Ahelatevahelised Protokollid: Põhjalik Sukeldumine Sildade Turvalisusse

Plokiahela ökosüsteem, ehkki revolutsiooniline, seisab silmitsi olulise takistusega: killustatus. Erinevad plokiahelad tegutsevad eraldiseisvalt, mis teeb varade ja andmete ülekandmise nende vahel keeruliseks. Ahelatevahelised protokollid, mida sageli nimetatakse plokiahela sildadeks, püüavad seda probleemi lahendada, võimaldades eri plokiahelate vahelist koostalitlusvõimet. Kuid need sillad on muutunud rünnakute peamisteks sihtmärkideks, mis rõhutab sildade turvalisuse kriitilist tähtsust.

Mis on ahelatevahelised protokollid?

Ahelatevahelised protokollid hõlbustavad varade ja andmete ülekandmist kahe või enama eraldiseisva plokiahela võrgu vahel. Nad toimivad sisuliselt sillana, võimaldades kasutajatel suhelda erinevate plokiahela ökosüsteemidega, ilma et oleks vaja tugineda tsentraliseeritud börsidele.

Ahelatevaheliste protokollide põhifunktsioonid:

• Varade Ülekanne: Tokenite või muude digitaalsete varade liigutamine ühest plokiahelast teise. Näiteks Ethereumil põhinevate tokenite liigutamine Binance Smart Chaini.
• Andmete Ülekanne: Andmete jagamine plokiahelate vahel. See võib hõlmata teabe edastamist tehingute, nutilepingute seisundite või isegi oraakliandmete kohta.
• Nutilepingute Koostalitlusvõime: Võimaldab erinevates plokiahelates olevatel nutilepingutel omavahel suhelda.

Ahelatevaheliste sildade tüübid

Ahelatevahelisi sildu on erinevaid, millest igaühel on oma turvalisuse kompromissid:

• Tsentraliseeritud sillad: Need sillad tuginevad varade ülekande haldamisel kesksele üksusele. Kuigi sageli kiiremad ja odavamad, kujutavad nad endast ühtset rikkepunkti ning on haavatavad rünnakutele ja tsensuurile. Mõelge sellele nagu traditsiooniline pank, mis hõlbustab rahvusvahelisi ülekandeid; pank ise muutub usaldusankruks.
• Federeeritud sillad: Federeeritud sillad kasutavad tehingute ülevaatamiseks valideerijate rühma. See vähendab riski võrreldes tsentraliseeritud sildadega, kuid kujutab siiski endast potentsiaalset ründevektorit, kui enamik valideerijaid kompromiteeritakse.
• Aatomvahetused (Atomic Swaps): Aatomvahetused võimaldavad varade otsest peer-to-peer vahetust kahe plokiahela vahel ilma usaldusväärse vahendaja vajaduseta. Need tuginevad krüptograafilisele tehnikale nimega Hashed Timelock Contracts (HTLC), et tagada, et mõlemad osapooled kas viivad vahetuse lõpule või kumbki ei tee seda.
• Kerge kliendi releed (Light Client Relays): Kerge kliendi releed hõlmavad lähte- ja sihtplokiahelate kergete klientide käitamist üksteise peal. See võimaldab sillal iseseisvalt kontrollida ahelatevaheliste tehingute kehtivust, toetumata välistele valideerijatele.
• Lukusta-ja-vermi/Põleta-ja-vermi sillad (Lock-and-Mint/Burn-and-Mint Bridges): See on üks levinumaid sildade tüüpe. Kui varad kantakse ühest plokiahelast teise, lukustatakse need lähteahelas ja sihtahelas vermitakse vastav vara esitus. Kui vara tagasi liigutatakse, põletatakse vermitud vara ja algne vara lukustatakse lahti.
• Optimistlikud sillad: Need sillad eeldavad, et tehingud on kehtivad, kui ei tõestata vastupidist. Tavaliselt hõlmavad need vaidlustusperioodi, mille jooksul igaüks võib esitada pettuse tõendi, kui ta usub, et tehing on kehtetu.

Ahelatevaheliste sildade turvaohud

Vaatamata oma potentsiaalile, kujutavad ahelatevahelised sillad endast märkimisväärseid turvaohte, mis on viinud oluliste rahaliste kahjudeni. Need väljakutsed tulenevad erinevate plokiahela ökosüsteemide ühendamise olemuslikust keerukusest ja nendest keerukustest tulenevatest haavatavustest.

1. Nutilepingute haavatavused

Paljud ahelatevahelised sillad tuginevad nutilepingutele varade lukustamise ja vermimise haldamisel. Need nutilepingud, nagu iga tarkvara, on vastuvõtlikud vigadele ja haavatavustele, mida ründajad saavad ära kasutada. Levinumad nutilepingute haavatavused hõlmavad:

• Taassisenemise rünnakud (Reentrancy Attacks): Ründaja võib rekursiivselt kutsuda nutilepingu funktsiooni enne, kui eelmine täitmine on lõppenud, potentsiaalselt tühjendades lepingust vahendeid.
• Täisarvu ületäitumine/alatäitumine (Integer Overflow/Underflow): Need haavatavused tekivad siis, kui aritmeetilised tehted annavad tulemuseks väärtusi, mis ületavad maksimaalse või jäävad alla minimaalse esitatava väärtuse, põhjustades ootamatut käitumist.
• Loogikavead: Vead nutilepingu loogika disainis või rakendamises võivad lubada ründajatel süsteemi manipuleerida ja vahendeid varastada. Näiteks tokenite vermimise või põletamise ebaõige käsitlemine.
• Oraakli manipuleerimine: Mõned sillad tuginevad välistele andmevoogudele (oraaklitele), et määrata kindlaks ühendatavate plokiahelate olekut. Kui ründaja suudab neid oraakleid manipuleerida, võib ta panna silla töötlema petturlikke tehinguid.

Näide: Kurikuulus DAO häkkimine Ethereumis 2016. aastal oli peamine näide taassisenemise rünnakust, mis kasutas ära DAO nutilepingu haavatavust, viies miljonite dollarite väärtuses Etheri varguseni. Kuigi see ei olnud rangelt võttes sild, rõhutab see nutilepingute haavatavuste riski.

2. Konsensusmehhanismide erinevused

Erinevad plokiahelad kasutavad erinevaid konsensusmehhanisme, nagu Proof-of-Work (PoW) või Proof-of-Stake (PoS). Nende erinevate mehhanismide ühendamine võib tekitada turvariske.

• Topeltkulutamise rünnakud: Ründaja võib proovida kulutada samu varasid kaks korda erinevates plokiahelates, kasutades ära erinevusi kinnitusaegades või konsensuse reeglites.
• 51% rünnakud: Proof-of-Work plokiahelates saab ründaja, kes kontrollib üle 50% võrgu räsimisvõimsusest, potentsiaalselt manipuleerida plokiahelat ja tühistada tehinguid. Seda saab kasutada varade varastamiseks sillalt.
• Lõplikkuse probleemid (Finality Issues): Erinevatel plokiahelatel on erinevad lõplikkuse ajad, mis viitab ajale, mis kulub tehingu pöördumatuks pidamiseks. Suuresti erinevate lõplikkuse aegadega ahelate ühendamine võib luua ründajatele võimalusi viivituse ärakasutamiseks.

3. Võtmehalduse riskid

Paljud ahelatevahelised sillad tuginevad mitme allkirjaga rahakottidele või muudele võtmehaldusskeemidele, et tagada ülekantavate varade turvalisus. Kui neid rahakotte kontrollivad privaatvõtmed kompromiteeritakse, saavad ründajad varastada silla hoitavaid vahendeid.

• Privaatvõtme leke: Privaatvõtmete juhuslik paljastamine kehvade turvatavade või siseringi ohtude tõttu.
• Kompromiteeritud võtmete hoidmine: Ründajad saavad juurdepääsu privaatvõtmetele andmepüügi rünnakute, pahavara või füüsilise varguse kaudu.
• Ebapiisav võtmete jaotus: Kui privaatvõtmed ei ole piisavalt jaotatud mitme osapoole vahel, võib üks kompromiteeritud osapool kontrollida kogu silda.

Näide: On toimunud mitmeid rünnakuid, kus plokiahela sildade opereerimiseks kasutatud privaatvõtmed on kompromiteeritud, mis on viinud märkimisväärsete kahjudeni. Need intsidendid rõhutavad sageli kindlate võtmehaldustavade ja turvaliste riistvaraliste turvamoodulite (HSM) tähtsust.

4. Oraaklite haavatavused

Paljud sillad kasutavad oraakleid, et pakkuda reaalajas andmeid või teavet teiste plokiahelate oleku kohta. Kui need oraaklid on kompromiteeritud või manipuleeritud, saavad ründajad neid kasutada silla petmiseks, et töödelda petturlikke tehinguid.

• Andmete manipuleerimine: Ründajad söödavad oraaklile valesid andmeid, pannes selle teatama ebaõiget teavet varade hindade, tehingute olekute või muude asjakohaste andmete kohta.
• Sybili rünnakud: Ründaja loob mitu võltsidentiteeti, et mõjutada oraakli konsensust ja manipuleerida selle väljundit.
• Sõltuvus tsentraliseeritud oraaklitest: Tsentraliseeritud oraaklid kujutavad endast ühtset rikkepunkti ning neid saab kergesti manipuleerida või välja lülitada.

Näide: Kui sild tugineb oraaklile, et määrata vara hinda teises plokiahelas, võib ründaja manipuleerida oraaklit, et teatada valest hinnast, võimaldades tal osta vara odavalt ühel ahelal ja müüa seda kõrgema hinnaga teisel ahelal.

5. Majanduslike stiimulite probleemid

Silla operaatorite ja valideerijate majanduslikud stiimulid võivad samuti mõjutada süsteemi turvalisust. Kui ausa käitumise eest saadav tasu ei ole piisavalt kõrge või kui pahatahtliku käitumise eest määratavad karistused ei ole piisavalt ranged, võib see luua ründajatele stiimuleid silla ärakasutamiseks.

• Altkäemaksu rünnakud: Ründajad annavad valideerijatele altkäemaksu, et nad teeksid koostööd ja kinnitaksid petturlikke tehinguid.
• Ebapiisavad panustamisnõuded (Staking Requirements): Kui valideerijaks saamiseks nõutav panuse suurus on liiga väike, muudab see ründajatel silla üle kontrolli saavutamise lihtsamaks.
• Läbipaistvuse puudumine: Läbipaistvuse puudumine silla tegevuses võib muuta pahatahtliku käitumise avastamise ja ennetamise keeruliseks.

6. Regulatiivne ja juriidiline ebakindlus

Ahelatevahelisi protokolle ümbritsev regulatiivne ja õiguslik maastik on endiselt arenemisjärgus. See ebakindlus võib tekitada väljakutseid silla operaatoritele ja kasutajatele ning raskendada turvameetmete rakendamist.

• Selgete regulatsioonide puudumine: Selgete regulatsioonide puudumine võib muuta silla operaatoritel seaduslikele nõuetele vastamise keeruliseks ja luua ka võimalusi ebaseaduslikuks tegevuseks.
• Jurisdiktsioonilised küsimused: Ahelatevahelised protokollid hõlmavad sageli mitut jurisdiktsiooni, mis võib muuta keeruliseks kindlaks teha, millised seadused kehtivad ja kuidas neid jõustada.
• Rahapesu potentsiaal: Ahelatevahelisi protokolle saab kasutada rahapesu ja muu ebaseadusliku tegevuse hõlbustamiseks, mis võib pälvida regulaatorite tähelepanu.

Hiljutised sildade häkkimised ja nende õppetunnid

Eespool kirjeldatud haavatavused on avaldunud arvukates sildade häkkimistes, mille tulemuseks on kasutajatele märkimisväärsed rahalised kahjud. Nende juhtumite uurimine annab väärtuslikke õppetunde sildade turvalisuse parandamiseks.

• Ronin Bridge'i häkkimine (märts 2022): Ründajad varastasid üle 600 miljoni dollari väärtuses krüptovaluutat, kompromiteerides Ronin Networki valideerijate privaatvõtmeid. Ronin Network on Axie Infinity mängu jaoks kasutatav külgahel. See rõhutab kindla võtmehalduse ja detsentraliseeritud valideerimise tähtsust.
• Wormhole'i häkkimine (veebruar 2022): Ründaja kasutas ära haavatavust Wormhole'i sillas, mis ühendab Ethereumi ja Solanat, et vermida 120 000 wrapped ETH tokenit, lukustamata vastavat summat Ethereumi poolel. See haavatavus oli seotud valvurite allkirjade ebaõige valideerimisega. Kahju ulatus üle 320 miljoni dollari.
• Poly Networki häkkimine (august 2021): Ründaja kasutas ära haavatavust Poly Networki sillas, et kanda üle 600 miljoni dollari väärtuses krüptovaluutat oma aadressidele. Kuigi ründaja lõpuks tagastas vahendid, rõhutas intsident katastroofiliste kahjude potentsiaali. Häkkimine omistati nutilepingu loogika veale.
• Nomad Bridge'i häkkimine (august 2022): Haavatavus Nomadi sillas võimaldas kasutajatel välja võtta vahendeid, mis neile ei kuulunud, mille tulemuseks oli ligi 200 miljoni dollari suurune kahju. Probleem tulenes vigasest initsialiseerimisprotsessist, mis muutis tehingukinnituste võltsimise igaühele lihtsaks.

Saadud õppetunnid:

• Võtmehaldus on ülioluline: Privaatvõtmete turvaline hoidmine ja haldamine on esmatähtis. Mitme allkirjaga rahakotid, riistvaralised turvamoodulid (HSM-id) ja kindlad juurdepääsukontrollid on hädavajalikud.
• Nutilepingute auditid on kohustuslikud: Nutilepingute põhjalik auditeerimine sõltumatute turvaekspertide poolt aitab tuvastada haavatavusi enne nende ärakasutamist.
• Detsentraliseerimine suurendab turvalisust: Detsentraliseeritumad valideerimisprotsessid vähendavad ühtse rikkepunkti riski.
• Seire ja intsidentidele reageerimine on elutähtsad: Tugevate seiresüsteemide rakendamine ja hästi määratletud intsidentidele reageerimise plaani olemasolu aitab rünnakuid kiiresti avastada ja leevendada.
• Riskide hajutamine on oluline: Kasutajad peaksid olema teadlikud ahelatevaheliste sildadega seotud riskidest ja hajutama oma varasid mitme silla vahel, et minimeerida potentsiaalseid kahjusid.

Strateegiad sildade turvalisuse parandamiseks

Ahelatevaheliste sildadega seotud riskide maandamiseks saab rakendada mitmeid turvastrateegiaid:

1. Formaalne verifitseerimine

Formaalne verifitseerimine hõlmab matemaatiliste tehnikate kasutamist nutilepingu koodi õigsuse tõestamiseks. See aitab tuvastada haavatavusi, mis võivad traditsiooniliste testimismeetoditega märkamatuks jääda.

2. Vigade leidmise preemiaprogrammid (Bug Bounty Programs)

Vigade leidmise preemiaprogrammid motiveerivad turvauurijaid leidma ja teatama haavatavustest silla koodis. See võib pakkuda väärtuslikku turvatestimise kihti lisaks siseaudititele.

3. Mitme osapoole arvutus (Multi-Party Computation - MPC)

MPC võimaldab mitmel osapoolel ühiselt arvutada funktsiooni, paljastamata oma individuaalseid sisendeid. Seda saab kasutada silla kasutatavate privaatvõtmete turvamiseks, muutes ründajatel nende kompromiteerimise raskemaks.

4. Läveallkirjad (Threshold Signatures)

Läveallkirjad nõuavad tehingu täitmiseks teatud arvu osapoolte allkirja. See aitab vältida ühtseid rikkepunkte ja muuta ründajatel sillalt vahendite varastamise raskemaks.

5. Kiiruspiirangud (Rate Limiting)

Kiiruspiirangud piiravad rahasummat, mida saab silla kaudu teatud aja jooksul üle kanda. See aitab piirata rünnaku põhjustatud kahju ja annab aega intsidendile reageerimiseks.

6. Kaitselülitid (Circuit Breakers)

Kaitselülitid on mehhanismid, mis peatavad automaatselt silla tegevuse, kui avastatakse kahtlast tegevust. See võib vältida edasisi kahjusid ja võimaldada meeskonnal probleemi uurida.

7. Parandatud oraaklite turvalisus

Oraaklite turvalisuse parandamine on oraaklite manipuleerimisrünnakute ennetamiseks ülioluline. See võib hõlmata mitme sõltumatu oraakli kasutamist, andmete valideerimiskontrollide rakendamist ja krüptograafiliste tehnikate kasutamist andmete terviklikkuse kontrollimiseks.

8. Majanduslikud turvameetmed

Silla majandusliku turvalisuse tugevdamine võib hõlmata valideerijate panustamisnõuete suurendamist, pahatahtliku käitumise eest trahvide (slashing penalties) rakendamist ja ausat käitumist premeerivate stiimulimehhanismide väljatöötamist.

9. Läbipaistvus ja auditeerimine

Läbipaistvuse edendamine ja regulaarsete turvaauditite läbiviimine aitab luua usaldust silla vastu ja tuvastada potentsiaalseid haavatavusi. See hõlmab silla koodi avalikustamist, auditiraportite avaldamist ja selge dokumentatsiooni pakkumist selle toimingute kohta.

10. Regulaarsed turvauuendused

Sillad peaksid läbima pidevaid uuendusi, et tagada uusimate turvapaikade olemasolu. Samuti tuleks läbi viia regulaarseid turvaülevaatusi.

Ahelatevahelise turvalisuse tulevik

Ahelatevahelise turvalisuse tulevik sõltub pidevast innovatsioonist ja koostööst plokiahela kogukonnas. Esile on kerkimas mitu paljulubavat suundumust:

• Null-teadmise tõestused (Zero-Knowledge Proofs): Null-teadmise tõestused võimaldavad ühel osapoolel tõestada teisele, et väide on tõene, ilma et avaldataks mingit teavet peale väite enda kehtivuse. Seda tehnoloogiat saab kasutada turvalisemate ja privaatsemate ahelatevaheliste ülekannete loomiseks.
• Turvaline mitme osapoole arvutus (Secure Multi-Party Computation - MPC): MPC võimaldab mitmel osapoolel ühiselt arvutada funktsiooni, paljastamata oma individuaalseid sisendeid. Seda saab kasutada silla operaatorite kasutatavate privaatvõtmete turvamiseks, muutes need rünnakutele vähem haavatavaks.
• Federeeritud õpe (Federated Learning): Federeeritud õpe võimaldab mitmel osapoolel treenida masinõppemudelit ilma oma andmeid jagamata. Seda saab kasutada ahelatevaheliste sildade kasutatavate oraaklite täpsuse ja usaldusväärsuse parandamiseks.
• Kihi-0 koostalitlusvõime protokollid: Kihi-0 protokollid, nagu Polkadot ja Cosmos, pakuvad koostalitlusvõimele aluskihti, võimaldades erinevatel plokiahelatel lihtsamalt ühenduda ja omavahel suhelda.
• Standardimine: Tööstusharuüleste standardite väljatöötamine ahelatevaheliste protokollide jaoks aitab parandada koostalitlusvõimet ja turvalisust.

Kokkuvõte

Ahelatevahelised protokollid on plokiahela tehnoloogia täieliku potentsiaali realiseerimiseks hädavajalikud. Nad võimaldavad koostalitlusvõimet erinevate plokiahelate vahel, andes kasutajatele juurdepääsu laiemale valikule rakendustele ja teenustele. Kuid need protokollid kujutavad endast ka märkimisväärseid turvaohte, millega tuleb tegeleda, et vältida edasisi rünnakuid ja kaitsta kasutajate vahendeid.

Rakendades tugevaid turvameetmeid, edendades läbipaistvust ja soodustades koostööd plokiahela kogukonnas, saame ehitada turvalisemaid ja usaldusväärsemaid ahelatevahelisi sildu, mis sillutavad teed omavahel tihedamalt seotud ja detsentraliseeritud tulevikule.

Vastutusest loobumine: See blogipostitus on mõeldud ainult informatiivsel eesmärgil ja seda ei tohiks pidada finants- ega investeerimisnõuandeks. Esitatud teave põhineb autori arusaamal ja tõlgendusel ahelatevahelise tehnoloogia ja turvalisuse hetkeseisust. Tehke alati oma uurimistööd ja konsulteerige kvalifitseeritud spetsialistiga enne mis tahes investeerimisotsuste tegemist.