フロントランニング

フロントランニングとは？

フロントランニングとは、他者の未確定トランザクションを検知し、金銭的な利益を得るために、それより先に競合するトランザクションを発行する行為です。

暗号資産では、未承認のトランザクションを自動ボットが監視し、自分のトランザクションが先に実行される可能性を高める形で発行することがよくあります。

攻撃者は、優先手数料を高く設定したり、ブロックビルダーにプライベートバンドルを送ったり、高速なインフラを利用したり、別の方法でトランザクション順序を調整したりする場合があります。

未確定トランザクションから利益につながる取引、強制決済、トークン請求、NFTのミント、オークション、その他の時間依存の操作を読み取れるプログラム可能なブロックチェーンで、フロントランニングが最もよく発生します。

被害者のトランザクション自体は成功する場合もありますが、より不利な価格になったり、費用が増えたり、機会を失ったり、ブロックチェーンの状態変化後に失敗したりする可能性があります。

フロントランニングは、一般にMEVと呼ばれる最大抽出可能価値の一種です。

最大抽出可能価値に関するEthereumのドキュメントでは、一般化フロントランナーを、未確定トランザクションを監視し、手数料を高く設定して利益機会をコピーするボットとして説明しています。

ブロックチェーンでは、未確定トランザクションをどの順序でブロックへ含めるかを決める必要があるため、あるトランザクションが別のトランザクションより先に置かれたからといって、すべてが悪意ある行為とは限りません。

重要なのは、他のユーザーのトランザクションに関する事前情報を利用して、そのユーザーから価値を奪ったり、ユーザーが明らかにした機会を獲得したりしているかどうかです。

フロントランニングの仕組み

ブロックチェーンのユーザーは、ウォレット、トークン、分散型アプリケーション、スマートコントラクトとやり取りするトランザクションを作成して署名します。

通常、署名済みトランザクションはリモートプロシージャコール（RPC）エンドポイントを通じてノードへ送信されます。

ノードは、署名、アカウントのノンス、利用可能残高、トランザクション形式など、基本的な条件を確認します。

検証後、ノードはそのトランザクションをローカルのメンプールに入れ、他のノードへ共有できます。

メンプールとは、確認済みブロックにまだ含まれていない未確定トランザクションの集合です。

EthereumのProof of Stakeにおけるトランザクションのライフサイクルでは、有効なトランザクションが通常、ローカルメンプールに追加され、実行レイヤーのネットワークを通じて配信されると説明されています。

フロントランニングボットはこのデータの流れを監視し、別のトランザクションを先に実行すると利益が得られるかどうかを判断するため、未確定トランザクションをシミュレーションします。

利益につながる機会を見つけると、ボットは競合トランザクションを作成し、同じブロックまたは1つ前のブロックでより早い位置を確保しようとします。

攻撃者は優先手数料を上げたり、低遅延の接続を利用したり、専用インフラへ直接送信したり、複数のトランザクションを順序付けされたバンドルにまとめたりする場合があります。

攻撃者のトランザクションが先に実行されると、被害者のトランザクションが処理される前にブロックチェーンの状態が変化します。

その後、被害者は変更後の状態を参照することになり、想定より不利な結果になる可能性があります。

フロントランニングの簡単な例

あるユーザーが、自動流動性プールを通じて大量のトークンを購入するとします。

未確定トランザクションから、トークンペア、取引サイズ、最大スリッページ、その他の執行条件がわかります。

ボットは、その購入によってプール内のトークン価格が大きく上がると計算します。

ボットはユーザーのトランザクションが実行される前にトークンを購入します。

その後、ユーザーの購入によって価格がさらに上昇し、ユーザーは平均して不利なレートで取引を完了します。

攻撃者はその後トークンを売却し、手数料を差し引いた価格差を利益として得る場合があります。

攻撃者がユーザーの取引の前後両方で取引する戦略は、一般にサンドイッチ攻撃と呼ばれます。

攻撃者が先に行う取引がフロントランニング部分、後に行う取引がバックランニング部分です。

従来型市場と暗号資産におけるフロントランニングの違い

従来の金融市場におけるフロントランニングは通常、顧客注文が執行される前に関する機密情報を使って取引する行為です。

CFTCの先物用語集では、商品先物・オプションにおけるフロントランニングを、他者の予定取引に関する非公開情報に基づいてポジションを取ることと定義しています。

ブロックチェーン上のフロントランニングでは、公開メンプールの情報を1つの機密関係者だけでなく、多くのネットワーク参加者が見られる場合があるため、状況が異なります。

そのため、暗号資産ボットは盗まれた顧客情報ではなく、公開されているトランザクションデータに基づいて行動する場合があります。

この技術的な違いによって、ブロックチェーン上のあらゆるフロントランニング戦略が合法、公正、または容認可能になるわけではありません。

法的な扱いは、法域、資産、参加者間の関係、情報源、市場規則、不正や相場操縦の有無などによって異なる場合があります。

ブロックチェーンでの意味は主にトランザクションの可視性と順序に焦点を当てますが、従来型の定義では、注文に関する事前情報の悪用が特に重視されます。

メンプールとは？

メンプールとは、ブロックへの取り込みを待っている有効なトランザクションをノードが一時的に保存する場所です。

個々のノードが異なるタイミングでトランザクションを受信するため、常に完全に同期された単一のグローバルメンプールが存在するとは限りません。

ネットワーク遅延、ノード設定、プライベートルーティング、トランザクションの置き換え、ピア接続などによって、各ノードから見える状況が異なる場合があります。

未確定トランザクションからは、送信者、送信先、送金額、ガス設定、エンコードされたスマートコントラクトの呼び出しなどがわかることがあります。

Ethereumのトランザクションに関するドキュメントでは、ユーザーが実行しようとするコントラクト関数と引数を、トランザクションデータがどのように特定するかを説明しています。

この透明性によってノードはトランザクションを検証・シミュレーションできますが、ボットが承認前にユーザーの意図を分析することも可能になります。

プライベート経路を通じて送信されたトランザクションは、公開メンプールを避けられる場合がありますが、ブロックに含まれた後は確認できます。

トランザクションの順序がフロントランニングを可能にする理由

先行するトランザクションが作り出した状態によってスマートコントラクトの結果が変わるため、ブロック内のトランザクションには特定の順序があります。

トークン購入は、数個後に実行される同じ購入よりも先に実行されたほうが、有利な価格になる可能性があります。

強制決済を先に完了した参加者は、次のトランザクションでは得られなくなる報酬を獲得することがあります。

限定NFTのミントは、未処理のすべての申請が処理される前に完了する場合があります。

そのため、ブロックビルダーは経済的価値のある順序決定権を持ちます。

プロトコルやブロックサイズの制限内で、トランザクションの採用、除外、遅延、配置を選べます。

サーチャーは利益を得られる順序付けの機会を見つけ、予想利益の一部をビルダーへ提示することがあります。

2つ以上の操作が変化するブロックチェーン状態をめぐって競合する場合、トランザクションの順序が価値を持つため、フロントランニングが発生します。

優先手数料とガス入札

手数料に基づいて順序が決まるネットワークでは、ユーザーが優先手数料を付け、トランザクションの迅速な取り込みを促すことができます。

Ethereumの手数料モデルでは、プロトコルによって決まるベース手数料と、ブロック提案者へ支払う任意の優先手数料が分かれています。

EIP-1559の仕様では、より高いガスプレミアムを提示するトランザクションをブロック生成者が優先する経済的な理由があると説明されています。

フロントランナーは、監視していたトランザクションよりも高い優先手数料を設定した競合トランザクションを送信する場合があります。

以前は、同じ機会を競う複数のボットが繰り返し手数料を引き上げる優先ガスオークションが、この動きによって生じていました。

高い手数料を設定しても、プライベート注文フロー、バンドル、ビルダーへの入札、アプリ固有のルールが関与する現代のブロック構築では、先に実行されるとは限りません。

ガス手数料を上げるだけでフロントランニングを防げると考えるべきではありません。

MEVとは？

最大抽出可能価値とは、ブロック内でトランザクションを戦略的に採用、除外、順序付けすることで得られる価値です。

攻撃者が他のユーザーの操作より先にトランザクションを置いて利益を得るため、フロントランニングはMEVの一種です。

MEVにはバックランニング、サンドイッチ攻撃、強制決済、裁定取引、検閲やトランザクション遅延の一部も含まれます。

価格差を修正したり、必要な強制決済を実行したりすることで、市場効率を改善するMEVもあります。

一方で、ユーザーに不利な執行をもたらしたり、セキュリティや分散性のリスクを生じさせたりするMEVもあります。

経済的・倫理的な影響は、利益がどこから生じるか、他の参加者に損害があるかによって異なります。

取引後に2つの市場価格をそろえる裁定取引は、ユーザーがトランザクションで許容した範囲内の最も不利な価格を意図的に成立させるサンドイッチ攻撃とは異なる場合があります。

暗号資産のフロントランニングを行う主体

サーチャーとは、トランザクションを順序付けることで利益を得られる機会を探す個人または自動システムです。

サーチャーは通常、未確定トランザクションの監視、ブロックチェーン状態の変化のシミュレーション、費用の計算、利益が見込めるバンドルの送信を行うソフトウェアを稼働させます。

ブロックビルダーは候補ブロックを構成し、最大の支払いを生む組み合わせを選ぶことがあります。

バリデーターまたはブロック提案者は、ネットワークのコンセンサスルールに従い、有効なブロックを提案します。

役割をより直接的に兼ねるネットワークもあれば、トランザクションの順序決定、ブロック構築、ブロック提案を分離するネットワークもあります。

一般ユーザーも、公開された操作を見て競合トランザクションを送信すれば手動でフロントランニングを行えますが、通常は自動システムのほうが大幅に速く動けます。

一般化フロントランニング

一般化フロントランナーは、監視するすべての分散型アプリケーションの事業目的を正確に理解する必要はありません。

ボットは未確定トランザクションをシミュレーションし、送信者情報を変更してその呼び出しをコピーすると利益が得られるか判断できます。

シミュレーションで利益が見込まれる場合、ボットはコピーした操作を先に実行しようとします。

この戦略は、未確定トランザクションを通じて明らかになる、新たに見つかった裁定取引、トークン請求、脆弱なコントラクト機能、その他の機会を対象にできます。

一般化ボットが存在するため、利益につながるコントラクトの呼び出しを公開すると、コピーされたトランザクションが先にブロックチェーンに到達する危険があります。

開発者は、価値のある秘密をトランザクションデータに直接記載し、実行時まで見られないと考えるべきではありません。

排除型フロントランニング

排除型フロントランニングは、攻撃者がユーザーの操作をコピーまたは置き換え、先に完了させる手法です。

機会がなくなったため、後続の被害者のトランザクションが失敗する場合があります。

報酬の請求、名前の登録、限定資産のミント、オファーの受諾、強制決済の完了などが例として挙げられます。

攻撃者の利益は、ユーザーが受け取る価格を変えることではなく、元のユーザーを出し抜くことから生まれます。

必要な情報が公開メンプールに現れる場合、先着順のスマートコントラクト設計は特に脆弱です。

挿入型フロントランニング

挿入型フロントランニングでは、被害者のトランザクションより先に攻撃者のトランザクションを配置し、その後に被害者のトランザクションも実行させます。

攻撃者は、被害者の実行によって自身により多くの利益が生じるよう、意図的に状態を変更します。

最もよく知られた挿入型フロントランニングは、サンドイッチ攻撃です。

攻撃者は先に購入し、被害者の取引によって市場が動くのを待った後、直ちに売却します。

被害者は多くの場合、トランザクションのスリッページ設定で許容される最も不利な水準に近い価格を受け取ります。

トランザクションの抑制と遅延

抑制とは、攻撃者が先に操作を完了できるよう、別のトランザクションを阻止、遅延、または競り負かすことです。

攻撃者は、多数の高手数料トランザクションを送信したり、順序決定ルールを悪用したり、被害者を一時的に除外できるインフラと連携したりする場合があります。

抑制の目的は、元のトランザクションが必要なタイミングで必要な位置に到達するのを妨げることであり、単純なコピーとは異なります。

この戦略は、オークション、期間限定の請求、ガバナンス上の操作、強制決済競争に影響する場合があります。

ネットワークやアプリケーションは、公正な順序付けルール、取り込みの保証、すべての価値が最初のトランザクションに与えられない設計により、抑制のリスクを低減できる場合があります。

サンドイッチ攻撃

サンドイッチ攻撃は、被害者の取引の前後にそれぞれ1つずつ攻撃者のトランザクションを配置します。

先に行われる攻撃者のトランザクションが、プール価格を被害者に不利な方向へ動かします。

続いて被害者の取引が実行され、同じ方向へ価格をさらに動かします。

攻撃者はバックランニングのトランザクションで当初のポジションを反対売買し、利益を得ます。

攻撃者の取引がなければ生じなかった追加のスリッページを、被害者が負担します。

被害者のトランザクションが一連の取引を有効かつ採算の取れるものとして許容できる価格変動幅を設定している場合に限り、この攻撃が成立します。

スリッページ上限を小さく設定すれば、抽出される価値を減らせますが、厳しすぎる設定は通常のボラティリティでもトランザクションの失敗につながる場合があります。

フロントランニングとバックランニングの違い

フロントランニングは、対象となるトランザクションより前にトランザクションを配置します。

バックランニングは、対象のトランザクションの直後または戦略的に後の位置へトランザクションを配置します。

バックランナーは、ユーザーの取引が完了して生じた裁定機会を獲得する場合がありますが、すでにユーザーが受け取った価格は変えません。

フロントランナーはユーザーの実行前に状態を変えるため、結果を直接悪化させる可能性があります。

サンドイッチ攻撃は、同じ被害者を挟む形で両方の手法を組み合わせます。

バックランニングも混雑を招いたり利益を集中させたりする可能性はありますが、意図的なフロントランニングより対象ユーザーへの害は小さいとみなされることがよくあります。

フロントランニングと裁定取引の違い

裁定取引は、市場や流動性プール間の価格差から利益を得ようとします。

ユーザーの取引が新たな価格差を生んだ後に、サーチャーが裁定取引を行う場合があります。

このバックランニングによる裁定取引は、市場価格の一貫性を取り戻すのに役立つことがあります。

フロントランニングによる裁定取引は、監視していたトランザクションの前に行われ、元のユーザーが受け取る結果を変化させます。

その戦略を裁定取引と呼ぶかではなく、トランザクションの順序と利益の源によって違いが決まります。

市場効率を高める価格修正と、ユーザーからの有害な価値抽出を、同じ戦略が含む場合もあります。

トークンスワップのフロントランニング

未確定トランザクションから取引方向、規模、許容スリッページがわかるため、トークンスワップは一般的な標的です。

流動性の限られたプールにおける大口スワップは、価格への影響が大きく、攻撃者の利益機会も増えます。

ボットは取引をシミュレーションし、被害者のトランザクションを成功させたまま価格を動かせる最大の先行注文を計算できます。

その後、被害者が許容する最低出力額に近い水準まで価格を押し上げる注文サイズを選ぶ場合があります。

スワップを承認する前に、表示される価格への影響とスリッページ設定を確認してください。

表示された見積価格が有利でも、公開メンプールでトランザクションが保留されている間、同じ価格で執行されるとは限りません。

強制決済のフロントランニング

暗号資産レンディングプロトコルでは、外部ユーザーが健全性を欠いた債務を返済し、強制決済報酬を獲得できる場合があります。

複数のボットが同じ強制決済可能なポジションを検知し、先に処理しようと競争することがあります。

別の清算者の未確定トランザクションを監視しているボットが、より有利な順序付けインセンティブを付けて同じ強制決済を送信する場合があります。

その結果、ポジションがすでに処理されているため、元の清算者のトランザクションが失敗することがあります。

失敗したトランザクションがブロックに含まれてリバートすると、ガス代が発生する場合があります。

強制決済競争はプロトコルの支払い能力を支える一方、サーチャー間で激しいフロントランニングを生むことがあります。

NFTのミントやトークン請求のフロントランニング

限定NFTのミントやトークン請求では、先着順の貴重な機会が生じることがあります。

未確定のミントトランザクションから、確認前にコントラクト関数や必要なパラメーターがわかる場合があります。

ボットはトランザクションをコピーし、順序付けのインセンティブを高めて、元のユーザーより先に限定アイテムを取得できます。

トランザクションデータに公開された秘密コードは、可視メンプールに入った後も秘密のままではありません。

コミット・リビール方式、署名済み許可リスト、ランダム割当、アドレスごとの上限は、公開済みパスワードより強い保護を提供できます。

オークションのフロントランニング

公開型のブロックチェーンオークションでは、入札期間の終了前にすべての入札が見える場合があります。

参加者は現在の最高入札を確認し、締切直前にわずかに高い入札を送信できます。

オークション規則で認められている場合もありますが、低遅延のボットに不公平な優位性を与えることがあります。

封印入札やコミット・リビール方式では、コミットメント段階が終了するまで入札額を隠せます。

開発者は、不利な入札を公開したくない落札者がリビールを拒否するリスクを減らすため、ペナルティや明確な締切を設ける必要があります。

オラクル更新のフロントランニング

スマートコントラクトは、暗号資産価格などの外部データを取得するためにオラクルを利用することがよくあります。

オラクル更新の未確定トランザクションから、コントラクトの参照価格が間もなく変わるとわかる場合があります。

アプリケーションが古い情報を参照している間に、攻撃者が更新より先に取引することがあります。

更新の直後に強制決済や支払いが可能になることを見越し、ポジションを取る場合もあります。

アプリケーションは価格情報の鮮度を検証し、適切な更新ルールを採用し、予測可能なオラクル更新の前後で確実な利益が生じる設計を避ける必要があります。

オラクルのセキュリティを強化するには、トランザクションを隠すだけでなく、データ品質とコントラクトロジックも考慮する必要があります。

ガバナンストランザクションのフロントランニング

オンチェーンガバナンスのトランザクションでは、投票、委任の変更、提案の実行、財務資金の操作などが確認前にわかることがあります。

保留中の投票を受けて、参加者がガバナンストークンを借り入れたり、購入したり、委任したり、移動したりする場合があります。

防御側のトランザクションが必要な条件を変更する前に、提案を実行しようと攻撃者が試みることもあります。

スナップショットルール、投票の遅延、定足数期間、タイムロック付き実行によって、締切直前の順序付けの優位性を抑えられる場合があります。

ガバナンスシステムでは、どのトランザクションが先に実行されるかだけに頼らず、議決権の測定時点を定める必要があります。

フロントランニングがユーザーに与える影響

フロントランニングによって、受け取るトークンが減る、資産の購入価格が上がる、報酬を失う、時間依存の機会を逃すなどの影響が生じることがあります。

排除されたトランザクションは、ネットワーク手数料を消費しながら失敗する場合があります。

価値の抽出が繰り返されると、分散型アプリケーションが一般参加者にとってより高コストで予測しにくくなる可能性があります。

ユーザーがトランザクションをプライベートチャネルに移すと、公開トランザクション市場の透明性が低下する場合があります。

専門の大規模サーチャーは、より速いデータ、高度なシミュレーション、ビルダーとの直接的な関係、豊富な資本によって優位に立つことがあります。

基盤のブロックチェーンが誰でも利用できる状態でも、こうした優位性によって経済力が集中する可能性があります。

フロントランニングとブロックチェーンの中央集権化

利益を生むMEVは、優れたインフラ、アルゴリズム、プライベート注文フロー、ビルダーとの関係を持つ組織に有利に働く場合があります。

小規模なバリデーターは、独自にブロックを構築して同程度の収益を得るのが難しくなることがあります。

その結果、専門のブロックビルダーや集中したトランザクション経路との関係が促される場合があります。

EthereumのMEVに関するドキュメントは、MEVへのアクセス格差が規模の経済を生み、中央集権化の圧力を高める可能性があると指摘しています。

プライベート注文フローは個々のトランザクションを保護できる一方、重要な市場活動を見えにくくし、パーミッションレス性を損なうことがあります。

そのためネットワークの設計者は、ユーザー保護、透明なアクセス、検閲耐性、効率的なブロック構築のバランスを取る必要があります。

提案者とビルダーの分離

提案者とビルダーの分離では、ブロック構築とバリデーターのブロック提案責任を切り分けます。

専門のビルダーが候補ブロックを構築し、選ばれた提案者へ支払いを提示して競争します。

提案者は、すべてのMEV機会を自ら発見することなく、入札を選択できます。

Ethereumの提案者とビルダーの分離に関するロードマップでは、役割を分けることでバリデーター間にMEV収益をより広く分配し、中央集権化の圧力を一部軽減できると説明されています。

提案者とビルダーを分離しても、ビルダーがトランザクションを並べ替え、サーチャーからバンドルを受け取れるため、フロントランニングがなくなるわけではありません。

主な目的は、ブロック構築をめぐる市場構造を変え、すべてのバリデーターが高度なMEVシステムを運用する必要性を減らすことです。

MEV-Boostとプライベートバンドル

MEV-Boostは、Ethereumバリデーターが競争的なビルダー市場からブロックを受け取れるようにするオープンソースのミドルウェアです。

サーチャーは、戦略が機能するために内部のトランザクション順序を維持する必要があるバンドルを提出できます。

ビルダーは、トランザクションバンドルやその他の注文フローを組み合わせて完全なブロックを構築します。

プライベートバンドルによって、利益につながる戦略が公開メンプールでコピーされるのを防げる場合があります。

また、すべての手順が成功する場合に限って一連のトランザクションを含めるなど、条件付き執行をサーチャーが指定できます。

プライベートバンドルシステムは、公開メンプールでの競争を一部減らせますが、信頼、リレー、ビルダー、中央集権化に関する検討事項をもたらします。

ユーザーがフロントランニングのリスクを抑える方法

不利な価格変動をトランザクションがどの程度許容するかを制限すると、フロントランニングのリスクを抑えられます。

スワップには、スマートコントラクトによって適用される実質的な最低出力額または最大入力額を設定してください。

大口取引を送信する前に、価格への影響と利用可能な流動性を確認してください。

大口取引を複数の小さなトランザクションに分けると、それぞれの価格への影響を抑えられる場合がありますが、手数料が増加し、保護が保証されるわけではありません。

プライベートトランザクション経路を利用すると、ブロックに含まれるまでトランザクションの内容を公開メンプールから隠せます。

バッチオークション、保護された注文フロー、指値価格、インテントベースの執行を採用するアプリケーションを選ぶこともできます。

時間に制約のあるトランザクションには、他のアカウントが再利用できる公開状態の秘密を含めてはなりません。

どの保護方法にも、執行速度、信頼、プライバシー、手数料、遅延の可能性に関するトレードオフがあります。

スリッページ保護

スリッページ許容度は、見積価格からどの程度価格が動いたらトランザクションを失敗させるかを定めます。

許容度を広く設定すると、被害者の取引を有効なままにして、攻撃者が価格を動かせる余地が大きくなります。

許容度を狭くすればサンドイッチ攻撃の利益を抑えられますが、通常のボラティリティや流動性の低さによって失敗することがあります。

資産、プールの深さ、取引サイズ、現在の市場環境に合わせてスリッページを設定してください。

アプリケーションは、インターフェース上の警告だけに頼らず、オンチェーンでスリッページを適用する必要があります。

最低出力額、最大入力額、トランザクション期限などの項目は、ウォレットで署名する前に確認でき、理解しやすい状態にする必要があります。

プライベートトランザクションの送信

プライベート送信では、通常の公開メンプールで配信することなく、選択したビルダーやリレーへトランザクションを送ります。

公開ボットがトランザクションの内容を事前に確認できないため、一般的なフロントランニングやサンドイッチ攻撃が難しくなります。

Flashbots Protectのドキュメントでは、フロントランニングやサンドイッチボットから送信トランザクションを隠すよう設計されたプライベートメンプールが説明されています。

選択されたインフラが内容を受け取る可能性があるため、プライベート経路を使ってもすべての参加者から見えなくなるわけではありません。

どのビルダーやサーチャーがデータを受け取るのか、どのプライバシー設定が適用されるのか、経路によって検閲や遅延が生じる可能性があるかを検討する必要があります。

プライベートトランザクションでは、通常の公開トランザクションとは異なるキャンセルやノンス管理の方法が必要となる場合もあります。

指値注文とインテントベース取引

指値注文は、広いスリッページ範囲内ならどの価格でも受け入れるのではなく、許容できる最低執行価格を定めます。

インテントはユーザーが望む結果を示し、実現方法を競合するソルバーに委ねます。

ユーザーが開示したインテントをソルバーが悪用しない仕組みがあれば、競争によって執行が改善する可能性があります。

バッチ決済では複数の注文を共通の清算価格でまとめて処理できるため、別のトランザクションの直前に挿入する優位性を抑えられます。

これらのシステムにも、ソルバーへのアクセス、データの可視性、失敗、検閲、決済の保証を定めるルールが必要です。

「保護」という表現は、あらゆるMEVや不利な執行が起こらない保証として解釈すべきではありません。

コミット・リビール方式

コミット・リビール方式は、操作を非公開のコミットメントと後からの開示に分けます。

コミットメント段階で、ユーザーは秘密の操作とランダム値の暗号学的ハッシュを公開します。

そのハッシュによって、ユーザーが選択した操作の内容を明かさずに、その選択を証明できます。

リビール段階でユーザーが元の情報を公開し、コントラクトがコミットメントと一致するかを検証します。

この仕組みは、オークション、投票、請求などのアプリケーションで直接コピーを防ぐのに役立つ場合があります。

コミット・リビール方式には、トランザクションの追加、遅延、開示しない問題、ユーザー体験の複雑化などの課題があります。

開示された値を攻撃者がコピーし、別のアカウントに関連付けることをコントラクトで防ぐ必要があります。

暗号化メンプール

暗号化メンプールは、トランザクションが順序付けを待つ間、その内容を隠します。

ビルダーは暗号化されたトランザクションの具体的な操作を知らずに、順序を確定できます。

順序決定が必要な段階に達した後で、トランザクションが復号されます。

この方法は、トランザクションを含める公開経路を維持しながら、フロントランニングやサンドイッチ攻撃を減らせる可能性があります。

暗号化メンプールには、安全な鍵の公開、共謀への耐性、確実な復旧、許容可能な処理遅延が必要です。

実行時には通常、トランザクションの内容が公開されるため、恒久的なプライバシーを提供するものではありません。

Ethereumにおけるフロントランニング対策の最新研究

2026年7月時点で、Ethereumではフロントランニングをプロトコルレベルで防ぐ複数のEthereum Improvement Proposalが検討されていますが、有効なメインネット機能として説明すべきではありません。

ドラフトEIP-8105は、取り込みまでトランザクションの内容を隠し、その後に復号する暗号化メンプールを提案しています。

ドラフトEIP-8184は、暗号化されたMEV対策対象トランザクション向けに、公開コミット・リビールの処理経路を提案しています。

ドラフトEIP-8209は、実行ペイロードの開示を遅らせるコミットメントとリビールのトランザクションフレームを提案しています。

これらの提案は、暗号技術、鍵の提供者、取り込みの遅延、情報漏えい、プロトコルの複雑さに関する異なるトレードオフを検討しています。

ドラフト段階であるため、現在の通常のトランザクションにこれらの保護が自動的に適用されていると、開発者やユーザーは考えるべきではありません。

開発者がフロントランニングを抑える方法

開発者は、結果がトランザクションの順序に依存するすべてのコントラクト関数を特定する必要があります。

トークンスワップや購入では、最低出力額、最大入力額、有効期限をオンチェーンで適用する必要があります。

単純な公開先着順入札ではなく、封印入札、バッチ清算、コミット・リビール方式をオークションに利用できます。

限定ミントや請求には、署名済みの適格性証明、ランダム割当、速度の優位性を抑える請求期間を利用できます。

オラクルを使うアプリケーションは、古いデータを拒否し、予測可能な状態変化から確実な利益が生じる設計を避ける必要があります。

強制決済システムでは、機会を最初のボットにすべて与えるのではなく、オークションや分散型インセンティブを利用できます。

ユーザーが送信した順番で関数が実行されると想定せず、さまざまなトランザクション順序でコントラクトをテストしてください。

コントラクトの実行に必要な秘密情報は、安全な開示段階までオフチェーンに保管する必要があります。

先着順設計がリスクを招く理由

先着順のコントラクトでは、最初に順序付けされた有効なトランザクションへ価値が与えられます。

パブリックブロックチェーンでは、最初にボタンを押したユーザーが最初に取り込まれる保証はありません。

ネットワーク遅延、優先手数料、ビルダーの選択、プライベートバンドル、ブロック容量などが順序に影響します。

ボットは一般ユーザーの動きを監視し、多くの人が手動で反応するより速く応答できます。

そのため、高価値の先着順システムは、真の時系列上の公平性ではなく、インフラとトランザクション順序を競う場になりやすい傾向があります。

到着順が経済的に重要でない場合、ランダム選択、バッチ処理、適格期間などによって、より公正な結果を提供できる可能性があります。

フロントランニングの検出方法

フロントランニングの調査では、確定済みブロック内のトランザクション順序を確認できます。

ブロックチェーンエクスプローラーには、各トランザクションのブロック番号、位置、送信者、受信者、手数料設定、イベントログが表示されます。

被害者が想定していた操作と、その直前・直後のトランザクションを比較できます。

サンドイッチ攻撃では、同じ方向への攻撃者の購入、被害者の購入、その反対方向への攻撃者の売却が含まれることがよくあります。

ガス代、ビルダーへの支払い、トークン価格の変化を差し引いた後の攻撃者の総利益を計算する必要があります。

タイミングが似ているだけでは悪意の証明になりません。独立したトレーダーが同じ市場情報に反応することもあるためです。

メンプールの観測記録、実行トレース、アドレス間の関係、繰り返されるパターン、トランザクションバンドルは、より強い証拠となる可能性があります。

サンドイッチ攻撃の可能性を示す兆候

ユーザーが選択したスリッページ上限内で取引が成立しているのに、事前の見積もりより大幅に不利な価格になっています。

同じブロック内で、ユーザーの直前に別のアドレスから同じトークンを購入しています。

同じアドレスまたは関連アドレスが、ユーザーのトランザクション直後にトークンを売却しています。

被害者のトランザクションをリバートさせずに価値の抽出を最大化するよう、攻撃者の2つの取引サイズが設定されているように見えます。

すべてのトランザクション費用を差し引いた後も、この一連の取引から攻撃者に純利益が生じています。

1度の取引順序は偶然かもしれませんが、多数のユーザーに対して繰り返されるパターンは、自動化戦略を示す強い証拠となります。

フロントランニングを完全に防止できる？

あらゆるブロックチェーン構造におけるすべての種類のフロントランニングを防ぐ単一の方法はありません。

プライベートルーティングは公開メンプールからトランザクションの内容を隠せますが、選択された仲介者には内容が知られる可能性があります。

コミット・リビール方式は直接的なコピーを防ぎますが、遅延が生じ、ユーザーが2段階目を完了する必要があります。

暗号化メンプールは情報への露出を減らせますが、暗号技術と鍵管理に関する課題が生じます。

バッチオークションはバッチ内の順序の優位性を減らしますが、バッチの取り込みにも公平なルールが必要です。

厳格なスリッページ設定は価格執行を保護しますが、トランザクションの失敗が増える可能性があります。

効果的な保護には通常、ユーザー向け制御、アプリケーション設計、プライベートルーティング、公正な順序付け、プロトコル研究の組み合わせが必要です。

フロントランニングは違法？

フロントランニングの合法性は、適用される法域、市場、資産、参加者間の関係、具体的な行為によって異なります。

規制対象の金融市場では、顧客注文に関する機密情報に基づく従来型のフロントランニングが、多くの場面で禁止されています。

ブロックチェーン上のフロントランニングでは、公開メンプールで見える情報が使われる場合があり、法的・事実的に異なる論点が生じます。

それでも、不正、相場操縦、欺瞞的行為、受託者責任、機密情報、市場規則に関する問題が生じる可能性があります。

スマートコントラクトがトランザクションを許可しているからといって、その利用がすべて合法だと証明されるわけではありません。

高価値の戦略を扱うユーザーや開発者は、事業を展開する法域に詳しい法律の専門家に相談してください。

フロントランニング詐欺

詐欺師は、利益を保証するとうたうフロントランニングボットをよく宣伝します。

提供されたスマートコントラクトが、ユーザーの預け入れ資産を詐欺師へ直接送る場合があります。

偽のチュートリアルで、秘密のウォレットアドレスをコントラクトコードへ貼り付けたり、攻撃者が管理するアカウントへ資金を入れたりするよう求められることがあります。

預け入れ額を増やせば、より多くのトランザクションを競り負かし、リターンを高められると主張する手口もあります。

実際のMEV戦略には、高度なインフラ、信頼性の高いシミュレーション、資本、リスク管理、専門サーチャーとの競争が必要です。

手数料、失敗したトランザクション、市場の変化、競争を考慮しても利益を保証する公開スクリプトはありません。

取引ボットのインストール、起動、資金提供のために、リカバリーフレーズや秘密鍵を開示してはなりません。

フロントランナーが直面するリスク

対象のトランザクションがキャンセル、置き換え、遅延、またはプライベート経路へ送られると、フロントランニングのトランザクションが失敗する場合があります。

別のボットに競り負けたり、ブロック内のより有利な位置を取られたりすることがあります。

被害者が設定したスリッページ上限によって、攻撃が不採算となる場合があります。

市場の急変により、攻撃者の一時的な保有資産が損失に変わる可能性があります。

ガス代やビルダーへの支払いによって、期待利益が消失する場合があります。

悪意あるコントラクトが意図的にボットを誘い込み、コピーしたトランザクションで損失を生じさせることがあります。

トランザクション順序付け戦略を実行する組織には、法務、運用、評判、取引相手に関するリスクも影響する場合があります。

よくある質問

フロントランニングとは、簡単に言うと何ですか？

フロントランニングとは、他のユーザーの未確定暗号資産トランザクションを見て、優位に立つためにそれより先に競合するトランザクションを発行することです。

ブロックチェーンでフロントランニングが可能なのはなぜですか？

ブロックビルダーが最終的な実行順序を決める前に、未確定トランザクションからユーザーの意図がわかることがあるためです。

メンプールとは何ですか？

メンプールとは、確認済みブロックにまだ含まれていない有効な未確定トランザクションをノードが集めたものです。

グローバルメンプールは1つだけですか？

いいえ。遅延、ピア接続、設定、プライベートルーティングによって、各ノードが異なる未確定トランザクションを確認する場合があります。

フロントランニングボットとは何ですか？

フロントランニングボットは、未確定トランザクションを監視し、利益につながる操作を先に実行しようとする自動ソフトウェアです。

一般化フロントランナーとは何ですか？

一般化フロントランナーは未確定トランザクションをシミュレーションし、アプリごとに戦略を用意しなくても、利益につながるコントラクト呼び出しをコピーします。

フロントランニングはMEVと同じですか？

フロントランニングはMEVの一種です。MEVにはバックランニング、裁定取引、強制決済、サンドイッチ攻撃、その他の順序付け戦略も含まれます。

サンドイッチ攻撃とは何ですか？

サンドイッチ攻撃とは、被害者の取引の前後に1つずつ取引を配置し、そこから生じる価格変動で利益を得ることです。

フロントランニングとバックランニングの違いは何ですか？

フロントランニングは対象トランザクションより先に実行し、バックランニングはその後に実行します。

裁定取引はフロントランニングと同じですか？

いいえ。裁定取引は特定の未確定トランザクションに害を与えずに行われる場合がありますが、フロントランニングは事前情報を利用して先の位置を得ます。

フロントランニングはトークンスワップに影響しますか？

はい。ボットがスワップ前に流動性プールの価格を動かし、ユーザーの受取トークン数を減らすことがあります。

フロントランニングはNFTのミントに影響しますか？

はい。ボットが未確定のミントトランザクションをコピーし、元のユーザーより先に限定NFTを取得する場合があります。

フロントランニングは強制決済に影響しますか？

はい。レンディングプロトコルで利益が見込める強制決済を、ボットが先に完了しようと競うことがよくあります。

フロントランニングはガバナンスに影響しますか？

はい。保留中の投票や実行トランザクションによって、他の参加者が先回りしたり妨げたりしようとする操作が明らかになる場合があります。

ガス代を多く払えばフロントランニングを防げますか？

いいえ。優先手数料を上げれば取り込み速度が改善する可能性はありますが、プライベートバンドルや専門ビルダーからの保護は保証されません。

スリッページを低く設定すればサンドイッチ攻撃を防げますか？

低いスリッページは利益機会を減らしますが、すべての攻撃を排除できるわけではなく、通常の価格変動でもトランザクションが失敗する可能性があります。

プライベートトランザクションの送信とは何ですか？

プライベート送信とは、トランザクションの全内容を公開メンプールへ配信する前に、選択したインフラへ送ることです。

プライベートトランザクションは完全に非公開ですか？

いいえ。選択されたビルダーやリレーがトランザクションを確認する場合があり、ブロックへの取り込み後は通常、その内容が公開されます。

コミット・リビール方式とは何ですか？

コミット・リビール方式では、ユーザーが非公開情報へのコミットメントを証明し、その情報を後の段階で開示します。

暗号化メンプールとは何ですか？

暗号化メンプールは、順序決定が確定するか、その他の復号条件が満たされるまで、トランザクションの内容を隠します。

Ethereumには現在、暗号化されたメインネットメンプールがありますか？

いいえ。2026年7月時点では、プロトコルレベルの暗号化メンプールは研究提案であり、Ethereumメインネットの標準的なトランザクション機能ではありませんでした。

提案者とビルダーの分離とは何ですか？

提案者とビルダーの分離により、専門のビルダーがブロックを構築し、バリデーターが候補ブロックを選択して提案します。

提案者とビルダーの分離でフロントランニングはなくなりますか？

いいえ。ブロック生成の構造は変わりますが、MEVのためにビルダーやサーチャーがトランザクションを順序付けることは防げません。

サンドイッチ攻撃を特定するにはどうすればよいですか？

同じブロック内で、自身のスワップの前に攻撃者が取引し、後に反対方向の取引をしているか確認してください。

ブロックチェーンエクスプローラーでフロントランニングを証明できますか？

ブロックチェーンエクスプローラーでトランザクションの順序と結果を確認できますが、意図の証明にはメンプールデータ、実行トレース、繰り返されるパターンが必要な場合があります。

すべてのフロントランニングは利益になりますか？

いいえ。トランザクションの失敗、競争、手数料、価格変動、欺瞞的なコントラクトによって攻撃者が損失を被ることがあります。

フロントランニングボットは必ず利益を上げますか？

いいえ。ボットの利益を保証するという主張は誤解を招き、多くの場合、詐欺と結び付いています。

フロントランニングは違法ですか？

合法性は、法域、情報源、市場規則、参加者の関係、資産、具体的な行為によって異なります。

開発者はフロントランニングに強いコントラクトを設計できますか？

はい。スリッページの適用、バッチ決済、コミット・リビール方式、ランダム割当、堅牢なオラクル、プライベート執行方式を利用できます。

フロントランニングへの最善の対策は何ですか？

実務上は、慎重なスリッページ設定、適切なアプリケーション設計、プライベートルーティング、単純な順序上の優位性に報酬を与えないトランザクションルールを組み合わせることが最も効果的です。

まとめ

フロントランニングとは、未確定の暗号資産トランザクションに関する事前情報を利用し、金銭的利益を得るため、それより先に別のトランザクションを発行することです。

未確定トランザクションの可視性、経済的価値のあるトランザクション順序、手数料競争、プログラム可能なブロックチェーンの状態によって可能になります。

主な形態には、排除型フロントランニング、サンドイッチ攻撃、強制決済競争、NFTミントのコピー、オークション入札、オラクルに関連する戦略があります。

フロントランニングはMEVの一部ですが、すべてのMEVが同じようにユーザーへ損害を与えるわけではありません。

サーチャー、ビルダー、バリデーター、リレー、ウォレット、アプリケーション開発者はいずれも、トランザクションの監視と順序に影響を及ぼします。

ユーザーは、妥当なスリッページ設定、プライベートトランザクションの送信、指値に基づく執行、価格への影響の慎重な確認によって、リスクを軽減できます。

開発者は、コミット・リビール方式、バッチオークション、ランダム割当、安全なオラクル設計、オンチェーンの執行制限によって、根本的な機会を減らせます。

2026年7月時点で、暗号化メンプールとコミット・ビフォア・リビール形式のトランザクションは、Ethereumの重要な研究分野として検討されています。

どの保護策も完全ではありません。信頼、遅延、プライバシー、検閲耐性、手数料、複雑さに関するトレードオフがそれぞれ生じます。

フロントランニングを理解することで、暗号資産ユーザーはトランザクションの執行をより正確に評価し、MEVボットで簡単に利益を得られるとうたう詐欺を避けやすくなります。