フロントランニング: 分散型取引所のアキレス腱
Winkrypto
2020-02-26 12:37
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フロントランニングは DEX が直面する一般的な問題であり、DEX が主流の選択肢になることを妨げる重要な理由でもあります。

編集者注: この記事は以下から引用しましたチェーンニュース (ID:chainnewscom)編集者注: この記事は以下から引用しました

チェーンニュース (ID:chainnewscom)

、著者:李華、許可を得てOdailyによって複製されました。

「エッジ・オブ・トゥモロー」では、人間のさまざまな戦術は、侵略してくるエイリアンに対しては効果がありません。なぜなら、この戦術が有効になると、エイリアンは殺された後に過去に戻ってしまうからです。すべてのプロセスを最初からやり直します。この新しい時代に、エイリアンたちは何が起こるか、そしてもちろんそれにどう対処するかを知っていました。

「Edge of Tomorrow」のスローガン:生と死の輪廻

ブロックチェーンでは、何が起こるかを誰かが知っています。彼らは未来がどうなるかを知っているだけでなく、『エッジ・オブ・トゥモロー』のエイリアンのように、その情報に基づいて行動して、自分たちに有利な未来を生み出すことができます。

すべてはどこから始まったのでしょうか?事の発端は先日の電撃融資事件でした。

フラッシュローン事件の始まりと終わり

フラッシュ ローン事件でハッカーが儲ける方法は、あなたや私の場合と同じです。安く買って高く売るのです。唯一の違いは、ハッカーはどこが安値でどこが高値かを知っていることです。なぜ彼は知っているのでしょうか?値上げしようとしているのは自分自身だから。

原理を説明するためのシミュレートされた攻撃プロセスは次のとおりです。 dYdX のフラッシュ ローン機能を通じて 60 ETH を借り、次に Compound で 40 ETH を抵当にして 1 BTC を貸し出し、残りの 20 ETH を使用して 5 倍のレバレッジで bZx を購入します。 BTC、このレバレッジ取引の流動性は Uniswap によって提供されるため、Uniswap での BTC から ETH への価格が急騰し、最初に借りた 60 ETH を失い、20 ETH の利益が得られます。 (実際のプロセスについては、記事の最後にある参考資料 1 と 2 を参照してください)

画像の説明

画像提供: CryptoLaboratory

ハッカーは 2 つのアバターを持ち、最初のクローンが市場を引っ張り (20 ETH × 5 = 100 ETH)、2 番目のクローンが利益 (40 ETH) を稼ぐと考えることができます。この過程で 2 番目のクローンが稼いだお金はUniswap マーケットメーカーが稼いだお金が加算されます。これはアバターが失ったお金と等しいはずです。つまり、一般的にハッカーはお金を失いましたが、bZx の契約の抜け穴により、bZx はポジションを爆発させることはできませんでした。時間内にアバターを破壊し、bZx の預金者が一緒に損失を負担することになります。これがまさにハッキングが成立する理由です。事件全体におけるフラッシュ ローンの役割は、初期資金を提供することのみで、ハッカーがコストもリスクもゼロで攻撃を完了できるようにするものでした。

  1. ただし、この攻撃自体はこの記事の核心ではありません。この例は、誰かが将来大量に購入する (市場で大きな価格変動がある) ことがわかっている場合、次のことを明確に示しているため説明します。購入前に「待ち伏せ」して利益を得ることができます。視覚的に言えば、A が大量の ETH を購入する予定で、B が A の購入意図を知っている場合、A より先に現在の価格で ETH を購入し、その後、より高い価格で売却して差額を稼ぐことができます。

  2. 従来の金融市場では、この動作がフロントランニング(フロントランニング)です。フロントランニングとは、資産価格に影響を与える大きな取引が非公開情報によって事前に分かっている場合、それを先に売買して利益を得る行為を指します。

これには主に次の 2 つの状況が含まれます。

証券会社が広く配布される調査レポートを発行する前に株式を売買する行為。

チェーン上の分散型取引市場では、フロントランニングは上記の最初の状況に似ており、相手の購入意図を知った後、まず自分自身の取引を完了します。この種の行為は非公開情報を使用するため、従来の金融市場では違法ですが、ブロックチェーン上では「公開」情報を使用するため、それを違法と特定するのは困難です。

ブロックチェーンの時間の特殊性により、ブロックチェーン上の未来は、それが起こる前に「見る」ことができます。つまり、顧客のトランザクションを実行するのと同じように、トランザクションが起こる前に、私たちはトランザクションが起こることを知っています。そして販売が起こります。

副題

ブロックチェーンの時間特異性

ブロックチェーンは分散システムであり、その最大の問題の 1 つは、参加者が物理的な時間に関して合意に達できないことです。ただし、トランザクションの順序を決定し、二重支出を回避するには、ネットワーク参加者が時間通りに合意に達することが非常に重要です。そのため、サトシ ナカモトは、ワークロードの証明と最長チェーンの原則を組み合わせて、タイムスタンプ サービスを実現しました。ブロックの順序 時間の順序を表し、参加者はブロックの順序に同意するだけで済みます。ブロックは、ブロックチェーン上の時間の基本単位と考えることができます。

では、トランザクションの分と秒の時間単位をブロック時間単位に変換するにはどうすればよいでしょうか?

トランザクションは送信されると、トランザクション プールと呼ばれる場所に入ります。そこには他の多くのトランザクションが存在します。マイナーはトランザクション プールからトランザクションを選択して、次のブロックにパッケージ化します。これらのトランザクションにはデフォルトの優先順位があります。物理的な時間は順序を決定する要素ですが、最も重要な要素ではありません。たとえば、マイナー手数料の方がはるかに重要です。物理的な時間よりも。次のブロックに入るために選択されたトランザクションのみが、分と秒の時間単位からブロック時間の単位に変換され、この変換が完了した後でのみ、トランザクションは実際にブロックチェーン上で実行されます。

トランザクションが最初に物理時間で発生し、次にトランザクション プールで待機し、最後にブロックチェーン上で発生する必要があることを理解するのは難しくありません。この不確実な待機プロセスは取引意図の暴露につながり、フロントランニングが発生しやすくなります。

マイナーに加えて、私たち一人ひとりもトランザクションの意図を確認できます。トランザクションは最初にネットワークにブロードキャストされ、次にトランザクション プールに入り、誰もがトランザクション ブロードキャストを聞くことができるためです。 DEX上のトレーダーや取引ロボットは、DEX上の取引状況を監視するだけでよく、取引意図を把握した上で、取引手数料を増額することで取引を上位に置くことができ、フロントランニングを完了し、リスクを実現することができます。無料の利益。

しかし、フロントランニングは明らかに不公平であり、通常のトレーダーの取引戦略を破壊し、彼らの取引利益を損なうものです。不正確ですがわかりやすい例: あなたは市場から 100ETH を購入する予定で、考えられる平均価格は 270 USD/ETH ですが、取引ロボットはあなたの取引意図を見つけて最初に購入し、270 USD/ETH で購入します。そして、値上げされた$280/ETHで購入しなければならない可能性があり、追加で$1,000かかります。

この場合、人々はどのようにして DEX で大規模な取引を行うことができるのでしょうか?すべての取引は「略奪」される可能性があります。フロントランニングが存在する限り、DEX をスケールさせることは困難です。

DEX のフラッシュ ボーイズ

2019年、コーネル大学のブロックチェーン研究者であるフィリップ・ダイアン氏は同僚とともに「フラッシュボーイズ2.0:分散型取引所におけるフロントランニング、トランザクションの並べ替え、不安定なコンセンサス」と題する論文を発表し、ブロックチェーン上でロボットが取引される状況を分析した。トランザクション手数料を増加させ、ネットワーク遅延を削減することで、フロントランニングトランザクションを実行します。

フラッシュ・ボーイズとは、「ビッグ・ショート」の著者マイケル・ルイスの著書「フラッシュ・ボーイズ:ウォール街の蜂起」に由来しており、ウォール街の高頻度トレーダーのグループを指します。

画像の説明

『フラッシュ・ボーイズ:ウォール街の蜂起』マイケル・ルイス著

ブロックチェーン上のフロントランニングは、一定の類似点があるため、高頻度取引と比較されます。

高頻度取引では、すべての取引所に「おとり」注文が出されます。これらの小さな注文は、最低の販売価格と最高の買値を提供します。大規模な取引が複数の取引に分割され、複数の取引所で完了する場合、これらのおとりは常に最初の注文になります。 (取引の状況を予測する他の方法とともに)取引の意図が暴露される可能性があるため、遭遇する可能性があります;一方、高頻度取引では、より優れたテクノロジーとより「直接的な」取引が完了する前に、 、さまざまな取引所で関連株を売買し、価格差から収益を上げます。

高頻度取引とブロックチェーン上のフロントランニングには、トランザクションの意図を発見することと、最初にトランザクションを完了することという 2 つの基本的なコンポーネントが含まれます。ただ、前者は「おとり」で取引意図を発見し、後者はモニタリングで取引意図を発見し、前者はより優れた技術で自らの取引を進め、後者はより高い取引手数料で自らの取引を進める。

両者の違いは、高頻度取引の時間枠が非常に小さく、全員がナノ秒単位で競争するため、高頻度取引システムには非常に高い要件が要求されるのに対し、ブロックチェーン上のフロントランニングは基本的にトランザクションの影響のみを受けることです。手数料、支払う金額が多ければ多いほど、より多くの利益を得ることができます。

全体的に、取引方法の観点から見ると、ブロックチェーン上のフロントランニングは、より「ストレートな」ネットワークケーブルがより高い取引手数料に置き換えられることを除けば、従来の金融市場における高頻度取引に近いものです。性質や不公平の度合い、市場への害という点では従来の金融市場におけるフロントランニングに近いですが、ブロックチェーン上のこの種の取引は違法ではないため禁止することはできません。

副題

解決

分散型取引所におけるフロントランニング問題を回避するには、DEX 自体の設計から始める必要があります。異なる特性を持つ DEX プロトコルは、異なる方法を開発する可能性があります。

自動マーケットメイクモードの DEX プロトコルは、利用可能な流動性に応じて価格を自動的に調整する Uniswap などのフロントランニングをブロックするのがより困難です。取引のサイズは、相場や注文の順序に大きな影響を与えます。取引によって取引価格が決まります。フロントランニングによる被害を軽減するために、Uniswapでは取引の上限価格をユーザーが指定できる方法を採用しており、ユーザーが取引を完了できない場合がありますが、すぐに取引を完了することはありません。容認できないほどの高い価格。ただし、これは便宜的な手段であり、問​​題の本当の解決策はさらに検討する必要があります。

参考文献

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