MEV Simulation and Analysis in Proof-of-Stake Blockchains: Attacks, Mitigations, and Evaluation

Abstract

Tato diplomová práce se zaměřuje na problematiku MEV útoků, které jsou provedené v prostředí blockchainu postaveném na proof-of-stake protokolu. Tyto MEV snižují tak bezpečnost, stabilitu a důvěru sítě. Práce se nejprve se zabývá teoretickým úvodem do problematiky, spolu s analýzou jednotlivých MEV útoků: front-running, back-running, sandwich útok a arbitráž. Jednotlivé útoky jsou ohodnoceny podle jejich vlivu na síť, uživatele, transakce a konsensus. Dále se práce věnuje existujícím mitigačním technikám a jejich kombinacím, zahrnující řešení permutace, šifrování transakcí, opožděná exekuce bloků a jejich rozšíření. Zároveň se zabývá i aktuální proposal-builder separation architekturou, která je aplikovaná v Ethereum blockchainu. Práce se poté koncentruje na konkrétní návrhy využití těchto mitigačních technik jako je BlindPerm, MEVade a MEV-Boost řešení. Dále se zabývá simulací a analýzou vlivu MEV útoků na tyto mitigační metody. Simulace je rozdělena do několika oddělených experimentů, které se zaměřují na jednotlivé klíčové vlastnosti. Výsledky těchto experimentů na sebe navzájem navazují a tvoří robustní analýzu slabých i silných bodů návrhů mitigačních technik. Tyto výsledky jsou porovnány a diskutovány pro možné další rozšíření práce.