イーサリアムのダークフォレストが広がる中、なぜ DeFi はプライバシー版 Uniswap を必要とするのか？

この記事はManta Networkからの引用です。

これは隠れた操作された市場であり、高頻度取引業者はナノ秒（10億分の1秒）の時間差を利用して「獲物」を捕らえ、迅速に売買を行い、巨額の利益を得ています。これは「ダークプール」の中の「ゲーム」であり、速度が全てです。

これはマイケル・ルイスが『高頻度取引業者』の中で描写したウォール街の金銭ゲームであり、一部の人々は速度を生み出すリソースを掌握することで、市場情報をいち早く入手し、利益を得ることができるのです。彼らは先行して取引を行うために、史上最も真っ直ぐなデータ伝送光ファイバーを建設しました。

ウォール街のような中央集権的な金融システムでは、制度の不平等や透明性の欠如などの理由から、一般の投資家が最先端の技術設備を持つプロのトレーダーと競争することは非常に難しく、多くの場合、彼らは捕らえられる「獲物」となっています。

分散型金融（DeFi）の台頭に伴い、多くの革新的で許可不要な分散型金融ツールが登場し、人々に前例のない豊富な製品体験をもたらしました。Uniswapを代表とする分散型取引所（DEX）は急成長し、DeFiは短期間で千億規模の市場に成長しました。

現在の主流のAMMベースの分散型取引所は非常に理想的な設計に見えます。これらはより効率的な価格発見やより公平な取引を提供し、スマートコントラクトによって安全性が保証され、中央集権的な取引所の不正リスクを回避します。ユーザーの注文はスマートコントラクトによって実行され、イーサリアムネットワーク上で公開されます。

しかし、これらの意図が最大のDeFiの土壌であるイーサリアムを恐ろしい「暗黒の森」に成長させました。

イーサリアムの暗黒の森

「暗黒の森の法則」は、著名なSF小説『三体』に由来します。小説の中で、劉慈欣は宇宙を暗黒の森に例え、各文明はこの暗黒の森の中を潜行するハンターであるとしています。もしある文明が宇宙で別の文明を発見した場合、それはハンターが獲物に向かって発砲するように攻撃を仕掛け、最終的には必ず一つの文明が滅びることになります。

昨年のDeFiの夏の始まりと共に、イーサリアムなどのブロックチェーンネットワーク上では、行動が露見したために「他の文明」に攻撃されることが非常に一般的な現象となりました。

2019年、コーネル大学のブロックチェーン研究者フィリップ・ダイアン（Philip Daian）が発表した論文『Flash Boys 2.0』では、ウォール街の高頻度取引業者と同様に、ブロックチェーン上のアービトラージボットがDEXの公開透明性やネットワーク遅延などの特性を利用して先行取引を行い、他のユーザーを収穫することができると指摘しています。

Coindeskのコラムニストフランセス・コッポラは、イーサリアムネットワークを「明るい池」（Lit Pool、暗い池に対して）と表現しています。「獲物はハンターの存在を明確に知っていますが、逃げることはできません。」

あなたがイーサリアム上で取引を提出すると、その取引はmempool（公共メモリプール）でマイナーがパッケージ化するのを待っています。この取引は逃げ場のない待ちぼうけのアヒルのようなもので、誰もがそれを見ることができます。この取引はコピーされ、先行取引され、さらには盗まれることもあります。

ユーザーがイーサリアムネットワーク上で取引を開始すると、取引情報はノードにブロードキャストされ、各取引には手数料、つまりGas費が付随します。一般的に、マイナーは受け取った取引をGas費の高い順に並べ替え、どの取引を先にブロックに含めるかを決定します。

イーサリアムチェーン上で取引量が急増した場合、取引送信者はマイナーに早く受け入れてもらうために、その取引のGasを引き上げることができます。通常の取引手数料やブロック報酬とは別に、この部分がマイナーが抽出できる価値（Miner Extractable Value、以下「MEV」）となります。

長い間、イーサリアムはこのようにブロック順に秩序立って運営されてきました：より高い入札を行ったユーザーの取引が優先的にパッケージ化され、マイナーもより多くのチップを得ることができ、一見公平に見えます。

イーサリアムシステムには、外部アカウントと契約アカウントの2種類のアカウントが含まれています。外部アカウント間の通常の取引は21,000のGasを消費しますが、契約アカウントの取引はスマートコントラクトの複雑さに応じて必要なGasが異なります。スマートコントラクトを実行する取引は、数十万、さらには百万のGasを消費することがあります。

2020年の夏、イーサリアムアプリケーション層の爆発はDeFiの大繁栄をもたらし、AMM、担保貸付、流動性耕作、アルゴリズム安定コインなどの一連の革新的な製品が登場しました。イーサリアム上の契約相互作用はますます複雑になり、これらのスマートコントラクトを呼び出すために必要なGasも増加し、MEVも爆発的に増加しました。

出典：https://explore.flashbots.net/

さまざまな優れたプロジェクトのIDO、異なるDeFiプラットフォーム間のアービトラージ機会、市場の大幅な変動時に発生する清算取引… イーサリアム上の各スマートコントラクトの相互作用には、巨大な富が潜んでいます。利益を追求する中で、DeFiの世界にはより多くの役割が登場しました------機会をうかがうクジラ、アービトラージボット、清算ボット、ハッカー、そして先行取引ボットです。彼らはイーサリアムという暗黒の森の中で、自分たちの富の機会を探し求めており、彼らは「サーチャー」と総称されています。

そして、DeFiのライフラインであるDEXは、これらのサーチャーが争奪する焦点となっています。

透明なGAS競争

イーサリアムや他のパブリックチェーン上では、誰でも公開透明な情報と取引確認の遅延を利用して他のユーザーのDEX取引を監視し、相手の取引意図を発見した後、Gas費を引き上げることで自分の取引を前に持ってくることができ、先行取引を完了させることができます。

類似の行為には、バックラン（back-running）やサンドイッチ攻撃（sandwich attack）があります。

このプロセスを理解するために、非常にシンプルな例を考えてみましょう：ユーザーBはmempoolを監視して、ユーザーAがUniswapで大量のETHを購入しようとしているのを発見しました。その数量はETHの価格を押し上げる可能性があるため、ユーザーBはその大口取引が成立する前により高いGasでより早い取引を開始（先行取引）し、その後ユーザーAに続いてより高い価格でETHを売却（バックラン）し、差額を成功裏に得ます。こうしてユーザーBは左右から挟み撃ちを行い、サンドイッチ攻撃を完了させました。

MEVの価値を追求することは、多様なボットの種類を生み出しました：先行取引ボット、バックランボット、清算ボット…. 彼らはチェーン上で「搾取」の機会を探し、ハッカーさえも逃しません。皮肉なことに、今年3月に発生したDODOのセキュリティ脆弱性攻撃事件では、ハッカーが先行取引ボットに横取りされました。

この先行取引ビジネスは実際にはリスクがないわけではありません。巨額の利益の可能性がますます多くのボットを競争に引き寄せています。すべての人が大口注文を狙うと、最終的な勝者は一人だけであり、他のほとんどのボットはただの付き添いに過ぎません。このプロセスで消費される大量のGasは無駄に流れてしまいます。

多くの利益を得る戦略は、勝者がすべてを持っていくことになります。市場で全員が同じことをしようとすると、すべてのお金を持っていくのは、データを最も早く収集し、適切に反応できるコンピュータを持つ人です。

------『高頻度取引業者』

ウォール街の金融ゲームでは、速度が最も強力な武器です。そして、イーサリアムのこの暗黒の森では、先行取引ボットがどれだけ速くても、最終的に食物連鎖の頂点に立つのはマイナーです。

イーサリアム上では、マイナーは自らが生成するブロック内の取引の順序を制御する権利を持ち、彼らは審判であり、選手でもあります。この点が変わらない限り、マイナーは常に先行取引を行うことができます。彼らは先行取引ボットの戦略をコピーして自ら利益を得ることも、取引の順序の位置を売却して先行者と分け合うこともできます。

いずれにせよ、先行取引は本質的にDEXユーザーに対する不公平な略奪です------人々は高額のGas費を支払い、直面するのは取引の失敗や高いスリッページによる巨額の損失です。sandwiched.wtfのようなウェブサイトを通じて、誰でも先行取引ボットにどれだけの利益を搾取されたかを確認できます。

出典：sandwiched.wtf

先行取引競争の激化は貴重なブロックスペースを占有し、チェーン上の混雑を引き起こし、イーサリアムのユーザー体験に深刻な影響を与え、一般のユーザーを恐れさせ、最終的には先行取引者の楽園となります。

先行取引の問題はイーサリアムだけでなく、他のDeFiをサポートするパブリックチェーンでも一般的です。

先行取引の問題が解決されなければ、それはDEXに伴う悪夢となるでしょう：DEXのトラフィックが増えるほど、先行取引の余地が広がり、広範な取引ユーザーに対する困惑と不公平も増大し、これが逆にDEXの発展を制限することになります。

別の視点から見ると、DeFiの参加者が個人から大規模な機関に拡大するのは必然的な流れであり、より良いチェーン上のプライバシー保護も機関の参入の前提条件です。したがって、プライバシーの問題を解決しなければ、DEXの規模は一段階上に進むことができず、DeFiは真に「出圈」することができません。

先行取引の問題を解決するために、業界内では多くの提案がなされています。たとえば、ユーザーはスリッページを制限するサービスを利用したり、マイナーに直接取引するプライバシー取引を利用したりできます。Flashbotsは情報の非対称性を排除し、アービトラージの機会を公にし、利害関係者が共有できる解決策------MEV-Gethを提供しました。IDEXのような分散型取引所は、オーダーブックモデルに基づくDEXプロトコルを使用し、オフチェーンで注文をマッチングし、オンチェーンで清算を行いますが、これらは効率を保証しながら本質的に先行取引の問題を解決することはできません。

プライバシー版Uniswap

シンプルな設計、超効率的なGas効率と資金効率のため、AMMはDeFiにおける最も革新的な発明の一つとされ、DEX取引額の爆発的な成長を促しました。プライバシー保護の問題を根本的に解決し、効率を犠牲にしないためには、プライバシー版Uniswapが必要です。

分散型金融全体のプライバシー保護基盤インフラを目指すManta Networkは、zk-SNARK暗号技術に基づく分散型プライバシー決済プロトコル------MantaPayと分散型プライバシートークン交換プロトコル------MantaSwapを開発しました。

ユーザーはMantaPayを使用して、Polkadotおよびそのパラチェーン上のさまざまな資産を1:1の比率で対応するプライバシートークンに置き換え、プライバシートークンを使用して決済を行うことができます。同時に、これらのプライバシートークンはMantaSwapで交換でき、取引者の情報が漏れることはありません。

出典：Manta Network Whitepaper

MantaSwapは、DeFiの世界で初めてzk-SNARK暗号技術を使用してユーザーのオンチェーンプライバシーを保護する分散型取引所であり、取引ユーザーと流動性提供者のプライバシーを保証します。同時に、流動性提供者のLPトークンもプライバシーがあり、取引可能です。MantaSwapはUniswapなどの主流DEXと同様にAMMに基づいており、ユーザーの取引プライバシーを保証しつつ、AMMの設計のシンプルさがより高いGas効率と資金効率を確保します。

Uniswapなどの従来の分散型取引所と比較して、MantaSwapはユーザーがさまざまな主流デジタル資産を取引する際に、取引ユーザーのエンドツーエンドのプライバシーが漏れないことを保証します。ユーザーの取引意図が隠されると、先行取引者は何もできません。

Mantaは、Polkadotエコシステムチェーン資産の分散型プライバシー決済と分散型プライバシー取引をカバーしており、プライバシー保護に強いニーズを持つユーザー、特に機関ユーザーにとって代替不可能です。Polkadotのパラチェーンに基づくことで、十分な分散化を保障しつつ、イーサリアムよりも優れた性能とよりカスタマイズされた設計を持ち、単独のパブリックチェーンよりも強力な相互運用性を持つことができます。Mantaのビジョンは、分散型金融全体のプライバシー保護のリーダーになることです。

個人ユーザーがますますプライバシーを重視し、多くの機関が暗号通貨に参入している今日、私たちはプライバシー版のUniswapが必要です。DeFiが誰もが利用できる公平で民主的な革新の場に戻り、先行取引者の楽園ではなくなることを願っています。

参考資料

Ethereum, Dark Forests and the Limits of Transparency
https://www.coindesk.com/ethereum-dark-forests-limits-of-transparency

Front Running：去中心化取引のアキレス腱
https://www.chainnews.com/articles/285280126963.htm

Manta Network Whitepaper
https://eprint.iacr.org/2021/743.pdf

Flash Boys 2.0: Frontrunning, Transaction Reordering, and Consensus Instability in Decentralized Exchanges
https://arxiv.org/abs/1904.05234

『高頻度取引業者 ウォール街の速度ゲーム』著者：マイケル・ルイス