مناقشة أمان zk-SNARKs في البلوكتشين

المقدمة

الzk-SNARKs(ZKP) كنوع من تقنيات التشفير المتقدمة، يتم اعتماده من قِبل عدد متزايد من مشاريع البلوكتشين. سواء كانت حلول توسيع Layer 2 أو سلاسل الكتل العامة التي تحمي الخصوصية، تلعب ZKP دورًا مهمًا. ومع ذلك، بسبب تعقيد النظام، فإن الجمع بين ZKP والبلوكتشين يجلب أيضًا تحديات أمنية جديدة. ستتناول هذه المقالة من منظور أمني، الثغرات المحتملة لـ ZKP في تطبيقات البلوكتشين، لتقديم مرجع لحماية الأمان للمشاريع ذات الصلة.

الخصائص الأساسية لـ ZKP

قبل تحليل أمان نظام ZKP، نحتاج أولاً إلى تحديد ميزاته الثلاثة الأساسية:

1. الشمولية: بالنسبة للبيانات الحقيقية، يمكن للمثبت دائمًا إثبات صحتها للمتحقق.

2. الموثوقية: بالنسبة للتصريحات الخاطئة، لا يمكن للمدعي الخبيث خداع المراجع.

3. الخصوصية: خلال عملية التحقق، لن يحصل المُتحقق على أي معلومات حول البيانات الأصلية.

تعتبر هذه الخصائص الثلاثة حجر الزاوية لأمان وفعالية نظام ZKP. إذا لم يتم تلبية الشمولية، فقد لا يتمكن النظام في بعض الحالات من تقديم إثبات صحيح، مما يؤدي إلى رفض الخدمة. قد يؤدي نقص الموثوقية إلى قيام المهاجمين بتزوير الإثباتات، مما يثير مشاكل خطيرة في تجاوز الأذونات. قد يؤدي نقص الخصوصية إلى تسرب المعلمات الأصلية، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك في تنفيذ هجمات.

النقاط الأمنية لمشاريع ZKP البلوكتشين

1. zk-SNARKs دائرة

تصميم وتنفيذ دوائر zk-SNARKs يرتبط مباشرة بأمان النظام بأكمله. تشمل النقاط الرئيسية للاهتمام:

• تصميم الدوائر: قد تؤدي الأخطاء المنطقية إلى عدم توافق عملية الإثبات مع الخصائص الأمنية.
• تنفيذ بدائيات التشفير: قد تؤدي الأخطاء في تنفيذ البدائيات إلى تهديد أمان النظام بأكمله.
• ضمان العشوائية: قد تؤدي مشكلة توليد الأعداد العشوائية إلى تقليل أمان الإثبات.

2. أمان العقود الذكية

بالنسبة لمشاريع ZKP التي تستخدم العقود الذكية، بالإضافة إلى الثغرات الشائعة، يجب إيلاء اهتمام خاص للتحقق من رسائل عبر السلاسل ومرحلة التحقق من الإثبات، حيث أن هذه غالباً ما تكون نقاط فشل موثوقية.

3. توافر البيانات

من الضروري التأكد من أن البيانات خارج السلسلة يمكن الوصول إليها والتحقق منها بأمان وفعالية. بالإضافة إلى اعتماد إثبات توفر البيانات، يجب تعزيز حماية المضيف ومراقبة حالة البيانات.

4. آلية الحوافز الاقتصادية

آلية الحوافز المعقولة يمكن أن تحفز جميع الأطراف المشاركة على الحفاظ على أمان النظام واستقراره. يجب تقييم تصميم نموذج الحوافز، وتوزيع المكافآت، وآليات العقوبة وما إلى ذلك.

5. حماية الخصوصية

تنفيذ خطة الخصوصية لمشاريع التدقيق، لضمان حماية بيانات المستخدمين بشكل كامل أثناء النقل والتخزين والتحقق، مع الحفاظ على توفر النظام وموثوقيته.

6. تحسين الأداء

تقييم استراتيجيات تحسين أداء المشروع، مثل سرعة معالجة المعاملات وكفاءة عملية التحقق، لضمان تلبية متطلبات الأداء.

7. آلية التحمل والاسترداد

استراتيجية التحمل والتعافي من حالات الطوارئ لمشاريع التدقيق، لضمان إمكانية استعادة النظام تلقائيًا والحفاظ على التشغيل العادي في الحالات الممكنة.

8. جودة الشيفرة

جودة الكود الشامل لمشاريع التدقيق، مع التركيز على القابلية للقراءة، القابلية للصيانة والصلابة، وتقييم ما إذا كانت هناك ممارسات برمجية غير معيارية، أو كود زائد، أو أخطاء محتملة.

أهمية خدمات الأمان

تعد خدمات الأمان الاحترافية ضرورية لمشاريع zk-SNARKs. يجب أن تشمل خدمة الأمان الشاملة ما يلي:

• تدقيق منطق الترميز الإلكتروني والعقود الذكية
• التحقق من صحة شروط القيد وتوليد الشهادات
• اختبار الشهادة المنطقية المخصصة
• اختبار Fuzz لرمز Sequencer/Prover وعقد التحقق
• حماية الكيانات العقدية والبيانات
• مراقبة الأمان على البلوكتشين وتحذير المخاطر
• إدارة الأصول والمخاطر والتهديدات والاستجابة على مستوى الخادم

الخاتمة

تتمتع zk-SNARKs بآفاق واسعة في تطبيقها في البلوكتشين، ولكن لا يمكن تجاهل أمانها. بالنسبة لمشاريع zk-SNARKs المختلفة، تختلف أولويات الأمان، ولكن ضمان الشمولية والموثوقية والخصوصية هذه الخصائص الأساسية الثلاثة تظل دائمًا مهمة أساسية. فقط من خلال إنشاء نظام أمان شامل يمكن الاستفادة الكاملة من مزايا zk-SNARKs ودفع تطوير تقنية البلوكتشين بشكل صحي.