Međulančani protokoli: Dubinski uvid u sigurnost mostova

Blockchain ekosustav, iako revolucionaran, suočava se sa značajnom preprekom: fragmentacijom. Različiti blockchaini djeluju u silosima, što otežava prijenos imovine i podataka među njima. Međulančani protokoli, često nazivani blockchain mostovima, imaju za cilj riješiti taj problem omogućavanjem interoperabilnosti između različitih blockchaina. Međutim, ti su mostovi postali glavne mete napada, naglašavajući kritičnu važnost sigurnosti mostova.

Što su međulančani protokoli?

Međulančani protokoli olakšavaju prijenos imovine i podataka između dvije ili više različitih blockchain mreža. Oni u suštini djeluju kao most, omogućujući korisnicima interakciju s različitim blockchain ekosustavima bez potrebe za oslanjanjem na centralizirane mjenjačnice.

Ključne funkcionalnosti međulančanih protokola:

• Prijenos imovine: Premještanje tokena ili druge digitalne imovine s jednog blockchaina na drugi. Na primjer, premještanje tokena temeljenih na Ethereumu na Binance Smart Chain.
• Prijenos podataka: Dijeljenje podataka između blockchaina. To može uključivati prijenos informacija o transakcijama, stanjima pametnih ugovora ili čak podataka iz orakula.
• Interoperabilnost pametnih ugovora: Omogućavanje međusobne interakcije pametnih ugovora na različitim blockchainima.

Vrste međulančanih mostova

Međulančani mostovi dolaze u različitim oblicima, svaki s vlastitim sigurnosnim kompromisima:

• Centralizirani mostovi: Ovi se mostovi oslanjaju na središnji entitet za upravljanje prijenosom imovine. Iako su često brži i jeftiniji, predstavljaju jedinstvenu točku kvara i ranjivi su na napade i cenzuru. Zamislite to kao tradicionalnu banku koja olakšava međunarodne prijenose; sama banka postaje sidro povjerenja.
• Federativni mostovi: Federativni mostovi koriste grupu validatora za nadzor transakcija. To smanjuje rizik u usporedbi s centraliziranim mostovima, ali i dalje predstavlja potencijalni vektor napada ako je većina validatora kompromitirana.
• Atomarne zamjene (Atomic Swaps): Atomarne zamjene omogućuju izravnu peer-to-peer razmjenu imovine između dva blockchaina bez potrebe za pouzdanim posrednikom. Oslanjaju se na kriptografsku tehniku zvanu Hashed Timelock Contracts (HTLC) kako bi se osiguralo da obje strane ili dovrše razmjenu ili nijedna.
• Releji lakih klijenata (Light Client Relays): Releji lakih klijenata uključuju pokretanje lakih klijenata izvornog i odredišnog blockchaina jedan na drugome. To omogućuje mostu da neovisno provjeri valjanost međulančanih transakcija bez oslanjanja na vanjske validatore.
• Mostovi tipa Zaključaj-i-Kreiraj/Spali-i-Kreiraj (Lock-and-Mint/Burn-and-Mint): Ovo je jedna od najčešćih vrsta mostova. Kada se imovina prenosi s jednog blockchaina na drugi, ona se zaključava na izvornom lancu, a odgovarajuća reprezentacija imovine stvara se (minta) na odredišnom lancu. Kada se imovina vrati, stvorena imovina se spaljuje, a originalna imovina se otključava.
• Optimistični mostovi: Ovi mostovi pretpostavljaju da su transakcije valjane osim ako se ne dokaže suprotno. Obično uključuju razdoblje izazova tijekom kojeg svatko može podnijeti dokaz o prijevari ako vjeruje da je transakcija nevaljana.

Sigurnosni izazovi međulančanih mostova

Unatoč njihovom potencijalu, međulančani mostovi predstavljaju značajne sigurnosne izazove koji su doveli do znatnih financijskih gubitaka. Ti izazovi proizlaze iz inherentne složenosti premošćivanja različitih blockchain ekosustava i ranjivosti koje iz te složenosti proizlaze.

1. Ranjivosti pametnih ugovora

Mnogi međulančani mostovi oslanjaju se na pametne ugovore za upravljanje zaključavanjem i stvaranjem imovine. Ovi pametni ugovori, kao i svaki softver, podložni su bugovima i ranjivostima koje napadači mogu iskoristiti. Uobičajene ranjivosti pametnih ugovora uključuju:

• Napadi ponovnog ulaska (Reentrancy Attacks): Napadač može rekurzivno pozvati funkciju pametnog ugovora prije nego što je prethodno izvršenje završeno, potencijalno iscrpljujući sredstva iz ugovora.
• Preljev/potkoračenje cijelih brojeva (Integer Overflow/Underflow): Ove se ranjivosti javljaju kada aritmetičke operacije rezultiraju vrijednostima koje premašuju maksimalnu ili padaju ispod minimalne predstavljive vrijednosti, što dovodi do neočekivanog ponašanja.
• Logičke pogreške: Propusti u dizajnu ili implementaciji logike pametnog ugovora mogu omogućiti napadačima da manipuliraju sustavom i ukradu sredstva. Na primjer, neispravno rukovanje stvaranjem ili spaljivanjem tokena.
• Manipulacija orakulima: Neki se mostovi oslanjaju na vanjske izvore podataka (orakule) kako bi odredili stanje blockchaina koje povezuju. Ako napadač može manipulirati tim orakulima, može prevariti most da obradi lažne transakcije.

Primjer: Zloglasni DAO hak na Ethereumu 2016. godine bio je klasičan primjer reentrancy napada koji je iskoristio ranjivost u pametnom ugovoru DAO-a, što je dovelo do krađe Ethera u vrijednosti od milijuna dolara. Iako se ne radi strogo o mostu, ističe rizik od ranjivosti pametnih ugovora.

2. Razlike u mehanizmima konsenzusa

Različiti blockchaini koriste različite mehanizme konsenzusa, kao što su Dokaz o radu (PoW) ili Dokaz o ulogu (PoS). Premošćivanje ovih različitih mehanizama može unijeti sigurnosne rizike.

• Napadi dvostruke potrošnje: Napadač može pokušati potrošiti istu imovinu dvaput na različitim blockchainima iskorištavanjem razlika u vremenima potvrde ili pravilima konsenzusa.
• Napadi 51%: Na blockchainima s Dokazom o radu, napadač koji kontrolira više od 50% računalne snage mreže može potencijalno manipulirati blockchainom i poništiti transakcije. To se može iskoristiti za krađu imovine s mosta.
• Problemi s konačnošću: Različiti blockchaini imaju različita vremena konačnosti, što se odnosi na vrijeme potrebno da se transakcija smatra nepovratnom. Premošćivanje lanaca s vrlo različitim vremenima konačnosti može stvoriti prilike za napadače da iskoriste kašnjenje.

3. Rizici upravljanja ključevima

Mnogi međulančani mostovi oslanjaju se na novčanike s višestrukim potpisom ili druge sheme upravljanja ključevima kako bi osigurali imovinu koja se prenosi. Ako su privatni ključevi koji kontroliraju te novčanike kompromitirani, napadači mogu ukrasti sredstva koja drži most.

• Curenje privatnih ključeva: Slučajno izlaganje privatnih ključeva zbog loših sigurnosnih praksi ili prijetnji iznutra.
• Kompromitirano čuvanje ključeva: Napadači dobivaju pristup privatnim ključevima putem phishing napada, zlonamjernog softvera ili fizičke krađe.
• Nedovoljna distribucija ključeva: Ako privatni ključevi nisu adekvatno raspoređeni među više strana, jedna kompromitirana strana može kontrolirati cijeli most.

Primjer: Dogodilo se više napada u kojima su kompromitirani privatni ključevi korišteni za rad blockchain mostova, što je dovelo do značajnih gubitaka. Ovi incidenti često naglašavaju važnost robusnih praksi upravljanja ključevima i sigurnih hardverskih sigurnosnih modula (HSM).

4. Ranjivosti orakula

Mnogi mostovi koriste orakule za pružanje podataka iz stvarnog svijeta ili informacija o stanju drugih blockchaina. Ako su ti orakuli kompromitirani ili manipulirani, napadači ih mogu iskoristiti da prevare most da obradi lažne transakcije.

• Manipulacija podacima: Napadači unose lažne podatke u orakul, uzrokujući da on izvještava o netočnim informacijama o cijenama imovine, statusima transakcija ili drugim relevantnim podacima.
• Sybil napadi: Napadač stvara više lažnih identiteta kako bi utjecao na konsenzus orakula i manipulirao njegovim izlazom.
• Oslanjanje na centralizirane orakule: Centralizirani orakuli predstavljaju jedinstvenu točku kvara i mogu se lako manipulirati ili ugasiti.

Primjer: Ako se most oslanja na orakul za određivanje cijene imovine na drugom blockchainu, napadač bi mogao manipulirati orakulom da prijavi lažnu cijenu, omogućujući mu da jeftino kupi imovinu na jednom lancu i proda je po višoj cijeni na drugom.

5. Problemi ekonomskih poticaja

Ekonomski poticaji operatera mostova i validatora također mogu utjecati na sigurnost sustava. Ako nagrade za pošteno ponašanje nisu dovoljno visoke, ili ako kazne za zlonamjerno ponašanje nisu dovoljno stroge, to može stvoriti poticaje za napadače da iskoriste most.

• Napadi podmićivanjem: Napadači podmićuju validatore da se udruže i odobre lažne transakcije.
• Nedovoljni zahtjevi za ulaganjem (staking): Ako je iznos uloga potreban da bi se postao validator prenizak, to napadačima olakšava preuzimanje kontrole nad mostom.
• Nedostatak transparentnosti: Nedostatak transparentnosti u radu mosta može otežati otkrivanje i sprječavanje zlonamjernog ponašanja.

6. Regulatorna i pravna nesigurnost

Regulatorni i pravni okviri koji okružuju međulančane protokole još se razvijaju. Ova nesigurnost može stvoriti izazove za operatere mostova i korisnike, a također može otežati provođenje sigurnosnih mjera.

• Nedostatak jasnih propisa: Odsutnost jasnih propisa može otežati operaterima mostova usklađivanje s pravnim zahtjevima, a također može stvoriti prilike za nezakonite aktivnosti.
• Jurisdikcijska pitanja: Međulančani protokoli često uključuju više jurisdikcija, što može otežati određivanje koji se zakoni primjenjuju i kako ih provoditi.
• Potencijal za pranje novca: Međulančani protokoli mogu se koristiti za olakšavanje pranja novca i drugih nezakonitih aktivnosti, što može privući pozornost regulatora.

Nedavni hakovi mostova i njihove lekcije

Ranjivosti navedene gore očitovale su se u brojnim hakovima mostova, rezultirajući značajnim financijskim gubicima za korisnike. Ispitivanje ovih incidenata pruža vrijedne lekcije za poboljšanje sigurnosti mostova.

• Hak Ronin Bridgea (ožujak 2022.): Napadači su ukrali kriptovalute u vrijednosti većoj od 600 milijuna dolara kompromitiranjem privatnih ključeva validatora na Ronin mreži, sidechainu koji se koristi za igru Axie Infinity. Ovo naglašava važnost robusnog upravljanja ključevima i decentralizirane validacije.
• Hak Wormholea (veljača 2022.): Napadač je iskoristio ranjivost u Wormhole mostu, koji povezuje Ethereum i Solanu, kako bi stvorio 120.000 omotanih ETH tokena bez zaključavanja odgovarajućeg iznosa na strani Ethereuma. Ova je ranjivost bila povezana s nepravilnom validacijom potpisa čuvara. Gubitak je iznosio preko 320 milijuna dolara.
• Hak Poly Networka (kolovoz 2021.): Napadač je iskoristio ranjivost u Poly Network mostu kako bi prebacio kriptovalute u vrijednosti većoj od 600 milijuna dolara na vlastite adrese. Iako je napadač na kraju vratio sredstva, incident je naglasio potencijal za katastrofalne gubitke. Hak je pripisan propustu u logici pametnog ugovora.
• Hak Nomad Bridgea (kolovoz 2022.): Ranjivost u Nomad mostu omogućila je korisnicima da povuku sredstva koja im ne pripadaju, što je rezultiralo gubitkom od gotovo 200 milijuna dolara. Problem je proizašao iz pogrešnog procesa inicijalizacije koji je svakome olakšao krivotvorenje odobrenja transakcija.

Naučene lekcije:

• Upravljanje ključevima je ključno: Sigurno pohranjivanje i upravljanje privatnim ključevima je od presudne važnosti. Novčanici s višestrukim potpisom, hardverski sigurnosni moduli (HSM) i robusne kontrole pristupa su neophodni.
• Revizije pametnih ugovora su obavezne: Temeljita revizija pametnih ugovora od strane neovisnih sigurnosnih stručnjaka može identificirati ranjivosti prije nego što budu iskorištene.
• Decentralizacija poboljšava sigurnost: Decentraliziraniji procesi validacije smanjuju rizik od jedne točke kvara.
• Nadzor i odgovor na incidente su vitalni: Implementacija robusnih sustava za nadzor i postojanje dobro definiranog plana za odgovor na incidente mogu pomoći u brzom otkrivanju i ublažavanju napada.
• Diverzifikacija rizika je važna: Korisnici bi trebali biti svjesni rizika povezanih s međulančanim mostovima i diverzificirati svoju imovinu na više mostova kako bi smanjili potencijalne gubitke.

Strategije za poboljšanje sigurnosti mostova

Za ublažavanje rizika povezanih s međulančanim mostovima, može se primijeniti nekoliko sigurnosnih strategija:

1. Formalna verifikacija

Formalna verifikacija uključuje korištenje matematičkih tehnika za dokazivanje ispravnosti koda pametnog ugovora. To može pomoći u identificiranju ranjivosti koje bi mogle biti propuštene tradicionalnim metodama testiranja.

2. Bug bounty programi

Bug bounty programi potiču sigurnosne istraživače da pronađu i prijave ranjivosti u kodu mosta. To može pružiti vrijedan sloj sigurnosnog testiranja izvan internih revizija.

3. Višestrano računanje (Multi-Party Computation - MPC)

MPC omogućuje više strana da zajednički izračunaju funkciju bez otkrivanja svojih pojedinačnih unosa. To se može koristiti za osiguranje privatnih ključeva koje koristi most, čineći ih težima za kompromitiranje od strane napadača.

4. Pragovni potpisi

Pragovni potpisi zahtijevaju da određeni broj strana potpiše transakciju prije nego što se ona može izvršiti. To može pomoći u sprječavanju jedinstvenih točaka kvara i otežati napadačima krađu sredstava s mosta.

5. Ograničenje stope (Rate Limiting)

Ograničenje stope ograničava količinu sredstava koja se mogu prenijeti kroz most unutar određenog vremenskog okvira. To može pomoći ograničiti štetu uzrokovanu napadom i pružiti vrijeme za odgovor na incident.

6. Sigurnosni prekidači (Circuit Breakers)

Sigurnosni prekidači su mehanizmi koji automatski zaustavljaju rad mosta ako se otkrije sumnjiva aktivnost. To može spriječiti daljnje gubitke i omogućiti timu da istraži problem.

7. Poboljšana sigurnost orakula

Poboljšanje sigurnosti orakula ključno je za sprječavanje napada manipulacijom orakula. To može uključivati korištenje više neovisnih orakula, implementaciju provjera valjanosti podataka i korištenje kriptografskih tehnika za provjeru integriteta podataka.

8. Ekonomske sigurnosne mjere

Jačanje ekonomske sigurnosti mosta može uključivati povećanje zahtjeva za ulaganjem za validatore, implementaciju kazni (slashing) za zlonamjerno ponašanje i dizajniranje mehanizama poticaja koji nagrađuju pošteno ponašanje.

9. Transparentnost i revizija

Promicanje transparentnosti i provođenje redovitih sigurnosnih revizija može pomoći u izgradnji povjerenja u most i identificiranju potencijalnih ranjivosti. To uključuje javno objavljivanje koda mosta, objavljivanje izvješća o reviziji i pružanje jasne dokumentacije o njegovom radu.

10. Redovita sigurnosna ažuriranja

Mostovi bi trebali prolaziti kroz stalna ažuriranja kako bi se osiguralo da imaju najnovije sigurnosne zakrpe. Također bi se trebale provoditi redovite sigurnosne provjere.

Budućnost međulančane sigurnosti

Budućnost međulančane sigurnosti ovisi o kontinuiranim inovacijama i suradnji unutar blockchain zajednice. Pojavljuje se nekoliko obećavajućih trendova:

• Dokazi bez znanja (Zero-Knowledge Proofs): Dokazi bez znanja omogućuju jednoj strani da dokaže drugoj da je izjava istinita bez otkrivanja bilo kakvih informacija osim valjanosti same izjave. Ova se tehnologija može koristiti za stvaranje sigurnijih i privatnijih međulančanih prijenosa.
• Sigurno višestrano računanje (Secure Multi-Party Computation - MPC): MPC omogućuje više strana da zajednički izračunaju funkciju bez otkrivanja svojih pojedinačnih unosa. To se može koristiti za osiguranje privatnih ključeva koje koriste operateri mostova, čineći ih manje ranjivima na napade.
• Federirano učenje: Federirano učenje omogućuje više strana da treniraju model strojnog učenja bez dijeljenja svojih podataka. To se može koristiti za poboljšanje točnosti i pouzdanosti orakula koje koriste međulančani mostovi.
• Interoperabilnostni protokoli Sloja-0 (Layer-0): Protokoli Sloja-0, poput Polkadota i Cosmosa, pružaju temeljni sloj za interoperabilnost, omogućujući različitim blockchainima da se lakše povezuju i komuniciraju jedni s drugima.
• Standardizacija: Razvoj industrijskih standarda za međulančane protokole može pomoći u poboljšanju interoperabilnosti i sigurnosti.

Zaključak

Međulančani protokoli ključni su za ostvarivanje punog potencijala blockchain tehnologije. Oni omogućuju interoperabilnost između različitih blockchaina, omogućujući korisnicima pristup širem rasponu aplikacija i usluga. Međutim, ovi protokoli također predstavljaju značajne sigurnosne izazove koje je potrebno riješiti kako bi se spriječili daljnji napadi i zaštitila sredstva korisnika.

Implementacijom robusnih sigurnosnih mjera, promicanjem transparentnosti i poticanjem suradnje unutar blockchain zajednice, možemo izgraditi sigurnije i pouzdanije međulančane mostove koji će utrti put prema povezanijoj i decentraliziranijoj budućnosti.

Odricanje od odgovornosti: Ovaj blog post je samo u informativne svrhe i ne treba ga smatrati financijskim ili investicijskim savjetom. Pružene informacije temelje se na autorovom razumijevanju i tumačenju trenutnog stanja međulančane tehnologije i sigurnosti. Uvijek provedite vlastito istraživanje i posavjetujte se s kvalificiranim stručnjakom prije donošenja bilo kakvih investicijskih odluka.