T24 · MEV

現実の問題

交換画面を公開して二か月。利用者が同じ不満を言い始めた。「約定価格がいつも見積価格より少し悪い。」

T20に沿って確認すると、現在の準備金で見積もり、経路は最適で、最低受取量は署名に含まれ、有効期限もある。何より 取引はrevertしていない。スリッページ保護は動き、署名した下限以上を受け取っている。

そこで一件をブロックエクスプローラーで見る。

ブロック内の47番目だ。46番目と48番目を見ると、同じ送信元、同じプールで、一つは買い、一つは売り。利用者の取引を挟んでいる。

三件を順にローカルで再実行し、利用者が少なく受け取った量を計算する。見覚えのある数字だ。フロントエンドの既定スリッページ許容幅とほぼ一致していた。

利用者がだまされたわけでも、契約にバグがあるわけでもない。検査はすべて通った。ただ 真ん中に置かれたのだ。

本当の問いは この三件の順番を誰が決め、何に基づいてそうしたか？ だ。

思考実験

ブロックチェーンを一つの村に縮めよう。

入口に 掲示板があり、用事のある人が紙を貼る。十二秒ごとに 処理担当者が来て、紙を選び、好きな順番でまとめて処理する。

この二規則だけで三つのことが分かる。

第一、掲示板は公開され、処理前から読める。 何をどれだけ買い、どんな価格まで許すかが紙に書かれ、処理前に全員が読める。漏えいではなく掲示板の仕組みだ。公開しなければ担当者の処理を他人が検証できない。

第二、担当者は順番を決め、自分の紙も差し込める。 あなたを47番目に置き、その前に自分の紙を置ける。

第三、自分で実行する必要さえない。 「次の回は最も高く払う人を先頭にする」と公表できる。

第三が転換点だ。誰より先に並ぶかは技術的詳細を超え、価格を付け、競売にかけ、金を払って買う対象になる。

そこから三つの商売が生まれる。まだ名前は付けない。

甲：同じ商品の価格が違う二つの店で、安く買い高く売る。後には価格が揃い、誰も損をしなかったように見えるが、差額は本来商品を提供した人のものだった。

乙：掲示板であなたの大量購入を見て先に買い、あなたが価格を上げた後に売る。あなたの意図自体が利益の源泉になる。

丙：担保が回収可能な水準を割ったのを見て、T22の清算を誰より早く行い、報酬を取る。

三つに共通する重要な点がある。どれも脆弱性を使っていない。 全操作が規則に従い、すべての検査に通る。

利用するのはコードの誤りではなく、システムの構造そのものだ。

あなたが決める

利用者は署名済みで、この取引をあなたのコードから送るところだ。

どこへ送るか？

結果を観察する

四つは同じ問いに答えている。意図が何人にどれほどの時間見え、その可視性から誰が利益を得られるか。

第三列が本章で最も覚えるべき点だ。

MEVは消去ではなく移転される。防護策は取引順序から利益を得る権利の持ち主を変えるのであり、その額をゼロにはしない。

特定サービスで安全になるという主張は、ここで新たな信頼先を説明していない。

二つ目は、取引が狙われるかを決める計算可能な閾値だ。

攻撃者の粗利益 ≈ 取引額 × 押し込めるスリッページ余地
攻撃者の費用 ≈ 二回の交換手数料 + 二回のGas + 順位獲得の入札額

純利益が正なら実行し、ゼロ以下なら狙わない

逆から読めばT20の定量版になる。スリッページ許容幅は自分で掲げた懸賞額だ。許容幅と取引額の積が攻撃費用を超えたとき、対象範囲に入る。

つまり 取引順序自体が売れる資源である。

バグではなく、改版でも消えない。誰かが順序を決める必要から生じる。できるのは 額と現在の受取人を知ることだ。

モデルを作る

一、取引を誰が見たか

一行目は忘れられがちだ。 公開メンプールを避ければ安全だと考えても、その前にRPC提供者を通る。コードで直接設定するのにほとんど調べない、取引を最初に見る相手だ。

二、四形態、二つの性質

第三列が四形態を二つに分ける。

上二行は誰かがしなければならないこと。裁定がなければ価格差が残り、清算がなければ不良債権が増える。抽出される価値は元からあり、その受取人が決まる。

下二行はこの取引を送ったからこそ生じること。誰もしなければその費用は発生しない。価値の移転ではなく 作り出された費用で、全額を利用者が負担する。

この区別でMEV対策を評価する。裁定利益をAからBへ移すだけでは利用者は改善せず、下二行を減らして初めて改善になる。

三、サンドイッチの数学：許容幅が最適攻撃規模を決める

T19の定積プールなら計算できる。外部ライブラリ不要の二関数を、そのままテストへ入れられる。

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

/// 定積見積もり：入力からfeeBps万分率の手数料を差し引く。典型値30
function getAmountOut(
    uint256 amountIn,
    uint256 reserveIn,
    uint256 reserveOut,
    uint256 feeBps
) pure returns (uint256) {
    uint256 inAfterFee = amountIn * (10_000 - feeBps);
    return reserveOut * inAfterFee / (reserveIn * 10_000 + inAfterFee);
}

/// サンドイッチのない場合とある場合の利用者受取額の差
/// この引き算が本章で自分で測る数字になる
function sandwichLoss(
    uint256 userIn,
    uint256 attackerIn,        // 攻撃者が先回りして投入する額
    uint256 reserveIn,
    uint256 reserveOut,
    uint256 feeBps
) pure returns (uint256) {
    uint256 clean = getAmountOut(userIn, reserveIn, reserveOut, feeBps);

    // 攻撃者が先に買い、準備金を動かす
    uint256 got = getAmountOut(attackerIn, reserveIn, reserveOut, feeBps);
    uint256 newIn = reserveIn + attackerIn;
    uint256 newOut = reserveOut - got;

    // 利用者は押し上げられた曲線で約定する
    uint256 sandwiched = getAmountOut(userIn, newIn, newOut, feeBps);
    return clean - sandwiched;
}

攻撃者が attackerIn を選ぶときの制約は 署名された最低受取量だ。押しすぎると利用者の取引が全部戻り、攻撃の二操作は無駄になり手数料も失う。

したがって最適解は明確だ。

最適なattackerIn = sandwichedが利用者のamountOutMinと一致する投入額

つまり：
    利用者の損失上限 = 取引額 × スリッページ許容幅
    攻撃者はちょうどその上限まで取る

ここで立ち止まろう。 推測も欲張りも不要で、許容幅が投入すべき額を教える。0.5%を5%に変えると目標利益が十倍になる。

実行するかは粗利益が費用を上回るかで決まる。

粗利益 ≈ 利用者の損失 − 攻撃者自身の二交換の手数料
費用   ≈ 二回のGas + 利用者の前後へ並ぶための入札

純利益が正のときだけ実行する。
そのため最小攻撃対象額があり、それ未満は狙われない。

Labではその最小額を求める。一般的な防護助言以上に有用で、リスクが始まる取引規模を教えてくれる。

四、三つの防護策は誰へ権力を渡すか

抽出可能価値の削減は金額そのものを減らし、露出範囲の削減はそれを見られる人数を減らす。前者は新たな相手を信頼しなくてよいが、後者は新たな相手方を必ず導入する。

実務では三択ではなく組み合わせる。 取引額と深度に応じて許容幅を動的計算し、大口は私設経路や競争実行へ回し、画面で 推定価格影響を明示する。最後は費用がかからないのに、多くの製品で欠けている。

何と呼ぶか

実践

第1取引  攻撃者がa買う                ← 価格を上げる
第2取引  利用者が交換                  ← 上げた曲線で約定
第3取引  攻撃者が第1取引で買った全量を売る

                0.1%      0.5%       1%        5%
   1,000        ...       ...       ...       ...
  10,000        ...       ...       ...       ...
 100,000        ...       ...       ...       ...

既知：片側の深さD、手数料率f、許容幅s、現在Gas価格g

第1段階：走査した最適aで粗利益を求める
        粗利益 ≈ 利用者損失 − 攻撃者の二交換の手数料
              （二回fを払う点を見落とさない）

第2段階：費用を計算する
        二回のGas = 2 × 一交換のGas × g
        順位入札 = 前後に並ぶために譲る粗利益
                  （保守的に粗利益の半分とする）

第3段階：純利益 = 第1段階 − 第2段階

第4段階：純利益を0として取引額Vを逆算する
        Vはこのプールと許容幅での最小攻撃対象額になる

AI Lab

第一段階：
オンチェーン交換製品が使える利用者側MEV対策を列挙してください。
各項目に、減らすのが抽出可能価値か露出範囲か、
実装費用、利用体験への影響、信頼の移転先を書いてください。
まず結論を出さず、一覧を完成させてください。

第二段階：
私の製品条件は（自分で記入）：利用者規模、典型的取引額の分布、
チェーン、既定許容幅、接続しているRPCの出所です。
各策がここで実行可能か一つずつ評価し、
定量化できる期待効果と代償を示してください。

第三段階：
推奨する上位二策についてそれぞれ、
失敗条件、失敗時に観測できる兆候、
提供者停止時の縮退経路を書いてください。

実例

変数を一つ変える

持ち帰る問い

章末チェック