zk-SNARKs na segurança de projetos de Blockchain

zk-SNARKs (ZKP) como uma técnica criptográfica avançada, está sendo adotada por um número crescente de projetos de Blockchain. Seja em soluções Layer 2, blockchains públicos especiais ou projetos de moedas anônimas, a aplicação de ZKP trouxe novos desafios de segurança. Este artigo abordará, sob a perspectiva da segurança, as vulnerabilidades que podem surgir no processo de combinação entre ZKP e Blockchain, oferecendo referências para os serviços de segurança de projetos relacionados.

Características principais do ZKP

Antes de analisar a segurança do sistema ZKP, precisamos entender suas três características principais:

1. Completude: para uma afirmação verdadeira, o provador consegue sempre convencer o validador da sua correção.

2. Confiabilidade: para declarações incorretas, o provador malicioso não pode enganar o verificador.

3. Zero conhecimento: Durante o processo de verificação, o verificador não obterá nenhuma informação sobre os dados em si.

Estas três características são a base para a segurança e eficácia de um sistema ZKP. Se alguma dessas características não for atendida, pode resultar em sérios problemas de segurança, como negação de serviço, contorno de permissões ou vazamento de dados.

Preocupações de Segurança

Para projetos de Blockchain baseados em zk-SNARKs, é necessário prestar atenção especial aos seguintes aspectos:

1. zk-SNARKs circuito

• Design de circuitos: garantir a lógica correta, evitando impactos na zk-SNARKs, completude ou confiabilidade.
• Implementação de primitivas criptográficas: implementação correta de funções de hash, algoritmos de criptografia e outros componentes fundamentais.
• Garantia de aleatoriedade: assegurar que o processo de geração de números aleatórios seja seguro e confiável.

2. Segurança de contratos inteligentes

Além das vulnerabilidades comuns como reentrância, injeção e estouro, os contratos inteligentes dos projetos ZKP são especialmente importantes na validação de mensagens entre cadeias e na validação de provas. Vulnerabilidades nessas etapas podem levar diretamente à falha da confiabilidade do sistema.

3. Disponibilidade de dados

Assegurar que os dados off-chain possam ser acedidos e verificados de forma segura e eficaz. Focar na segurança do armazenamento de dados, dos mecanismos de verificação e do processo de transmissão. Além de utilizar provas de disponibilidade de dados, também se pode reforçar a proteção do host e o monitoramento do estado dos dados.

4. Mecanismo de incentivos econômicos

Avaliar o design do modelo de incentivos do projeto, a distribuição de recompensas e os mecanismos de penalização, garantindo que todas as partes envolvidas tenham motivação para manter a segurança e a estabilidade do sistema.

5. Proteção de Privacidade

A implementação de soluções de auditoria de privacidade garante que os dados dos usuários sejam adequadamente protegidos durante a transmissão, armazenamento e verificação. É possível inferir a existência de riscos de vazamento de privacidade analisando o fluxo de comunicação do protocolo e os dados de interação dos verificadores.

6. Otimização de desempenho

Avaliar a velocidade de processamento de transações, a eficiência do processo de verificação e outros indicadores de desempenho, garantindo que o projeto atenda às necessidades reais.

7. Mecanismos de Tolerância a Falhas e Recuperação

Estratégias de resposta do sistema de auditoria a situações inesperadas, como falhas de rede e ataques maliciosos, garantindo que o sistema possa se recuperar automaticamente e manter a operação normal.

8. Qualidade do código

Prestar atenção à legibilidade, manutenibilidade e robustez do código, avaliando se existem práticas de programação não conformes, código redundante ou erros potenciais.

Sugestões de Serviços de Segurança

Para proteger completamente a segurança do projeto ZKP, recomenda-se tomar as seguintes medidas:

1. Realizar uma auditoria completa de contratos inteligentes e código de circuitos, incluindo auditoria manual e testes automatizados.

2. Realizar testes de Fuzz e testes de segurança no código Sequencer/Prover e contratos de verificação.

3. Implantar um sistema de monitorização e proteção de segurança em blockchain, para realizar a percepção de riscos em tempo real e a interrupção de ataques.

4. Utilizar produtos de proteção de segurança de host, fornecendo gestão de ativos, riscos, ameaças e respostas a nível de servidor.

5. Ajustar o foco da segurança de acordo com o tipo de projeto (Layer2, moeda de privacidade, blockchain, etc.), mas sempre garantir que as três características principais do ZKP sejam asseguradas.

Através dessas medidas, é possível aumentar efetivamente a segurança geral dos projetos ZKP, proporcionando aos usuários serviços de blockchain mais confiáveis.