کاوشی عمیق در پروتکلهای بین زنجیرهای و چالشهای امنیتی آنها، شامل آسیبپذیریهای پلها، استراتژیهای کاهش ریسک و بهترین شیوهها برای تأمین امنیت آینده قابلیت همکاری.
پروتکلهای بین زنجیرهای: بررسی عمیق امنیت پلها
اکوسیستم بلاکچین، با وجود انقلابی بودن، با مانع بزرگی روبرو است: تکهتکه شدن. بلاکچینهای مختلف در سیلوهای مجزا عمل میکنند و انتقال داراییها و دادهها بین آنها را دشوار میسازند. پروتکلهای بین زنجیرهای، که اغلب به عنوان پلهای بلاکچین شناخته میشوند، با فعال کردن قابلیت همکاری بین بلاکچینهای مختلف، قصد حل این مشکل را دارند. با این حال، این پلها به اهداف اصلی حملات تبدیل شدهاند که اهمیت حیاتی امنیت پلها را برجسته میکند.
پروتکلهای بین زنجیرهای چه هستند؟
پروتکلهای بین زنجیرهای انتقال داراییها و دادهها را بین دو یا چند شبکه بلاکچین مجزا تسهیل میکنند. آنها اساساً به عنوان یک پل عمل میکنند و به کاربران اجازه میدهند تا با اکوسیستمهای مختلف بلاکچین تعامل داشته باشند بدون اینکه نیازی به اتکا به صرافیهای متمرکز داشته باشند.
عملکردهای کلیدی پروتکلهای بین زنجیرهای:
- انتقال دارایی: انتقال توکنها یا سایر داراییهای دیجیتال از یک بلاکچین به دیگری. به عنوان مثال، انتقال توکنهای مبتنی بر اتریوم به زنجیره هوشمند بایننس.
- انتقال داده: به اشتراکگذاری دادهها بین بلاکچینها. این میتواند شامل انتقال اطلاعات مربوط به تراکنشها، وضعیت قراردادهای هوشمند یا حتی دادههای اوراکل باشد.
- قابلیت همکاری قراردادهای هوشمند: امکان تعامل قراردادهای هوشمند در بلاکچینهای مختلف با یکدیگر.
انواع پلهای بین زنجیرهای
پلهای بین زنجیرهای در اشکال مختلفی وجود دارند که هر کدام دارای مزایا و معایب امنیتی خاص خود هستند:
- پلهای متمرکز: این پلها برای مدیریت انتقال داراییها به یک نهاد مرکزی متکی هستند. در حالی که اغلب سریعتر و ارزانتر هستند، یک نقطه شکست واحد را تشکیل میدهند و در برابر حملات و سانسور آسیبپذیر هستند. آن را مانند یک بانک سنتی در نظر بگیرید که انتقالات بینالمللی را تسهیل میکند؛ خود بانک به لنگر اعتماد تبدیل میشود.
- پلهای فدرال: پلهای فدرال از گروهی از اعتبارسنجها برای نظارت بر تراکنشها استفاده میکنند. این کار ریسک را در مقایسه با پلهای متمرکز کاهش میدهد اما همچنان یک بردار حمله بالقوه را ارائه میدهد اگر اکثریت اعتبارسنجها به خطر بیفتند.
- مبادلات اتمی (Atomic Swaps): مبادلات اتمی امکان تبادل مستقیم همتا به همتای داراییها را بین دو بلاکچین بدون نیاز به یک واسطه مورد اعتماد فراهم میکنند. آنها بر یک تکنیک رمزنگاری به نام قراردادهای قفل زمانی هش شده (HTLCs) تکیه دارند تا اطمینان حاصل شود که یا هر دو طرف مبادله را کامل میکنند یا هیچکدام.
- رلههای کلاینت سبک (Light Client Relays): رلههای کلاینت سبک شامل اجرای کلاینتهای سبک بلاکچین مبدأ و مقصد بر روی یکدیگر است. این به پل اجازه میدهد تا به طور مستقل اعتبار تراکنشهای بین زنجیرهای را بدون اتکا به اعتبارسنجهای خارجی تأیید کند.
- پلهای قفل و تولید/سوزاندن و تولید (Lock-and-Mint/Burn-and-Mint Bridges): این یکی از رایجترین انواع پلها است. هنگامی که داراییها از یک بلاکچین به دیگری منتقل میشوند، در زنجیره مبدأ قفل میشوند و یک نمایش متناظر از دارایی در زنجیره مقصد تولید (mint) میشود. هنگامی که دارایی بازگردانده میشود، دارایی تولید شده سوزانده (burn) میشود و دارایی اصلی باز میشود.
- پلهای خوشبینانه (Optimistic Bridges): این پلها فرض میکنند که تراکنشها معتبر هستند مگر اینکه خلاف آن ثابت شود. آنها معمولاً شامل یک دوره چالش هستند که در طی آن هر کسی میتواند در صورت اعتقاد به نامعتبر بودن یک تراکنش، اثبات تقلب ارسال کند.
چالشهای امنیتی پلهای بین زنجیرهای
با وجود پتانسیل بالایشان، پلهای بین زنجیرهای چالشهای امنیتی قابل توجهی را ایجاد میکنند که منجر به زیانهای مالی هنگفتی شده است. این چالشها از پیچیدگیهای ذاتی پل زدن بین اکوسیستمهای مختلف بلاکچین و آسیبپذیریهایی که از این پیچیدگیها ناشی میشود، سرچشمه میگیرند.
۱. آسیبپذیریهای قرارداد هوشمند
بسیاری از پلهای بین زنجیرهای برای مدیریت قفل کردن و تولید داراییها به قراردادهای هوشمند متکی هستند. این قراردادهای هوشمند، مانند هر نرمافزار دیگری، مستعد باگها و آسیبپذیریهایی هستند که میتوانند توسط مهاجمان مورد سوءاستفاده قرار گیرند. آسیبپذیریهای رایج قراردادهای هوشمند عبارتند از:
- حملات بازورودی (Reentrancy Attacks): یک مهاجم میتواند به صورت بازگشتی یک تابع قرارداد هوشمند را قبل از اتمام اجرای قبلی فراخوانی کند و به طور بالقوه وجوه را از قرارداد تخلیه کند.
- سرریز/زیرریز عدد صحیح (Integer Overflow/Underflow): این آسیبپذیریها زمانی رخ میدهند که عملیات حسابی منجر به مقادیری شود که از حداکثر یا کمتر از حداقل مقدار قابل نمایش فراتر رود و منجر به رفتار غیرمنتظره شود.
- خطاهای منطقی: نقص در طراحی یا پیادهسازی منطق قرارداد هوشمند میتواند به مهاجمان اجازه دهد تا سیستم را دستکاری کرده و وجوه را به سرقت ببرند. به عنوان مثال، مدیریت نادرست تولید یا سوزاندن توکنها.
- دستکاری اوراکل: برخی از پلها برای تعیین وضعیت بلاکچینهایی که به آنها متصل هستند، به فیدهای داده خارجی (اوراکلها) متکی هستند. اگر یک مهاجم بتواند این اوراکلها را دستکاری کند، میتواند پل را فریب دهد تا تراکنشهای جعلی را پردازش کند.
مثال: هک بدنام DAO در اتریوم در سال ۲۰۱۶ یک نمونه بارز از حمله بازورودی بود که از یک آسیبپذیری در قرارداد هوشمند DAO سوءاستفاده کرد و منجر به سرقت میلیونها دلار اتر شد. در حالی که این دقیقاً یک پل نبود، اما خطر آسیبپذیریهای قرارداد هوشمند را برجسته میکند.
۲. تفاوتهای مکانیزم اجماع
بلاکچینهای مختلف از مکانیزمهای اجماع متفاوتی مانند اثبات کار (PoW) یا اثبات سهام (PoS) استفاده میکنند. پل زدن بین این مکانیزمهای مختلف میتواند خطرات امنیتی ایجاد کند.
- حملات خرج مضاعف (Double-Spending Attacks): یک مهاجم ممکن است با سوءاستفاده از تفاوت در زمان تأیید یا قوانین اجماع، سعی کند همان داراییها را دو بار در بلاکچینهای مختلف خرج کند.
- حملات ۵۱٪: در بلاکچینهای اثبات کار، مهاجمی که بیش از ۵۰٪ از قدرت هش شبکه را کنترل میکند، به طور بالقوه میتواند بلاکچین را دستکاری کرده و تراکنشها را معکوس کند. این میتواند برای سرقت داراییها از یک پل استفاده شود.
- مسائل نهاییسازی (Finality Issues): بلاکچینهای مختلف زمانهای نهاییسازی متفاوتی دارند، که به زمانی اشاره دارد که طول میکشد تا یک تراکنش غیرقابل بازگشت در نظر گرفته شود. پل زدن بین زنجیرههایی با زمانهای نهاییسازی بسیار متفاوت میتواند فرصتهایی برای مهاجمان برای سوءاستفاده از تأخیر ایجاد کند.
۳. خطرات مدیریت کلید
بسیاری از پلهای بین زنجیرهای برای ایمنسازی داراییهای در حال انتقال به کیف پولهای چند امضایی یا سایر طرحهای مدیریت کلید متکی هستند. اگر کلیدهای خصوصی کنترلکننده این کیف پولها به خطر بیفتند، مهاجمان میتوانند وجوه نگهداری شده توسط پل را به سرقت ببرند.
- نشت کلید خصوصی: افشای تصادفی کلیدهای خصوصی به دلیل شیوههای امنیتی ضعیف یا تهدیدات داخلی.
- نگهداری کلید به خطر افتاده: مهاجمان از طریق حملات فیشینگ، بدافزار یا سرقت فیزیکی به کلیدهای خصوصی دسترسی پیدا میکنند.
- توزیع ناکافی کلید: اگر کلیدهای خصوصی به اندازه کافی بین چندین طرف توزیع نشوند، یک طرف به خطر افتاده میتواند کل پل را کنترل کند.
مثال: حملات متعددی رخ داده است که در آنها کلیدهای خصوصی مورد استفاده برای کار با پلهای بلاکچین به خطر افتاده و منجر به زیانهای قابل توجهی شده است. این حوادث اغلب بر اهمیت شیوههای مدیریت کلید قوی و ماژولهای امنیتی سختافزاری (HSMs) تأکید میکنند.
۴. آسیبپذیریهای اوراکل
بسیاری از پلها از اوراکلها برای ارائه دادههای دنیای واقعی یا اطلاعاتی در مورد وضعیت سایر بلاکچینها استفاده میکنند. اگر این اوراکلها به خطر بیفتند یا دستکاری شوند، مهاجمان میتوانند از آنها برای فریب دادن پل به منظور پردازش تراکنشهای جعلی استفاده کنند.
- دستکاری دادهها: مهاجمان دادههای نادرست را به اوراکل وارد میکنند و باعث میشوند که اطلاعات نادرستی در مورد قیمت داراییها، وضعیت تراکنشها یا سایر دادههای مرتبط گزارش دهد.
- حملات سیبیل (Sybil Attacks): یک مهاجم هویتهای جعلی متعددی را برای تأثیرگذاری بر اجماع اوراکل و دستکاری خروجی آن ایجاد میکند.
- اتکا به اوراکلهای متمرکز: اوراکلهای متمرکز یک نقطه شکست واحد را تشکیل میدهند و میتوانند به راحتی دستکاری یا خاموش شوند.
مثال: اگر یک پل برای تعیین قیمت یک دارایی در بلاکچین دیگر به یک اوراکل متکی باشد، یک مهاجم میتواند اوراکل را دستکاری کند تا قیمت نادرستی را گزارش دهد، که به آنها اجازه میدهد دارایی را ارزان در یک زنجیره بخرند و آن را با قیمت بالاتر در زنجیره دیگر بفروشند.
۵. مسائل مربوط به انگیزههای اقتصادی
انگیزههای اقتصادی اپراتورهای پل و اعتبارسنجها نیز میتواند بر امنیت سیستم تأثیر بگذارد. اگر پاداشها برای رفتار صادقانه به اندازه کافی بالا نباشد، یا اگر مجازاتها برای رفتار مخرب به اندازه کافی شدید نباشد، میتواند انگیزههایی برای مهاجمان برای سوءاستفاده از پل ایجاد کند.
- حملات رشوهدهی: مهاجمان به اعتبارسنجها رشوه میدهند تا با هم تبانی کرده و تراکنشهای جعلی را تأیید کنند.
- الزامات استیکینگ ناکافی: اگر مقدار استیک مورد نیاز برای تبدیل شدن به یک اعتبارسنج بسیار کم باشد، کنترل پل را برای مهاجمان آسانتر میکند.
- عدم شفافیت: عدم شفافیت در عملیات پل میتواند تشخیص و جلوگیری از رفتار مخرب را دشوار کند.
۶. عدم قطعیت نظارتی و قانونی
چشمانداز نظارتی و قانونی پیرامون پروتکلهای بین زنجیرهای هنوز در حال تکامل است. این عدم قطعیت میتواند چالشهایی را برای اپراتورهای پل و کاربران ایجاد کند و همچنین میتواند اجرای اقدامات امنیتی را دشوارتر سازد.
- فقدان مقررات روشن: عدم وجود مقررات روشن میتواند پیروی از الزامات قانونی را برای اپراتورهای پل دشوار کند و همچنین میتواند فرصتهایی برای فعالیتهای غیرقانونی ایجاد کند.
- مسائل قضایی: پروتکلهای بین زنجیرهای اغلب شامل چندین حوزه قضایی میشوند، که میتواند تعیین اینکه کدام قوانین اعمال میشوند و چگونه آنها را اجرا کرد، چالشبرانگیز باشد.
- پتانسیل پولشویی: پروتکلهای بین زنجیرهای میتوانند برای تسهیل پولشویی و سایر فعالیتهای غیرقانونی استفاده شوند که میتواند توجه قانونگذاران را به خود جلب کند.
هکهای اخیر پلها و درسهای آن
آسیبپذیریهای ذکر شده در بالا در هکهای متعدد پلها نمود پیدا کرده و منجر به زیانهای مالی قابل توجهی برای کاربران شده است. بررسی این حوادث درسهای ارزشمندی برای بهبود امنیت پلها ارائه میدهد.
- هک پل رونین (مارس ۲۰۲۲): مهاجمان با به خطر انداختن کلیدهای خصوصی اعتبارسنجها در شبکه رونین، یک زنجیره جانبی که برای بازی Axie Infinity استفاده میشود، بیش از ۶۰۰ میلیون دلار ارز دیجیتال به سرقت بردند. این امر اهمیت مدیریت کلید قوی و اعتبارسنجی غیرمتمرکز را برجسته میکند.
- هک ورمهول (فوریه ۲۰۲۲): یک مهاجم از آسیبپذیری در پل ورمهول که اتریوم و سولانا را به هم متصل میکند، سوءاستفاده کرد تا ۱۲۰,۰۰۰ توکن رپد شده ETH را بدون قفل کردن مقدار متناظر در سمت اتریوم، تولید کند. این آسیبپذیری مربوط به اعتبارسنجی نادرست امضاهای نگهبانان بود. زیان بالغ بر ۳۲۰ میلیون دلار بود.
- هک پالی نتورک (اوت ۲۰۲۱): یک مهاجم از آسیبپذیری در پل پالی نتورک برای انتقال بیش از ۶۰۰ میلیون دلار ارز دیجیتال به آدرسهای خود سوءاستفاده کرد. در حالی که مهاجم در نهایت وجوه را بازگرداند، این حادثه پتانسیل زیانهای فاجعهبار را نشان داد. این هک به یک نقص در منطق قرارداد هوشمند نسبت داده شد.
- هک پل نومد (اوت ۲۰۲۲): یک آسیبپذیری در پل نومد به کاربران اجازه داد تا وجوهی را که به آنها تعلق نداشت برداشت کنند و منجر به زیان نزدیک به ۲۰۰ میلیون دلار شد. این مشکل ناشی از یک فرآیند مقداردهی اولیه ناقص بود که جعل تأییدیههای تراکنش را برای هر کسی آسان میکرد.
درسهای آموخته شده:
- مدیریت کلید حیاتی است: ذخیره و مدیریت امن کلیدهای خصوصی امری حیاتی است. کیف پولهای چند امضایی، ماژولهای امنیتی سختافزاری (HSMs) و کنترلهای دسترسی قوی ضروری هستند.
- ممیزی قراردادهای هوشمند الزامی است: ممیزی کامل قراردادهای هوشمند توسط کارشناسان امنیتی مستقل میتواند آسیبپذیریها را قبل از سوءاستفاده شناسایی کند.
- عدم تمرکز امنیت را افزایش میدهد: فرآیندهای اعتبارسنجی غیرمتمرکزتر، خطر نقطه شکست واحد را کاهش میدهند.
- نظارت و پاسخ به حوادث حیاتی است: پیادهسازی سیستمهای نظارتی قوی و داشتن یک برنامه پاسخ به حوادث مشخص میتواند به شناسایی و کاهش سریع حملات کمک کند.
- تنوعبخشی ریسک مهم است: کاربران باید از خطرات مرتبط با پلهای بین زنجیرهای آگاه باشند و داراییهای خود را در چندین پل متنوع کنند تا زیانهای بالقوه را به حداقل برسانند.
استراتژیهایی برای افزایش امنیت پلها
برای کاهش خطرات مرتبط با پلهای بین زنجیرهای، میتوان چندین استراتژی امنیتی را پیادهسازی کرد:
۱. تأیید رسمی
تأیید رسمی شامل استفاده از تکنیکهای ریاضی برای اثبات صحت کد قرارداد هوشمند است. این میتواند به شناسایی آسیبپذیریهایی که ممکن است توسط روشهای تست سنتی نادیده گرفته شوند، کمک کند.
۲. برنامههای پاداش در ازای باگ (Bug Bounty Programs)
برنامههای پاداش در ازای باگ، محققان امنیتی را تشویق میکنند تا آسیبپذیریها را در کد پل پیدا کرده و گزارش دهند. این میتواند یک لایه ارزشمند از تست امنیتی فراتر از ممیزیهای داخلی فراهم کند.
۳. محاسبات چند جانبه (MPC)
MPC به چندین طرف اجازه میدهد تا به طور مشترک یک تابع را بدون افشای ورودیهای فردی خود محاسبه کنند. این میتواند برای ایمنسازی کلیدهای خصوصی مورد استفاده پل استفاده شود و به خطر انداختن آنها را برای مهاجمان دشوارتر کند.
۴. امضاهای آستانهای
امضاهای آستانهای نیاز دارند که تعداد مشخصی از طرفین یک تراکنش را قبل از اجرا امضا کنند. این میتواند به جلوگیری از نقاط شکست واحد کمک کرده و سرقت وجوه از پل را برای مهاجمان دشوارتر کند.
۵. محدود کردن نرخ (Rate Limiting)
محدود کردن نرخ، مقدار وجوهی را که میتواند از طریق پل در یک بازه زمانی معین منتقل شود، محدود میکند. این میتواند به محدود کردن آسیب ناشی از حمله کمک کرده و زمان لازم برای پاسخ به حادثه را فراهم کند.
۶. قطعکنندههای مدار (Circuit Breakers)
قطعکنندههای مدار مکانیزمهایی هستند که در صورت شناسایی فعالیت مشکوک، به طور خودکار عملیات پل را متوقف میکنند. این میتواند از زیانهای بیشتر جلوگیری کرده و به تیم اجازه دهد تا موضوع را بررسی کند.
۷. بهبود امنیت اوراکل
افزایش امنیت اوراکلها برای جلوگیری از حملات دستکاری اوراکل حیاتی است. این میتواند شامل استفاده از چندین اوراکل مستقل، پیادهسازی بررسیهای اعتبارسنجی دادهها و استفاده از تکنیکهای رمزنگاری برای تأیید یکپارچگی دادهها باشد.
۸. اقدامات امنیتی اقتصادی
تقویت امنیت اقتصادی پل میتواند شامل افزایش الزامات استیکینگ برای اعتبارسنجها، پیادهسازی مجازاتهای اسلشینگ برای رفتار مخرب، و طراحی مکانیزمهای تشویقی باشد که به رفتار صادقانه پاداش میدهند.
۹. شفافیت و ممیزی
ترویج شفافیت و انجام ممیزیهای امنیتی منظم میتواند به ایجاد اعتماد به پل و شناسایی آسیبپذیریهای بالقوه کمک کند. این شامل در دسترس قرار دادن عمومی کد پل، انتشار گزارشهای ممیزی، و ارائه مستندات روشن در مورد عملیات آن است.
۱۰. بهروزرسانیهای امنیتی منظم
پلها باید به طور مداوم بهروزرسانی شوند تا اطمینان حاصل شود که آخرین وصلههای امنیتی را دارند. بررسیهای امنیتی منظم نیز باید انجام شود.
آینده امنیت بین زنجیرهای
آینده امنیت بین زنجیرهای به نوآوری مستمر و همکاری در جامعه بلاکچین بستگی دارد. چندین روند امیدوارکننده در حال ظهور هستند:
- اثباتهای دانش صفر (Zero-Knowledge Proofs): اثباتهای دانش صفر به یک طرف اجازه میدهد تا به طرف دیگر ثابت کند که یک گزاره درست است بدون اینکه هیچ اطلاعاتی فراتر از اعتبار خود گزاره فاش شود. این فناوری میتواند برای ایجاد انتقالات بین زنجیرهای امنتر و خصوصیتر استفاده شود.
- محاسبات چند جانبه امن (MPC): MPC به چندین طرف امکان میدهد تا به طور مشترک یک تابع را بدون افشای ورودیهای فردی خود محاسبه کنند. این میتواند برای ایمنسازی کلیدهای خصوصی مورد استفاده اپراتورهای پل استفاده شود و آنها را در برابر حملات کمتر آسیبپذیر کند.
- یادگیری فدرال (Federated Learning): یادگیری فدرال به چندین طرف اجازه میدهد تا یک مدل یادگیری ماشین را بدون به اشتراک گذاشتن دادههای خود آموزش دهند. این میتواند برای بهبود دقت و قابلیت اطمینان اوراکلهای مورد استفاده پلهای بین زنجیرهای استفاده شود.
- پروتکلهای قابلیت همکاری لایه صفر (Layer-0 Interoperability Protocols): پروتکلهای لایه صفر، مانند پولکادات و کازموس، یک لایه بنیادی برای قابلیت همکاری فراهم میکنند و به بلاکچینهای مختلف اجازه میدهند تا راحتتر به یکدیگر متصل شده و با هم ارتباط برقرار کنند.
- استانداردسازی: توسعه استانداردهای صنعتی برای پروتکلهای بین زنجیرهای میتواند به بهبود قابلیت همکاری و امنیت کمک کند.
نتیجهگیری
پروتکلهای بین زنجیرهای برای تحقق پتانسیل کامل فناوری بلاکچین ضروری هستند. آنها قابلیت همکاری بین بلاکچینهای مختلف را فعال میکنند و به کاربران امکان دسترسی به طیف وسیعتری از برنامهها و خدمات را میدهند. با این حال، این پروتکلها همچنین چالشهای امنیتی قابل توجهی را ایجاد میکنند که باید برای جلوگیری از حملات بیشتر و محافظت از وجوه کاربران به آنها پرداخته شود.
با پیادهسازی اقدامات امنیتی قوی، ترویج شفافیت و تقویت همکاری در جامعه بلاکچین، میتوانیم پلهای بین زنجیرهای امنتر و قابل اعتمادتری بسازیم که راه را برای آیندهای متصلتر و غیرمتمرکز هموار خواهند کرد.
سلب مسئولیت: این پست وبلاگ فقط برای اهداف اطلاعاتی است و نباید به عنوان مشاوره مالی یا سرمایهگذاری در نظر گرفته شود. اطلاعات ارائه شده بر اساس درک و تفسیر نویسنده از وضعیت فعلی فناوری و امنیت بین زنجیرهای است. همیشه تحقیقات خود را انجام دهید و قبل از اتخاذ هرگونه تصمیم سرمایهگذاری با یک متخصص واجد شرایط مشورت کنید.