Ataques de Sanduíche MEV: de vulnerabilidades ocasionais a ameaças sistêmicas

Com o contínuo desenvolvimento da tecnologia blockchain e a complexidade crescente do ecossistema, o MEV (valor máximo extraível) evoluiu de um problema ocasional inicialmente considerado um defeito de ordenação de transações para um mecanismo sistemático de colheita de lucros altamente complexo. Entre eles, o ataque sandwich tem atraído atenção devido à sua forma única de operação, tornando-se uma das táticas de ataque mais controversas e destrutivas no ecossistema DeFi.

Um, Conceitos Básicos de MEV e Ataques Sanduíche

A origem e a evolução técnica do MEV

MEV refere-se inicialmente aos mineradores ou validadores que obtêm lucros econômicos adicionais durante o processo de construção de blocos, manipulando a ordem das transações e os direitos de inclusão ou exclusão. Este conceito baseia-se na transparência das transações em blockchain e na incerteza da ordenação das transações na mempool. Com o surgimento de ferramentas como empréstimos relâmpago e agrupamento de transações, as oportunidades de arbitragem que antes eram esparsas foram ampliadas, formando uma cadeia completa de colheita de lucros. O MEV evoluiu de um evento ocasional para um modelo de arbitragem sistemático e industrializado, existindo não apenas no Ethereum, mas também apresentando características diferentes em outras blockchains públicas.

Princípio do ataque de sanduíche

O ataque sandwich é uma técnica típica na extração de MEV. O atacante monitora em tempo real as transações do pool de memória e envia suas próprias transações antes e depois da transação alvo, formando a sequência "antes - transação alvo - depois", realizando arbitragem através da manipulação de preços. Os passos principais incluem:

1. Transação de front-running: Após detectar uma transação de grande valor ou com alta derrapagem, uma ordem de compra é submetida imediatamente para influenciar o preço do mercado.
2. Execução da transação alvo: executada após a manipulação do preço, resultando em custos adicionais para o trader.
3. Transação de retaguarda: seguir imediatamente a transação alvo com uma transação inversa para garantir o lucro da diferença de preço.

Este método de operação é como "espremer" a transação alvo entre duas outras transações, daí o nome "ataque de sanduíche".

Dois, a evolução e o estado atual dos ataques de sanduíche MEV

De falhas pontuais a mecanismos sistemáticos

Os ataques MEV eram inicialmente apenas eventos esporádicos de pequena escala em redes de blockchain. Mas com o aumento do volume de negociação no ecossistema DeFi e o desenvolvimento de ferramentas como robôs de negociação de alta frequência e empréstimos relâmpago, os atacantes começaram a construir sistemas de arbitragem altamente automatizados. Isso fez com que o modo de ataque mudasse de eventos esporádicos para um modelo de arbitragem sistematizado e industrializado. Atualmente, o lucro obtido em uma única transação pode chegar a dezenas de milhares ou até milhões de dólares, marcando a mecânica MEV como um sistema de colheita de lucros maduro.

características de ataque em diferentes plataformas

Devido às diferenças nas redes blockchain em termos de conceitos de design, mecanismos de processamento de transações e estrutura de validadores, os ataques de sanduíche apresentam características diferentes em diferentes plataformas:

• Ethereum: Os atacantes geralmente conseguem ocupar a ordem de empacotamento das transações ao pagar taxas de Gas mais altas. Para lidar com esse problema, o ecossistema Ethereum introduziu mecanismos como MEV-Boost e a separação proponente-construtor (PBS).

• Solana: Embora não tenha um pool de memória tradicional, devido à concentração relativa dos nós validadores, alguns nós podem conluir com atacantes, vazando dados de transações antecipadamente, o que resulta em frequentes ataques e grandes lucros.

• Binance Smart Chain (BSC): custos de transação mais baixos e uma estrutura simplificada oferecem espaço para atividades de arbitragem, e vários robôs utilizam estratégias semelhantes para realizar a extração de lucros.

Últimos casos

No dia 13 de março de 2025, em uma transação em um determinado DEX, um trader realizou uma transação no valor de cerca de 5 SOL e, devido a um ataque de sanduíche, sofreu uma perda de ativos de até 732.000 dólares. O atacante utilizou uma transação de front-running para monopolizar o direito de empacotar blocos, inserindo transações antes e depois da transação alvo, fazendo com que o preço de execução real da vítima se desviasse significativamente do esperado.

No ecossistema Solana, os ataques de sanduíche são não apenas frequentes, mas também surgiram novos modos de ataque. Alguns validadores suspeitam-se de conluio com os atacantes, revelando dados de transações para saber antecipadamente as intenções de negociação dos usuários, permitindo assim um ataque preciso. Isso fez com que os lucros de alguns atacantes na cadeia Solana aumentassem de dezenas de milhões de dólares para mais de cem milhões de dólares em um curto espaço de tempo.

Estes dados e casos mostram que os ataques de sanduíche MEV tornaram-se um problema sistémico que surgiu com o aumento do volume de transações e a complexidade das redes de blockchain.

Três, o mecanismo de operação e os desafios técnicos dos ataques de sanduíche

Com o aumento contínuo do volume de transações no mercado, a frequência dos ataques MEV e o lucro por transação estão em tendência ascendente. Para implementar um ataque de sanduíche, é necessário atender às seguintes condições:

1. Monitorização e captura de transações: Monitorizar em tempo real as transações pendentes de confirmação no pool de memórias, identificando transações com um grande impacto nos preços.
2. Competição pelo direito de embalagem prioritária: usar taxas de gas ou taxas prioritárias mais altas para garantir que sua transação seja executada antes ou depois da transação alvo.
3. Cálculo preciso e controle de slippage: calcular com precisão o volume de negociação e o slippage esperado, impulsionando as flutuações de preço e garantindo que a negociação alvo não falhe devido ao desvio do slippage definido.

Este tipo de ataque não só requer robôs de negociação de alto desempenho e uma resposta rápida da rede, mas também implica o pagamento de altas taxas de minerador para garantir a prioridade das transações. Em uma competição acirrada, vários robôs podem simultaneamente disputar a mesma transação-alvo, comprimindo ainda mais a margem de lucro. Essas barreiras tecnológicas e econômicas constantemente forçam os atacantes a atualizar algoritmos e estratégias, ao mesmo tempo que fornecem uma base teórica para o design de mecanismos de defesa.

Quatro, Estratégias de Resposta e Prevenção da Indústria

Estratégias de prevenção para utilizadores comuns

1. Defina uma proteção de slippage razoável: com base nas flutuações do mercado e nas condições de liquidez esperadas, defina de forma razoável a tolerância ao slippage, evitando perdas devido a configurações inadequadas.
2. Usar ferramentas de transação privada: Com a ajuda de RPC privado, leilões de empacotamento de ordens e outras tecnologias, esconder os dados da transação fora da pool de memória pública, reduzindo o risco de ataques.

Sugestões de melhorias tecnológicas a nível de ecossistema

1. Separação da ordenação de transações e do proponente-construtor (PBS): limita o controle de um único nó sobre a ordenação de transações, reduzindo a probabilidade de os validadores utilizarem a vantagem da ordenação para extrair MEV.
2. MEV-Boost e mecanismos de transparência: introduzir serviços de retransmissão de terceiros e soluções como o MEV-Boost, para aumentar a transparência e competitividade no processo de construção de blocos.
3. Mecanismo de leilão de pedidos off-chain e subcontratação: através da subcontratação de pedidos e leilão de pedidos, é possível realizar a correspondência em massa, aumentando a eficiência de preços e reduzindo a possibilidade de operações individuais.
4. Contratos inteligentes e atualização de algoritmos: Utilizando tecnologias de inteligência artificial e aprendizado de máquina para melhorar a monitorização em tempo real e a capacidade de previsão de flutuações anormais de dados na blockchain, ajudando os usuários a evitar riscos.

Com a expansão do ecossistema DeFi, o MEV e as técnicas de ataque relacionadas enfrentarão mais desafios técnicos e jogos econômicos. No futuro, além de melhorias tecnológicas, como alocar de forma razoável os incentivos econômicos, garantindo a descentralização e a segurança da rede, se tornará um importante tópico de interesse na indústria.

V. Conclusão

Os ataques de sandwich MEV evoluíram de vulnerabilidades ocasionais para um mecanismo sistemático de extração de lucros, representando um desafio severo para a segurança dos ativos dos usuários e para o ecossistema DeFi. Casos recentes indicam que o risco de ataques de sandwich em plataformas mainstream continua a aumentar. Para proteger os ativos dos usuários e a equidade do mercado, o ecossistema blockchain deve trabalhar em conjunto na inovação tecnológica, na otimização dos mecanismos de negociação e na colaboração regulatória. Só assim, o ecossistema DeFi poderá equilibrar inovação e risco, alcançando um desenvolvimento sustentável.