Сендвіч-атаки в криптовалюті: пояснення та способи захисту

Що таке сендвіч-атака?

Сендвіч-атаки – це форма маніпуляції ринком, спрямована на користувачів децентралізованих бірж, яка використовує цінові коливання для отримання прибутку з транзакцій жертви.

Це тип експлуатації із випередженням транзакцій, при якому атакуючий розміщує два накази навколо угоди жертви таким чином, щоб отримати прибуток від цінового зсуву.

У типовій сендвіч-атаці зловмисник спостерігає за мемпулом транзакцій, шукаючи великі угоди, які можуть вплинути на ціну криптовалюти.

Після виявлення угоди, нападник виконує «зворотну торгівлю» (back-running trade), розміщуючи наказ про продаж одразу після угоди жертви і наказ про купівлю – одразу перед нею.

Транзакція жертви сприяє маніпуляції ціною, яка навмисно завищується або знижується для отримання вигоди нападником. Атакуючий отримує прибуток, продаючи свої токени після завершення транзакції жертви.

Чому сендвіч-атаки важливі для криптотрейдерів

Сендвіч-атаки мають значний вплив на криптотрейдерів, особливо новачків, через їхній вплив на максимально витягувану вартість (MEV – Maximal Extractable Value).

MEV відноситься до додаткової вартості, яку можна витягти із створення блоків понад стандартні винагороди за блоки. Зокрема, це дозволяє майнерам або валідаторам стратегічно впорядковувати транзакції в межах блоку, щоб максимізувати свої прибутки.

Сендвіч-атаки є яскравим прикладом експлуатації MEV. Маніпулюючи порядком транзакцій, нападники використовують відкритий характер блокчейну, щоб випередити та зворотно опрацювати торги (front-run і back-run), отримуючи прибуток від створеного ними цінового зсуву.

Ось як ці атаки впливають на трейдерів:

Підрив довіри: Поширеність сендвіч-атаок може підривати довіру до безпеки та цілісності екосистеми децентралізованих фінансів (DeFi).
Зменшення прибутків: Сендвіч-атаки безпосередньо впливають на прибутки трейдерів, захоплюючи потенційний виграш за рахунок маніпуляцій з цінами.
Питання справедливості: Ці атаки підривають відчуття справедливості на децентралізованих біржах (DEX), роблячи трейдерів вразливими до експлуатації з боку більш технічно підготовлених осіб.

Через ці проблеми криптоспільнота активно вивчає рішення для зменшення негативних наслідків MEV, такі як:

Приватні транзакції: Технології, що приховують деталі транзакцій від інших учасників мережі, ускладнюючи їхню ідентифікацію та використання.
MEV Boost: Механізм, що дозволяє користувачам надсилати транзакції безпосередньо до майнерів, потенційно скорочуючи вікно для випередження (front-running).

Чи знали ви? Максимально витягувану вартість раніше називали «майнер витягувана вартість» (Miner Extractable Value). Цей термін вперше з’явився у дослідницькій роботі 2019 року під назвою «Flash Boys 2.0: Випередження транзакцій, зміна їх порядку та нестабільність консенсусу у децентралізованих біржах», написаній Філом Даіаном та іншими, але пізніше його змінили, щоб відобразити зростання можливостей для вилучення вартості внаслідок розширення DeFi-екосистеми.

Як працюють сендвіч-атаки: покроковий приклад

Механіка сендвіч-атаки полягає в маніпуляції ціною активу до і після транзакції жертви, використовуючи стратегічно розміщені накази на купівлю та продаж у черзі транзакцій.

Розглянемо, як відбувається сендвіч-атака, на простому прикладі.

Уявіть, що ви криптотрейдер, який хоче придбати 100 Ether на децентралізованій біржі (DEX), наприклад, Uniswap. Ваше велике замовлення, ймовірно, вплине на ринок і тимчасово підвищить ціну ETH. Нападник, який стежить за мережею, бачить ваш ордер.

Але як атакуючий може передбачити велике надходження ордерів?

Нападники прогнозують великі надходження ордерів, стежачи за мемпулом – публічною зоною очікування для непідтверджених блокчейном транзакцій. Тут видно всі деталі транзакцій користувачів – такі як токени, що торгуються, обсяги та допустимі відхилення (slippage tolerances) – до їх включення у блок.

Автоматизовані боти сканують мемпул у пошуках великих угод або високих допустимих відхилень, сигналізуючи про можливі прибутки. Оскільки транзакції не шифруються, нападники (за допомогою ботів) аналізують ці дані в режимі реального часу.

Якщо транзакція здається вигідною для маніпуляції, нападник може скористатися цим, відправивши свою транзакцію з вищою платою за газ, забезпечивши її першочергове опрацювання та використання вашої угоди.

Ось як фактично розгортається атака:

Крок 1: Нападник розміщує наказ на купівлю ETH одразу перед вашою транзакцією.
Крок 2: Ваша транзакція проходить, підвищуючи ціну ETH.
Крок 3: Одразу після вашої угоди нападник продає ETH, придбаний на першому етапі, за завищеною ціною, отримуючи прибуток.
Крок 4: Ви купуєте за завищеною ціною, а нападник отримує вигоду без значних витрат – лише за допомогою наказів.

На ілюстрації нижче показано, як бот виявив велику покупку токена Saitama в мемпулі й купив токен першим, підвищуючи ціну.

Жертва, яка потім купує токен, платить за нього більше. Бот продає токен за цією завищеною ціною, заробляючи понад $200,000. Напад став можливим завдяки затримці транзакції жертви на понад хвилину.

Чи завжди MEV є негативним?

Ні, MEV не є однозначно негативним.

Хоча його можна використовувати для зловмисних дій, таких як сендвіч-атаки, він також має позитивні аспекти. MEV може підвищувати ефективність ринку, сприяючи арбітражу і забезпечуючи своєчасність ліквідацій. Крім того, він додає додатковий потік доходів для майнерів і валідаторів, стимулюючи їхню участь у мережі.

Більше того, прагнення до MEV сприяло інноваціям у таких сферах, як аукціони блок-простору (процес конкуренції за місце в блоці для включення і обробки транзакцій) і технології забезпечення конфіденційності. Однак важливо враховувати потенційний вплив на трейдерів (як обговорювалося вище), щоб забезпечити збалансовану і стійку криптоекосистему.

Як уникнути сендвіч-атак у криптовалюті

Використовуючи налаштування допустимих відхилень (сліпеджу), розділяючи великі угоди на менші, застосовуючи приватні транзакційні сервіси та уникаючи періодів високої завантаженості, ви можете знизити ризик стати жертвою сендвіч-атаки.

Тепер, коли ви знаєте, як працюють сендвіч-атаки, ось кілька практичних порад, щоб уникнути їх:

Розумно налаштовуйте параметри сліпеджу: Більшість децентралізованих бірж дозволяють встановлювати допустимі відхилення. Коригуючи цей параметр, ви можете контролювати максимальне відхилення ціни, яке готові прийняти, запобігаючи надмірним маніпуляціям вашою угодою.
Торгуйте меншими обсягами: Якщо це можливо, розбивайте великі угоди на дрібніші, щоб знизити вплив на ринок. Великі транзакції частіше спричиняють ціновий зсув, роблячи їх привабливою мішенню для сендвіч-атак.
Використовуйте приватні транзакції або flashbot-и: Деякі користувачі вибирають сервіси, наприклад flashbot-и, для конфіденційного надсилання своїх транзакцій. Це мінімізує ризик вибірки ботами випередження, оскільки деталі угоди залишаються прихованими до їх підтвердження в блокчейні.
Контролюйте мемпул і уникайте завантажених періодів: Деякі трейдери вибирають моніторинг мемпулу (зони очікування для непідтверджених транзакцій), щоб уникнути виконання угод у періоди, коли мережа завантажена великими ордерами.

Чи знали ви? Двоє дослідників запропонували теоретичний підхід у своєму дослідженні «Усунення сендвіч-атак за допомогою теорії ігор», де описали алгоритм, який значно знижує ризик сендвіч-атак і перевершує метод автосліпеджу, який використовують провідні автоматизовані маркетмейкери, наприклад Uniswap. Цей алгоритм ефективно мінімізує транзакційні витрати, забезпечуючи захист від хижих стратегій ботів у мемпулі Ethereum.

Поза сендвіч-атаками: інші приклади MEV

MEV включає стратегії такі, як ліквідаційний арбітраж, арбітраж між DEXами, створення дядько-блоків (uncle blocks) і MEV у NFT, кожна з яких експлуатує різні ринкові неефективності для отримання прибутку.

MEV охоплює ширший спектр стратегій, наприклад:

Ліквідаційний арбітраж

Як це працює: Ціль – користувачі з високим використанням кредитного плеча (переважно в протоколах DeFi-кредитування).
Приклад: Якщо вартість застави користувача падає нижче певного порогу, він ризикує ліквідацією. MEV-бот може випередити ліквідацію, погасивши кредит, а тоді вилучивши заставу зі знижкою.

Арбітраж між DEX

Як це працює: Експлуатує різницю в цінах між різними децентралізованими біржами.
Приклад: Якщо актив має різницю в ціні на двох DEXах, MEV-бот може швидко купити актив на дешевшій біржі та одночасно продати його на дорожчій, отримуючи прибуток за рахунок різниці в ціні.

Створення дядько-блоків

Як це працює: Майнери можуть створювати «дядько-блоки» (альтернативні чинні блоки), які не входять до основного ланцюга блоків.
Приклад: Якщо прибуткова транзакція включена у блок користувача, майнер може створити дядько-блок із трохи вищою винагородою, можливо, виключаючи транзакцію користувача та захоплюючи прибуток для себе.

MEV у NFT

Як це працює: Використовує унікальні характеристики ринку NFT.
Приклад: Два поширені способи експлуатації MEV у сфері NFT – це снайпінг и скасування ордерів. При снайпінгу боти постійно моніторять NFT-маркетплейси на предмет нових цінних або надзвичайно рідкісних лістингів, миттєво купуючи їх до того, як це вдається іншим користувачам. Під час скасування наказів боти виявляють і скасовують ордери за вигідними цінами, одразу ж повторно виставляючи активи дорожче.

Щоб захиститися від експлуатації через MEV, можна використовувати платформи з обізнаністю про MEV і застосовувати виконання транзакцій, оперуючи часом. Окрім цього, управління таймінгом транзакцій за допомогою алгоритмів або інструментів для обфускації мінімізує передбачуваність ваших торгів.

У сфері NFT вибір контрактів, стійких до атак снайпінгу та скасування ордерів, забезпечує додаткову безпеку від маніпуляцій ботами MEV.