以太坊:深入体验以太坊黑暗森林：DeFi 套利机器人是如何掠夺用户的？

之前看过几篇关于以太坊黑暗森林的文章，对其中的黑暗、扭曲深感震撼。于是花了几天时间写了自己的机器人，深入体验了其间的险恶。

概述

什么是以太坊的黑暗森林？它是指以太坊上鲜为人知、却广泛存在的一种不公平的、暗黑的机制--Mempool的打包机制的特权使用。一般而言，矿工按照交易给予的矿工费高低来进行排序打包。这些交易的排序先后对于单个转账交易并无影响，然后涉及到DeFi交易，情况就不一样了。

在DeFi中，交易被打包的顺序深刻影响着其经济利益。例如，在Uniswap中，同样两个针对某交易对的买单，先被执行的交易将获得更多代币。如果你总是在一笔买单前买入同样的代币，然后又紧随其后卖出，则将「毫无风险」地获利。这也被称为提前交易。

细节

为什么提前交易可以获利？以Uniswap为例，其价格模型是x*y=常量。例如初始x=100，y=100，那么常量=10000。那么当：

Polygon Studios CEO：Polygon将于2023年深入参与PFP和艺术领域:12月27日消息，Polygon Studios 首席执行官 Ryan Wyatt 表示：2022 年 Polygon 与 OpenSea、Magic Eden、Coinbase、Robinhood 和 Phantom 建立或扩大了合作关系，并参与了游戏、DeFi 和音乐领域。Polygon 将在 2023 年深入参与 PFP 和艺术领域。[2022/12/28 22:11:26]

用户A用10个x买入y。此时x=110，y=90.9，用户A获得9.1y。

用户B用10个x买入y。此时x=120，y=83.33，用户B获得7.57y。

用户A卖出所有y。此时x=108.18，y=92.43，用户A获得11.82x。

以上例子可以看出，用户A通过提前交易，发出两个交易，一前一后包裹用户B交易，则可以「毫无风险」地获利。这里打上双引号是因为需要假设没有其他同样策略的用户A出现。在真实的市场环境中，用户B是一个真实的用户，而用户A则是一个机器人。

蓝色光标：与腾讯在作为元宇宙入口的虚拟人业务有较深入合作:11月16日消息，蓝色光标在互动平台表示，公司与腾讯在游戏、动漫、阅文等层面有深入合作；同时，在作为元宇宙入口的虚拟人业务，也有较深入合作。[2021/11/16 21:54:34]

以Uniswap为例，当前市场上充斥着大量的提前交易机器人。这些机器人时刻监控着出现在以太坊mempool中的用户交易。如果用户是大额买入某币，那么它们立刻发出两笔交易，一笔是抢在用户之前买入该币，另一笔在用户之后卖出该币。

这种提前交易机器人，不同于两个DEX间进行搬砖套利的机器人，它们是伤害用户利益的。在上面的列子中，用户B本可以获得9.1y，因为机器人A的存在，却只获得了7.57y，从而白白损失了1.53y。

例子

这种机器人就如同站在公路上，光天化日进行打劫的强盗。下面我们来看一个例子：

声音 | 科蓝软件：与蚂蚁金服在区块链方面已有广泛深入的合作:科蓝软件（SZ300663）董秘在互动平台回复投资者就“恒生减持公司股票，对科蓝和蚂蚁金服的影响及数字金融行业公司有那些进展”提问表示，科蓝与蚂蚁在互联网银行的前台、中台、后台产品和项目以及区块链方面已经有广泛深入的合作，双方是战略层面的合作，并且还在继续深化以及向其他领域扩展。 根据恒生电子(75.300,?1.19,1.61%)9月26日发布的公告：“（恒生）公司所持的科蓝软件股票的前期浮动盈利已计入公司本年度净利润中，本次出售使得科蓝软件股票部分前期浮动盈利已经转化为现金收益”，恒生在科蓝属于财务性投资，正常减持。恒生和科蓝都属金融科技公司，因细分领域不同，所以没有产品和项目合作关系，其减持对科蓝发展没有任何影响！在正在召开的云栖大会上，公司刚刚获颁“阿里云专有云首批行业ISV合作伙伴认证”，与蚂蚁共创的“电子渠道逸平台解决方案”也在上月通过了V3版本兼容性测试认证。毋庸置疑，国内数字金融行业正在起飞，公司未来会与蚂蚁一起，将更多创新的产品提供给客户。[2019/9/27]

用户在区块11331736上买入100ETH的YFL：

声音 | 李东荣：依托区块链研究工作组等 就国内外金融科技热点重点问题开展深入研究:据人民网报道，中国互联网金融协会会长李东荣做客人民网视频访谈表示，从四方面加强金融科技发展，其中提到： 第一，依托移动金融专委会、网络与信息安全专委会、金融科技发展与研究工作组、区块链研究工作组等，牵头组织行业研究力量，就国内外金融科技热点重点问题开展深入研究，主要包括英美及部分新兴市场国家金融科技监管最新进展，网络借贷、股权众筹等金融科技业态国际比较，监管科技、监管沙箱发展情况，大数据、云计算、人工智能、区块链等技术在金融领域的应用情况等。其次是持续加强金融科技标准化建设，提升行业标准化规范化水平。三是履行社会组织对外交往职能，不断加强金融科技国际交流合作。 第四，协会综合运用自身掌握数据，以及司法系统、科技公司等第三方合作数据，针对互联网资管、网络借贷、ICO、互联网非法外汇交易、涉嫌违法违规宣传活动等重点领域持续开展监测。[2018/12/27]

https://cn.etherscan.com/tx/0x4b7e5c9e25d0e4b0a0f87b68bde10b7b988bc6d7f83f7dd1fa1dd1b044a931c8

英国金融监管机构发出承诺 将对新兴的ICO市场进行深入审查:金融市场行为监管局周五表示，将对ICO市场进行审查，以此作为更多监管行动的前奏。它已经告诫消费者与投资ICO有关的“非常高的风险”。“在初始投币（ICO）市场上，FCA将收集进一步的证据，并对快速发展进行更深入的研究。调查结果将有助于确定在9月份发布的消费者警告之外是否需要在这方面进一步采取监管行动。“FCA在一份声明中表示。[2017/12/15]

在它前后出现了好几对打劫该用户的机器人，举出其中具有代表性的两对来讲解。机器人A以超高的矿工费抢在用户之前买入95ETH：

https://cn.etherscan.com/tx/0x97ab6f31785068a84c47a39e55b2ee391ee6cac2f4c82dbb0ab34f0c5b71c5b9

随后，机器人A以和用户同样的GasPrice在用户交易后卖出，获得99.24ETH，去除矿工费，该笔打劫，让机器人A获利2ETH以上：

https://cn.etherscan.com/tx/0x9e5d8a1a179867a4dbca23bd5c7fa6c8db6dd0817165ec3c3474493d69bf6a5c

在该用户交易身后，还出现了DEX间搬砖套利的机器人B。它从Balancer中买入YFL，并且在Uniswap中卖出YFL，获利1ETH左右：

https://cn.etherscan.com/tx/0x81528f2b5d0cbb217c73e1f60bbd8edda6536a8efc85cd0a9466496d4aa999c0

机器人B虽然获利，但并未对用户造成利益损失。但是机器人A则不然，机器人A所花费的巨额矿工费，以及其盈利部分，共计4.2ETH，都将由用户买单。该例子中用户，在什么都没有干的情况下，已经损失4.2ETH！

这个例子并非个例，而是几乎每个以太坊区块都能找的、普遍存在的例子。当前，以太坊的DeFi用户正在遭受严重的利益损害，而绝大部分人浑然不知！

深入

从技术上实现机器人A或B均不难。那么以太坊岂不成为一个强盗肆意打劫之地？有没有什么可以制约机器人的手段？

答案是：有，其它机器人。机器人之间也有不同的策略，也分不同的级别。如果你去认真分析现在的以太坊交易，不但普通用户遭受机器人的打劫，较弱的机器人也会受到较强的机器人的打劫。

另外一个制约机器人的点是用户交易失败。所谓交易失败，是指用户的交易执行时，因为超过用户设置的滑点，而导致交易无法完成的情况。在上面的例子中，如果用户交易失败，那么机器人将无利可图，不但如此，它们还要损失掉矿工费，和交易手续费。

而非常讽刺是，让机器人最为害怕的用户交易失败，却是由机器人自己造成的。当你在浏览器中看到某个交易有这样的报错，它大多是因为机器人的打劫：

https://cn.etherscan.com/tx/0xbc236137de0d6a9f82c04039b1c534b9d76789a8a4bda0f3546c87f9e509f016

普通用户害怕机器人，小机器人害怕大机器人。然而大机器人并不是终结。这里食物链的顶端不是别人，正式大家熟悉的：矿工。

矿工

交易的排序决定了利润的分配，而对交易排序有决定权的则是矿工。矿工加入到这场收割的游戏彻底改变机器人的格局。

在遵循GasPrice高低排序的规则下，矿工可以对同样GasPrice的交易任意调配顺序。矿工也可以在不广播交易的情况下，直接将某个交易打包进区块。在这个游戏中，普通用户是闭眼玩家，套利机器人是睁眼玩家，而矿工则是上帝视角。

拥有上帝视角的矿工一旦加入游戏，其结果可想而知。矿工的机器人将驱逐非矿工机器人。而这些矿工将成为以太坊上最大的黑暗势力，利用它们的权力，对用户进行肆意地收割！

解决

以太坊的打包机制是问题的根源，只要有顺序关系的应用都将都将遭受到这类攻击。要想彻底解决这类问题，必须从以太坊打包机制、交易隐私保护方面下手，从目前的发展来看，短期而言，并非易事。

另外一种方案是将这类应用迁移至Layer2。很多Layer2的方案拥有更快的打包速度，可以有效地降低机器人劫持的可能性。

结语

公开的抢劫、利己的排序、作恶的矿工，正在让以太坊沦为一场权力的游戏。这跟区块链，公平、开放、平等的理念已经背道而驰！

未来以太坊的发展，如果不能有效遏制矿工的权力，监督矿工的行为，那么它是否也会成为腐朽的产物，被人们所抛弃？水亦载舟，水亦覆舟。如果以太坊的DeFi不能成为一个公平的游戏，它又能走多远呢！

原文标题：《以太坊的黑暗森林》

撰文：谈国鹏，Ownbit创始人

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