MEV三明治攻擊全解析：從排序到閃兌的致命鏈條
作者：Daii來源：mirror
上周三（3月12日），一位加密交易者，被MEV攻擊一次性損失21.5萬美元的事情刷屏了。
2.MEV的原理
要理解MEV的工作原理，我們需要先明白Blockchain是如何記錄和更新信息的。2.1Blockchain狀態(tài)更新機(jī)制
Blockchain可以被看作是一個(gè)不斷增長的賬本，它記錄了所有發(fā)生的交易。這個(gè)賬本的狀態(tài)，例如每個(gè)賬戶的余額、Uniswap交易池中各種Tokens的儲(chǔ)備量等，都是由之前的交易決定的。
當(dāng)一個(gè)新的區(qū)塊被添加到Blockchain上時(shí)，這個(gè)區(qū)塊中包含的所有交易都會(huì)被按照它們在區(qū)塊中的排列順序逐一執(zhí)行。每執(zhí)行一筆交易，Blockchain的全局狀態(tài)就會(huì)相應(yīng)地發(fā)生改變。
也就是說，不只是區(qū)塊的順序很重要，區(qū)塊中的交易排序也很重要。那么區(qū)塊中的交易排序又是如何決定的呢？2.2驗(yàn)證者決定交易排序
當(dāng)用戶在Blockchain網(wǎng)絡(luò)上發(fā)起一筆交易時(shí)，例如這一筆通過Uniswap把USDC轉(zhuǎn)換為USDT的交易，首先會(huì)被廣播到網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。經(jīng)過初步驗(yàn)證后，這筆交易會(huì)進(jìn)入一個(gè)名為“內(nèi)存池”（mempool）的區(qū)域。內(nèi)存池就像一個(gè)等待區(qū)域，其中的交易尚未被確認(rèn)并添加到Blockchain的下一個(gè)區(qū)塊中。
以前的礦工（在PoW系統(tǒng)中），現(xiàn)在的驗(yàn)證者（在PoS系統(tǒng)中）有權(quán)從內(nèi)存池中選擇交易，并決定這些交易在下一個(gè)區(qū)塊中的排列順序。
區(qū)塊中交易的順序至關(guān)重要。 在一個(gè)區(qū)塊被最終確認(rèn)并添加到Blockchain上之前，這個(gè)區(qū)塊中的交易會(huì)按照驗(yàn)證者（比如bobTheBuilder）確定的順序執(zhí)行。這意味著，如果一個(gè)區(qū)塊中包含了多筆與同一個(gè)交易池交互的交易，那么這些交易的執(zhí)行順序?qū)⒅苯佑绊懙矫恳还P交易的結(jié)果。
這種能力使得驗(yàn)證者可以優(yōu)先處理特定交易、延遲或排除其他交易，甚至插入自己的交易來最大化利潤。
本次交易的排序，同樣重要，稍有差池就不可能攻擊成功。2.3本次MEV攻擊的交易排序
我們先簡單了解一下，本次MEV攻擊相關(guān)的3個(gè)交易：
此時(shí)這個(gè)池的USDC與USDT之間的兌換比例就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是1:1了，而是1:17了，也就是說此時(shí)需要17USDC才能兌換到1個(gè)USDT，不過這個(gè)比例只是大概，因?yàn)檫@個(gè)池是V3的，里面的流動(dòng)性不是均勻分布的。
還有一點(diǎn)，我要告訴你。實(shí)際上攻擊者并沒有一次性動(dòng)用1865萬的USDC，實(shí)際使用的USDC為109萬，連6%都不到。他是如何做到的呢？等我們把攻擊講完了會(huì)再詳細(xì)講。3.2交易2，執(zhí)行22萬USDC兌換USDT
點(diǎn)擊上圖交易2的鏈接可以看到下圖。
交易A，將池里的流動(dòng)性恢復(fù)正常，用1732萬USDT換回了交易1860萬USDC；
交易B，分贓準(zhǔn)備，將部分收益——20.4萬USDC兌換為105ETH；
交易C，分贓，將100.558ETH支付給驗(yàn)證者bob-The-Builder.eth。
至此，三明治攻擊結(jié)束。
現(xiàn)在來回答上面提到的一個(gè)很重要的問題：攻擊者如何用109萬USDC實(shí)現(xiàn)了1800萬的攻擊的。4.攻擊者是如何實(shí)現(xiàn)1800萬USDC的池攻擊的
攻擊者之所以能只用 109萬USDC 的本金，實(shí)現(xiàn) 1800萬美元級(jí)別 的攻擊，是因?yàn)锽lockchain世界存在一個(gè)神奇又特殊的機(jī)制——UniswapV3的閃電兌換（FlashSwap）。4.1什么是閃電兌換（FlashSwap）？
簡單來說：
閃電兌換允許用戶在同一筆交易中先從Uniswap池中取出資產(chǎn)，再用另一種資產(chǎn)（或同種資產(chǎn)加手續(xù)費(fèi)）償還。
只要整個(gè)操作在同一個(gè)交易內(nèi)完成，Uniswap就允許這種「先取貨、再付款」的行為。請(qǐng)注意，必須是在同一個(gè)交易內(nèi)完成。這樣設(shè)計(jì)，是為了保障Uniswap平臺(tái)自身的安全性：
零風(fēng)險(xiǎn)借貸：Uniswap允許用戶無抵押從池子臨時(shí)取走資金（類似借貸），但必須在交易結(jié)束時(shí)立即償還。
原子性（Atomicity）：整個(gè)操作必須是原子的，要么完全成功（資金歸還），要么徹底失敗（交易回滾）。
閃電兌換的設(shè)計(jì)初衷是為了更有效地進(jìn)行鏈上套利（Arbitrage），但卻不幸地被MEV攻擊者利用，成為市場操縱的利器。4.2閃電兌換，是如何助攻的？
下面我們看圖說畫，一步一步來了解一下本次攻擊的閃電兌換是如何實(shí)現(xiàn)的，見下圖。
F4攻擊者再將Curve兌換來的1755萬USDC，加上自己原本準(zhǔn)備的109萬USDC（Aave借貸所得），共1864萬USDC，一次性還給Uniswap，閃電交換完成；
這筆交易（交易1）過后，攻擊者的賬戶余額減少了109萬USDC，因?yàn)闅w還給Uniswap的1864萬USDC中只有1755萬USDC是從Curve換來的，其余的109萬USDC是攻擊者的自有資金。
你應(yīng)該發(fā)現(xiàn)了，這一筆交易實(shí)際讓攻擊者損失了109萬。但是，后面的交易3，同樣通過閃電交換的手法，不但把109萬USDC拿回頭了，而且，還賺了20多萬。
下面我們根據(jù)交易3的數(shù)據(jù)一步一步來分析一下。
K1攻擊者，用閃電交換取出在Uniswap1860萬USDC；
K2攻擊者，通過用剛剛從Uniswap取出的USDC中的一部分1730萬USDC，換回了1732萬USDT；
K1攻擊者，把從Curve換回來的1732萬USDT還給了Uniswap。閃電交換完成。你需要注意的是，攻擊者通過K2只花了1730萬USDC就獲得了1732萬USDT。余下的130（=1860-1730）萬USDC中，有109萬的自有資金，其余的21萬USDC就是本次攻擊的利潤了。
K3攻擊者，把本金還回AAVE，拿走自己701WETH，同時(shí)把20萬USDC兌換成了105ETH，并把其中的100.558ETH發(fā)給驗(yàn)證者作為小費(fèi)（約20萬美元），自己只留了1萬美元不到的收益。
你或許會(huì)驚訝，為什么攻擊者愿意將高達(dá)20萬美元的利潤拱手讓給驗(yàn)證者？4.3為什么要給20萬美元的「小費(fèi)」？
其實(shí)，這并不是慷慨，而是三明治攻擊這種MEV攻擊成功的必要條件：
攻擊成功的核心就是交易順序的精準(zhǔn)控制，而控制交易順序的正是驗(yàn)證者（bobTheBuilder）。
驗(yàn)證者不僅幫助攻擊者確保受害者的交易處于攻擊交易之間，更關(guān)鍵的是驗(yàn)證者能確保其他競爭的MEV機(jī)器人無法插隊(duì)或干擾攻擊的順利完成。
因此，攻擊者寧可犧牲絕大部分利潤來確保攻擊成功，并保留一定的利潤給自己。
需要特別說明一下，MEV攻擊也是有成本的，在Uniswap閃電兌換有成本，在Curve交易也有成本，只是由于費(fèi)率比較低大概是0.01~0.05%，所以與攻擊所得相比可以不值一提。
最后再提醒一下，MEV攻擊的防御其實(shí)也很簡單，你只需：設(shè)定好滑點(diǎn)容忍度，不要超過1%；大筆交易分幾筆執(zhí)行。所以，你大可不必因噎廢食，從此不敢在DEX（DEX）交易了。結(jié)語：黑暗森林中的警示與啟示
這起21.5萬美元的MEV攻擊事件，無疑是Blockchain世界“黑暗森林”法則的又一次殘酷展現(xiàn)。它生動(dòng)地揭示了在去中心化、無需許可的環(huán)境下，潛藏著利用機(jī)制漏洞攫取利益的復(fù)雜博弈。
從更高的層面來看，MEV的出現(xiàn)是Blockchain透明性和可編程性雙刃劍效應(yīng)的體現(xiàn)。
一方面，所有交易記錄公開可查，使得攻擊行為能夠被追蹤和分析；
另一方面，智能合約的復(fù)雜邏輯和交易執(zhí)行的確定性，也為精明的參與者提供了可乘之機(jī)。
這并非簡單的黑客行為，而是對(duì)Blockchain底層機(jī)制的深刻理解和利用，它考驗(yàn)著協(xié)議設(shè)計(jì)的魯棒性，也挑戰(zhàn)著參與者的風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)。
理解MEV，認(rèn)識(shí)其風(fēng)險(xiǎn)，才能更好地在這個(gè)充滿機(jī)遇但也暗藏危機(jī)的數(shù)字世界中航行。記住，在Blockchain的“黑暗森林”中，唯有敬畏規(guī)則、提升認(rèn)知，方能避免成為下一個(gè)被吞噬的獵物。
這也是我想通過本文努力達(dá)到的效果。