻擊類型
- 交易搶先：最直接類型。攻擊者發現有巨額買單，即先下達自己的買單。原始大額買單推高價格後，攻擊者在高價賣出套利。
- 套利搶先：利用各交易所或資金池間價格差。攻擊者比正規套利者更早下單，搶先執行利差交易。
- 手續費競拍（Priority Gas Auction, PGA）：攻擊者與原始交易發送者進行手續費加碼競爭，大幅抬高交易成本並導致延遲。
實際案例
- Uniswap搶先交易：如Uniswap等去中心化交易所經常成為目標。攻擊者監控大額交易，預先下單以獲利。
- NFT銷售：高價NFT交易同樣受害。攻擊者搶先出價，低價購得稀有資產，然後高價轉售。
技術實現機制
- 記憶池監控：攻擊者使用機器人持續觀察記憶池內的大額交易。
- 手續費操控：設定更高手續費，確保自己的交易被優先處理。
- Flashbots：專門用於競標區塊空間的工具，可強化或減緩搶先交易行為。
如何自我防範搶先交易攻擊
- 交易隱私：採用私密交易或延遲顯示可減輕搶先交易。可用zk-SNARKs等隱藏交易細節至確認階段。
- 承諾-揭示（Commit-Reveal）機制：先提交交易雜湊，後續再揭露交易內容，保證在承諾階段結束前交易細節隱蔽。
- 限時鎖定交易：僅在特定時間後有效，可減少即時搶先交易風險，但不適用所有情境。
- MEV競拍：透過MEV競拍讓用戶競標區塊優先權，是一種以市場機制解決搶先交易的方式。此做法試圖民主化交易順序的控制權。
法規與倫理考量
傳統金融中的搶先交易屬違法並被視為不道德，但區塊鏈監管尚在發展中。各地對區塊鏈和加密貨幣規範立場不同，有些視搶先交易為市場操縱，有些尚未明確規範。
- 美國SEC：美國證券交易委員會（SEC）已針對部分加密市場操縱動作採取行動，但搶先交易仍為灰色地帶。
- 歐盟規範：歐盟對市場操縱有更嚴格規範，部分搶先交易行為涵蓋其中。
- 自律機制：部分區塊鏈社群自行制定規範及最佳實務，以對抗搶先交易。
案例研究
案例一：以太坊
以太坊的公開透明特性，使其特別容易成為搶先交易的目標，不少事件中複雜的機器人攔截並套利去中心化交易所的大額交易。這些機器人會即時監控記憶池，不斷調整策略。
案例二：幣安智能鏈（BSC）
幣安智能鏈同樣出現過搶先交易攻擊。因BSC交易費用較低，使其更具吸引力。近期BSC社群努力實施交易排序協議變更與提升安全措施。
區塊鏈搶先交易的未來
區塊鏈社群正積極探索減緩搶先交易的解方，包含：
- Layer 2解決方案：如Optimistic Rollups與zk-Rollups可減少交易暴露於記憶池，提高搶先攻擊難度。
- 去中心化訂單簿：由AMM轉向訂單簿，可減少搶先交易機會。
- 改良共識機制：縮短交易待在記憶池的時間，或引入交易排序隨機化，可降低搶先交易。
結論
搶先交易攻擊是區塊鏈領域的一項重大挑戰。區塊鏈去中心化及透明本質雖然帶來諸多優勢，也成為惡意行為的溫床。因應搶先交易問題，須結合技術手段、監管措施與社群合作。
理解與防範搶先交易，對區塊鏈領域的成長與成熟至關重要。隨著生態系發展，持續創新與共識合作將保障所有參與者的公平與安全。