ارزش استخراج‌پذیر بلاک‌چین: سنجش ریسک‌های امنیتی و تأثیر اقتصادی

فهرست مطالب

1. مقدمه

ارزش استخراج‌پذیر بلاک‌چین (BEV) نشان‌دهنده تغییر بنیادین در ساختارهای انگیزشی بلاک‌چین است، جایی که معامله‌گران فرصت‌طلب ارزش پولی را از قراردادهای هوشمند امور مالی غیرمتمرکز (DeFi) استخراج می‌کنند. با بیش از ۹۰ میلیارد دلار سرمایه قفل‌شده در پروتکل‌های DeFi، سود مالی قابل توجه است. استخراج BEV از طریق مکانیسم‌های مختلفی از جمله حملات ساندویچی، نقدشوندگی‌ها و فرصت‌های آربیتراژ که از ماهیت شفاف تراکنش‌های بلاک‌چین سوءاستفاده می‌کنند، رخ می‌دهد.

مشکل اصلی در عدم تقارن اطلاعاتی نهفته است که در آن ماینرها ترتیب قرارگیری تراکنش‌ها در بلاک‌ها را کنترل می‌کنند و فرصت‌هایی برای استخراج ارزش ایجاد می‌کنند که به طور بالقوه می‌تواند امنیت بلاک‌چین را به خطر بیندازد. مطالعات پیشین نشان داده‌اند که ماینرهای منطقی با تنها ۱۰ درصد نرخ هش، اگر فرصت‌های BEV بیش از ۴ برابر پاداش بلاک باشد، اتریوم را فورک خواهند کرد که نشان‌دهنده پیامدهای امنیتی جدی است.

2. چارچوب ارزش استخراج‌پذیر بلاک‌چین

2.1 طبقه‌بندی BEV

BEV را می‌توان در سه بردار حمله اصلی دسته‌بندی کرد:

• حملات ساندویچی: فرانت-رانینگ و بک-رانینگ تراکنش‌های قربانی در اطراف عملیات حساس به قیمت
• نقدشوندگی‌ها: سوءاستفاده از موقعیت‌های کم‌وثیقه در پروتکل‌های وام‌دهی
• آربیتراژ: بهره‌برداری از اختلاف قیمت در صرافی‌های غیرمتمرکز

2.2 تحلیل تأثیر اقتصادی

تحلیل ما ارقام حیرت‌آور استخراج BEV را نشان می‌دهد:

• حملات ساندویچی: ۷۵۰,۵۲۹ حمله با سود ۱۷۴.۳۴ میلیون دلار
• نقدشوندگی‌ها: ۳۱,۰۵۷ تراکنش با استخراج ۸۹.۱۸ میلیون دلار
• آربیتراژ: ۱,۱۵۱,۴۴۸ تراکنش با تولید ۲۷۷.۰۲ میلیون دلار

3. روش‌شناسی فنی

3.1 الگوریتم بازاجرای تراکنش

ما یک الگوریتم نوآورانه بازاجرای تراکنش مستقل از برنامه توسعه داده‌ایم که می‌تواند تراکنش‌های تأییدنشده را بدون درک منطق زیرین جایگزین کند. این الگوریتم به شرح زیر عمل می‌کند:

function replayTransaction(victim_tx, attacker_address) {
    // نظارت بر ممپول برای تراکنش‌های سودآور
    if (isProfitable(victim_tx)) {
        // ایجاد تراکنش جایگزین با گاز بالاتر
        replacement_tx = createReplacementTx(victim_tx, attacker_address);
        replacement_tx.gasPrice = victim_tx.gasPrice * 1.1;
        
        // ارسال به شبکه
        broadcast(replacement_tx);
        
        return estimateProfit(replacement_tx, victim_tx);
    }
}

این الگوریتم سود تخمینی ۵۷,۰۳۷.۳۲ اتر (۳۵.۳۷ میلیون دلار آمریکا) طی ۳۲ ماه داده بلاک‌چین به دست آورد.

3.2 چارچوب ریاضی

سودآوری استخراج BEV را می‌توان با استفاده از معادله زیر مدل کرد:

$$P_{BEV} = \sum_{i=1}^{n} (V_i \times \Delta p_i - C_{gas} - C_{risk}) \times S_i$$

جایی که:

• $P_{BEV}$ = سود کل BEV
• $V_i$ = ارزش تراکنش برای فرصت $i$
• $\Delta p_i$ = درصد تأثیر قیمت
• $C_{gas}$ = هزینه‌های گاز
• $C_{risk}$ = هزینه‌های ریسک (شامل ریسک بازآرایی زنجیره)
• $S_i$ = احتمال موفقیت

4. نتایج تجربی

4.1 آمار استخراج BEV

تحلیل جامع ما ۳۲ ماه داده بلاک‌چین را پوشش داد و موارد زیر را ثبت کرد:

• ۴۹,۶۹۱ ارز رمزنگاری مختلف
• ۶۰,۸۳۰ بازار زنجیره‌ای
• ۱۱,۲۸۹ آدرس منحصربه‌فرد مشارکت‌کننده در استخراج BEV

توزیع BEV در دسته‌های مختلف نشان می‌دهد که آربیتراژ بزرگ‌ترین سهم (۵۱.۲٪) را به خود اختصاص داده است، پس از آن حملات ساندویچی (۳۲.۲٪) و نقدشوندگی‌ها (۱۶.۵٪) قرار دارند.

4.2 پیامدهای امنیتی

ظهور سیستم‌های متمرکز رله BEV حملات لایه اجماع را تشدید می‌کند. این سیستم‌ها ایجاد می‌کنند:

• متمرکزسازی افزایش‌یافته ماینرها در اطراف خدمات رله سودآور
• کاهش شفافیت در ترتیب‌دهی تراکنش‌ها
• قابلیت‌های تقویت‌شده برای حملات تایم-باندیت

تحلیل ما تأیید می‌کند که فرصت‌های BEV اغلب از آستانه بحرانی فراتر می‌روند که در آن ماینرهای منطقی برای فورک کردن زنجیره تشویق می‌شوند، با بالاترین نمونه BEV که به ۶۱۶.۶× پاداش بلاک اتریوم رسید.

5. کاربردهای آینده و جهت‌های پژوهشی

اکوسیستم BEV با چندین روند نوظهور همچنان در حال تکامل است:

5.1 راهبردهای کاهش

• خدمات ترتیب‌دهی منصفانه: تکنیک‌های رمزنگاری برای ترتیب‌دهی منصفانه تراکنش
• ممپول‌های رمزگذاری‌شده: مکانیسم‌های ارسال تراکنش حافظ حریم خصوصی
• سیستم‌های مزایده MEV: بازارهای شفاف برای حقوق ترتیب‌دهی تراکنش

5.2 راه‌حل‌های سطح پروتکل

• رمزگذاری آستانه‌ای برای حریم خصوصی تراکنش
• طرح‌های commit-reveal برای عملیات حساس
• پروتکل‌های ترتیب‌دهی تصادفی تراکنش

5.3 فرصت‌های پژوهشی

• تحلیل استخراج BEV بین زنجیره‌ای
• آسیب‌پذیری‌های راه‌حل‌های لایه-۲
• verification رسمی پروتکل‌های مقاوم در برابر MEV

تحلیل اصلی

6. مراجع