Как обеспечивается безопасность блокчейна

Технология блокчейн с точки зрения информационной безопасности. Часть 1

Блокчейн и все производные этой технологии (в частности, криптовалюты) давно описаны и активно обсуждаются на самых разных уровнях. Этот обзор рассматривает технологию блокчейн с позиции оценки защищенности данной технологии в роли инфраструктуры для различных применений.

Технология блокчейн с точки зрения информационной безопасности. Часть 1

Введение

Блокчейн является одним из видов более широкого класса технологий хранения и синхронизации данных – распределенного реестра (англ. DLT – Distributed Ledger Technology). Ключевое свойство всего класса технологий распределенного реестра – отсутствие централизованного управления. Каждый узел распределенной системы (состоящий из сопутствующего программного обеспечения и собственно реестра) делает записи в своей версии реестра независимо от других узлов и синхронизируется с ними в рамках одноранговой сети. Особенностью блокчейна как вида распределенного реестра является то, что записи соединяются в инкрементальную цепочку блоков с использованием криптографических алгоритмов, отсюда и его название (англ. blockchain, цепочка блоков). Итак, блокчейн – это децентрализованная база данных, в которой все записи собираются в блоки и связываются между собой средствами криптографии. Помимо самих записей (или транзакций) и идентификатора блока, в блок включаются хеш-суммы текущего и предыдущего блоков. Они являются результатом вычисления криптографических хеш-функций . Хеш-функции в блокчейне, в сочетании с его распределенной архитектурой, обеспечивают неизменность и необратимость всей цепочки блоков и транзакций. Помимо хеш-функций важную роль в блокчейне выполняет набор математических правил и функций, называемый алгоритмом консенсуса. Основной задачей алгоритма консенсуса является генерация и синхронизация цепи блоков у всех участников сети. База данных блокчейна хранится у неограниченного количества участников блокчейн-сети в специальных узлах сети (называемыми узлами консенсуса или узлами майнинга). При этом участники сети заранее неизвестны и могут подключаться или отключаться в любой момент. Алгоритм консенсуса обеспечивает достижение общего соглашения о текущем состоянии базы данных всеми участниками сети. Работа по группировке новых транзакций в блоки и вычислению хеш-функций для защиты цепи блоков выполняется также узлами консенсуса, как правило, получающими за это вознаграждение в виде цифрового актива (например, криптовалюты). Все эти особенности, включая экономические мотивационные механизмы для участников блокчейн-сетей, привели к созданию специализированных алгоритмов консенсуса, отличных от консенсусов распределенных систем, использовавшихся до появления блокчейна. Сочетание свойств распределенного реестра с блочной структурой данных, основанной на криптографической связанности, позволяет блокчейну эффективно реализовывать два из трех ключевых аспектов информационной безопасности – целостность и доступность информации. В силу децентрализованной топологии и криптографических механизмов, злоумышленные манипуляции информацией становятся крайне дорогостоящими и затруднительными, а сама информация остается доступной для всех участников при значительных изменениях в размерах блокчейн-сети. Однако традиционная модель децентрализованной публичной блокчейн-сети, обеспечивающей прозрачность и устойчивость к цензуре, в силу своей архитектуры и идеологии не позволяет обеспечить третий аспект ИБ – конфиденциальность данных. По этой причине, а также из-за проблем масштабируемости, появилась модель приватного блокчейна. Приватный или частный блокчейн в первую очередь отличается моделью обеспечения доступа к сети, при которой право вносить изменения в реестр есть у строго определенных участников. Кроме того, обычно ограничен доступ на чтение записей реестра. Приватный блокчейн идеологически отличается от публичного. В такой сети появляется оператор, и она уже не может быть децентрализованной, только распределенной. Тем не менее приватный блокчейн позволяет обеспечивать конфиденциальность записей, так как теперь доступ предоставляется согласно политикам безопасности. Такие сети получают все большее распространение как инфраструктура для корпоративных и государственных задач. Существует модель гибридного блокчейна, совмещающая оба подхода. При ней записи из приватной сети или их метаданные могут дополнительно храниться в публичном блокчейне, обеспечивая дополнительную отказоустойчивость всего реестра. С точки зрения безопасности блокчейн стоит оценивать не как самостоятельную технологию, а как инфраструктурный слой для конкретного сценария – базу данных для корпоративной информационной системы, среду исполнения децентрализованного приложения или смарт-контракта и т.д. Анализ многочисленных инцидентов ИБ, связанных с блокчейн-решениями, показывает, что часто самой уязвимой частью является не блокчейн-сеть, а смежные компоненты и информационные системы. Далее в статье будут рассмотрены наиболее интересные и актуальные векторы атак на блокчейн-решения, а также особенности реализации базовых принципов безопасности.

Глава 1. Публичный блокчейн

История публичного блокчейна неразрывно связана с криптовалютами. В целом как технологическое явление блокчейн обрел популярность благодаря первой криптовалюте Биткоин (англ. Bitcoin). Являясь базовым сценарием, сформировавшим технологию в ее текущем виде, криптовалюты и сопутствующие финансовые инструменты продолжают активно развивать технологию и решать архитектурные ограничения первых реализаций. С другой стороны, капитал всегда привлекает значительное внимание злоумышленников, и публичные блокчейн-сети, генерирующие и обслуживающие цифровые активы, постоянно подвергаются разнообразным атакам. Самые распространенные атаки напрямую не воздействуют на блокчейн-сети. Они нацелены на хищение активов, доступ к которым обеспечивается с помощью приватного ключа. Перед тем как разбирать этот вид угроз, необходимо описать принцип владения цифровым активом, в частности, криптовалютой.

Безопасное хранение приватного ключа как основа защиты цифровых активов

Каждая транзакция (например, перевод криптовалюты из одного кошелька в другой) внутри блока подписывается ассиметричной электронной подписью (далее — ЭП). Этот дополнительный криптографический слой необходим в публичной сети, где участники анонимны и не доверяют друг другу. Использование асимметричного механизма в цифровой подписи отличается от традиционного асимметричного шифрования. Подписание производится закрытым или приватным ключом, а проверка подписи — открытым или публичным ключом (проверить подпись транзакции может любой участник). Значение открытого ключа вычисляется на основе закрытого ключа, а вот обратное преобразование требует пока практически неосуществимого объема вычислений. Приватный ключ генерируется пользователем, и обеспечивает доступ к адресу в блокчейне, на котором может хранится цифровой актив. Зная значение приватного ключа, пользователь фактически владеет и может распоряжаться цифровым активом, закрепленным за ним. Публичный ключ используется как адрес блока или кошелька, а также в качестве проверки подлинности подписи информации в других блоках другими участниками сети. С некоторым допущением можно сказать, что пара публичного и приватного ключа и являются блокчейн-кошельком. С учетом этой специфики надежное хранение приватного ключа является основой безопасных операций с криптовалютой и другими активами. Наиболее распространенным инструментом хранения являются так называемые «горячие» кошельки — подключенные к интернету приложения для хранения приватных ключей и операций с цифровыми активами. Существуют различные виды подобных решений (например, полностью облачные кошельки или децентрализованные приложения), но их использование по очевидным причинам связано с повышенным риском. Для их взлома, как и для взлома других пользовательских программ, используются самые распространенные атаки – от фишинга до вредоносного ПО. Альтернативой является «холодный» кошелек – тип хранения приватных ключей, при котором у среды хранения нет прямого взаимодействия с интернетом и блокчейн-сетью. Значение приватного ключа можно хранить как в виде записи на бумаге или в файле на локальном носителе, так и в специализированном аппаратном кошельке. «Холодный» подход обеспечивает более высокий уровень защиты приватного ключа, но в большинстве случаев не позволяет удобно и быстро совершать операции. Отдельным видом хранения являются кошельки, принадлежащие централизованным сервисам, занимающимся торговлей и обменом криптовалют. Персональные аккаунты и базы данных пользовательских кошельков бирж регулярно взламываются. Многие биржи заявляют, что держат большую часть активов клиентов на «холодных» кошельках. Тем не менее, только в 2019 году было взломано 12 крупных бирж – суммарно пострадали 510 тысяч учетных записей с хищением криптовалюты на общую сумму около 300 млн долларов. Вектор атаки, направленный на получение доступа к приватному ключу напрямую не связан с блокчейн-сетью. Тем не менее, степень этого риска пытаются понизить в том числе с помощью архитектуры блокчейн-сети. В частности, набирают популярность децентрализованные сервисы, принципиально отличные от традиционных криптобирж. Они не хранят приватные ключи и персональные данные на своих серверах и выступают в роли посредников для сопоставления заявок на покупку и продажу активов. Пользователь отправляет подписанные торговые команды (ордера), биржа сопоставляет подходящие ордера на покупку и продажу актива, а непосредственно обмен происходит напрямую между участниками торгов. Дополнительная защита цифровых активов реализуется также с помощью технологии мультиподписи или мультисига (англ. multisignature). Фактически это требование нескольких подписей (Y подписей из X подписантов) для подтверждения транзакции. Участие в процессе подтверждения транзакции нескольких пользователей с хранящимися отдельно приватными ключами значительно увеличивает защиту кошелька. Как правило эта конфигурация в кошельке реализуется с помощью смарт-контрактов, о которых написано далее.

(Не)умные контракты

Умные или смарт-контракты (англ. smart contracts) существенно расширяют возможности блокчейн-сетей, но и создают большое количество новых векторов атак. Смарт-контрактом называют компьютерный алгоритм, предназначенный для самостоятельного исполнения действия при наступлении определенных условий в блокчейн окружении. Стороны подписывают смарт-контракт методами, аналогичными подписи транзакций и размещают по определённому адресу в блокчейн-сети. Умные контракты легли в основу множества блокчейн проектов и инициатив. На них строились ICO-кампании (англ. Initial Coin Offering) по привлечению инвестиций в новые активы; они лежат в основе децентрализованных автономных организаций DAO (англ. Decentralized Autonomous Organization) и децентрализованных приложений (например, азартных или коллекционных игр). На смарт-контрактах работают популярные сейчас децентрализованные финансовые инструменты DeFi (англ. Decentralized Finance). В зависимости от блокчейн-сети смарт-контракт может быть разработан либо на специализированном языке программирования (например, язык программирования Solidity, использующийся в самой распространенной платформе для реализации смарт-контрактов Ethereum), либо на языках общего назначения (JavaScript, Golang, Rust и т.д.). Примечательно, что термин “умный контракт” неоднократно подвергался критике, так как фактически это самоисполняющийся код, алгоритмически описывающий конкретные условия. В публичном блокчейне этот код виден всем участникам сети, знающим адрес контракта. Следовательно, любая ошибка в контракте, ведущая к его уязвимости, может быть использована третьей стороной. При этом сторона, отвечающая за корректную работу смарт-контракта часто не может оперативно исправить уязвимость, так как контракт уже находится в неизменном реестре в состоянии исполнения. Эти условия усугубляются тем, что контракты, написанные на Тьюринг-полных языках программирования типа Solidity, не могут быть формально верифицированы (т.е. правильность кода контракта в отношении спецификации не может быть математически доказана и гарантирована). К слову, некоторые блокчейн-проекты дают возможность разрабатывать контракты на не полных по Тьюрингу языках, но даже при таком подходе очень сложно верифицировать инварианты самого блокчейн окружения, в котором исполняется контракт. Тем не менее, некоторые блокчейны, заявляют о возможности нативной формальной верификации. Один из самых громких инцидентов, связанных с взломом смарт-контрактов произошел в 2016 году. Была проэксплуатирована ошибка в контракте, описывающем работу первого автоматического инвестиционного фонда The DAO в сети Ethereum. Злоумышленники использовали уязвимость в функции, предназначенной для создания дочерних версий проекта, и смогли многократно получить эфир (криптовалюту Ethereum) при исполнении одной транзакции, в итоге получив криптовалюты в эквиваленте более 50 млн долларов. Поскольку смарт-контракты DAO размещались непосредственно в блокчейне Ethereum, инициативной группе, представляющей интересы платформы, пришлось пойти на спорное решение – запустить новую версию всего реестра на основе определенного момента предыдущей версии (так называемый форк). Данная версия позволила откатиться к статусу сети до взлома смарт-контракта The DAO, вернуть инвесторам деньги и исправить уязвимость. При этом были нарушены декларируемые принципы публичного блокчейна – неизменяемость, отсутствие цензуры и децентрализованное управление. Через год случился другой громкий инцидент, связанный уже с уязвимостью приложения на Ethereum — из-за уязвимости в смарт-контракте мультиподписи кошелька Parity хакер вывел эфир в эквиваленте 30 млн долларов. Череда этих и более мелких взломов смарт-контрактов, продолжающихся по сей день, делает эту технологию самой незащищенной частью большинства блокчейн-сетей. Ошибки в программировании, логике контракта, специфичное блокчейн окружение, в котором исполняется контракт – все это может стать причиной его уязвимости. Учитывая прозрачную и неизменяемую среду публичных блокчейнов, лучшей защитой остается качественная разработка и тестирование кода контракта до его запуска. На рынке уже существуют специализированные сервисы по аудиту кода умных контрактов. Подобные дополнительные меры защиты могут быть актуальны не только для контрактов, исполняемых в публичных блокчейнах, но и в приватных сетях (подробнее от этом в следующей главе).

Что такое безопасность блокчейна: примеры, проблемы и решения

На страницах нашего блога уже не раз затрагивались важные аспекты технологии блокчейн. Сегодня мы продолжим наше погружение в мир этой инновации, и на этот раз наш фокус будет сосредоточен на аспекте, столь же критичном, сколь и захватывающем, – блокчейн-безопасности.

Мы с уверенностью можем заявить, что вопросы безопасности в контексте блокчейна играют ключевую роль в его долгосрочном успехе. В этой статье мы рассмотрим актуальные проблемы, с которыми сталкиваются разработчики и пользователи, и предложим возможные пути их решения.

Обзор различных типов блокчейна

Для начала взглянем на обширный ландшафт блокчейна. Многолетнее развитие технологии открыло перед нами новые перспективы. Эта эволюция привела к разнообразию типов блокчейна. Давайте познакомимся с этими типами. Они различаются по структуре, механизму консенсуса и доступности. Эти различия обусловливают уникальные применения и потенциал для бизнеса и общества.

Тип блокчейна	Описание	Примеры
Публичный блокчейн	Открыт для всех, участие доступно каждому. Подходит для публичных сетей и криптовалют.	Bitcoin, Ethereum
Приватный блокчейн	Закрытая сеть для авторизованных участников. Обеспечивает высокий уровень конфиденциальности.	Hyperledger Fabric
Консорциумный блокчейн	Гибрид между публичным и приватным блокчейнами, используется несколькими организациями для консенсуса.	R3 Corda, Quorum
Блокчейн с разрешением доступа	Ограниченный доступ только для авторизованных участников. Обеспечивает конфиденциальность.	Hyperledger Besu
Гибридный блокчейн	Комбинирует публичные и приватные черты для различных областей.	Dragonchain, QuarkChain

6 вариантов использования блокчейна для обеспечения безопасности

Безопасность блокчейна можно рассматривать с точки зрения тех преимуществ, которые он может предоставить для безопасности ваших данных и систем. Ниже мы описали наиболее важные примеры.

1. Предотвращение мошенничества: блокчейн обеспечивает безопасность путем проверки и подтверждения транзакций перед их добавлением в блокчейн, что гарантирует запись только законных операций и предотвращает мошенничество.

2. Защита личных данных: блокчейн обеспечивает защиту личных данных путем их шифрования и хранения в децентрализованном режиме. Это гарантирует, что личные данные не подвергаются угрозе кибератак или нарушений безопасности данных.

3. Обеспечение прозрачности: блокчейн обеспечивает прозрачность путем предоставления неподдельной записи всех транзакций. Это означает, что все участники могут получить доступ к одной и той же информации, обеспечивая прозрачность и ответственность.

4. Предотвращение кибератак: блокчейн предотвращает кибератаки с помощью современных методов шифрования для обеспечения безопасности данных. Это затрудняет доступ и манипулирование данными хакерами на блокчейне.

5. Облегчение безопасных транзакций: блокчейн обеспечивает безопасные транзакции, проверяя и подтверждая все операции перед их добавлением в блокчейн. Это гарантирует безопасность транзакций и недопустимость их подделки.

6. Повышение безопасности в цепях поставок: блокчейн повышает безопасность цепей поставок, предоставляя прозрачную и безопасную запись всех операций в цепи поставок. Это обеспечивает, что все стороны, участвующие в цепи поставок, имеют доступ к одной и той же информации, обеспечивая прозрачность и ответственность.

В то же время, как всегда, новые технологии создают новые проблемы безопасности.

Выявление проблем, связанных с безопасностью блокчейна

Выявление и анализ проблем, связанных с безопасностью блокчейна, стало неотъемлемой частью нашей работы. Мы исследуем различные аспекты и риски, чтобы предложить надежные решения и обеспечить безопасное развитие этой технологии в будущем. Ниже приведены конкретные случаи и сценарии, которые демонстрируют сложности и потенциальные уязвимости.

Одной из основных проблем, связанных с безопасностью блокчейна, является атака 51%. В атаке 51% одно лицо или группа лиц контролирует более 50% вычислительной мощности сети. Это дает им возможность манипулировать транзакциями и контролировать блокчейн. Атакующий может отменить транзакции, дважды потратить монеты и мешать другим пользователям участвовать в сети. Такой тип атаки особенно опасен в публичных блокчейнах, куда может присоединиться кто угодно.

Другой проблемой, связанной с безопасностью блокчейна, являются уязвимости смарт-контрактов. Смарт-контракты – это самоисполняющиеся договоры, в которых условия соглашения между покупателем и продавцом записываются непосредственно в коде. Смарт-контракты используются для автоматизации различных бизнес-процессов, таких как платежи, страховые претензии и управление цепями поставок. Однако, если эти контракты не написаны правильно, они могут быть уязвимы для атак. Злоумышленники могут использовать эти уязвимости, чтобы украсть средства или нарушить работу сети.

Помимо вышеупомянутых аспектов, сфера безопасности блокчейна также подвержена ряду других вызовов. Тактики социальной инженерии используются мошенниками для обмана пользователей и получения их личной информации или доступа к их криптовалютным кошелькам. Эти тактики могут включать фишинговые электронные письма, фальшивые звонки службы поддержки и другие методы, направленные на обман пользователей и выявление конфиденциальной информации.

Фишинговые атаки – распространенные методы мошенников, направленные на получение доступа к личной информации пользователей, включая учетные данные и приватные ключи. Такие атаки обычно включают в себя создание поддельных веб-сайтов, имитирующих официальные, с целью подстроить пользователей к раскрытию своих конфиденциальных данных. После того как мошенники получают доступ к этой информации, они могут не только украсть криптовалюту из кошельков пользователей, но и вызвать серьезные угрозы и нарушения в сфере блокчейн-безопасности.

Взломы бирж. Криптовалютные биржи – это онлайн-платформы, на которых пользователи могут покупать, продавать и хранить криптовалюту. Однако эти биржи часто подвергаются атакам хакеров, которые пытаются получить доступ к средствам пользователей. Атаки на биржи могут привести к потере больших сумм криптовалюты и нанести ущерб репутации пострадавшей биржи.

Майнинг-ботнеты – это сети компьютеров, которые были захвачены злоумышленниками и используются для майнинга криптовалюты без ведома их владельцев. Эти ботнеты могут использоваться для майнинга больших объемов криптовалюты за счет пользователей, чьи компьютеры были скомпрометированы.

Двойные расходы. В ходе этой атаки, пользователь отправляет одни и те же средства дважды, чтобы получить больше криптовалюты, что может привести к нарушению безопасности сети. Эта атака может быть особенно разрушительной в публичных блокчейнах, где общественность может свободно присоединиться к сети и участвовать в консенсусе.

Решения проблем, связанных с безопасностью блокчейна

В этом разделе мы обращаем внимание на ключевые меры, которые способствуют обеспечению защиты блокчейн-систем.

Атака 51%: защита сети и децентрализация

Чтобы противостоять атаке 51%, необходимо активное участие участников сети и поддержка принципа децентрализации. Внедрение механизмов консенсуса, таких как Proof-of-Work (PoW) или Proof-of-Stake (PoS), способствует равномерному распределению вычислительной мощности и мотивирует майнеров и участников сети соблюдать правила.

Безопасность смарт-контрактов: аудит и обучение

Правильное написание и аудит смарт-контрактов — залог их безопасности. Разработчики должны проходить специализированное обучение по созданию безопасных смарт-контрактов. Автоматизированные инструменты для анализа кода могут помочь выявить потенциальные уязвимости и предотвратить атаки.

Противостояние тактикам социальной инженерии: образование и меры безопасности

Обучение пользователей распознаванию фишинговых атак и других тактик социальной инженерии играет ключевую роль. Дополнительные меры безопасности, такие как многофакторная аутентификация и использование аппаратных кошельков, также снижают риски утечки данных.

Безопасность криптовалютных бирж: сетевые решения и холодные кошельки

Криптовалютные биржи должны активно инвестировать в защиту сетей, применяя шифрование данных и внедряя системы мониторинга для раннего выявления подозрительной активности. Хранение большей части средств в холодных кошельках, не подключенных к сети, также минимизирует потенциальные угрозы.

Противодействие майнинг-ботнетам: контроль и отслеживание

Регулярное обновление антивирусных программ помогает предотвращать захват компьютеров в майнинг-ботнеты. Распознавание аномальной активности и незапланированной загрузки ресурсов также способствует выявлению и предотвращению вмешательства.

Защита от двойных расходов: консенсус и мониторинг

Использование механизмов консенсуса, обеспечивающих подтверждение транзакций, минимизирует риски двойных расходов. Непрерывный мониторинг сети на наличие несанкционированных дублированных транзакций также помогает предотвращать атаки.

Заключение

Таким образом, важность безопасности блокчейна в настоящем и будущем становится неоспоримой. Однако обеспечение безопасности блокчейна – это сложная задача, и мы готовы помочь вам в этом процессе. Наши опытные специалисты готовы предоставить консультации и решения, чтобы обеспечить надежность и защиту ваших блокчейн-проектов.

Свяжитесь с нами, и мы с удовольствием поможем вам достичь максимальной безопасности в мире блокчейна.

Подпишитесь на наш канал Телеграм, чтобы не пропустить новые статьи нашего блога.

8 лучших практик для обеспечения безопасности блокчейна

Безопасность блокчейна основана на криптографии и математических моделях принятия решений. Его главные преимущества включают принцип неизменности и консенсуса. В большинстве криптовалютных систем блокчейн предотвращает дублирование или уничтожение цифровых денег. Впрочем, криптовалюта — не единственное применение блокчейна. Технология используется для хранения самых разных данных.

Безопасность блокчейна — довольно сложная тема. Важно понимать основные концепции и механизмы, обеспечивающие надежную защиту этих систем. Повысить безопасность и поддерживать ее на высоком уровне помогут различные действия, о которых речь пойдет ниже.

Начиная с первых предтеч 90-х и с момента появления в 2008 году блокчейн существенно изменился. В 2021 году интерес к блокчейну существенно вырос. Технологию начали использовать многие государственные институты в разных странах. Идея децентрализованной финансовой системы находит все больше поддержки. Распределенные реестры и криптовалютная экономика лежат в основе развития нового поколения Интернета.

Развитие технологии блокчейн и рост интереса к ней привели к возникновению новых проблем с безопасностью. В 2022 году сумма убытков из-за атак на блокчейны превысила $9 млрд. За год зарегистрировано больше всего атак за все время существования блокчейна.

Несмотря на высокий уровень защиты от традиционных хакерских атак, блокчейн имеет ряд уязвимостей, которыми пользуются злоумышленники. Помимо распространенного фишинга, блокчейн подвергается специфическим угрозам, характерным только для этой технологии: атаки 51%, попытки взлома, хищение закрытых ключей, атаки Race и Финни.

Блокчейн использует принцип децентрализации, поэтому в нем нет единого человека, отвечающего за безопасность. В мире распределенного учета и децентрализованных приложений она лежит в зоне ответственности каждого пользователя. Организации и предприятия, использующие блокчейн, должны продумывать стратегию безопасности, чтобы противостоять атакам.

Мишенями злоумышленников могут стать разные системы блокчейна, используемые для взаимодействия с приложениями, криптоактивами или управления идентификацией. Для несанкционированного входа в корпоративные сети и кражи закрытых ключей часто применяется старый, но эффективный метод — фишинг.

Противостоять ему достаточно просто, однако для этого предприятиям важно проводить обучение сотрудников и внедрять культуру цифровой безопасности. Использование надежной электронной почты, безопасная аутентификация, регулярное обновление систем безопасности — это базовые шаги, необходимые для безопасности блокчейна.

Такие методы применимы к любым блокчейнам:

1. использование двухфакторной аутентификации;
2. белый список доверенных отправителей и получателей;
3. надежное хранение закрытых ключей;
4. установка обновлений безопасности и исправлений;
5. использование аппаратного кошелька (холодного хранилища);
6. использование VPN.

Для повышения уровня безопасности конкретного блокчейна применяются более специфичные шаги.

Смягчение последствий и передовые методы безопасности для конкретных блокчейнов

При разработке стратегии безопасности учитывают особенности архитектуры блокчейна. Понимание уязвимостей, которыми пользуются злоумышленники, поможет лучше оценить уязвимости и подобрать решение для их устранения. Следующие меры помогут защититься от атак, а в худшем случае — смягчить их последствия.

1. Управление, специфичное для блокчейна

Блокчейн — это сочетание распределенного реестра и блочной структуры данных, основанное на криптографической связанности. Это позволяет поддерживать целостность и доступность информации. Однако публичная блокчейн-сеть имеет проблему с конфиденциальностью. Для ее решения появилась модель приватного блокчейна.

Приватный (частный) блокчейн имеет другую архитектуру. Здесь используется модель доступа к сети, в которой только строго определенные участники могут вносить изменения в реестр. В сети есть оператор, поэтому она остается распределенной, но уже не может считаться децентрализованной. За счет этого повышается конфиденциальность записей, ведь доступ предоставляется согласно политикам безопасности.

Существуют также гибридные блокчейны, в которых записи из приватной сети дублируются в публичном блокчейне.

2. Безопасность данных в сети и вне сети

Минимизация данных является распространенной практикой для определения того, какие данные хранятся в цепочке. В дополнение к ней следует применять дополнительные меры безопасности к другим объектам:

• криптографическим алгоритмам;
• ключам;
• алгоритмам консенсуса;
• смарт-контрактам;
• нодам сети.

Все эти элементы могут стать целью атак.

3. Безопасность сети блокчейн

Блокчейн использует сетевые соединения для взаимодействия с внешними сетями. Технология неразрывно связана с IT-инфраструктурой, базами данных, серверами. Каждый из этих элементов имеет уязвимости, поэтому блокчейн подвержен потенциальным неспецифическим угрозам. Стратегия безопасности должна включать проверку узлов и протоколов, поставщиков услуг.

4. Безопасность приложений блокчейна

Доступ к данным часто реализовывается посредством приложений. Они также представляют собой слабое место и могут стать целью атаки. Тщательная идентификация пользователей поможет защитить приложения. В приватных блокчейнах могут быть реализованы разные уровни доступа, «белые» списки пользователей.

5. Безопасность смарт-контрактов

Смарт-контракты расширяют возможности блокчейна, но также создают новые векторы атак. Смарт-контракт подписывают методами, аналогичными подписи транзакций и размещают в определенном блоке цепочки данных. В публичной сети доступ к смарт-контракту может получить любой пользователь, знающий его адрес. Уязвимости могут быть разными:

• ошибки в коде;
• неправильная логика контракта;
• специфичное блокчейн-окружение, в котором исполняется контракт.

Принцип неизменности часто мешает быстро исправить ошибки, ведь контракт уже размещен в блокчейн-сети. Аудит смарт-контрактов помогает повысить безопасность.

6. Совместимость

С ростом блокчейна расширяется его инфраструктура. Контролировать взаимодействие интерфейсов и систем становится сложнее, из-за чего могут возникать проблемы совместимости. В результате в разных частях системы возникают ошибки безопасности, которые могут привести к несанкционированным транзакциям и манипулированию данными.

7. Использование технологий повышения конфиденциальности

Сегодня появляется все больше методов повышения конфиденциальности и одновременного сохранения привлекательности блокчейна для бизнеса. Один из таких методов — Panther Protocol. Это сквозной протокол конфиденциальности, соединяющий блокчейны. Он позволяет восстановить конфиденциальность в Web3 и DeFi. Протокол использует выборочное раскрытие частной информации и доказательства с нулевым разглашением.

Другие методы повышения безопасности включают дифференциальную конфиденциальность, самостоятельные протоколы идентификации и использование синтетических данных для моделирования.

8. Использование доверенных аудиторов и третьих лиц

Тщательный аудит — эффективный способ найти уязвимости в блокчейне и смарт-контрактах. Проводить такой аудит должны компетентные организации с высоким уровнем доверия от клиентов. H-X Technologies проводит аудит на соответствие требованиям безопасности, аудит смарт-контрактов и исходного кода.

Заключение

Благодаря распределенности и децентрализации блокчейн имеет массу преимуществ для бизнеса. Однако эти же принципы оставляют достаточно много уязвимостей, которыми часто пользуются злоумышленники. Бороться с атаками поможет продуманная стратегия безопасности и регулярные аудиты.

Все о безопасности блокчейн

Благодаря возросшему интересу к биткоину и другим криптовалютам, технология блокчейн начинает пользоваться все более широким спросом и известностью. Блокчейн – это крайне универсальное изобретение, а его предполагаемое применение выходит далеко за пределы IT-сферы.

Заслуженно ли данная система считается чуть ли не идеальной для проведения самых различных операций, либо мы упускаем какую-то важную информацию?

Как работает технология блокчейн

Давайте начнем с краткого описания того, как работает эта технология и как вообще блокчейн развивался в течение последних нескольких лет. По сути, он представляет собой некую цифровую книгу учета, которая дублируется на тысячи компьютеров и распределяет информацию между ними. Такие компьютеры называются «узлами».

У каждого пользователя есть публичный и приватный ключ – оба ключа являются безопасными и защищены шифрованием. Они позволяют совершать определенный набор действий в системе. Предположим, два пользователя хотят совершить обмен посредством валюты, например, биткоина. Один из пользователей при помощи своих публичного и приватного ключей запускает процесс транзакции, а другой, также используя свои ключи, подтверждает действие. В результате подобных совместных действий транзакция передается на рассмотрение в публичную одноранговую систему.

На этом этапе один из участков целой системы проверяет информацию о транзакции. Это делается для того, чтобы удостовериться, что данные совпадают с уже имеющейся информацией. Иначе говоря, в том случае, если проверяющие информацию узлы подтвердят, что запустившая транзакцию сторона на самом деле не обладает той криптовалютой, которую она пытается использовать для передачи, тогда транзакция будет отклонена. Если же информация о наличии средств подтвердится, то транзакция будет одобрена и станет новым «блоком» в цепи.

Главные принципы безопасности

Вам наверняка всегда было интересно, почему же блокчейн считается настолько безопасной системой? Ведь работающие подобным образом технологии – далеко не новинка. Да и, казалось бы, совместные действия пользователей, происходящие в цифровой среде, могут быть отслежены злоумышленниками.

По сути, подобные опасения более чем разумны. И именно они являются одной из причин настолько значительных скачков курса биткоина.

Основные особенности системы защиты блокчейна

Давайте рассмотрим основные особенности, благодаря которым система считается защищенной.

Основой технологии блокчейн является электронный реестр всех финансовых транзакций. Как правило, такие электронные «бухгалтерские книги» являются одной из главных точек уязвимости. Если злоумышленники получат доступ к главному реестру записей, то это может привести к полнейшему «падению» системы, ведь, получив доступ к записям, злоумышленник может украсть неограниченную сумму денег либо овладеть какой-либо личной информацией, просто просмотрев список транзакций.

В блокчейне реестр записей является децентрализованным – это означает, что одиночный компьютер или система не могут получить контроль над всей «бухгалтерской книгой». А значит, для того, чтобы получить доступ к главному реестру записей, понадобилось бы организовать невероятно сложную и четко скоординированную операцию, согласно которой в один момент тысячи устройств были бы атакованы одновременно.

Другим принципом, обеспечивающим исключительную безопасность, является сама цепь транзакций. Главный реестр записей представляет собой длинную цепочку последовательных блоков. Каждый блок, входящий в данную цепь, является лишь частью общей структуры, которая берет свое начало от самой первой произведенной в данной системе операции.

Это значит, что любому, кто решит изменить информацию об одной транзакции, перед этим придется крайне аккуратно и точно изменить все записи, ведущие к этой транзакции. Исходя из чего, предполагаемое вмешательство выглядит крайне сложным процессом, что также является одним из плюсов в построении безопасности блокчейна.

Другие элементы системы безопасности

Кроме того, есть также и другие элементы, обеспечивающие защиту блокчейна.

Более двух пользователей подтверждают и обеспечивают безопасность проводимой транзакции. Даже в большинстве современных процессинговых систем в проверке задействованы только несколько уровней верификации – как правило, это продавец, покупатель и какие-то третьи лица (чаще всего банк или кредитное агентство).

Однако в системе блокчейна существует от нескольких сотен до нескольких тысяч различных узлов, на каждом из которых хранится полная копия реестра записей. Поэтому любой из этих узлов также может участвовать в проверке транзакции, и если узел по каким-то причинам не принимает транзакцию, то она будет отменена. Подобный расклад почти до минимума снижает возможность создания ложной или мошеннической транзакции.

Криптографические ключи, используемые системой в обменных процессах, также являются чудом современной кибербезопасности. Каждый зашифрованный ключ представляет собой длинную, сложную последовательность данных, практически не поддающуюся расшифровке. А если учесть, что для подтверждения требуются два таких уникальных ключа, то система начинает выглядеть чуть ли не неприступной крепостью. При этом считается, что блокчейн обладает уникальной системой безопасности, потому что при подобном уровне защиты в нем удается сохранить почти полную прозрачность транзакций.

Самые незащищенные места

Но, как уже говорилось, даже блокчейн не идеален. У него, как и у любой другой системы, есть слабые места. Так что, если вы планируете использовать криптовалюту и вкладывать в неё свои средства, или если вам в будущем придется иметь дело с блокчейном, то просто необходимо знать и понимать потенциально уязвимые места технологии. Поэтому постарайтесь запомнить следующие особенности, касающиеся безопасности данной технологии:

• Сложность системы

Если вы решите создать систему на основе технологии блокчейн с нуля, то одна небольшая ошибка может стать фатальной и «положить» всю вашу разработку. Конечно же, это нельзя считать недостатком самого блокчейна – это, скорее, касается особенностей его использования. Кроме того, среднестатистическому человеку намного труднее разобраться в блокчейне из-за его сложности, что, в свою очередь, означает, что многие не до конца понимают риски, связанные с использование системы, а также не полностью используют доступный функционал.

Для работы блокчейна необходимы как минимум несколько сотен, а еще лучше несколько тысяч согласованно работающих узлов. Именно из-за этого система является крайне уязвимой к атакам на начальных этапах работы. К примеру, если какой-либо пользователь сможет получить контроль над 51% узлов системы, то он сможет полностью контролировать результат работы. А если в системе всего 20 узлов, то подобный вариант развития событий более чем возможен.

• Скорость и эффективность сети

Структура блокчейна – это также одна из причин, по которой может быть нарушено нормальное функционирование системы. Так, если система получит слишком широкое распространение, а инфраструктура блокчейна окажется не готовой к такому объему операций, то в результате может снизиться скорость проведения транзакций, могут появиться проблемы с хранением данных, а это все не лучшим образом повлияет на эффективность сети.

• Политика использования

Хоть и нельзя сказать, что данный пункт напрямую связан с безопасностью блокчейна, но политика системы может повлиять на ее применение и дальнейшее развитие. Учитывая то, что валюта в системе блокчейн является международной и децентрализованной, это, по сути, обесценивает национальную валюту, контролируемую государством. И, естественно, на данный момент управляющие органы некоторых государств стремятся ввести более строгие ограничения на использование блокчейна. Правительства разных стран надеются взять систему под контроль до того, как она станет серьезным конкурентом и начнет угрожать их экономике. Косвенным образом это также является существенной угрозой безопасности блокчейна, которая может значительно замедлить распространение технологии.

• Сторонние системы

К примеру, NiceHash – сторонний рынок для майнинга биткоина – был не так давно взломан, в результате чего было украдено криптовалюты на более чем 60 миллионов долларов. Как оказалось, данная платформа была небезопасной. То есть, это не ошибка безопасности самой системы блокчейн. Скорее, наоборот, киберпреступники получили доступ к системе NiceHash при помощи блокчейна.

• При транзакциях в системе blockchain используются публичные и приватные криптографические ключи

Сами по себе такие ключи взломать почти невозможно, однако киберпреступник может получить их более простым и привычным способом. Например, ключи можно достать в том случае, если вы храните их на небезопасной или слабозащищенной платформе. Так, если кто-то взломает ваш почтовый ящик, то он сможет получить доступ ко всем вашим письмам, а значит, и к ключам вашего профиля в блокчейне. В таком случае злоумышленник сможет завладеть вашими средствами, выдав себя за вас. И это один из главных вопросов, касающихся безопасности системы.

• Традиционные мошеннические уловки

Пользователи системы также могут попасться на другие, более традиционные уловки мошенников. По сути, такие мошеннические схемы не считаются слабым местом в системе безопасности блокчейна. Так, к примеру, вы можете получить электронное письмо, в котором незнакомый вам человек будет убеждать вас, что именно вы стали тем счастливчиком, который выиграл что-то значительное. Либо же мошенники могут предложить вам потратить вашу криптовалюту на какой-то товар или услугу, которую вы никогда не получите.

Можно ли действительно назвать блокчейн защищенным?

Можно ли теперь, рассмотрев все эти пункты, с уверенностью сказать, что блокчейн – это защищенная и безопасная система?

Скорее, стоит сделать вывод, что система будет функционировать должным образом в том случае, если использовать ее правильно и аккуратно. Также стоит иметь в виду, что ее безопасность зависит от наличия достаточного количества пользователей, а многие бреши в безопасности появляются банально из-за человеческого фактора. Поэтому не стоит забывать, что у любой системы есть слабые места, и блокчейн совсем не исключение из этого правила.