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你應該知道的區塊鏈防止前置攻擊的五大方法

Alexey BondarevJan, 11 2025 18:11
你應該知道的區塊鏈防止前置攻擊的五大方法

在這個去中心化生態系中,前置攻擊可說是最嚴重且最緊迫的威脅之一。什麼是前置攻擊?又如何保護自己?讓我們直視問題的本質。

前置攻擊不僅危及區塊鏈交易的安全,也損害參與者的信心,阻礙產業的發展與穩定。

隨著去中心化交易所(DEX)和去中心化金融(DeFi)平台越來越受歡迎,它們遭受前置攻擊的機率也隨之提升。惡意分子利用區塊鏈交易透明的特性,操控市場,並從合法用戶手中竊取資產。

此影響範圍廣泛,不僅涉及個別交易者,也衝擊整個區塊鏈社群。

近期,多起嚴重前置攻擊事件浮上檯面。2020年,前置機器人大量利用以太坊的交易排序機制,導致用戶損失慘重。這類事件凸顯理解並降低這種風險的重要性。

前置攻擊早在傳統金融市場已存在數十年,而區塊鏈技術的特性為其帶來全新挑戰。儘管區塊鏈因其去中心化和開放而透明與民主,卻也無意間為前置攻擊創造了理想溫床。

這些攻擊導致重大損失。據康奈爾科技學院調查,2020年以太坊上的DEX高峰期間,前置攻擊每天最多可帶來超過100萬美元的利潤。這不僅損害個人投資者,也影響整體市場效率與公平性。

前置攻擊還會造成網路壅塞與手續費上漲。犯罪分子支付更高的gas費以加速交易,使得所有用戶需要負擔更高的交易成本,中小型投資者因此被擠壓出市場,也讓區塊鏈平台難以擴展。

那麼,區塊鏈上的前置攻擊到底是什麼?為什麼危險?個人與組織該如何自保?本文將深入探討這些議題,幫助讀者安全穿梭於區塊鏈世界。

什麼是區塊鏈上的前置攻擊?

所謂前置攻擊,本質上就是在交易被網路確認前,截取並濫用其資訊。

不同於傳統市場仰賴內線消息,區塊鏈前置攻擊利用其公開透明與運作機制。

使用者發起交易後,首先會進入「記憶池」(mempool),等待礦工打包進區塊。

這段期間,惡意分子可藉機觀察記憶池中的大型或具市場影響力的交易,領先搶先行動。

常見手法是操控gas費。以太坊等網路上,手續費付得越高,礦工越會優先處理該筆交易。前置攻擊者可支付高昂gas費,以確保自己交易優先處理,賺取價格波動的差額。例如,在大額買單推動價格上漲前搶先買入,或在大額賣單壓低價格前搶先拋售,使操作更有效率。

去中心化交易所同樣是攻擊者的入口。自動化做市商(AMM)利用演算法根據供需定價,前置攻擊者可預測價格大幅變動並迅速套利,這行為稱為「三明治攻擊」。所謂「三明治攻擊」即攻擊者在受害者下單前先買入,再於受害者交易後馬上賣出,賺取價格變動利益。

最近,「礦工可抽取價值」(MEV)的出現讓問題更加嚴重。MEV是指礦工(或驗證者)藉由操控區塊內交易順序或審查交易,獲取的額外利潤。有些礦工甚至自己執行前置攻擊,或經由MEV拍賣分潤,優先考慮自身利益而非網路公平。

研究公司Flashbots曾指出,MEV提取手法成為獲利工具,短短數月間就導致用戶被竊超過一億美元。這說明了前置攻擊規模之大及其策略的複雜。

前置攻擊甚至可在鏈下(off-chain)系統中發生,主因資訊不對稱。在第二層擴展解決方案或跨鏈橋,攻擊者也能利用未上主鏈的交易細節予以獲利。

想要建立有效防禦,必須先瞭解這些攻擊是如何運作的。

Understading Front-Running Attack on Blockchain

為何前置攻擊如此危險?

前置攻擊對區塊鏈生態造成多重威脅。

首先,它會讓用戶蒙受金錢損失。被前置時,原本的買家只能以較預期低的價格賣出,被搶佔先機。這種價值損失會嚴重動搖用戶對系統的信任。

對於高頻交易者來說,影響尤其巨大。由於價格波動,資產的預期成交價與實際成交價不符,出現了滑價(slippage)。

這可能導致原本可獲利的交易利潤減半,甚至化為烏有。例如,預期以100美元買進,結果因前置被迫以105美元成交,獲利大幅縮水。

前置攻擊不只是個別損失,還會損害市場完整性,使不法分子佔盡優勢,打擊善意用戶。這種差距可能讓民眾卻步,阻礙DeFi大規模採用與區塊鏈普及。新手若認為市場不公平、規則複雜,自然更不願意投入或使用。

前置攻擊還會加劇市場波動。

領頭者的操縱行為製造非自然價格波動,使市場不穩定。市場過度波動會減少長期投資,也助長短線賭博心理,對區塊鏈產業長遠發展不利。

DeFi平台的借貸利率與信貸開放性也會因高波動風險而受到直接影響,傷害整體金融生態。

區塊鏈網路的公信力也面臨考驗。若前置攻擊不斷發生,用戶將逐漸喪失對區塊鏈公平性與安全的信任。這點對高度仰賴信任的社區、企業應用及政府推廣都極為不利。

此外,監管壓力也是隱憂之一。若主管機關將前置攻擊視作加密產業監管鬆散的證據,往後有可能加強限制。雖然適度監管有益,但過嚴則可能扼殺創新與區塊鏈發展。如何在保障用戶與鼓勵創新之間取得平衡,極為重要。

前置攻擊還會消耗大量網路資源。競相付高額gas費以搶先處理交易,導致一般用戶難以上鏈,交易成本及可擴展性雙雙下滑。

這加大了數位落差,最終受害最深的,往往是小型投資人與開發中國家用戶。

種種風險加總,可能造成區塊鏈技術發展停滯,經濟包容性與創新力受限,去中心化金融及其他應用難以發揮真正潛力。

如何防範前置攻擊

技術手段與策略並用,能夠減輕前置攻擊的影響。以下是保護自身資產的五大方法:

運用安全交易技術

其中一項有效防禦措施,就是運用提升隱私的技術,讓攻擊者在交易確認之前無法得知細節或加以利用。例如Secret Network與Enigma等項目,透過零知識證明及多方安全計算,打造具隱私保護功能的智慧合約。

這些技術可讓加密資料在運算過程中依舊保密,基礎資訊不會暴露。像是Secret Network於2020年2月主網上線,讓開發者能夠設計可保障用戶資訊的去中心化應用。

透過這類平台,交易者可以隱密交易,讓市場主導者幾乎無法預測其行動。 leaders to spy on or manipulate their deals.

整合錢包以及支援隱私的介面,進一步提升了安全性。額外一層防護措施是 Torus 錢包,它讓用戶能在保有一定程度匿名的情況下使用 dApps。

Utilize Anti-Front-Running Mechanisms-Enabled Decentralized Exchanges

One way to protect yourself from attacks is to use a decentralized exchange (DEX) that has anti-front-running features. Gnosis Protocol 及類似的交易所會利用批次拍賣(batch auctions)來同時處理在特定時間內提交的所有交易。這種做法消除了提前排序交易獲利的優勢。

康奈爾大學的研究人員發現,當批次拍賣系統去除交易的時間優先順序時,前置交易(front-running)幾乎被完全消除。除此之外,有些 DEX 則採用隨機順序處理交易,或採強制承諾機制,在確認時才加解密交易細節。

用戶選擇這類交易所,可以參與更公平的交易環境。為了保護你的交易免於惡意攻擊,重要的是深入研究並選擇重視防前置交易功能的平台。

Thoroughly fine-tune the transaction parameters

一個快速又容易的防前置交易方法,是調整你的交易參數。設定合理的 Gas 價格很重要,既不會因標高引人注意,也不致於太低導致確認延遲。如果你支付的 Gas 超出必要額度,礦工可能會利用前置交易與其他探取礦工可提取價值(MEV,Miner Extractable Value)策略,鎖定你的交易來獲利。

此外,在像 Uniswap 這樣的自動做市商(AMM)進行交易時,你可以設定較低的滑價容忍度(slippage tolerance),限制可接受的價格偏離幅度。透過設定最大滑價百分比,你可以將交易執行限定在價格維持在一定範圍內的情況。這可防止前置者透過操控價格造成巨大損失。

特別是在前置交易普遍的環境中,用戶應該正視交易手續費與速度之間的權衡,正如以太坊共同創辦人 Vitalik Buterin 所指出。仔細監控這些設定,可以在不犧牲效率的前提下提升交易安全性。

Make Use of Layer-2 Solutions and Other Networks

Layer-2 擴容方案與替代區塊鏈網路,由於環境壅塞較低,使前置交易攻擊的可乘之機進一步被壓縮。像 Optimistic Rollups 與 zk-Rollups 等平台,會將多筆交易預先打包於鏈外后再提交至主鏈,提高吞吐量並降低手續費。

舉例來說,Polygon(前稱 Matic Network)就是一個提供更快、更低費用交易的 Layer-2 擴容方案。不僅能讓你的交易在這些網路上執行得更順暢,也能減少遭到攻擊主鏈的前置交易機器人鎖定的風險。

2021 年 Polygon 與知名 DeFi 平台如 Aave、SushiSwap 整合,展示出用戶能在這些生態系內交易,同時獲得強化的安全性與效率。用戶透過轉向這些平台,可避開像網路壅塞、昂貴手續費等時常被市場領導者利用的風險。

Use Private Transaction Services and Transaction Ordering 5.

由於前置交易機器人會監控公開內存池(mempool)的待處理交易,用戶可以透過允許私密提交交易的服務來規避他們。為了防止 MEV 被濫用,Flashbots 開發了一套服務,讓用戶可以私下將交易傳送給礦工。

Flashbots 的數據顯示,這項策略已有效降低如前置交易等 MEV 相關攻擊。利用 Flashbots 系統遞送交易,能將詳細資料保密直到被納入區塊,避免被提前利用。

另外,像 Eden Network 平台則優先處理持有其原生代幣並質押的用戶發出的交易。這些服務成為重塑交易排序機制運動的一環,藉此讓礦工誘因更能貼近網路公平與用戶安全。

Final Thoughts

前置交易攻擊是邁向安全公正區塊鏈生態的一大阻礙。

透過社群協作、技術創新與用戶警覺,可有效降低前置交易的風險。保護產業的策略也須隨著環境持續變化。

正確的做法是採用增強隱私協議、完善交易機制,以及培養具備知識的用戶群。

前置交易帶來諸多挑戰,因此必須持續進行研發。攻擊者的手法日益精進,防禦措施也需不斷升級。投資於安全基礎設施並推廣最佳實務,是這個努力的關鍵。

對抗前置交易需要所有利害關係人通力合作。區塊鏈網路的安全,是開發者、礦工、交易者、監管單位共同的責任。如此方能確保區塊鏈繼續作為去信任化帳本的地位,並持續革新線上交易與互動模式。

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