블록체인 추출 가능 가치 정량화: 보안 위험과 경제적 영향

목차

1. 서론

블록체인 추출 가능 가치(BEV)는 블록체인 인센티브 구조의 근본적인 변화를 나타내며, 기회주의적 트레이더들이 탈중앙화 금융(DeFi) 스마트 계약에서 금전적 가치를 추출합니다. DeFi 프로토콜에 900억 달러 이상이 잠겨 있는 만큼 금융적 이해관계는 상당합니다. BEV 추출은 샌드위치 공격, 청산, 그리고 블록체인 트랜잭션의 투명한 특성을 이용한 차익거래 기회 등 다양한 메커니즘을 통해 발생합니다.

핵심 문제는 채굴자들이 블록 내 트랜잭션 순서를 통제하는 정보 비대칭에 있으며, 이는 블록체인 보안을 잠재적으로 훼손할 수 있는 가치 추출 기회를 창출합니다. 선행 연구에 따르면 해시율의 10%만 가진 합리적인 채굴자라도 BEV 기회가 블록 보상의 4배를 초과할 경우 이더리움을 포크할 것임을 보여주며, 이는 심각한 보안 영향을 강조합니다.

2. 블록체인 추출 가능 가치 프레임워크

2.1 BEV 분류

BEV는 세 가지 주요 공격 벡터로 분류할 수 있습니다:

• 샌드위치 공격: 가격 민감 작업 주변에서 피해자 트랜잭션의 선행 실행 및 후행 실행
• 청산: 대출 프로토콜에서 담보 부족 포지션 활용
• 차익거래: 탈중앙화 거래소 간 가격 차이 활용

2.2 경제적 영향 분석

우리의 분석은 엄청난 BEV 추출 수치를 보여줍니다:

• 샌드위치 공격: 750,529건의 공격으로 $174.34M 수익
• 청산: 31,057건의 트랜잭션으로 $89.18M 추출
• 차익거래: 1,151,448건의 트랜잭션으로 $277.02M 창출

3. 기술적 방법론

3.1 트랜잭션 재실행 알고리즘

우리는 기본 로직을 이해하지 않고도 확인되지 않은 트랜잭션을 대체할 수 있는 새로운 애플리케이션 독립적 트랜잭션 재실행 알고리즘을 개발했습니다. 이 알고리즘은 다음과 같이 작동합니다:

function replayTransaction(victim_tx, attacker_address) {
    // 수익성 있는 트랜잭션을 위해 메모리풀 모니터링
    if (isProfitable(victim_tx)) {
        // 더 높은 가스비로 대체 트랜잭션 생성
        replacement_tx = createReplacementTx(victim_tx, attacker_address);
        replacement_tx.gasPrice = victim_tx.gasPrice * 1.1;
        
        // 네트워크에 제출
        broadcast(replacement_tx);
        
        return estimateProfit(replacement_tx, victim_tx);
    }
}

이 알고리즘은 32개월간의 블록체인 데이터에서 57,037.32 ETH($35.37M USD)의 예상 수익을 창출했습니다.

3.2 수학적 프레임워크

BEV 추출의 수익성은 다음 방정식을 사용하여 모델링할 수 있습니다:

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

여기서:

• $P_{BEV}$ = 총 BEV 수익
• $V_i$ = 기회 $i$에 대한 트랜잭션 가치
• $\Delta p_i$ = 가격 영향 백분율
• $C_{gas}$ = 가스 비용
• $C_{risk}$ = 위험 비용 (체인 재구성 위험 포함)
• $S_i$ = 성공 확률

4. 실험 결과

4.1 BEV 추출 통계

우리의 종합적인 분석은 32개월간의 블록체인 데이터를 포함하며 다음을 포착했습니다:

• 49,691개의 다양한 암호화폐
• 60,830개의 온체인 시장
• BEV 추출에 참여한 11,289개의 고유 주소

다른 범주별 BEV 분포는 차익거래가 가장 큰 비중(51.2%)을 차지하고, 그 다음으로 샌드위치 공격(32.2%), 청산(16.5%) 순입니다.

4.2 보안 영향

중앙화된 BEV 중계 시스템의 등장은 합의 계층 공격을 악화시킵니다. 이러한 시스템은 다음과 같은 결과를 창출합니다:

• 수익성 있는 중계 서비스 주변의 채굴자 중앙화 증가
• 트랜잭션 순서 지정의 투명성 감소
• 시간 도둑 공격 능력 강화

우리의 분석은 BEV 기회가 합리적인 채굴자들이 체인을 포크하도록 인센티브를 받는 임계값을 자주 초과하며, 가장 높은 BEV 사례가 이더리움 블록 보상의 616.6배에 달한다는 것을 확인합니다.

5. 향후 적용 및 연구 방향

BEV 생태계는 여러 신흥 트렌드와 함께 계속 진화하고 있습니다:

5.1 완화 전략

• 공정한 순서 지정 서비스: 공정한 트랜잭션 순서 지정을 위한 암호화 기술
• 암호화된 메모리풀: 개인정보 보호 트랜잭션 제출 메커니즘
• MEV 경매 시스템: 트랜잭션 순서 지정 권리에 대한 투명한 시장

5.2 프로토콜 수준 솔루션

• 트랜잭션 개인정보 보호를 위한 임계값 암호화
• 민감한 작업을 위한 커밋-리빌 방식
• 확률적 트랜잭션 순서 지정 프로토콜

5.3 연구 기회

• 크로스체인 BEV 추출 분석
• 레이어-2 솔루션 취약점
• MEV 저항 프로토콜의 형식 검증

원본 분석

6. 참고문헌