Thách thức an ninh kết hợp giữa zk-SNARK và Blockchain

zk-SNARK ( ZKP ) là một công nghệ mã hóa tiên tiến, đang được ngày càng nhiều dự án blockchain áp dụng. Tuy nhiên, độ phức tạp của hệ thống ZKP cũng mang lại nhiều rủi ro an ninh. Bài viết này sẽ thảo luận từ góc độ an ninh về các lỗ hổng có thể xảy ra trong quá trình kết hợp ZKP và blockchain, nhằm cung cấp tham khảo cho tính an toàn của các dự án liên quan.

Các đặc điểm cốt lõi của zk-SNARK

Một hệ thống zk-SNARK hoàn chỉnh cần phải đáp ứng đồng thời ba đặc điểm chính:

1. Tính đầy đủ: Đối với các tuyên bố đúng sự thật, người chứng minh luôn có thể thành công trong việc chứng minh tính đúng đắn của nó với người xác minh.

2. Độ tin cậy: Đối với các tuyên bố sai, người chứng minh ác ý không thể lừa đảo người xác minh.

3. Tính không biết: Trong quá trình xác minh, người xác minh sẽ không nhận được bất kỳ thông tin nào về dữ liệu gốc.

Ba đặc điểm này là nền tảng cho sự an toàn và hiệu quả của hệ thống zk-SNARK. Nếu bất kỳ đặc điểm nào không được đáp ứng, điều đó có thể dẫn đến các vấn đề nghiêm trọng như từ chối dịch vụ, vượt quyền truy cập hoặc rò rỉ dữ liệu. Do đó, trong quá trình đánh giá an ninh, cần chú ý đến việc các đặc điểm này có được bảo đảm hay không.

Những mối quan tâm chính về an ninh

Đối với các dự án Blockchain dựa trên ZKP, cần chú ý đến một số vấn đề an ninh sau:

1. zk-SNARK điện tử

Mạch ZKP là trung tâm của toàn bộ hệ thống, cần đảm bảo tính an toàn trong thiết kế và triển khai của nó. Chủ yếu bao gồm:

• Lỗi thiết kế mạch: có thể dẫn đến quá trình chứng minh không đáp ứng các thuộc tính an toàn như zk-SNARK, tính toàn vẹn hoặc độ tin cậy.

• Lỗi thực hiện nguyên tắc mật mã: Nếu hàm băm, thuật toán mã hóa, v.v. có vấn đề thì có thể đe dọa tính bảo mật của toàn bộ hệ thống chứng minh.

• Thiếu tính ngẫu nhiên: Nếu quá trình tạo số ngẫu nhiên có khuyết điểm, có thể dẫn đến sự suy giảm an toàn của chứng minh.

2. An toàn hợp đồng thông minh

Đối với các dự án tiền điện tử bảo mật được thực hiện qua Layer2 hoặc hợp đồng thông minh, an toàn hợp đồng là vô cùng quan trọng. Ngoài các lỗ hổng phổ biến, cần đặc biệt chú ý đến các vấn đề xác thực thông điệp liên chuỗi và xác thực proof, vì những điều này có thể ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của hệ thống.

3. Tính khả dụng của dữ liệu

Cần đảm bảo rằng dữ liệu ngoài chuỗi có thể được truy cập và xác minh một cách an toàn, hiệu quả khi cần thiết. Tập trung vào tính bảo mật của việc lưu trữ dữ liệu, cơ chế xác minh và quá trình truyền tải. Ngoài việc sử dụng chứng minh khả năng dữ liệu, cũng có thể tăng cường bảo vệ máy chủ và giám sát trạng thái dữ liệu.

4. Cơ chế động lực kinh tế

Đánh giá thiết kế mô hình khuyến khích của dự án, phân phối phần thưởng và cơ chế phạt, đảm bảo các bên tham gia có động lực duy trì an ninh hệ thống và hoạt động ổn định.

5. Bảo vệ quyền riêng tư

Triển khai giải pháp bảo vệ quyền riêng tư cho các dự án kiểm toán, đảm bảo dữ liệu người dùng được bảo vệ đầy đủ trong quá trình truyền tải, lưu trữ và xác thực, đồng thời duy trì tính khả dụng và độ tin cậy của hệ thống. Có thể phân tích quy trình giao tiếp của giao thức để suy ra có tồn tại rủi ro rò rỉ quyền riêng tư của người chứng minh hay không.

6. Tối ưu hóa hiệu suất

Đánh giá các chiến lược tối ưu hóa hiệu suất của dự án, chẳng hạn như tốc độ xử lý giao dịch, hiệu quả của quy trình xác minh, v.v. Kiểm toán các biện pháp tối ưu hóa trong việc thực hiện mã, đảm bảo đáp ứng nhu cầu hiệu suất.

7. Cơ chế chịu lỗi và khôi phục

Kiểm tra chiến lược chịu lỗi và phục hồi của dự án khi đối mặt với các tình huống bất ngờ như sự cố mạng, tấn công độc hại, đảm bảo hệ thống có thể tự động phục hồi và duy trì hoạt động bình thường.

8. Chất lượng mã

Chất lượng tổng thể của mã dự án kiểm toán, chú ý đến khả năng đọc, khả năng duy trì và tính mạnh mẽ. Đánh giá xem có thực hành lập trình không chuẩn, mã dư thừa hoặc lỗi tiềm ẩn hay không.

Dịch vụ an toàn và bảo vệ

Cung cấp bảo vệ an toàn toàn diện cho dự án ZKP, có thể bắt đầu từ một số khía cạnh sau:

1. Kiểm toán mã mạch điện: Sử dụng phương pháp thủ công và tự động để kiểm tra tính chính xác của các điều kiện ràng buộc và việc tạo chứng cứ, phân tích sâu về các lỗ hổng tính toán ràng buộc thiếu.

2. Kiểm tra an toàn mã nút: Thực hiện kiểm tra Fuzz cho mã Sequencer/Prover và hợp đồng xác minh, đồng thời cung cấp bảo vệ cho thực thể nút và dữ liệu.

3. Giám sát an ninh trên chuỗi: Triển khai nhận thức tình hình an ninh trên chuỗi, cảnh báo rủi ro và hệ thống theo dõi trên chuỗi, thực hiện nhận thức rủi ro theo thời gian thực.

4. Bảo vệ an ninh máy chủ: Sản phẩm bảo vệ an ninh máy chủ ứng dụng khả năng CWPP và ASA, cung cấp quản lý vòng khép kín về tài sản, rủi ro, mối đe dọa và phản ứng ở cấp độ máy chủ.

Kết luận

Đánh giá an toàn của dự án ZKP cần dựa trên các tình huống ứng dụng cụ thể ( như Layer2, đồng tiền riêng tư, chuỗi công khai, v.v. ) Tuy nhiên, bất kể loại nào, cần đảm bảo ba đặc điểm cốt lõi của ZKP được bảo vệ đầy đủ. Chỉ khi xem xét toàn diện các yếu tố an toàn thì mới có thể xây dựng một hệ thống Blockchain ZKP thực sự an toàn và đáng tin cậy.