Flash Freezing Flash Boys: Per-Tx-Verschlüsselung vs bösartiges MEV

Wenn die MEV-Bedrohungen auf Ethereum zunehmen, verfolgen Forscher kryptografische Schutzmaßnahmen, die darauf ausgelegt sind, Mempool-Daten zu verbergen, bis Blöcke finalisiert sind. Neue Messungen zeigen fast 2000 Sandwich-Angriffe pro Tag, die monatlich mehr als 2 Millionen Dollar aus dem Netzwerk abziehen. Händler, die große WETH- und WBTC-Tauschgeschäfte sowie andere liquide Vermögenswerte ausführen, bleiben weiterhin dem Front-Running und Back-Running ausgesetzt. Das Feld hat sich über frühe Threshold-Verschlüsselungsversuche hinaus entwickelt und bewegt sich hin zu Transaktions-gestützten Designs, die darauf abzielen, die Payload einer Transaktion zu verschlüsseln, anstatt ganze Epochen. Erste Prototypen wie Shutter und Batched Threshold Encryption (BTE) legten die Grundlagen, indem sie Daten an Epochen-Grenzen verschlüsselten; nun werden transaktionsbezogene Designs erforscht, um feinere Schutzmaßnahmen und möglicherweise geringere Latenzzeiten zu erreichen. Die Debatte dreht sich darum, ob eine reale Implementierung auf Ethereum machbar ist oder ob sie sich weiterhin hauptsächlich im Forschungsbereich bewegt.

Wichtigste Erkenntnisse

Flash Freezing Flash Boys (F3B) schlägt eine transaktionsbezogene Threshold-Verschlüsselung vor, um Transaktionsdaten bis zur Finalität vertraulich zu halten, wobei ein spezielles Secret Management Committee (SMC) die Entschlüsselungs-Shares verwaltet.

Zwei kryptografische Ansätze existieren innerhalb von F3B: TDH2 (Threshold Diffie-Hellman 2) und PVSS (Publicly Verifiable Secret Sharing), die jeweils unterschiedliche Vor- und Nachteile bei Setup, Latenz und Speicherbedarf aufweisen.

Die Latenz durch die Finalität ist in Simulationen gering: etwa 0,026 % für TDH2 (197 ms) und 0,027 % für PVSS (205 ms) bei einem Gremium von 128 Vertrauenspersonen unter Ethereum-ähnlichen Bedingungen.

Der Speicherbedarf ist zu berücksichtigen: etwa 80 Bytes pro Transaktion bei TDH2, während PVSS mit steigender Anzahl an Vertrauenspersonen wächst, da pro Trustee Shares und Nachweise gespeichert werden müssen.

Der Einsatz ist noch herausfordernd: Die Integration verschlüsselter Transaktionen erfordert Änderungen an der Ausführungsebene und könnte einen großen Hard Fork jenseits von The Merge notwendig machen; dennoch könnte der vertrauensminimierte Ansatz von F3B später auch außerhalb von Ethereum Anwendung finden, beispielsweise bei sealed-bid Auktionen.

Genannte Ticker: $ETH, $WETH, $WBTC

Marktkontext: Das breitere Krypto-Umfeld belastet weiterhin die Bemühungen zur MEV-Reduktion, da Entwickler nach Mechanismen suchen, die Privatsphäre wahren, ohne Finalität oder Durchsatz zu beeinträchtigen. Die laufende Diskussion umfasst Protokoll-Updates, Forschungsbenchmarks und Cross-Chain-Anwendungen, wobei Aktivitäten in wissenschaftlichen Arbeiten, Branchen-Tools und Governance-Vorschlägen stattfinden.

Warum es wichtig ist

Das Wettrüsten im Bereich MEV hat harte Konsequenzen für Liquidität und Händlerresultate, insbesondere bei hochvolumigen dezentralen Börsen, wo Sandwich-Strategien sichtbare Mempool-Aktivitäten ausnutzen. Durch die Hinwendung zu transaktionsbezogener Verschlüsselung argumentieren Befürworter, dass der Anreiz zum Front-Running abnehmen könnte, da die kollektive Entschlüsselung erst nach Erreichen der Finalität erfolgt. Dies könnte einen faireren Zugang zu Liquidität für Retail- und Institutionen-Händler ermöglichen und gleichzeitig die aggressive Suche nach Edge Cases verringern, die derzeit MEV antreiben. Die Wirksamkeit hängt jedoch von der Widerstandsfähigkeit der kryptografischen Primitive und der Fähigkeit des Ökosystems ab, die zusätzliche Komplexität ohne Sicherheitsverlust zu verkraften.

Aus Sicht der Entwickler bietet das F3B-Framework eine klare Spannung zwischen Privatsphäre und Leistung. Der TDH2-Pfad betont ein festes Gremium und einen schlanken Datenverbrauch, während PVSS mehr Flexibilität bietet, indem Nutzer Trustees auswählen können, aber größere Chiffretexte und höheren Rechenaufwand verursacht. Simulationen deuten darauf hin, dass bei entsprechender Konfiguration Datenschutzmaßnahmen mit Ethereum-Durchsatz und Finalitätszielen vereinbar sind. Für eine reale Implementierung wären jedoch sorgfältige Koordination zwischen Clients, Minern oder Validierern sowie Ökosystem-Tools notwendig, um Kompatibilität mit bestehenden Smart Contracts und Wallets sicherzustellen.

Investoren und Forscher sollten die Entwicklung der Anreizstrukturen beobachten. Das Staking- und Slashing-Regime von F3B soll vor vorzeitiger Entschlüsselung und Kollusion schützen, doch kein System ist immun gegen Off-Chain-Koordinationsrisiken. Wenn der Mechanismus robust ist, könnte er zukünftige Datenschutz-Designs in permissionless Netzwerken beeinflussen und alternative Ansätze für sichere Berechnungen in offenen Ledgern inspirieren. Die potenziellen Anwendungen gehen über einfache Trades hinaus; verschlüsselte Mempools könnten auch Datenschutz-orientierte Auktionen und andere latenzkritische, vertrauensminimierte Interaktionen ermöglichen, bei denen vorab offengelegte Daten sonst Manipulationen erleichtern würden.

Was man als Nächstes beobachten sollte

Weitere experimentelle Ergebnisse und Pilotprojekte im echten Testnetz, die F3B’s Latenz, Durchsatz und Speicherbedarf unter verschiedenen Netzwerkbelastungen evaluieren.

Sorgfältige Sicherheitsanalysen von TDH2 und PVSS in aktiven Blockchain-Umgebungen, inklusive Nachweisen korrekter Entschlüsselung und Widerstandsfähigkeit gegen böswillige Akteure.

Öffentliche Diskussionen über Integrationsstrategien mit der Ethereum-Ausführungsebene und darüber, ob Client-, Protokoll- oder Governance-Änderungen eine gestufte Einführung ermöglichen könnten.

Untersuchungen zu F3B-ähnlichen Privatsphäre-Techniken in Nicht-ETH-Netzwerken oder Sub-Sekunden-Blockchains, um breitere Anwendbarkeit und Leistung abzuschätzen.

Anwendungsfälle wie sealed-bid Auktionen und andere kryptografische Verfahren, bei denen verschlüsselte Gebote bis zu einer festgelegten Frist verborgen bleiben, im Einklang mit F3B’s Ablauf nach Finalität.

Quellen & Verifikation

Flash Freezing Flash Boys (F3B) — arXiv:2205.08529

Wie batched Threshold Encryption den ausbeuterischen MEV beenden und DeFi wieder fair machen könnte — Cointelegraph

Angewandter MEV-Schutz durch Shutters Threshold Encryption — Cointelegraph

The Merge — Ethereum-Updates: Einsteigerleitfaden zu Eth2.0 — Cointelegraph

TDH2 (Threshold Diffie-Hellman 2) — Shoup et al. (Papier)

Transaktionsbezogene Verschlüsselung verändert den MEV-Kampf auf Ethereum

Flash Freezing Flash Boys markiert einen Wandel von epochenweitem Geheimnis zu transaktionsbezogener Privatsphäre. Die Kernidee ist, die Transaktion mit einem frischen symmetrischen Schlüssel zu verschlüsseln und diesen Schlüssel dann mit einem Threshold-Verschlüsselungsschema zu schützen, das nur von einem vordefinierten Gremium erreicht werden kann. Praktisch signiert ein Nutzer eine Transaktion und verteilt eine verschlüsselte Payload zusammen mit einem verschlüsselten symmetrischen Schlüssel an die Konsensschicht. Das Secret Management Committee (SMC) hält die Entschlüsselungs-Shares, wird sie aber erst freigeben, wenn die Chain die erforderliche Finalität erreicht hat, woraufhin das Protokoll gemeinsam die Payload rekonstruiert und entschlüsselt. Dieser Ablauf soll verhindern, dass Transaktionsdetails während der Propagationsphase offengelegt werden, um MEV-basierte Manipulationen zu erschweren.

Zwei theoretische Ansätze bilden die Grundlage: TDH2, das auf einem verteilten Schlüsselerzeugungsprozess (DKG) basiert, erzeugt einen öffentlichen Schlüssel und Shares, verbindet einen frischen symmetrischen Schlüssel mit einem Chiffretext, den das Gremium in threshold-Form entschlüsseln kann. PVSS nutzt langfristige Schlüssel für Trustees und Shamir’s Secret Sharing, wobei ein Nutzer Shares verschlüsselt mit den öffentlichen Schlüsseln der Trustees verteilt. Beide Modelle sind mit Zero-Knowledge-Proofs versehen, um fehlerhafte Entschlüsselungsdaten zu verhindern und Angriffen auf Chiffretext-Selektivität sowie die Gültigkeit der Entschlüsselung entgegenzuwirken. Die beiden Wege unterscheiden sich in ihrer Performance: Ein festes Gremium vereinfacht Setup und reduziert die Datenmenge pro Transaktion (TDH2), während PVSS mehr Flexibilität bietet, aber größere Chiffretexte und höheren Rechenaufwand verursacht. Praktische Simulationen auf einer PoS-ähnlichen Ethereum-Umgebung deuten auf Verzögerungen unter einer Sekunde nach Finalität hin—innerhalb akzeptabler Grenzen für viele DeFi-Operationen—und auf minimalen Speicherverbrauch pro Transaktion bei TDH2. Die genauen Zahlen hängen natürlich von der Gremiogröße und den Netzwerkbedingungen ab.

Dennoch bleibt die Implementierung eine Herausforderung. Selbst wenn die Verschlüsselungsansätze in Simulationen gut funktionieren, erfordert die Integration verschlüsselter Transaktionen in die Ausführungsebene wahrscheinlich umfangreiche Änderungen—möglicherweise einen Hard Fork jenseits von The Merge—um Kompatibilität mit bestehenden Verträgen und Wallet-Software sicherzustellen. Dennoch ist die Forschung ein bedeutender Schritt in Richtung datenschutzverbessertes DeFi, das zeigt, dass es möglich ist, sensible Daten zu verbergen, ohne die Finalität zu gefährden. Die größere Implikation ist, dass verschlüsselte Mempools auch außerhalb von Ethereum Anwendung finden könnten, in Netzwerken, die datenschutzorientierte, vertrauensminimierte Protokolle verfolgen, bei denen verzögerte oder zurückgehaltene Ausführung akzeptabel oder wünschenswert ist. Für den Moment bleibt der Weg zur praktischen Nutzung vorsichtig und schrittweise, wobei F3B als Benchmark dafür dient, wie datenschutzwahrende MEV-Reduktion in der Praxis aussehen könnte.

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht unter dem Titel Flash Freezing Flash Boys: Per-Tx Encryption vs Malicious MEV auf Crypto Breaking News – Ihrer vertrauenswürdigen Quelle für Krypto-News, Bitcoin-News und Blockchain-Updates.