샌드위치 공격을 경매로 줄인다: CoW Protocol의 MEV 역전극

1. 시장은 트랜잭션을 보았고, 봇은 옵션을 보았다

탈중앙화 거래소에서 스왑을 요청하면 서명된 트랜잭션은 실행 전 공개 멤풀에 머문다. 검색 봇은 이 대기열을 감시해 슬리피지를 분석한 뒤, 사용자 앞에서 매수하고 뒤에서 매도해 차익을 챙긴다. 대기열이 차익 거래자에게 단기 옵션을 쥐여준 셈이다.^[7]

이것이 샌드위치 공격이다. 피해자 앞뒤로 트랜잭션을 배치해 가격을 흔들고 차익을 거둔다. AMM은 정해진 공식대로 작동하지만 사용자는 최대 슬리피지의 불리한 가격을 떠안는다. 공개 대기열이 만든 구조적 착취다.^[7]

GPv2는 2021년 7월 EthCC 발표처럼 주문을 오프체인 배치로 묶어 솔버 경쟁에 부쳤다. 동일 배치 내 같은 방향 거래는 순서와 무관하게 동일한 균일 청산 가격을 받았고, 남은 물량은 외부 AMM 유동성으로 체결됐다.^[2]

CoW Protocol은 모든 MEV의 소멸이나 완전한 P2P 매칭을 장담하지 않는다. 대신 실행 경로를 솔버에게 맡기고 각 인텐트를 일반 직접 스왑처럼 전송하지 않으며 균일 방향 청산 가격을 적용한다. MEV 저항은 한계가 명확한 경제적 메커니즘이다.^[7][2]

2. Gnosis는 대기열을 5분의 방으로 바꿨다

이 설계는 브랜드 이전부터 시작됐다. Gnosis는 2년 연구 끝에 2020년 4월 15일 첫 거래 프로토콜을 출시했다. 5분마다 열리는 배치 경매에서 솔버 제안을 받아 링 트레이드를 체결하고 균일 청산 가격을 제공했다. 예측 시장의 롱테일 토큰이 주요 대상이었다.^[1]

링 트레이드는 다자간 물물교환을 구현했다. 앨리스가 사과로 바나나를, 댄이 당근으로 사과를, 카를로스가 바나나로 당근을 원할 때 1:1 매칭 없이도 3자 순환 고리로 모두를 만족시킨다. 중간 기축 통화를 거치지 않고 여러 주문 사이에서 유동성을 직접 공유하는 방식이다.^[1]

중앙화된 운영자는 누구나 주문 체결 솔루션을 제출할 수 있는 개방적이고 인센티브 기반의 경쟁으로 대체됩니다.^[1]

— Gnosis, Announcing Gnosis Protocol

초기 5분 주기는 개념 증명이었다. 2021년 4월 GPv2가 출시되며 CowSwap이 첫 디앱으로 등장했다. 새 버전은 오프체인 배치와 균일 가격, 솔버 경쟁을 유지하면서 내부 매칭 부족 시 외부 AMM 유동성을 활용하도록 개선됐다. 소(cow)라는 이름도 이 최적화에서 비롯됐다.^[2]

3. 솔버라 불리는 기계를 위한 소원 목록

CoW 주문은 직접 스왑이 아닌 인텐트(intent)다. 사용자는 토큰, 수량, 한도 가격, 만료 기한 등 허용 조건을 서명하되 구체적 실행 경로는 비워둔다. 배치가 닫히면 담보를 예치한 솔버들이 인텐트와 유동성을 분석해 최적의 체결 해법을 제시한다.^[5][8]

라우팅은 최적화 경쟁으로 바뀐다. 솔버는 반대 주문을 직접 맞바꾸거나, 여러 주문을 하나로 묶고 다자간 링을 구성한다. 주문의 일부만 매칭되면 잔여분은 AMM에서 조달한다. 욕구의 일치(CoW)는 필수 전제가 아니라 최적화의 기회로 작동한다.^[6]

CoW (Coincidence of Wants): 두 당사자가 각자 상대방이 필요로 하는 자산을 보유한 상태에서 동등한 물물교환 방식으로 자산을 직접 교환하는 경제적 현상.^[6]

— CoW Protocol Documentation

솔버 경쟁은 안전 장치 위에서 작동한다. 솔버는 담보를 맡겨야 하며 프로토콜은 배치 잉여를 극대화하는 해법을 승자로 선정한다. 인텐트는 불변의 수락 집합으로 취급되므로, 솔버는 경로를 탐색할 뿐 사용자가 서명한 한도 가격을 바꿀 권한은 없다.^[5][4]

4. 소는 어떻게 샌드위치를 차단하는가

첫 번째 방어선은 위임 실행이다. 사용자는 일반 온체인 스왑을 직접 전송하는 대신 오프체인 인텐트에 서명하므로, 공개 멤풀 MEV에 보통의 스왑과 같은 방식으로 직접 노출되지 않는다. 솔버가 가스비 위험을 지고 정산 번들을 제출하며, 인텐트는 공개 대기열의 경로가 정해진 단독 거래와 다른 형태로 처리된다.^[7]

두 번째 방어선은 균일 방향 청산 가격이다. 한 배치에서 같은 페어를 같은 방향으로 거래하는 주문은 같은 가격을 받는다. 배치 내 순서 조작으로 가격을 바꿀 수 없어 샌드위치 공격의 핵심 수단이 약해지며, 완전한 P2P 매칭 물량은 AMM 풀 잔고를 건드리지 않는다.^[7][6]

마지막 방어선은 온체인 GPv2Settlement 계약이다. 서명 검증, 만료일 확인, 기체결 여부, 한도 가격 충족을 검사한다. 솔버가 외부 유동성과 상호작용하더라도 사용자 자금에 직접 접근할 수 없으며, 예치된 담보는 정산 계약의 잠재적 위험을 담보한다.^[8]

이것이 CoW의 실용적 절충이다. 복잡한 라우팅은 솔버에게 위임하되 암호학적 서명과 담보, 스마트 계약 검증으로 행동을 제한한다. 사용자는 경로 탐색을 외부에 맡기면서도 정산 계약이 서명한 가격 한도를 강제하도록 설계된 보호를 받는다.^[5][8]

5. 경매는 스스로 승자를 판별하는 법을 배웠다

2022년 1월 GIP-13은 팀을 Gnosis DAO에서 분사하고 CoW Protocol 명칭, CoW DAO, COW 토큰을 도입할지 물은 거버넌스 제안이었다. 제안은 채점 방식과 슬래싱 같은 핵심 변수를 토큰 보유자 거버넌스에 맡기고 배치 경매를 독립적인 커뮤니티 거래 인프라로 전환하는 구상을 제시했다.^[3]

프로토콜이 성숙하며 새로운 문제가 제기됐다. 배치 경매가 전체 잉여를 극대화하더라도 개별 참여자에게는 불리한 결과가 나올 수 있다는 점이다. 2024년 8월 안드레아 카니디오와 펠릭스 헨네케의 논문은 결합 배치 경매의 전체 효율과 개별 공정성 사이의 긴장을 정식화했다.^[9]

프로토콜은 이용 가능한 일부 '개별 입찰'보다 특정 주문에 더 적은 가치를 전달하는 '불공정한' 배치 입찰을 걸러냅니다.^[4]

— CoW Protocol Documentation

공정 결합 경매는 솔버에게 개별 입찰과 배치 입찰을 모두 받아 개별 기준선보다 못한 배치 제안을 걸러낸다. 논문은 그 대가도 명시한다. 공정성은 전체 잉여를 줄일 수 있고 균형에서의 보장은 반사실적 경매 방식에 따라 달라진다. 성과는 완벽한 해답이 아니라 공정성과 효율의 절충을 투명하게 만든 데 있다.^[9][4]