MEVサンドイッチ攻撃：分散型金融エコシステムにおけるシステムリスク

ブロックチェーン技術の成熟とエコシステムの複雑化が進む中、MEV（最大可提取価値）は、初めは取引の順序に関する欠陥から生じる偶発的な脆弱性と見なされていたものが、高度に複雑で体系的な利益収穫メカニズムへと進化しました。その中でも、サンドイッチ攻撃はその独特な操作方式から注目され、分散型金融（DeFi）エコシステムにおいて最も議論を呼び、破壊的な攻撃手法の一つとなっています。

一、MEVとサンドイッチ攻撃の基本概念

MEVの起源と技術の進化

MEVはもともと、マイナーやバリデーターがブロック構築プロセスにおいて、取引の順序を操作したり、取引を含めたり除外したりすることで得られる追加の経済的利益を指します。その理論的基盤は、ブロックチェーン取引の公開性と、メモリプール内の取引順序の不確実性に基づいています。フラッシュローンや取引パッケージングなどのツールの発展に伴い、もともと散発的だったアービトラージの機会が徐々に拡大し、完全な利益収穫のチェーンが形成されました。MEVは偶発的な出来事から、システム化され産業化されたアービトラージモデルへと進化し、イーサリアムだけでなく、他の多くのパブリックチェーンでも異なる特徴を示しています。

サンドイッチ攻撃の原理

サンドイッチ攻撃はMEV抽出における典型的な操作手段の一つです。攻撃者はメモリプール内の取引をリアルタイムで監視し、ターゲット取引の前後にそれぞれ自分の取引を提出することで、"前置---ターゲット取引---後置"の取引順序を形成し、価格操作を通じてアービトラージを実現します。核心的なステップは以下の通りです：

1. フロントランニング：攻撃者は大口または高スリッページの取引を検出した後、即座に買い注文を提出して市場価格に影響を与えます。
2. 目標取引の挟撃：目標取引は価格が操作された後に実行され、取引者に追加コストを負担させる。
3. 後置取引：攻撃者が逆取引を提出し、価格差の利益をロックします。

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二、MEVサンドイッチ攻撃の進化と現状

零細な脆弱性から体系的なメカニズムへ

MEV攻撃は当初、偶発的な現象であり、規模は小さかった。DeFiエコシステムの取引量が急増し、高頻度取引ボットやフラッシュローンなどのツールの発展に伴い、攻撃者は高度に自動化されたアービトラージシステムを構築し始めた。高速ネットワークと精密なアルゴリズムを利用することで、攻撃者は短時間内にフロントランおよびバックラン取引を展開でき、大規模な資金をフラッシュローンで得て、同一の取引内でアービトラージ操作を完了することができる。現在、単一の取引での利益は数十万ドル、さらには百万ドルに達することがあり、MEVメカニズムは成熟した利益収穫システムに発展したことを示している。

異なるプラットフォームの特性に基づく攻撃パターン

異なるブロックチェーンネットワークは、設計理念、取引処理メカニズム、検証者構造の違いにより、異なるサンドイッチ攻撃の特徴を示します：

• イーサリアム：公開透明なメモリプールにより、確認待ちの取引情報が監視可能であり、攻撃者はより高いGas料金を支払うことで取引のパッキング順序を奪うことができます。
• ソラナ：従来のメモリープールはないが、バリデータノードが相対的に集中しているため、攻撃者と共謀して取引データを漏洩させる可能性があり、攻撃が頻繁に発生し、利益規模が大きくなる。
• その他のスマートコントラクトプラットフォーム：低い取引コストと簡素化された構造はアービトラージ行為の余地を提供し、様々なロボットが類似の戦略を採用して利益を抽出します。

最新データとケース

2025年3月13日、ある取引プラットフォームで約5SOLの取引がサンドイッチ攻撃を受け、取引者は73.2万ドルの損失を被りました。攻撃者はフロントラン取引を利用してブロックのパッキング権を奪い、ターゲット取引の前後に取引を挿入することで、実際の成立価格が大幅に予想から乖離しました。

Solanaエコシステムでは、サンドイッチ攻撃が頻繁に発生しているだけでなく、新しい攻撃パターンも現れています。一部のバリデーターが攻撃者と共謀している疑いがあり、取引データを漏洩させることでユーザーの取引意図を事前に把握し、精密な攻撃を行っています。これにより、一部の攻撃者は短期間で数千万ドルの利益を上げることから1億ドルを超える利益に成長しています。

これらのデータと事例は、MEVサンドイッチ攻撃がブロックチェーンネットワークの取引量の増加と複雑性の向上に伴って現れるシステム的な問題となっていることを示しています。

三、サンドイッチ攻撃の操作メカニズムと技術的課題

サンドイッチ攻撃を実施するには、以下の条件を満たす必要があります:

1. 取引の監視とキャッチ：メモリプール内の未確認取引をリアルタイムで監視し、大きな価格影響を持つ取引を特定します。
2. 優先パッキング権の競争：より高いガス料金または優先料金を利用して、自身の取引が目標取引の前後で実行されることを確保する。
3. 精密な計算とスリッページの管理：前置取引と後置取引を実行する際、取引量と予想されるスリッページを正確に計算し、価格の変動を促進しつつ、設定されたスリッページを超えて目標取引が失敗しないようにする必要があります。

この攻撃は、高性能の取引ボットと迅速なネットワーク応答を必要とするだけでなく、取引の優先度を確保するために高額なマイナー料金を支払う必要があります。激しい競争環境では、複数のボットが同時に同じターゲット取引を奪い合う可能性があり、利益の余地をさらに圧迫します。これらの技術的および経済的な壁は、攻撃者がアルゴリズムや戦略を継続的に更新することを促し、同時に防御メカニズム設計の理論的根拠を提供します。

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第四に、業界の対応と予防戦略

一般ユーザーのための予防戦略

1. 理想的スリッページ保護を設定する：市場の変動と予想される流動性の状況に応じて、スリッページの許容度を適切に設定します。
2. プライバシー取引ツールの使用：プライベートRPC、オーダーパッケージオークションなどの技術を利用して、取引データを公共メモリプールの外に隠す。

エコシステムレベルの技術改善提案

1. 取引の並べ替えと提案者-ビルダーの分離（PBS）：単一のノードによる取引の並べ替えの制御を制限する。
2. MEV-Boostと透明化メカニズム：第三者のリレーサービスを導入し、ブロック構築プロセスの透明性を向上させる。
3. オフチェーン注文の流拍とアウトソーシングメカニズム：注文のバッチマッチングを実現し、価格の公平性を向上させる。
4. スマートコントラクトとアルゴリズムのアップグレード：人工知能と機械学習技術を利用して、チェーン上のデータの異常な変動の監視と予測能力を向上させる。

V. まとめ

MEVサンドイッチ攻撃は偶発的な脆弱性からシステム的な利益収穫メカニズムに進化し、分散型金融エコシステムとユーザー資産の安全に厳しい挑戦をもたらしています。最近の事例は、主流の取引プラットフォームでも新興のパブリックチェーンでも、サンドイッチ攻撃のリスクが依然として存在し、ますます悪化していることを示しています。ユーザー資産と市場の公平を保護するために、ブロックチェーンエコシステムは技術革新、取引メカニズムの最適化、そして規制の協調において協力する必要があります。こうすることで、分散型金融エコシステムは革新とリスクの間でバランスを見出し、持続可能な発展を実現できるのです。