区块链: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？_ETH

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：

中央财经大学郭田勇：应深入研究如何用数字人民币组建更多功能:中央财经大学中国银行业研究中心主任郭田勇表示，在数字化的浪潮下，货币作为一种支付媒介，其本身的数字化是必然趋势。考虑到传统货币印制发行成本高、不易携带等局限，数字货币以其独特的优势，极大降低了交易成本。郭田勇指出，数字货币如果由政府或者中央银行来主导，必须协同好同原有银行体系为主导的支付关系。目前，中国的数字货币属于M0范畴，从金融学角度看，M0并不具有货币创造的能力，在整个货币储存量中占比也很小，因此，数字人民币的范围还非常有限，未来如何用数字人民币组建更多的功能，将其推向更大的领域，值得深入研究。这是一个循序渐进的过程，要把握好节奏。郭田勇称，数字人民币前期推进比较成功，有利于提升人民币国际化程度。随着中国经济实力增强，人民币国际业务更为广泛。面对庞大的国际结算量，数字货币高支付效率的优点更易凸显。（中国新闻网）[2021/7/7 0:32:14]

用户A用10个x买入y。此时x=110，y=90.9，用户A获得9.1y。

共为2020 | Block.one首席执行官：区块链深入数据，更好为用户服务:金色财经现场报道，2020年6月21日，由金色财经主办的共为2020·区块链创新应用论坛在深圳拉开帷幕。Block.one首席执行官Brendan Blumer、金色财经CEO安鑫鑫就《Block.one、EOSIO和区块链未来》进行现场连线。Block.one首席执行官Brendan Blumer指出：大家看到周围的事物往往只是表面，但往下深挖是很大的数据库。比如现在社交媒体上有很多广告，这些广告下面是数据，很多公司用算法和技术方法把广告推送到我们身边。区块链技术可以深入其中，提高更好的透明度，看是否为用户服务，让用户能更好的掌控。[2020/6/21]

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。

中国证券报：随着区块链等金融科技应用深入 需加强个人金融信息保护:5月11日，中国证券报刊文称，相关金融基础设施亟待完善，随着大数据、区块链等金融科技应用不断深入，涉及个人金融信息保护的基础网络设施、IT架构、数据结构治理等亟待监管部门协调构建。[2020/5/11]

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。

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。

动态 | 湖南娄底书记市长会见中国工程院院士陈纯，深入探讨区块链技术与应用:据娄底新闻网消息，湖南娄底市委书记、市人大常委会主任李荐国9月19日会见中国工程院院士、杭州趣链科技有限公司董事长陈纯。双方围绕区块链技术与应用等方面开展合作，进行了深入探讨。李荐国表示，娄底市委、市政府对于区块链发展是积极支持、稳步推进的，目前已取得了初步成效。我们希望双方能够寻求一种利益共享、风险共担、合作共赢的发展模式，在坚持政府引导、企业主导的基础上，加强对区块链技术应用的监管，让区块链更好地为经济社会发展服务，为提高政府效能、创新社会管理服务，尽快把技术优势转化为经济优势，让老百姓得到实惠。[2019/9/20]

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：

用户在区块11331736上买入100ETH的YFL：

何玺：高层对区块链有过深入研究:就《人民日报》第17版财经周刊刊登了整版3篇关区块链的专题报道，围观者众。资深媒体评论人，酷科技创始人何玺巴比特专栏发文称，由此可见高层已经对区块链技术有过深入的研究，并达成了“共识”，即把区块链技术定为了“兵家必争之地”、是“战略机遇”、更是“国家战略”。[2018/2/27]

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

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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