zk-SNARKs وتحديات الأمان المرتبطة بالبلوكتشين

البلوكتشين ( ZKP ) كنوع من تقنيات التشفير المتقدمة، يتم اعتماده من قبل عدد متزايد من مشاريع البلوكتشين. ومع ذلك، فإن تعقيد نظام ZKP يجلب أيضًا العديد من المخاطر الأمنية. ستتناول هذه المقالة من منظور أمني الثغرات المحتملة التي قد تظهر خلال عملية دمج ZKP مع البلوكتشين، لتوفير مرجع لسلامة المشاريع ذات الصلة.

الخصائص الأساسية للzk-SNARKs

نظام zk-SNARKs الكامل يحتاج إلى تلبية ثلاث خصائص رئيسية في نفس الوقت:

1. الاكتمال: بالنسبة للبيانات الحقيقية، يمكن للمدعي دائمًا إثبات صحتها للمتحقق.

2. الموثوقية: لا يمكن للمدعين الخبيثين خداع المدققين بشأن التصريحات الخاطئة.

3. zk-SNARKs: في عملية التحقق، لن يحصل المصدق على أي معلومات حول البيانات الأصلية.

تمثل هذه الخصائص الثلاثة الأساس الذي تعتمد عليه أنظمة zk-SNARKs من حيث الأمان والفعالية. إذا لم يتم الوفاء بأي من هذه الخصائص، فقد يؤدي ذلك إلى مشاكل خطيرة مثل رفض الخدمة، أو تجاوز الصلاحيات، أو تسرب البيانات. لذلك، من الضروري التركيز على ضمان هذه الخصائص أثناء إجراء تقييم الأمان.

النقاط الرئيسية للتركيز على الأمان

بالنسبة لمشاريع البلوكتشين القائمة على zk-SNARKs، يجب التركيز بشكل أساسي على النقاط الأمنية التالية:

1. zk-SNARKs دائرة

دائرة ZKP هي جوهر النظام بأكمله، ويجب التأكد من أمان تصميمها وتنفيذها. تتضمن بشكل رئيسي:

• خطأ في تصميم الدائرة: قد يؤدي إلى عدم توافق عملية الإثبات مع الخصائص الأمنية مثل عدم المعرفة، الاكتمال أو الاعتمادية.

• خطأ في تنفيذ بدائل التشفير: إذا كانت هناك مشكلة في تنفيذ دالة التجزئة أو خوارزمية التشفير، فقد تهدد أمان نظام الإثبات بالكامل.

• نقص العشوائية: إذا كانت هناك عيوب في عملية توليد الأرقام العشوائية، فقد يؤدي ذلك إلى تقويض أمان الإثبات.

2. أمان العقود الذكية

بالنسبة لمشاريع العملات الخاصة التي تعتمد على Layer2 أو تُنفذ من خلال العقود الذكية، فإن أمان العقود أمر بالغ الأهمية. بالإضافة إلى الثغرات الشائعة، يجب إيلاء اهتمام خاص لمشكلات التحقق من الرسائل عبر السلاسل والتحقق من proof، حيث يمكن أن تؤثر هذه الأمور مباشرة على موثوقية النظام.

3. توفر البيانات

يجب التأكد من أن البيانات خارج السلسلة يمكن الوصول إليها والتحقق منها بأمان وفعالية عند الحاجة. التركيز على أمان تخزين البيانات وآليات التحقق وعملية النقل. بالإضافة إلى استخدام إثبات توفر البيانات، يمكن تعزيز حماية المضيف ومراقبة حالة البيانات.

4. آلية الحوافز الاقتصادية

تقييم تصميم نموذج الحوافز للمشاريع، وتوزيع المكافآت وآلية العقوبات، لضمان أن يكون لدى جميع الأطراف المشاركة الدافع للحفاظ على أمان النظام واستقراره.

5. حماية الخصوصية

تنفيذ خطة حماية الخصوصية لمشاريع التدقيق، لضمان حماية بيانات المستخدمين بشكل كافٍ أثناء النقل والتخزين والتحقق، مع الحفاظ على قابلية استخدام النظام وموثوقيته. يمكن من خلال تحليل سير التواصل البروتوكولي استنتاج ما إذا كان هناك خطر تسرب خصوصية المُثبِت.

6. تحسين الأداء

تقييم استراتيجيات تحسين أداء المشروع، مثل سرعة معالجة المعاملات وكفاءة عملية التحقق. تدقيق تدابير التحسين في تنفيذ الشيفرة لضمان تلبية متطلبات الأداء.

7. آلية التحمل والاسترداد

مراجعة استراتيجيات التحمل والتعافي للمشاريع في مواجهة حالات الطوارئ مثل أعطال الشبكة والهجمات الخبيثة، لضمان قدرة النظام على التعافي تلقائيًا والحفاظ على التشغيل الطبيعي.

8. جودة الكود

جودة الشفرة الإجمالية لمشاريع التدقيق، مع التركيز على القابلية للقراءة، والقابلية للصيانة، والمتانة. تقييم ما إذا كانت هناك ممارسات برمجة غير قياسية، أو تعليمات برمجية زائدة، أو أخطاء محتملة.

خدمات الأمان والحماية

توفير حماية شاملة لمشاريع zk-SNARKs، يمكن أن نبدأ من الجوانب التالية:

1. تدقيق كود الدائرة: استخدام طرق يدوية وآلية لتدقيق صحة قيود الشروط وتوليد الشهادات، وإجراء تحليل متعمق للثغرات الناجمة عن نقص قيود الحساب.

2. اختبار أمان كود العقد: إجراء اختبار Fuzz على كود Sequencer/Prover وعقد التحقق، بينما يتم توفير الحماية للكيانات والبيانات الخاصة بالعقد.

3. مراقبة الأمان على البلوكتشين: نشر نظام استشعار الوضع الأمني على البلوكتشين، وإنذار المخاطر، ونظام تتبع على البلوكتشين، لتحقيق إدراك المخاطر في الوقت الحقيقي.

4. حماية أمان المضيف: منتج أمان المضيف الذي يستخدم قدرات CWPP و ASA، يوفر إدارة مغلقة للأصول والمخاطر والتهديدات والاستجابة على مستوى الخادم.

الخاتمة

تتطلب تقييمات الأمان لمشاريع zk-SNARKs التركيز على سيناريوهات التطبيق المحددة ( مثل Layer2، العملات الخاصة، الشبكات العامة، إلخ ). ولكن بغض النظر عن النوع، يجب ضمان الخصائص الثلاث الأساسية لـ zk-SNARKs بشكل كامل. فقط من خلال النظر في جميع عوامل الأمان يمكن بناء نظام بلوكتشين zk-SNARKs آمن وموثوق حقًا.