Introduction

La pratique du front-running est un problème de longue date sur les marchés financiers. Elle est issue de la finance traditionnelle, où les courtiers ou les initiés utilisaient des informations privilégiées pour passer des ordres avant les clients. Elle est établie comme étant contraire à l'éthique et illégale, et les autorités de régulation appréhendent et poursuivent les coupables.

Dans l'espace crypto, le front-running se produit on-chain en raison de la nature transparente des transactions de blockchain publiques. Les traders, les robots, et même les validateurs ou mineurs peuvent exploiter les transactions en attente dans le mempool pour réaliser des profits.

Contrairement aux marchés traditionnels, le front-running crypto existe dans une zone grise sur le plan légal. Bien que généralement considéré comme contraire à l'éthique, seuls ceux ayant l'expertise technique pour manipuler l'ordre des transactions peuvent pleinement tirer parti de cette opportunité.

Qu'est-ce que le front running en crypto ?

Le front-running dans la crypto consiste à exploiter les transactions en attente publiquement visibles pour obtenir un avantage financier en exécutant un échange avant que la transaction originale ne soit traitée.

Généralement, les transactions sur la blockchain ne s'exécutent pas instantanément. Au lieu de cela, elles entrent dans une zone d'attente appelée mempool (pool de mémoire), où elles restent en attente jusqu'à ce que les mineurs ou les validateurs les traitent. C'est la fenêtre d'opportunité pour les acteurs malveillants de surveiller les échanges et de déterminer la transaction la plus significative qui serait la plus rentable. Ils utilisent souvent des robots et paient des frais de gaz plus élevés pour obtenir la priorité dans le traitement de ces transactions.

Le front-running est principalement ciblé sur les échanges décentralisés, les gros trades et les tokens à faible liquidité avec des mouvements de prix exagérés. Bien que cela soit possible sur des tokens à grande capitalisation, la forte concurrence, la liquidité profonde et les frais de gaz élevés le rendent moins pratique, sauf si le profit attendu est substantiel.

Formes de front-running dans la crypto

Le front-running dans la crypto prend différentes formes selon les conditions du marché, les acteurs impliqués et les stratégies d'exécution. Voici les principaux types de front-running et comment ils fonctionnent;

Déplacement

Les traders surveillent le mempool pour de gros ordres d'achat ou de vente et passent des transactions à l'avance pour profiter du mouvement de prix anticipé. Par exemple, un attaquant pourrait acheter des actifs juste avant qu'un gros ordre ne soit exécuté en offrant un prix du gaz plus élevé, garantissant que sa transaction est priorisée et traitée avant celle de la victime.

Répression

Les acteurs malveillants profitent du volume élevé de transactions en surveillant les grosses commandes. Lorsqu'ils en repèrent une, ils génèrent un groupe de transactions qui submerge le réseau. Par conséquent, la victime a du mal à exécuter sa propre commande, car sa transaction peine à trouver de la place dans le même bloc en raison du nombre écrasant de transactions haute priorité concurrentes.

Valeur Maximale Extrayable (MEV) Front-Running par les Validateurs/ Mineurs

Les mineurs ou les validateurs réorganisent les transactions au sein d'un bloc pour extraire la Valeur Maximale Extractible (MEV). Au lieu de traiter les transactions dans l'ordre d'arrivée, ils donnent la priorité à leurs propres transactions ou à celles des autres qui génèrent la valeur extractible maximale (MEV), c'est-à-dire la capacité d'extraire des bénéfices en manipulant l'ordre des transactions.

Exemple :

• Par exemple, s'ils voient un gros ordre d'achat, ils peuvent insérer leurs propres transactions avant la transaction profitable observée.
• Après l'exécution de l'ordre initial important et l'augmentation ultérieure du prix, ils peuvent vendre leurs avoirs pour réaliser un profit.

Attaques Sandwich

Dans une attaque sandwich, l'acteur malveillant identifie un important échange en attente et place deux transactions autour de celui-ci : une commande avant et une après la transaction de la victime.

Par exemple : Si un utilisateur essaie d'acheter un jeton à 1,00 $, l'attaquant achète en premier, pousse le prix à 1,10 $, puis le revend au prix gonflé, réalisant un profit aux dépens de l'utilisateur.

Comment fonctionne le front-running : une analyse étape par étape

Source :Hacken

Détection d'une transaction en attente rentable

• Toutes les transactions sur une blockchain passent d'abord par une zone de stockage temporaire appelée le « mempool » avant d'être confirmées.
• Les précurseurs utilisent des robots pour scanner le mempool à la recherche de transactions exploitables, telles que de gros ordres d'achat, des opportunités d'arbitrage ou des événements de liquidation.
• Ils ciblent les transactions qui auront un impact significatif sur le prix d'un actif.

Exemple : Un trader soumet un ordre d'achat important pour le jeton A sur Uniswap. Le bot de front running détecte cette transaction dans le mempool.

Soumettre une transaction similaire avec des frais de gaz plus élevés

• Une fois qu'un leader identifie une transaction rentable, il crée rapidement une transaction similaire mais augmente les frais de gaz pour en prioriser l'exécution.
• Étant donné que Ethereum et d'autres blockchains traitent les transactions dans l'ordre des frais de gaz payés, la transaction du front-runner est exécutée en premier.

Exemple : Le front-runner soumet son ordre d'achat pour le jeton A avec des frais de gaz plus élevés pour traiter sa commande avant la transaction du trader original.

La transaction du Front-Runner s'exécute en premier, faisant varier le prix

• Puisque le front-runner achète le jeton en premier, leur achat fait augmenter le prix.
• Lorsque la transaction d'origine s'exécute, elle se remplit à un prix plus élevé en raison de l'impact sur le prix causé par le trading du front-runner.

Exemple : L'ordre d'achat du meneur fait augmenter le prix du jeton A de 10 $ à 11 $ avant que l'ordre du trader original ne soit exécuté.

La transaction originale s'exécute à un taux moins favorable

• Le trader original, inconscient de l'attaque de front running, voit son trade traité au nouveau prix plus élevé.
• Ils rencontrent un glissement accru (une exécution de prix pire que prévu).
• Le front-runner bénéficie de l'augmentation artificielle des prix.

Exemple : Au lieu d'acheter le jeton A à 10 $ comme prévu, l'ordre du trader s'exécute à 11 $ en raison de l'augmentation du prix causée par le front-running.

Le leader sortant, sécurisant un profit

• Après que la transaction du trader original est terminée, le front-runner vend le jeton au prix gonflé.
• Cela se traduit par un profit immédiat pour le front-runner, souvent aux dépens des traders inconscients.
• Dans certains cas, les robots répètent continuellement ce processus pour extraire des bénéfices de multiples transactions.

Exemple : Le front-runner vend le Token A à 11 $, réalisant un profit de la différence de prix.

Études de cas

Attaques par sandwich sur Solana

Un rapport publiéEn 2024, Blockworks a confirmé que les incidents de front-running ont continué sur la blockchain Solana. Cela était dû à un groupe de validateurs participant à des mempools privés qui facilitent les "attaques sandwich". En réponse, la Fondation Solana a pénalisé les validateurs impliqués.

Par conception, la blockchain Solana ne fournit pas de mempool public aux utilisateurs pour surveiller les transactions en attente, rendant le front-running beaucoup plus difficile. Cependant, en tant que participants principaux, les validateurs ont toujours accès pour visualiser les transactions traitées.

Front running défensif - Piratage de Curve Finance

En juillet 2023, Curve Finance, une plateforme de finance décentralisée (DeFi) de premier plan, a connu une importante violation de sécurité en raison de vulnérabilités dans des versions spécifiques du langage de programmation Vyper utilisé dans leurs contrats intelligents. Cette exploitation a ciblé plusieurs pools de liquidité, entraînant des pertes financières substantielles.

En réponse, les acteurs éthiques ont déployé des stratégies de front running pour contrer les transactions malveillantes, ils ont déployé des bots MEV pour exécuter préventivement les transactions avant les tentatives du pirate, interceptant et sécurisant efficacement les fonds en danger. Notamment, l'opérateur connu sous le nom de "c0ffeebabe.eth" a réussi à front-runner avec succès l'attaquant, sécurisant 2 879 ETH (environ 5,4 millions de dollars) et les retournant ensuite à Curve Finance.

L'impact du front-running sur le marché des crypto-monnaies

Adoption limitée

Le front-running crée une réputation négative pour le marché des cryptomonnaies, en particulier pour les échanges décentralisés, car les traders qui estiment que leurs transactions sont exposées au front-running évitent d'utiliser ces plateformes.

Manipulation

Les intervenants en avant manipulent l'activité du marché pour générer un engouement artificiel autour d'un jeton, induisant en erreur les traders inexpérimentés en interprétant une augmentation du volume comme un indicateur positif. Cette tactique cache la vraie valeur de l'actif.

Congestion du réseau

De multiples bots de front-running sur une blockchain peuvent engorger le réseau, entraînant des guerres d'enchères pour traiter les transactions. Les utilisateurs réguliers subissent le contrecoup de ces événements car ils doivent également payer des frais de gaz plus élevés.

Comment prévenir le front running en Crypto

Relais de transactions privées

Un relais de transaction privé dans la blockchain permet aux utilisateurs d'envoyer des transactions sur un réseau blockchain sans exposer les détails de ces transactions publiquement sur le réseau principal. Cela est généralement fait en utilisant une mempool privée distincte pour relayer les informations de transaction à la blockchain, maintenant ainsi la confidentialité pour l'expéditeur et le destinataire. Des services tels que Flashbots, Eden Network et MEV-Blocker aident les utilisateurs à contourner la mempool publique, empêchant les robots de détecter des transactions.

Protection contre le glissement

Définir une faible tolérance au glissement garantit que la transaction ne sera pas exécutée si le prix change au-delà d'une certaine limite. Il est important de mettre en place une restriction de glissement, et le pourcentage de glissement doit être compris entre 0,1 % et 5 %, en fonction des frais de réseau et de la taille de l'échange.

Ordre de transaction aléatoire

L'ordonnancement aléatoire des transactions dans une blockchain fait référence à un système où l'ordre des transactions au sein d'un bloc est déterminé de manière aléatoire. Cela empêche les acteurs malveillants de placer stratégiquement leurs transactions pour obtenir un avantage injuste. Des protocoles tels que les services de séquençage équitable (FSS) de Chainlink empêchent le réordonnancement des transactions en fonction des frais de gaz.

Ventes par lots

Certains protocoles DeFi offrent une fonction d'enchères groupées, une fonctionnalité dans laquelle plusieurs ordres individuels sont regroupés dans un "lot" et exécutés simultanément pour prévenir la manipulation et le front running.

Solutions de couche 2 (L2) et Rollups

Les solutions de couche 2 comme les ZK-Rollups masquent les détails des transactions dans le mempool, réduisant les risques de front running.

Éviter les heures de pointe des transactions

Effectuer des transactions pendant les périodes creuses peut réduire les chances d'être ciblé, car les front-runners sont plus actifs pendant les périodes de forte activité.

Limitation du taux

Implémenter des restrictions sur la fréquence des transactions à partir d'une seule adresse peut dissuader les opérations de front running qui opèrent souvent en inondant le réseau de transactions rapides et successives.

Audit de contrat intelligent

Des audits réguliers par des entreprises réputées peuvent identifier les vulnérabilités dans les contrats intelligents qui pourraient être sujets au front-running ou à d'autres activités malveillantes.

Conclusion

Le front running nuit à la réputation du marché des cryptomonnaies et compromet son objectif d'offrir une alternative plus juste aux marchés financiers traditionnels. Bien que le suivi des front-runners soit difficile, diverses solutions sont disponibles pour réduire cette pratique. Celles-ci incluent des outils anti-MEV (Valeur Maximale Extractible), des solutions de couche 2, des relais de transactions privées et de nouvelles architectures d'échange décentralisées.

Les communautés de la blockchain peuvent également mettre en place des mécanismes pour sanctionner les mineurs et les validateurs qui manipulent l'ordre des transactions pour leur propre intérêt. Au lieu de cela, l'utilisation éthique du front running, comme on l'a vu dans le hack de Curvance, devrait être encouragée. À mesure que l'industrie évolue, un effort collectif vers des pratiques commerciales plus équitables contribuera à instaurer la confiance et l'intégrité dans la finance décentralisée, créant ainsi les conditions nécessaires à une adoption généralisée.