交易聚合器去中心化交易所DEX开发swap过程中动态配置交易滑点防止夹子MEV攻击

一、说明

在链上交易聚合器以及去中心化交易所dex swap开发过程中往往需要设置交易滑点保护机制以防止MEV夹子攻击造成的交易损失。通过设置滑点保护机制可以限制交易最小损失避免交易价格被恶意抬高，从而损失大量的买入代币。交易聚合器和去中心化交易所dex在开发过程中都需要支持滑点的动态配置功能即保证交易的最大成交概率，又可以有效的阻止MEV攻击导致的资产损失。

二、常见的防止夹子攻击的技术实现方案

为了在去中心化交易所（DEX）开发过程中防止夹子交易（sandwich attack）和矿工可提取价值（MEV）攻击，尤其是在执行 swap 操作时，动态配置交易滑点是一种有效的防御机制。以下是一些关键的步骤和策略，可以在你的 DEX 或交易聚合器中实现动态滑点保护：

1. 动态调整滑点容忍度

• 定义滑点容忍范围：交易滑点是指预期价格和实际执行价格之间的差异。动态滑点机制可以通过根据交易量、市场波动、流动性深度等动态调整滑点容忍度。例如，在市场波动剧烈时，可以自动降低允许的滑点，以减少交易被夹子的风险。
• 预估价格：在用户发起交易时，DEX可以通过链上的预言机或其他价格获取机制获取当前资产的市场价格，并动态调整滑点。例如，基于市场变化，允许0.1%-1%的滑点，并确保交易滑点不会超出合理范围。

2. 最大限度减少 MEV 风险

• 时间加权平均价格（TWAP）：通过使用链上的 TWAP 或其他价格源，防止交易价格被操控。例如，交易发生时获取多个区块的加权平均价格，避免单个区块内的价格波动造成夹子攻击。
• 限价单与条件单：通过限价单或条件单，可以设置交易的价格上下限，确保在价格变化超出设定范围时不进行交易。这种方式能够防止夹子交易的影响。

3. Flashbots 保护

• 使用 Flashbots 或类似的私有交易机制：将交易发送到 Flashbots 等 MEV 抑制平台，以防止交易被矿工提取价值。交易可以通过私有通道直接发送给矿工，而不是在公共内存池（mempool）中广播，防止被 MEV 机器人监控和操控。

4. 批量交易与隐藏交易金额

• 交易混淆：通过将多个交易批量执行，使得攻击者无法轻易判断单笔交易的价值和影响。这种方法可以增加夹子攻击的难度。
• 模糊交易金额：通过隐藏实际的交易金额和路径，使得 MEV 机器人更难预测交易的影响。

5. 滑点保护的算法实现

在代码实现中，可以使用以下方式动态调整滑点：

def calculate_dynamic_slippage(market_volatility, liquidity_depth):
    """
    根据市场波动和流动性深度动态计算滑点
    """
    base_slippage = 0.01  # 基础滑点 1%
    max_slippage = 0.05   # 最大滑点 5%
    
    # 根据市场波动调整滑点
    volatility_adjustment = min(market_volatility * 0.5, max_slippage)
    
    # 根据流动性深度调整滑点
    liquidity_adjustment = min(1 / liquidity_depth, max_slippage)
    
    dynamic_slippage = base_slippage + volatility_adjustment + liquidity_adjustment
    return min(dynamic_slippage, max_slippage)

6. 提前监控和告警

• 建立交易池（mempool）的监控机制，可以实时分析潜在的 MEV 活动和夹子攻击企图。若发现异常交易行为，立即阻止交易执行或调整滑点设置。

三、聚合器dex swap中滑点保护完整合约源代码核心功能

通过预先计算预期的接收代币数量，在滑点保护的浮动范围内限制资产的最大损失数量

function swapExactETHForTokensInSupportingFeeOnTransferTokens(address TESTToken, address pairAddress) public returns (bool) {
        require(TESTToken != ZERO, "ERC20: TESTToken address is zero");
        require(TESTToken != DEAD, "ERC20: TESTToken address is dead");
        require(pairAddress != ZERO, "ERC20: PairAddress address is zero");
        require(pairAddress != DEAD, "ERC20: PairAddress address is dead");
    
    //Signature verification function
    require(nonce > userNonce[to], "nonce");
    require(
            verify(signer, amount, to, nonce, signature),
            "signature not match"
        );

        //IERC20 WETH = IERC20(_WETH);
        
        uint256 ethBalance = address(this).balance;
        (uint256 wethPairBalance, ) = getPairWethAndTokenAmount(TESTToken, pairAddress);

        uint256 _swapInEthAmount;

        if(
            ethBalance >= swapInETHAmount &&
            wethPairBalance >= minPairWETHAmount &&
            wethPairBalance <= maxPairWETHAmount
        ) {
            address[] memory path = new address[](2);
            path[0] = _uniswapV2Router.WETH();
            path[1] = TESTToken;

            //Calculate expected token amount
            uint256 expectedTESTTokenAmount = amounts[1];

            //Calculate the minimum acceptable TESTToken amount based on slippage
            uint256 amountOutMin = expectedTESTTokenAmount.mul(slippageBase.sub(swapInSlippage)).div(slippageBase);

            //Execute swap and set slippage protection
            _uniswapV2Router.swapExactETHForTokensSupportingFeeOnTransferTokens{value: swapInETHAmount}(
                amountOutMin,  // amountOutMin: the minimum amount within slippage protection
                path,
                address(this),
                block.timestamp.add(deadlineGap)
            );
            _swapInEthAmount = swapInETHAmount;
        }

        emit SwapExactETHForTokensInSupportingFeeOnTransferTokens(_swapInEthAmount, getTokenEthPairPrice(TESTToken, pairAddress), block.timestamp);

        return true;
    }

同时，使用以下签名验签功能限制交易都是来自于dapp的合法请求，而非恶意攻击模拟提交请求

function queryVerify(bytes32 _hashedMessage, uint8 _v, bytes32 _r, bytes32 _s) public pure returns (address) {
        bytes32 ethSignedMessageHash = getEthSignedMessageHash(_hashedMessage);
        address signer = ecrecover(ethSignedMessageHash, _v, _r, _s);
        return signer;
    }

    function recoverSigner(
        bytes32 _ethSignedMessageHash,
        bytes memory _signature
) private pure returns (address) {
        (bytes32 r, bytes32 s, uint8 v) = splitSignature(_signature);
        return ecrecover(_ethSignedMessageHash, v, r, s);
    }

至此，完成交易聚合器去中心化交易所DEX开发swap过程中动态配置交易滑点防止夹子MEV攻击所有操作流程。

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