Вступ

Фронт-ранінг є давнім проблемою на фінансових ринках. Він виник з традиційної фінансової сфери, де брокери або інсайдери використовували привілейовану інформацію для розміщення угод перед клієнтами. Його було визнано як неетичне та незаконне, і регуляторні посадовці затримують та ставлять на покарання винних.

У криптосфері фронт-ранінг відбувається on-chain через прозору природу публічних транзакцій блокчейну. Трейдери, боти, а навіть валідатори або майнери можуть експлуатувати очікуючі транзакції в мемпулі для отримання прибутку.

У відміну від традиційних ринків, криптофронтранінг існує в законному сірому зоні. Хоча загалом вважається неетичним, лише ті, хто мають технічні знання для маніпулювання порядком транзакцій, можуть повністю скористатися цією можливістю.

Що таке фронт-ранінг в крипто?

Фронт-ранінг в крипто полягає в експлуатації публічно видимих невиконаних транзакцій для отримання фінансової переваги шляхом виконання угоди перед тим, як оригінальна транзакція буде оброблена.

Зазвичай транзакції на блокчейні не виконуються миттєво. Замість цього вони надходять в очікувальну зону, яку називають мемпул (пул пам'яті), де вони залишаються до тих пір, поки майнери або валідатори їх оброблять. Це вікно можливості для зловживання, коли злочинці можуть моніторити угоди та визначати найбільш значущу транзакцію, яка була б найбільш прибутковою. Вони часто використовують ботів та платять вищі комісії газу, щоб отримати пріоритет у обробці цих транзакцій.

Фронтраннинг переважно спрямований на децентралізовані біржі, великі угоди та малоліквідні токени з перебільшеними ціновими коливаннями. Хоча це можливо з висококапіталізованими токенами, висока конкуренція, глибока ліквідність та дорогі газові внески роблять його менш практичним, якщо очікуваний прибуток значний.

Форми фронт-ранінгу в крипто

Фронт-ранінг в криптовалютній сфері приймає різні форми в залежності від ринкових умов, учасників, що беруть участь, та стратегій виконання. Нижче наведено основні типи фронт-ранінгу та їх функціонування;

Відштовхування

Трейдери стежать за мемпулом на великі покупки або продажі та роблять угоди наперед, щоб отримати прибуток від очікуваного руху цін. Наприклад, атакуючий може придбати активи саме перед виконанням великого замовлення, запропонувавши вищу ціну газу, забезпечуючи пріоритетну обробку своєї транзакції перед транзакцією жертви.

Пригнічення

Зловмисні суб'єкти використовують великий обсяг транзакцій, спостерігаючи за великими замовленнями. Коли вони виявляють одне з них, вони генерують кластер транзакцій, що перевантажує мережу. В результаті жертва має труднощі з виконанням власного замовлення, оскільки їхня транзакція має проблеми з пошуком місця в тому ж блоку через переважну кількість конкуруючих високопріоритетних транзакцій.

Максимально видобувана вартість (MEV) фронт-ранінг від валідаторів/шахтарів

Майнери або валідатори перепорядковують транзакції в межах блоку, щоб видобути Максимальну Видобуткову Вартість (MEV). Замість обробки транзакцій в порядку їх надходження, вони надають перевагу власним або іншим, які генерують максимальну видобуткову вартість (MEV), тобто здатність видобути прибуток шляхом маніпулювання порядком транзакцій.

Приклад:

• Наприклад, якщо вони бачать велике замовлення на покупку, вони можуть вставляти свої власні транзакції перед спостережуваною прибутковою транзакцією.
• Після виконання початкового великого замовлення та подальшого збільшення ціни вони можуть продати свої утримання з прибутком.

Атаки сендвічів

У атаки-сендвіча зловмисник визначає велику невиконану угоду та розміщає навколо неї дві угоди: одну перед та одну після угоди жертви.

Приклад: Якщо користувач намагається купити токен за $1,00, атакуючий купує першим, підтягує ціну до $1,10, а потім продає його назад за завищеною ціною, отримуючи прибуток на шкоду користувача.

Як працює фронт-ранінг: крок за кроком розбір

Джерело: Хакен

Виявлення прибуткової очікуючої транзакції

• Усі транзакції на блокчейні спочатку потрапляють до тимчасової зони утримання, яку називають 'mempool', перед підтвердженням.
• Фронтранери використовують ботів для сканування мемпула на предмет транзакцій, які можна експлуатувати, таких як великі купівельні заявки, можливості арбітражу або події ліквідації.
• Вони спрямовані на операції, які значно впливають на ціну активу.

Приклад: Трейдер подає велике замовлення на купівлю Токену A на Uniswap. Бот фронт-ранінгу виявляє цю транзакцію в пулі пам'яті.

Подання схожої транзакції з вищою комісією за газ

• Як тільки лідер ринку ідентифікує прибуткову транзакцію, він швидко створює схожу транзакцію, але збільшує комісію за газ, щоб пріоритизувати її виконання.
• Оскільки Ethereum та інші блокчейни обробляють транзакції в порядку оплати комісії за газ, транзакція фронт-раннера виконується першою.

Приклад: Лідер гонитви надішле своє замовлення на купівлю Токену A з вищою комісією за газ, щоб обробити своє замовлення перед транзакцією оригінального трейдера.

Транзакція фронт-раннера виконується першою, змінюючи ціну

• Оскільки фронт-раннер купує токен першим, їхня покупка збільшує ціну.
• Коли виконується початкова транзакція, вона заповнюється за більш високою ціною через вплив на ціну, спричинений угодою фронтранера.

Приклад: Ордер кандидата у президенти підвищує ціну на Токен A з $10 до $11 до виконання оригінального ордера трейдера.

Оригінальна транзакція виконується за менш вигідною ​​ставкою

• Оригінальний трейдер, не знаючи про атаку фронт-ранінгу, отримує свою угоду оброблену за новою, вищою ціною.
• Вони стикаються зі збільшеним затриманням (гіршим, ніж очікувалося, виконанням ціни).
• Фронт-раннер отримує користь від штучного зростання ціни.

Приклад: Замість того, щоб купити Токен A за $10, як планувалось, замовлення трейдера виконується за $11 через збільшення ціни, спричинене фронт-ранером.

Фронт-ранер виходить, забезпечуючи прибуток

• Після завершення транзакції первісного трейдера фронт-ранер продає токен за завищеною ціною.
• Це призводить до негайного прибутку для фронт-раннера, часто за рахунок непідозрілих трейдерів.
• У деяких випадках боти безперервно повторюють цей процес, щоб видобувати прибуток з кількох транзакцій.

Приклад: фронт-раннер продає токен A за 11 доларів, заробляючи на різниці в ціні.

Випадки вивчення

Атаки на сендвічі на Solana

A опублікований звітУ 2024 році компанія Blockworks підтвердила, що випадки фронт-ранінгу продовжилися на блокчейні Solana. Це сталося через групу валідаторів, які брали участь у приватних мемпулах, які сприяють «сендвіч-атакам». У відповідь Фонд Solana покарав відповідних валідаторів.

За дизайном блокчейн Solana не надає загального мемпула для користувачів для відстеження очікуючих транзакцій, що робить фронт-ранінг набагато складнішим. Однак як основні учасники, валідатори все ще мають доступ до перегляду оброблених транзакцій.

Захисний фронт-ранінг — Взлом Curve Finance

У липні 2023 року Curve Finance, видатна платформа децентралізованих фінансів (DeFi), зазнала значної кібернетичної атаки через вразливості у конкретних версіях мови програмування Vyper, використованої в їхніх смарт-контрактах. Ця атака спрямовувалася на декілька пулів ліквідності, що призвело до значних фінансових втрат.

У відповідь етичні учасники використовували стратегії фронт-ранінгу для протидії зловмисним транзакціям, вони використовували ботів MEV для передчасного виконання транзакцій перед спробами хакера, ефективно перехоплюючи та захищаючи кошти під загрозою. Зокрема, оператор, відомий як "c0ffeebabe.eth", успішно фронт-ранив атакувальника, захопивши 2 879 ETH (приблизно 5,4 мільйона доларів) і подальшим його поверненням до Curve Finance.

Вплив фронт-ранінгу на криптовалютний ринок

Обмежений прийом

Фронт-ранінг створює негативну репутацію на ринку криптовалют, особливо для децентралізованих бірж, оскільки трейдери, які відчувають, що їх угоди можуть бути фронтрані, уникають використання цих платформ.

Маніпуляція

Фронтранери маніпулюють ринковою активністю, щоб створити штучний ажіотаж навколо токена, вводячи недосвідчених трейдерів в оману, тлумачачи збільшення обсягу як позитивний індикатор. Ця тактика приховує справжню вартість активу.

Загальний розлад мережі

Декілька фронт-ранінг ботів на блокчейні можуть завантажити мережу, що призведе до торгівельних війн для обробки транзакцій. Звичайні користувачі несуть головне бремено цих подій, оскільки їм також доводиться платити вищі комісії за газ.

Як запобігти фронт-ранінгу в крипто

Реле приватних транзакцій

Приватний ретранслятор транзакцій у блокчейні дозволяє користувачам надсилати транзакції в мережі блокчейн без розголошення деталей цих транзакцій публічно на основній мережі. Це зазвичай виконується за допомогою окремого, приватного пула пам'яті для передачі інформації про транзакцію на блокчейн, зберігаючи при цьому конфіденційність для відправника та одержувача. Сервіси, такі як Flashbots, Eden Network і MEV-Blocker, допомагають користувачам обійти публічний пул пам'яті, запобігаючи виявленню угод ботами.

Захист від ковзання

Встановлення низького допуску ковзання гарантує, що угода не буде виконана, якщо ціна зміниться за певний ліміт. Важливо впровадити обмеження ковзання, і відсоток ковзання повинен бути встановлений між 0,1% та 5%, в залежності від мережевої комісії та розміру свопу.

Випадкове упорядкування транзакцій

Випадкове упорядкування транзакцій в блокчейні відноситься до системи, де порядок транзакцій у межах блоку випадково визначається. Це запобігає злоумисникам стратегічно розміщати свої транзакції, щоб отримати недобримчу перевагу. Протоколи, такі як Служби справедливого послідовного обслуговування (FSS) Chainlink, запобігають переупорядкуванню транзакцій на основі плати за газ.

Пакетні аукціони

Деякі протоколи DeFi пропонують Batch Aunction, функцію, в якій кілька окремих замовлень групуються в „партію“ та виконуються одночасно, щоб запобігти маніпулюванню та фронт-ранінгу.

Рішення 2-го рівня (L2) та Rollups

Рішення другого рівня, такі як ZK-Rollups, приховують деталі транзакцій в пам'яті, знижуючи ризики фронт-ранінгу.

Уникайте пікових часів транзакцій

Виконання транзакцій під час не пікових годин може зменшити ймовірність стати мішенню, оскільки фронт-ранінги активніші під час періодів високої активності.

Обмеження швидкості

Запровадження обмежень на частоту транзакцій з однієї адреси може стримати фронт-раннерів, які часто працюють, затоплюючи мережу швидкими послідовними транзакціями.

Аудит смарт-контрактів

Регулярні аудити провідними фірмами можуть виявити вразливості у смарт-контрактах, які можуть бути схильні до фронт-ранінгу або інших зловмисних дій.

Висновок

Фронт-ранінг шкодить репутації ринку криптовалют і підриває його мету запропонувати справедливішу альтернативу традиційним фінансовим ринкам. Хоча відстеження фронт-ранерів є складним завданням, існують різні рішення для зменшення цього явища. Серед них анти-MEV (максимально видобувальна вартість) інструменти, рішення на основі Layer 2, приватні транзакційні релеї та нові архітектури децентралізованих бірж.

Спільноти блокчейн також можуть впроваджувати механізми штрафів для майнерів та валідаторів, які маніпулюють порядком транзакцій для особистої вигоди. Замість цього, етичне використання фронтранінгу, як це було показано в хакерській атакі Curvance, слід підтримувати. Що стосується розвитку галузі, колективні зусилля для справедливіших практик торгівлі допоможуть побудувати довіру та чесність у децентралізованій фінансовій сфері, створюючи необхідні умови для широкого поширення.