الzk-SNARKs(ZKP) كتقنية تشفير متقدمة، تتكامل بعمق مع تقنية البلوكتشين. مع اعتماد المزيد والمزيد من بروتوكولات Layer 2 وسلاسل الكتل الخاصة على ZKP، فإن تعقيدها يجلب أيضًا تحديات أمان جديدة. ستتناول هذه المقالة من منظور الأمان، الثغرات المحتملة لـ ZKP في تطبيقات البلوكتشين، لتقديم مرجع لحماية الأمان للمشاريع ذات الصلة.
الخصائص الأساسية للـ zk-SNARKs
قبل تحليل أمان نظام zk-SNARKs، نحتاج إلى فهم ميزاته الأساسية الثلاثة:
الاكتمال: بالنسبة للبيانات الحقيقية، يمكن للجهة المصدقة دائمًا إثبات صحتها للجهة المراجعة.
الموثوقية: بالنسبة للبيانات الخاطئة، لا يمكن للمثبتين الخبيثين خداع المراجعين.
zk-SNARKs: في عملية التحقق، لن يحصل المُحقق على أي معلومات حول البيانات الأصلية.
تعتبر هذه الخصائص الثلاثة حجر الزاوية لضمان أمان وفعالية نظام zk-SNARKs. إذا تعرضت أي من هذه الخصائص للتلف، فقد يؤدي ذلك إلى انهيار أمان النظام. على سبيل المثال، قد يؤدي نقص الشمولية إلى رفض الخدمة؛ بينما يمكن أن يُستغل عدم الموثوقية من قبل المهاجمين لإنشاء إثباتات زائفة؛ وقد يؤدي تضرر الخصوصية إلى تسرب معلومات حساسة. لذلك، يجب أن يتم التركيز على تحقيق هذه الخصائص في تقييم الأمان.
نقاط الأمان في مشاريع البلوكتشين ZKP
بالنسبة لمشاريع البلوكتشين القائمة على zk-SNARKs، يجب الانتباه إلى القضايا الأمنية التالية:
1. zk-SNARKs الدائرة
دائرة ZKP هي جوهر النظام بأكمله، وأمانها يؤثر مباشرة على موثوقية المشروع. تشمل النقاط الرئيسية للتركيز:
خطأ في تصميم الدائرة: قد يؤدي إلى عدم توافق عملية الإثبات مع الخصائص الأمنية. على سبيل المثال، اكتشفت Zcash في ترقية Sapling في عام 2018 خطأ في تصميم الدائرة قد يؤدي إلى تزوير غير محدود للرموز.
خطأ في تنفيذ البديهيات التشفيرية: إذا كانت هناك عيوب في البديهيات التشفيرية الأساسية، فقد تؤدي إلى انهيار النظام بأكمله. هذه الأنواع من المشاكل ليست نادرة، مثلما حدث في جسر BNB Chain عبر السلاسل بسبب خطأ في تنفيذ التحقق من شجرة ميركل مما أدى إلى خسائر ضخمة.
نقص العشوائية: تعتمد أنظمة zk-SNARKs على أرقام عشوائية عالية الجودة، وقد تؤدي مشاكل توليد الأرقام العشوائية إلى تعريض أمان الإثبات للخطر. كما اكتشفت Dfinity ثغرة في توليد الأرقام العشوائية قد تضر بخصائص عدم المعرفة.
2. أمان العقود الذكية
بالنسبة لمشاريع العملات الرقمية الخاصة بالخصوصية المستندة إلى Layer 2 أو العقود الذكية، فإن أمان العقود يعد أمرًا بالغ الأهمية. بالإضافة إلى الثغرات الشائعة مثل إعادة الدخول، والتجاوز، يجب أيضًا إيلاء اهتمام خاص لمشكلات التحقق من الرسائل عبر السلاسل والتحقق من proof، حيث يمكن أن تؤثر هذه بشكل مباشر على موثوقية النظام. على سبيل المثال، سمحت ثغرة في عقد Verify الخاص بـ Circom للمهاجمين بتنفيذ هجوم مزدوج من خلال اسم مستعار.
3. توفر البيانات
ضمان الوصول الآمن والتحقق الفعال من البيانات خارج السلسلة هو مفتاح مشاريع Layer 2. في عام 2019، أدت عدم قدرة المُحققين على الوصول إلى البيانات خارج السلسلة إلى انقطاع المعاملات والسحوبات على سلسلة Plasma. بالإضافة إلى اعتماد إثبات توفر البيانات، يجب تعزيز حماية المضيف ومراقبة حالة البيانات.
4. آلية الحوافز الاقتصادية
تعتبر آلية الحوافز المعقولة أمرًا حيويًا للحفاظ على أمان النظام واستقراره. يجب تقييم تصميم نموذج الحوافز، وتوزيع المكافآت، وآلية العقوبات لمعرفة ما إذا كانت قادرة على تحفيز جميع المشاركين بشكل فعال.
5. حماية الخصوصية
بالنسبة للمشاريع التي تتعلق بحماية الخصوصية، يجب مراجعة تنفيذ خطة الخصوصية الخاصة بها. ضمان حماية بيانات المستخدمين بشكل كامل خلال جميع العمليات، مع ضمان إمكانية استخدام النظام وموثوقيته. يمكن من خلال تحليل تدفق الاتصالات في البروتوكول تقييم ما إذا كانت هناك مخاطر تسرب للخصوصية.
6. تحسين الأداء
تقييم استراتيجيات تحسين الأداء للمشاريع، بما في ذلك سرعة معالجة المعاملات وكفاءة عملية التحقق. مراجعة تدابير التحسين في تنفيذ الشيفرة، لضمان تلبية متطلبات الأداء.
7. آلية التكرار والتعافي
استراتيجيات استجابة مشاريع المراجعة في مواجهة حالات الطوارئ مثل انقطاع الشبكة أو الهجمات الخبيثة. تأكد من أن النظام يمتلك القدرة على الاستعادة التلقائية والحفاظ على التشغيل الطبيعي.
8. جودة الكود
تدقيق شامل لجودة كود المشروع، والتركيز على القابلية للقراءة والصيانة والصلابة. تقييم ما إذا كانت هناك ممارسات برمجة غير قياسية، أو كود زائد، أو أخطاء محتملة.
خدمات الأمان وحلول الحماية
لضمان حماية شاملة لمشروع ZKP، يمكن اتخاذ التدابير التالية:
تدقيق شامل للكود: يشمل تدقيق جميع المراحل مثل العقود الذكية، منطق ترميز الدوائر، شروط القيود وتوليد الشهادات.
الاختبارات الآلية: إجراء اختبارات Fuzz واختبارات الأمان على كود Sequencer/Prover وعقد التحقق.
مراقبة في الوقت الحقيقي: نشر نظام مراقبة أمان على الشبكة، لتحقيق الإدراك الفوري للمخاطر، والتنبيه، والتتبع.
حماية الخادم: استخدام منتجات حماية الأمان الخاصة بالخادم التي تمتلك قدرات CWPP و ASA، لضمان تشغيل الخادم بشكل آمن وموثوق.
محاكاة الهجوم: من خلال تجميع الشهادات المنطقية المخصصة يدويًا، لمحاكاة سيناريوهات هجوم متعددة للاختبار.
بشكل عام، تتطلب حماية مشاريع ZKP أن تُعالج وفقًا لسيناريوهات تطبيقها المحددة، مع مراعاة جميع الجوانب من التشفير الأساسي إلى التطبيقات العليا. فقط من خلال ضمان اكتمال ZKP وموثوقيته وخصوصيته يمكن بناء نظام آمن وموثوق حقًا.
قد تحتوي هذه الصفحة على محتوى من جهات خارجية، يتم تقديمه لأغراض إعلامية فقط (وليس كإقرارات/ضمانات)، ولا ينبغي اعتباره موافقة على آرائه من قبل Gate، ولا بمثابة نصيحة مالية أو مهنية. انظر إلى إخلاء المسؤولية للحصول على التفاصيل.
8 مخاطر أمنية واستراتيجيات الحماية لمشاريع البلوكتشين القائمة على zk-SNARKs
zk-SNARKs والتفكير الأمني المتعلق بالبلوكتشين
الzk-SNARKs(ZKP) كتقنية تشفير متقدمة، تتكامل بعمق مع تقنية البلوكتشين. مع اعتماد المزيد والمزيد من بروتوكولات Layer 2 وسلاسل الكتل الخاصة على ZKP، فإن تعقيدها يجلب أيضًا تحديات أمان جديدة. ستتناول هذه المقالة من منظور الأمان، الثغرات المحتملة لـ ZKP في تطبيقات البلوكتشين، لتقديم مرجع لحماية الأمان للمشاريع ذات الصلة.
الخصائص الأساسية للـ zk-SNARKs
قبل تحليل أمان نظام zk-SNARKs، نحتاج إلى فهم ميزاته الأساسية الثلاثة:
الاكتمال: بالنسبة للبيانات الحقيقية، يمكن للجهة المصدقة دائمًا إثبات صحتها للجهة المراجعة.
الموثوقية: بالنسبة للبيانات الخاطئة، لا يمكن للمثبتين الخبيثين خداع المراجعين.
zk-SNARKs: في عملية التحقق، لن يحصل المُحقق على أي معلومات حول البيانات الأصلية.
تعتبر هذه الخصائص الثلاثة حجر الزاوية لضمان أمان وفعالية نظام zk-SNARKs. إذا تعرضت أي من هذه الخصائص للتلف، فقد يؤدي ذلك إلى انهيار أمان النظام. على سبيل المثال، قد يؤدي نقص الشمولية إلى رفض الخدمة؛ بينما يمكن أن يُستغل عدم الموثوقية من قبل المهاجمين لإنشاء إثباتات زائفة؛ وقد يؤدي تضرر الخصوصية إلى تسرب معلومات حساسة. لذلك، يجب أن يتم التركيز على تحقيق هذه الخصائص في تقييم الأمان.
نقاط الأمان في مشاريع البلوكتشين ZKP
بالنسبة لمشاريع البلوكتشين القائمة على zk-SNARKs، يجب الانتباه إلى القضايا الأمنية التالية:
1. zk-SNARKs الدائرة
دائرة ZKP هي جوهر النظام بأكمله، وأمانها يؤثر مباشرة على موثوقية المشروع. تشمل النقاط الرئيسية للتركيز:
خطأ في تصميم الدائرة: قد يؤدي إلى عدم توافق عملية الإثبات مع الخصائص الأمنية. على سبيل المثال، اكتشفت Zcash في ترقية Sapling في عام 2018 خطأ في تصميم الدائرة قد يؤدي إلى تزوير غير محدود للرموز.
خطأ في تنفيذ البديهيات التشفيرية: إذا كانت هناك عيوب في البديهيات التشفيرية الأساسية، فقد تؤدي إلى انهيار النظام بأكمله. هذه الأنواع من المشاكل ليست نادرة، مثلما حدث في جسر BNB Chain عبر السلاسل بسبب خطأ في تنفيذ التحقق من شجرة ميركل مما أدى إلى خسائر ضخمة.
نقص العشوائية: تعتمد أنظمة zk-SNARKs على أرقام عشوائية عالية الجودة، وقد تؤدي مشاكل توليد الأرقام العشوائية إلى تعريض أمان الإثبات للخطر. كما اكتشفت Dfinity ثغرة في توليد الأرقام العشوائية قد تضر بخصائص عدم المعرفة.
2. أمان العقود الذكية
بالنسبة لمشاريع العملات الرقمية الخاصة بالخصوصية المستندة إلى Layer 2 أو العقود الذكية، فإن أمان العقود يعد أمرًا بالغ الأهمية. بالإضافة إلى الثغرات الشائعة مثل إعادة الدخول، والتجاوز، يجب أيضًا إيلاء اهتمام خاص لمشكلات التحقق من الرسائل عبر السلاسل والتحقق من proof، حيث يمكن أن تؤثر هذه بشكل مباشر على موثوقية النظام. على سبيل المثال، سمحت ثغرة في عقد Verify الخاص بـ Circom للمهاجمين بتنفيذ هجوم مزدوج من خلال اسم مستعار.
3. توفر البيانات
ضمان الوصول الآمن والتحقق الفعال من البيانات خارج السلسلة هو مفتاح مشاريع Layer 2. في عام 2019، أدت عدم قدرة المُحققين على الوصول إلى البيانات خارج السلسلة إلى انقطاع المعاملات والسحوبات على سلسلة Plasma. بالإضافة إلى اعتماد إثبات توفر البيانات، يجب تعزيز حماية المضيف ومراقبة حالة البيانات.
4. آلية الحوافز الاقتصادية
تعتبر آلية الحوافز المعقولة أمرًا حيويًا للحفاظ على أمان النظام واستقراره. يجب تقييم تصميم نموذج الحوافز، وتوزيع المكافآت، وآلية العقوبات لمعرفة ما إذا كانت قادرة على تحفيز جميع المشاركين بشكل فعال.
5. حماية الخصوصية
بالنسبة للمشاريع التي تتعلق بحماية الخصوصية، يجب مراجعة تنفيذ خطة الخصوصية الخاصة بها. ضمان حماية بيانات المستخدمين بشكل كامل خلال جميع العمليات، مع ضمان إمكانية استخدام النظام وموثوقيته. يمكن من خلال تحليل تدفق الاتصالات في البروتوكول تقييم ما إذا كانت هناك مخاطر تسرب للخصوصية.
6. تحسين الأداء
تقييم استراتيجيات تحسين الأداء للمشاريع، بما في ذلك سرعة معالجة المعاملات وكفاءة عملية التحقق. مراجعة تدابير التحسين في تنفيذ الشيفرة، لضمان تلبية متطلبات الأداء.
7. آلية التكرار والتعافي
استراتيجيات استجابة مشاريع المراجعة في مواجهة حالات الطوارئ مثل انقطاع الشبكة أو الهجمات الخبيثة. تأكد من أن النظام يمتلك القدرة على الاستعادة التلقائية والحفاظ على التشغيل الطبيعي.
8. جودة الكود
تدقيق شامل لجودة كود المشروع، والتركيز على القابلية للقراءة والصيانة والصلابة. تقييم ما إذا كانت هناك ممارسات برمجة غير قياسية، أو كود زائد، أو أخطاء محتملة.
خدمات الأمان وحلول الحماية
لضمان حماية شاملة لمشروع ZKP، يمكن اتخاذ التدابير التالية:
تدقيق شامل للكود: يشمل تدقيق جميع المراحل مثل العقود الذكية، منطق ترميز الدوائر، شروط القيود وتوليد الشهادات.
الاختبارات الآلية: إجراء اختبارات Fuzz واختبارات الأمان على كود Sequencer/Prover وعقد التحقق.
مراقبة في الوقت الحقيقي: نشر نظام مراقبة أمان على الشبكة، لتحقيق الإدراك الفوري للمخاطر، والتنبيه، والتتبع.
حماية الخادم: استخدام منتجات حماية الأمان الخاصة بالخادم التي تمتلك قدرات CWPP و ASA، لضمان تشغيل الخادم بشكل آمن وموثوق.
محاكاة الهجوم: من خلال تجميع الشهادات المنطقية المخصصة يدويًا، لمحاكاة سيناريوهات هجوم متعددة للاختبار.
بشكل عام، تتطلب حماية مشاريع ZKP أن تُعالج وفقًا لسيناريوهات تطبيقها المحددة، مع مراعاة جميع الجوانب من التشفير الأساسي إلى التطبيقات العليا. فقط من خلال ضمان اكتمال ZKP وموثوقيته وخصوصيته يمكن بناء نظام آمن وموثوق حقًا.