在去中心化生态系统面临的所有危险中，前置交易攻击是最严重和最紧迫的问题之一。什么是前置交易攻击，又如何保护自己？现在让我们切入正题。
区块链交易的安全性和参与者的信心都因前置交易攻击而受到威胁，这妨碍了行业的进步和稳定。
随着去中心化交易所（DEX）和去中心化金融（DeFi）平台的日益普及，它们更容易受到前置交易攻击的影响。恶意行为者可以通过利用这些攻击来操控市场，从合法用户手中偷取资金，这些攻击利用了区块链交易的透明性质。
这种影响范围广泛，不仅影响个人交易者，还影响整个区块链社区。
最近，人们注意到了前置交易攻击的严重性。2020年，大量前置交易机器利用以太坊的交易排序机制，导致用户损失了大量资金。这类事件突出了理解和减少这种危险的重要性。
前置交易在传统金融市场已经存在了几十年。区块链技术的独特特征为这一老问题引入了新维度。虽然区块链因其去中心化和开放性提供了透明和民主化，但无意间创造了前置交易的理想环境。
财务影响将是巨大的。康奈尔科技发现，在2020年最繁忙的时期，基于以太坊构建的去中心化交易所的前置交易攻击每天能提取超过100万美元的利润。这既影响了市场整体的效率和公平性，也影响了个人投资者。
网络拥堵和更高的交易费用是前置交易攻击的其他后果。由于犯罪分子支付更多费用来加快交易处理速度，网络上的每个人的燃料成本都在上涨。因此，小投资者无法参与，区块链平台也无法扩大规模。
什么是区块链中的前置交易攻击，为什么它们如此危险，个人和组织可以如何保护自己？本文探讨了这些攻击的复杂性。我们澄清这一复杂问题的目标是为读者提供在区块链环境中安全通行所需的信息。
什么是区块链中的前置交易攻击？
在区块链环境中，前置交易攻击就是截获和利用网络确认前的交易信息。
区块链前置交易利用的是网络的开放性和机制，与传统市场中可能引发的内部信息或特权访问不同。
发起的区块链交易进入一个memepool，即一个等待被矿工包含到区块中的存储区域。
在此期间，恶意行为者有机可乘。顶级玩家可以通过监控memepool中的大额或具有市场动向的交易来保持领先一步。
燃料价格操控是一种典型策略。在以太坊和类似网络中，矿工优先处理燃料费用更高的交易。比赛中的先行者们可以支付更多费用，以使他们的交易更快得到处理。利用预期的市场动向，他们可以在大额购买推高价格之前买入资产，或在大额出售压低价格之前有效地卖出资产。
去中心化交易所的使用是另一个切入点。为了根据供需确定价格，自动化做市商（AMM）使用算法。领导者有能力预见重大价格变动并迅速采取行动以从中获利，这种策略通常被称为“夹层攻击”。在夹层攻击中，前置交易者等待受害者交易，然后下单购买，随后立即下单卖出，以利用受害者交易造成的价格变动获利。
矿工可提取价值（MEV）的增加也加剧了问题。MEV代表矿工通过操纵其区块中交易的顺序、纳入或审查可获得的利润。在前置交易中，一些矿工自己进行或允许其他通过MEV拍卖进行前置交易。因此，矿工会被激励优先考虑利润而非网络公平性。
研究和开发公司Flashbots指出，MEV开采成为了一项有利可图的业务，用户在几个月内被剥夺了超过1亿美元的资金。这表明了前置交易的程度及其所使用策略的复杂性。
由于信息不对称，前置交易也可能发生在链下系统中。在层2解决方案或跨链桥中，攻击者可以利用同样的策略来剥削尚未提交给主链的交易详情。
为了制定有效的防御措施，了解这些攻击的工作原理至关重要。
为什么前置交易攻击如此危险？
从多个方面来看，区块链生态系统受到前置交易攻击的威胁。
首先，它们导致用户蒙受金钱损失。在前置交易中，原本的买家以比预期更低的价格出售，将优势给予买家。用户对系统失去信心，因为这种价值的流失。
对交易者而言，尤其是高交易量的交易者，这种影响可能会很大。滑点，即预期价格和执行价格不符，可能由于前置交易的突然价格变化而产生。
这可能导致收益减少甚至使盈利交易的收益消失。例如，如果计划以100美元购买代币但却以105美元购买，前置交易攻击可能导致交易者的利润大幅下降。
前置交易不仅导致个人损失，还破坏了市场的完整性。它使竞争不公平，给坏用户从好用户中获利的机会。这种差异可能会阻止人们使用DeFi平台，并减缓区块链技术的应用。如果新用户被其感知的不公平和复杂性吓退，生态系统的增长可能会受到阻碍。
另外一种前置交易的影响是加剧市场波动。
市场领导者的操纵行为可能会引发人为价格波动，从而加剧市场不稳定性。市场的不稳定可能会阻止长期投资并鼓励高风险投机，这对长期经济健康不利。
由于高波动性，DeFi平台中的贷款机构和借款人面临的风险增加，导致利率和信贷获取受到影响。
区块链网络的信誉也受到威胁。如果前置交易攻击不断发生，人们可能会对系统的可靠性和公平性失去信心。对于依赖社区信任和参与的技术而言，这种声誉损害可能非常有害。企业解决方案和政府应用也不免受到影响，这些负面印象可能会影响到区块链在其他领域的普及。
监管影响也是一个关注点。如果当局将大规模前置交易视为加密监管松散的标志，更严格的法规可能会迎面而来。虽然监管有其积极的一面，但过于严格的方法可能会限制区块链技术的潜力并阻碍创新。保护用户并同时鼓励创新环境存在之间必须取得微妙平衡。
此外，网络上的资源可能会因前置交易攻击而不堪重负。由于竞争使交易优先处理所引起的高昂燃料费，网络对普通用户变得不那么可访问。高交易成本会影响网络可扩展性和实用性。
数字鸿沟由此拉大，这主要影响发展中国家的小投资者和用户。
这些风险的累积可能会导致区块链技术的采用和发展停滞不前。如果不解决前置交易问题，经济包容性和创新可能受阻，这可能会阻止去中心化金融和其他区块链应用实现其全部潜力。
如何保护自己免受前置交易攻击
通过技术修复和策略性的方法的结合，可以减少前置交易攻击的影响。以下是保护自己的五大措施：
利用安全在线交易的技术
利用增强隐私的技术是保护自己免受前置交易攻击的有效方法之一。通过隐藏交易详情直到其在区块链上确认，您可以保护交易不被攻击者利用。在这方面，Secret Network和Enigma等开创性项目提供了隐私保护的智能合约，采用零知识证明和安全多方计算。
这些技术使得加密数据的计算成为可能，保护了底层信息的秘密。例如，2020年2月启动的Secret Network主网为程序员提供了开发保护用户信息的去中心化应用程序的工具。
借助这些平台，交易者可以秘密进行交易，使得市场几乎不可能被利用。 Content: leaders to spy on or manipulate their deals.
领导者们监视或操纵他们的交易。
Integration with wallets and privacy-supporting interfaces further improves security. An additional safeguard against possible attackers is the Torus wallet, which enables users to engage with dApps while retaining a level of anonymity.
与钱包和支持隐私的接口集成进一步提高了安全性。Torus 钱包是针对潜在攻击者的额外保护措施，它使用户能够在保持一定程度匿名的情况下与 dApps 进行交互。
Utilize Anti-Front-Running Mechanisms-Enabled Decentralized Exchanges
使用启用防抢跑机制的去中心化交易所
One way to protect yourself from attacks is to use a decentralized exchange (DEX) that has anti-front-running features. Batch auctions are used by Gnosis Protocol and similar exchanges to execute all trades that are submitted within a certain time frame at the same time. By using this approach, the benefit of ordering transactions ahead of time is rendered null and void.
保护自己免受攻击的一种方法是使用具有防抢跑功能的去中心化交易所 (DEX)。Gnosis Protocol 和类似的交易所采用批量拍卖，在特定时间范围内同时执行提交的所有交易。通过这种方法，提前排序交易的优势变得无效。
When the time priority of transactions is removed from batch auction systems, researchers from Cornell University found that front-running is practically eliminated. On top of that, there are DEXs that employ randomized order for transactions or mandate a commitment scheme that encrypts and decrypts trade details upon confirmation.
当批量拍卖系统中的交易时间优先级被移除时，康奈尔大学的研究人员发现抢跑几乎被消除。此外，还有一些 DEX 采用随机排序交易，或规定一个承诺方案，在确认时加密和解密交易细节。
Traders can participate in a more fair trading environment by choosing these exchanges. To protect your transactions from bad actors, it's important to investigate and select platforms that prioritize security features to prevent front-running.
通过选择这些交易所，交易者可以参与一个更公平的交易环境。要保护您的交易免受恶意行为者的侵害，重要的是要研究和选择优先考虑安全特性的防抢跑平台。
Thoroughly fine-tune the transaction parameters
彻底微调交易参数
As a quick and easy defense against front-running, you can adjust your transaction parameters. It is crucial to set a reasonable gas price that won't draw too much attention or be too cheap and cause confirmation to be delayed. If you pay more for gas than is necessary, miners using front-running and other Miner Extractable Value (MEV) strategies may target your transaction in an effort to earn more rewards.
作为防止抢跑的简单快速方法，您可以调整交易参数。设定一个不会引起过多注意或过低以至于导致确认延迟的合理 gas 价格是至关重要的。如果您为 gas 支付的费用超过必要的费用，使用抢跑和其他矿工可提取价值 (MEV) 策略的矿工可能会以您的交易为目标，以赚取更多奖励。
Additionally, you can limit the acceptable deviation from the expected price when executing trades on automated market makers (AMMs) like Uniswap by specifying a low slippage tolerance. You can restrict the execution of your transaction to situations where the price remains within a certain range by establishing a maximum slippage percentage. This stops the front-runners from causing huge losses by manipulating prices.
此外，您可以通过指定低滑点容忍度来限制在 Uniswap 等自动做市商 (AMM) 上执行交易时与预期价格的可接受偏差。通过设定最大滑点百分比，您可以将交易执行限制在价格保持在一定范围内的情况。这会阻止抢跑者通过操纵价格而造成巨大损失。
Especially in settings where front-running is common, users should be mindful of the trade-offs between transaction fees and speed, as pointed out by Vitalik Buterin, co-founder of Ethereum. By carefully monitoring these settings, you can improve the security of your transactions without compromising on efficiency.
特别是在抢跑普遍存在的环境中，用户应注意交易费用和速度之间的权衡，正如以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 所指出的。通过仔细监控这些设置，您可以在不牺牲效率的情况下提高交易的安全性。
Make Use of Layer-2 Solutions and Other Networks
利用 Layer-2 解决方案和其他网络
The window of opportunity for front-running attacks is reduced by layer-2 scaling solutions and alternative blockchain networks, which provide less congested environments. To increase throughput and decrease fees, platforms such as Optimistic Rollups and zk-Rollups bundle several transactions off-chain before submitting them to the main chain.
Layer-2 扩展解决方案和替代区块链网络通过提供不拥堵的环境，减少了抢跑攻击的机会窗口。为了增加吞吐量并降低费用，像乐观 Rollups 和 zk-Rollups 这样的平台将若干交易在链下打包，然后提交到主链上。
As an example, a Layer-2 scaling solution that enables quicker and cheaper transactions is provided by Polygon (previously Matic Network). Not only will your trades run more smoothly on these networks, but you'll also be less vulnerable to front-running bots that attack the main Ethereum network.
例如，Polygon（以前的 Matic Network）提供了一种 Layer-2 扩展解决方案，使交易变得更快、更便宜。您的交易不仅会在这些网络上运行得更顺畅，还会减少受到攻击主以太坊网络的抢跑机器人的攻击。
A growing ecosystem is emerging where users can transact with enhanced security and efficiency, as demonstrated by Polygon's integration with major DeFi platforms like Aave and SushiSwap in 2021. Traders can protect themselves from problems like overcrowded networks and expensive gas fees, which are frequently taken advantage of by market leaders, by switching to these platforms.
一个增长中的生态系统正在出现，用户可以在此进行安全性和效率更高的交易，正如 Polygon 在 2021 年与 Aave 和 SushiSwap 等主要 DeFi 平台的集成所展示的那样。交易者可以通过转向这些平台保护自己免受市场领导者常常利用的网络拥挤和昂贵 gas 费用等问题的影响。
Use Private Transaction Services and Transaction Ordering 5.
使用私人交易服务和交易排序
Since front-running bots keep tabs on pending transactions in the public mempool, it is possible to avoid them by using services that allow for private transaction submission. In order to prevent MEV exploitation, Flashbots has developed a service that users can use to send transactions to miners privately.
由于抢跑机器人监控公共内存池中的挂单交易，因此可以通过使用允许私人提交交易的服务来避免它们。为了防止 MEV 利用，Flashbots 开发了一种服务，用户可以用来向矿工私下发送交易。
Data from Flashbots indicates that this strategy has significantly cut down on MEV-related attacks, such as front-running. Traders can avoid preemptive exploitation by using Flashbots' system to send transactions, which encrypts the details until they are mined into a block.
Flashbots 的数据显示，该策略大大减少了与 MEV 相关的攻击，例如抢跑。交易者可以使用 Flashbots 的系统发送交易，从而避免被抢先利用，该系统在交易被挖到区块之前加密详细信息。
To further prevent front-running, platforms like Eden Network give preference to transactions initiated by users who stake their native tokens. In order to better align miner incentives with network fairness and user security, these services are a part of a larger movement to restructure transaction ordering mechanisms.
为了进一步防止抢跑，像 Eden Network 这样的平台优先处理由质押其原生代币的用户发起的交易。这些服务是重构交易排序机制的更大运动的一部分，以便更好地调整矿工激励机制与网络公平性和用户安全性。
Final Thoughts
最后思考
Front-running attacks represent a significant hurdle in the journey toward a secure and equitable blockchain ecosystem.
抢跑攻击代表了在实现安全和公平的区块链生态系统过程中需要克服的重大障碍。
The risks of front-running can be reduced through community collaboration, technological innovation, and user vigilance. Strategies to safeguard the industry need to adapt to its ever-changing nature.
通过社区协作、技术创新和用户警觉可以降低抢跑的风险。保护行业的策略需要适应其不断变化的特性。
The correct course of action would be to embrace privacy-enhancing protocols, improve transaction mechanisms, and cultivate an educated user base.
正确的行动方向应该是采用增强隐私的协议，改善交易机制，并培养有素的用户群体。
There needs to be continuous R&D due to the difficulties caused by front-running. The sophistication of attackers is increasing, so are the defensive measures put in place. Central to this endeavor are investments in security infrastructure and the dissemination of best practices.
鉴于抢跑带来的困难，需要持续的研发。攻击者的精密程度在提高，因此防御措施也在加强。此项工作的核心是对安全基础设施的投资和最佳实践的传播。
Combating front-running requires a concerted effort from all parties involved. The security of blockchain networks is a shared responsibility among all parties involved, including programmers, miners, traders, and regulators. Doing so will guarantee that blockchain maintains its status as a trustless ledger and that it keeps changing the game for online transactions and interactions.
打击抢跑需要所有相关方的共同努力。区块链网络的安全是包括程序员、矿工、交易者和监管者在内的所有相关方的共同责任。这样做将确保区块链维持其作为无信任账本的地位，并不断改变在线交易和交互的规则。