Насколько Безопасны Блокчейн Технологии?

Возможности применения блокчейна как децентрализованной системы может быть основой для принципиально новых сервисов в информационно-телекоммуникационной сети “Интернет”. Для устранения возможности DDoS-атаки на серверы DNS в Dyn5, на основе блокчейна можно сделать децентрализованную систему DNS. Блокчейн децентрализован, у него отсутствует главный узел, взломав который, можно уничтожить данные или подменить их. Например, если проводилась транзакция, в которой участвовали 50 человек, то эта блокчейн-цепочка останется рабочей и доступной для просмотра даже в том случае, если будет работать только цифровая валюта один компьютер. Каждое звено блокчейн-цепи – это своеобразный полный “бекап” данных всех транзакций. Взлом одного из таких компьютеров никак не скажется на сохранности остальных данных.

Достижение баланса: возможные решения

Публичные блокчейны обычно имеют существенные ограничения в объёме и скорости размещения данных в блоках[33]. До версии 0.8.0 для хранения цепочки блоков основной клиент использовал Berkeley DB, начиная с версии 0.8.0 разработчики перешли на LevelDB[20]. Блокчейн, при всех его преимуществах, не заменяет институциональное доверие и инфраструктуру. Итальянский разработчик Алессандро Cегала прекратил работу над своими приложениями и публично заявил о расхождении своего пути с DLT.

Проблемы безопасности блокчейна

Текущие перспективные разработки в области масштабирования блокчейна показывают, что сеть может в будущем иметь возможность поддерживать миллиарды устройств. Для совершения DDoS-атаки координирующий сервер должен заблокировать одно или несколько центральных устройств в сети. В блокчейне все устройства IoT являются частью одноранговой сети P2P, центральных управляющих устройств нет. Для успешной атаки координирующий сервер должен заблокировать все устройства IoT, а это практически невозможно.

• Прежде всего, стоит уточнить, что блокчейн — это децентрализованная база данных, представляющая собой цепочку блоков, каждый из которых содержит набор транзакций и связан с предыдущим с помощью криптографических методов.
• Далее идет длинный список транзакций (Payload), который занимает большую часть всего объема блока.
• Это довольно новая наука, которая довольно сильно отличается от классической экономики, поскольку базируется не на существующих экономических моделях и прогнозах, а на алгоритмах математической «теории игр».
• Кроме того, эта «экономическая эффективность» гарантирует соблюдение концепции консенсуса.
• В заключение, трилемма блокчейна представляет собой значительное вызов для сетей блокчейна, нацеленных на достижение оптимальной безопасности, масштабируемости и децентрализации.
• В основе троицы блокчейна лежит компромисс между безопасностью, масштабируемостью и децентрализацией, с которым сталкиваются блокчейн сети.
• Разработчики должны проходить специализированное обучение по созданию безопасных смарт-контрактов.

Анализ угроз безопасности блокчейна

Блокчейн простыми словами можно описать как цифровую книгу учёта, которая прозрачна и защищена от подделок. Структура данных дерева Меркла позволяет проводить быструю проверку посредством построения пути дерева от нижнего уровня до корневого узла. Поскольку каждый вывод транзакции может быть проведен только один раз, пока он расходуется, его можно удалить из структуры дерева с помощью определенных алгоритмов отсечения.

Безопасность блокчейна: проблемы и решения для децентрализованного будущего

Кроме того, сегодня на рынке блокчейн-платформ в основном представлены разрозненные предложения, которые часто пересекаются или дополняют друг друга, что затрудняет выбор конкретной технологии. Попробуем разбить возникающие при внедрении блокчейна проблемы на несколько основных типов (хоть это и непросто). Децентрализация приносит прозрачность, доверие и устойчивость сетям блокчейна. Она устраняет необходимость в центральной власти, делая участников более автономными и уменьшая риск цензуры. Блокчейн обеспечивает безопасность данных через децентрализованный подход, шифрование, консенсусные алгоритмы и неизменяемость записей, что делает подделку информации практически невозможной.

При этом человек будет обладать полноценными гражданскими правами, только согласившись быть источником big data. Компания Boston Consulting Group (BCG) представила довольно скептический доклад о проблемах внедрения блокчейна в торговую сеть. В то же время, по мнению аналитиков, использование блокчейна способно повысить прозрачность операций, создать более эффективный и ликвидный рынок. В целом технология блокчейн является незрелой с точки зрения масштабируемости и все еще пытается справиться с большим количеством транзакций. Есть целый ряд мнений о том, какие основные препятствия мешают развитию блокчейна. Криптография играет ключевую роль в обеспечении безопасности сетей блокчейн.

Система блокчейн специально разрабатывалась с учётом вопросов безопасности. Для этого используются специальные криптографические методы и математические модели поведения. Всё это служит для того, чтобы предотвратить преднамеренное и случайное внесение искажений в информацию, хранимую в подобной сети.

По мере увеличения числа транзакций в блокчейне, масштабируемость становится вызовом. Размер сети напрямую влияет на масштабируемость, часто приводя к узким местам и увеличению времени подтверждения. После тщательного обдумывания и бесчисленных обсуждений мы решили отдать приоритет безопасности, чтобы обеспечить целостность финансовых транзакций. Хотя это означало некоторое жертвование масштабируемостью, это был необходимый компромисс, чтобы удовлетворить потребности клиента.

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.

Узлы блокчейна осуществляют алгоритмы консенсуса1, если несколько узлов находятся в автономном режиме, другие продолжают работать, даже если они были переведены в автономный режим в результате DDoS-атаки. Эта возможность существует благодаря уникальному набору закодированных алгоритмов в блокчейне. Основа защиты информации, хранящейся в сети блокчейн – криптографические методы кодировки. Функция получает данные (объем не важен), обрабатывает их, а на выходе выдаёт «решение» – хэш заданной «длины».

Блокче́йн (англ. blockchain[1], изначально block chain[2] — цепь из блоков) — выстроенная по определённым правилам непрерывная последовательная цепочка блоков (связный список), содержащих какую-либо информацию. Связь между блоками обеспечивается не только нумерацией, но и тем, что каждый блок содержит свою собственную хеш-сумму и хеш-сумму предыдущего блока. Чтобы соответствовать правилам построения цепочки, изменения хеш-суммы нужно будет записать в следующий блок, что вызовет изменения уже его собственной хеш-суммы.

Транзакции, такие как переводы криптовалюты, группируются в блоки, которые затем добавляются в блокчейн. Публичные блокчейны часто получают выгоду от связанных с ними организаций, которые занимаются развитием и содействием участию сообщества. Это программное обеспечение является динамичным и требует постоянных обновлений и обслуживания для устранения уязвимостей и реагирования на возникающие проблемы.

Для транзакций в блоке используется древовидное хеширование[14], аналогичное формированию хеш-суммы для файла в протоколе BitTorrent. Операции по передаче майнеру комиссии за создание блока не имеют «входных» транзакций, поэтому в данном параметре может указываться любая информация (для них это поле носит название англ. Coinbase parameter). Нахождение идеального баланса между безопасностью, масштабируемостью и децентрализацией является конечной целью для блокчейн сетей. Существует тонкое взаимодействие между этими тремя элементами, которое необходимо тщательно управлять для обеспечения успешности и широкого принятия технологии блокчейн. Когда речь заходит о безопасности, технология блокчейн тесно полагается на криптографию. С помощью криптографических методов, таких как хеширование и цифровые подписи, сети блокчейна обеспечивают целостность и подлинность данных.

Специально или случайно можно ограничить ретрансляцию информации о новых блоках (например, одна из цепочек может развиваться в рамках локальной сети). В каждом из новых блоков могут встречаться как одинаковые транзакции, так и разные, вошедшие только в один из них. Когда ретрансляция блоков возобновляется, майнеры начинают считать главной цепочку с учётом уровня сложности хеша и длины цепочки. При равенстве сложности и длины предпочтение отдаётся той цепочке, конечный блок которой появился раньше.

Одной из таких угроз является атака 51%, когда субъект получает контроль над большинством вычислительной мощности сети, что потенциально подрывает ее целостность. Кроме того, уязвимости в смарт-контрактах и атаки методом социальной инженерии представляют существенные риски, которые необходимо решить. Управление криптографическими ключами и доступом к данным является критически важным элементом в безопасности данных на базе блокчейна. Пользователи должны беспокоиться о защите своих ключей, поскольку потеря или компрометация ключа может привести к утере доступа к данным или средствам.