Безпека zk-SNARKs в Блокчейн

Вступ

zk-SNARKs(ZKP) як одна з передових криптографічних технологій, дедалі більше впроваджується в проекти Блокчейн. Чи то рішення для розширення Layer 2, чи то блокчейн з захистом конфіденційності, ZKP відіграє важливу роль. Проте, через складність системи, поєднання ZKP з Блокчейн також призводить до нових викликів безпеки. У цьому документі з безпекової точки зору буде досліджено можливі вразливості ZKP в застосуваннях Блокчейн, щоб надати рекомендації для забезпечення безпеки відповідних проектів.

Основні характеристики zk-SNARKs

Перед аналізом безпеки системи ZKP нам потрібно спочатку визначити її три основні характеристики:

1. Повнота: для справжніх тверджень, доводчик завжди може успішно довести їхню правильність перевіряючому.

2. Надійність: щодо хибних тверджень, зловмисні доведувачі не можуть обманути перевіряючих.

3. Нульові знання: під час процесу перевірки перевіряючий не отримує жодної інформації про вихідні дані.

Ці три характеристики є основою безпеки та ефективності системи ZKP. Якщо не виконується повнота, система може в деяких випадках не мати можливості надати правильне доказ, що призведе до відмови в обслуговуванні. Відсутність надійності може призвести до того, що зловмисники підроблять докази, викликавши серйозні проблеми з обходом прав. Відсутність нульових знань може призвести до витоку вихідних параметрів, які можуть бути використані для здійснення атак.

Безпека проектів Блокчейн на базі zk-SNARKs

1. zk-SNARKs схема

Проектування та реалізація ZKP-циркули безпосередньо пов'язані з безпекою всієї системи. Основні акценти включають:

• Проектування схем: логічні помилки можуть призвести до того, що процес доказу не відповідає властивостям безпеки.
• Реалізація криптографічних примітивів: помилки в реалізації примітивів можуть загрожувати безпеці всієї системи.
• Забезпечення випадковості: проблеми з генерацією випадкових чисел можуть знизити безпеку доказу.

2. Безпека смарт-контрактів

Для проектів ZKP, що використовують смарт-контракти, окрім поширених вразливостей, слід особливо звертати увагу на верифікацію міжланцюгових повідомлень та етап перевірки proof, оскільки це часто є ключовими моментами для відмови в надійності.

3. Доступність даних

Забезпечення безпечного та ефективного доступу до даних поза ланцюгом та їх перевірки є надзвичайно важливим. Окрім використання доказів доступності даних, також слід посилити захист хостів та моніторинг стану даних.

4. Економічні стимули

Розумна система стимулів може спонукати всіх учасників підтримувати безпеку та стабільність системи. Необхідно оцінити дизайн моделі стимулювання, розподіл винагород та механізми покарання.

5. Захист конфіденційності

Реалізація приватності проекту аудиту, забезпечення належного захисту даних користувачів під час передачі, зберігання та перевірки, одночасно підтримуючи доступність та надійність системи.

6. Оптимізація продуктивності

Оцінка стратегій оптимізації продуктивності проекту, таких як швидкість обробки транзакцій, ефективність процесу верифікації тощо, забезпечуючи відповідність вимогам продуктивності.

7. Механізми відмовостійкості та відновлення

Стратегії помірності та відновлення для аудиторських проектів у разі непередбачених обставин, що забезпечують автоматичне відновлення системи та підтримку нормальної роботи в можливих випадках.

8. Якість коду

Загальна якість коду аудиту проекту, увага на читабельність, підтримуваність і надійність, оцінка наявності ненормативних практик програмування, надлишкового коду або потенційних помилок.

Важливість послуг безпеки

Професійні послуги безпеки є надзвичайно важливими для проектів ZKP. Комплексна служба безпеки повинна включати:

• Аудит логіки коду смарт-контрактів та схем
• Перевірка правильності генерації обмежень і свідчень
• Кастомізоване логічне свідчення тесту
• Fuzz-тестування коду Sequencer/Prover та контрактів перевірки
• Сутності вузлів і захист даних
• Моніторинг безпеки в Блокчейні та попередження про ризики
• Управління активами, ризиками, загрозами та відповіді на рівні серверів

Висновок

ZKP в Блокчейн має широкі перспективи застосування, але його безпека не повинна бути недооцінена. Для різних типів проектів ZKP акценти безпеки різні, але забезпечення цілісності, надійності та нульової знаності ці три основні характеристики завжди залишаються пріоритетними завданнями. Тільки створивши всебічну систему захисту безпеки, можна повною мірою використовувати переваги ZKP і сприяти здоровому розвитку технології Блокчейн.