Details

Данная работа посвящена разработке децентрализованной криптобиржи ArcDEX с конфиденциальным исполнением торговых заявок на блокчейне Solana. Актуальность темы связана с тем, что существующая модель работы AMM-бирж на Solana допускает утечку параметров пользовательских заявок и состояния пулов ликвидности, что используется участниками с привилегированным доступом для извлечения максимально извлекаемой стоимости. По данным анализа Ghostlogs, за 16 месяцев с января 2024 года по май 2025 года через сэндвич-атаки извлечено от 370 до 500 млн долларов. В работе предложено решение, переносящее вычисление функций свопа, добавления и удаления ликвидности, цикла DCA и сопоставления лимитного ордера в кластер узлов многосторонних конфиденциальных вычислений. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Разработка архитектуры децентрализованной биржи. 2. Реализация onchain-программ инициализации пулов ликвидности, обработки торговых сценариев и сокрытия критических данных средствами языка программирования Rust и SDK Arcium MXE. 3. Разработка клиентского модуля взаимодействия с децентрализованной биржей на языке программирования TypeScript с использованием фреймворка Next.js. 4. Проведение тестирования системы посредством воспроизведения сценариев MEV-атак. В результате работы разработана и развёрнута на сети Solana devnet децентрализованная криптобиржа ArcDEX, обеспечивающая одновременное сокрытие состояния пула, параметров отдельной заявки и структуры регулярных стратегий. Получены эмпирические характеристики: дополнительная задержка 647 мс относительно открытого свопа, дополнительная вычислительная мощность 81 400 CU (рост в 2,8 раза), дополнительная комиссия 0,0034 SOL за услуги кластера Arcium. Для достижения данных результатов в работе были использованы следующие информационные технологии и программные средства: язык программирования Rust, фреймворк Anchor, протокол Arcium для многосторонних конфиденциальных вычислений, блокчейн Solana, языки программирования TypeScript и Arcis, асинхронная среда выполнения Tokio, СУБД PostgreSQL и Redis, sqlx (асинхронный драйвер PostgreSQL для Rust), библиотека solana-client для извлечения эмпирических характеристик.

The given work is devoted to the development of the decentralized cryptocurrency exchange ArcDEX with confidential order execution on the Solana blockchain. The relevance of the topic stems from the fact that the existing AMM exchange model on Solana exposes user order parameters and liquidity pool state to public observation, which is exploited by participants with privileged access to the transaction flow in order to extract maximal extractable value. According to Ghostlogs analytics, over the sixteen-month period from January 2024 to May 2025 sandwich attacks extracted between 370 and 500 million dollars on the Solana network. The proposed solution moves the computation of swap, liquidity addition and removal, DCA cycle execution, and limit order matching functions into a cluster of multi-party computation nodes. The research addressed the following objectives: 1. Design of the decentralized exchange architecture. 2. Implementation of onchain programs for liquidity pool initialization, trading scenario processing, and concealment of critical data using the Rust programming language and the Arcium MXE SDK. 3. Development of the client module for interaction with the decentralized exchange in TypeScript using the Next.js framework. 4. Testing of the system by reproducing MEV attack scenarios. As a result of the work, the decentralized cryptocurrency exchange ArcDEX was developed and deployed on the Solana devnet network. It provides simultaneous concealment of the pool state, of the parameters of an individual order, and of the structure of recurring strategies. The following empirical characteristics were obtained: additional latency of 647 ms relative to an open swap, additional compute consumption of 81 400 CU (a 2.8x increase), and an additional fee of 0.0034 SOL for Arcium cluster services. The following information technologies and software tools were used in the work: the Rust programming language, the Anchor framework, the Arcium protocol for multi-party computation, the Solana blockchain, the TypeScript and Arcis programming languages, the Tokio asynchronous runtime, PostgreSQL and Redis as database systems, sqlx as an asynchronous PostgreSQL driver for Rust, and the solana-client library for extracting empirical characteristics.