zk-SNARKs en la Cadena de bloques: consideraciones de seguridad

zk-SNARKs(ZKP) como una tecnología criptográfica avanzada, se está utilizando cada vez más en el campo de la cadena de bloques. A medida que más protocolos de Layer 2 y cadenas públicas especiales eligen construirse sobre zk-SNARKs, la complejidad de sus sistemas también ha traído nuevos desafíos de seguridad. Este artículo explorará desde una perspectiva de seguridad las posibles vulnerabilidades que pueden surgir en el proceso de combinación de zk-SNARKs y cadena de bloques, proporcionando referencias para la seguridad de proyectos relacionados.

Características clave de zk-SNARKs

Antes de analizar la seguridad del sistema ZKP, necesitamos aclarar sus tres características centrales:

1. Completitud: para afirmaciones verdaderas, el probador siempre puede demostrar con éxito su validez al verificador.

2. Fiabilidad: un probador malicioso no puede engañar al validador con declaraciones erróneas.

3. Característica de cero conocimiento: Durante el proceso de verificación, el verificador no obtendrá ninguna información sobre los datos originales.

Estas tres características son la base de la seguridad y efectividad del sistema ZKP. Si alguna de estas características no se cumple, puede dar lugar a graves riesgos de seguridad, como denegación de servicio, elusión de permisos o filtración de datos. Por lo tanto, en los servicios de seguridad, es fundamental prestar atención a si estas características están garantizadas.

ZKP en la Cadena de bloques: puntos de preocupación de seguridad

Para los proyectos de cadena de bloques basados en ZKP, es necesario centrarse principalmente en las siguientes direcciones de seguridad:

1. zk-SNARKs circuito

El circuito ZKP es el núcleo de todo el sistema, y es necesario garantizar su seguridad, efectividad y escalabilidad. Los principales puntos de enfoque incluyen:

• Diseño de circuitos: evitar errores lógicos, asegurar el cumplimiento de propiedades de seguridad como zk-SNARKs, completitud y fiabilidad.
• Implementación de primitivas criptográficas: implementación correcta de funciones hash, algoritmos de encriptación y otros componentes básicos de criptografía.
• Garantía de aleatoriedad: asegurar la seguridad del proceso de generación de números aleatorios.

2. Seguridad de contratos inteligentes

Para los proyectos de monedas privadas en Layer 2 o implementados a través de contratos inteligentes, la seguridad de los contratos es crucial. Además de las vulnerabilidades comunes como la reentrada, inyección y desbordamiento, también se debe prestar especial atención a la seguridad en la verificación de mensajes entre cadenas y la verificación de pruebas.

3. Disponibilidad de datos

Asegurar que los datos fuera de la cadena puedan ser accedidos y verificados de manera segura y efectiva cuando sea necesario. Enfocarse en la seguridad del almacenamiento de datos, los mecanismos de verificación y el proceso de transmisión. Además de adoptar pruebas de disponibilidad de datos, también se puede fortalecer la protección del host y la monitorización del estado de los datos.

4. Mecanismos de incentivos económicos

Evaluar el modelo de incentivos del proyecto, asegurando que pueda estimular eficazmente a todas las partes involucradas a mantener la seguridad y estabilidad del sistema. Prestar atención a la razonabilidad de la distribución de recompensas y mecanismos de castigo.

5. Protección de la privacidad

Revisar la implementación del plan de privacidad del proyecto, asegurando que los datos de los usuarios estén suficientemente protegidos durante la transmisión, almacenamiento y verificación, manteniendo al mismo tiempo la disponibilidad y confiabilidad del sistema.

6. Optimización del rendimiento

Evaluar las estrategias de optimización del rendimiento del proyecto, como la velocidad de procesamiento de transacciones y la eficiencia del proceso de verificación, entre otros. Asegurarse de que la optimización del rendimiento no afecte la seguridad del sistema.

7. Mecanismos de tolerancia a fallos y recuperación

Revisar las estrategias de respuesta de los proyectos a fallos de red, ataques maliciosos y otras situaciones imprevistas, asegurando que el sistema pueda restaurarse automáticamente y mantener su funcionamiento normal en la medida de lo posible.

8. Calidad del código

Auditar completamente el código del proyecto, prestando atención a la legibilidad, mantenibilidad y robustez. Evaluar si existen prácticas de programación no estándar, código redundante o errores potenciales.

Servicios de seguridad y soporte de productos

Para garantizar completamente la seguridad del proyecto ZKP, se pueden considerar los siguientes servicios y productos de seguridad:

1. Auditoría de seguridad integral: incluye auditoría de código de contratos inteligentes, auditoría de lógica de codificación de circuitos, revisión de condiciones de restricción y verificación de la corrección de generación de testigos, entre otros.

2. Pruebas de Fuzz y pruebas de seguridad: pruebas exhaustivas del código de Sequencer/Prover y contratos de verificación.

3. Sistema de monitoreo de seguridad en la cadena: proporciona conciencia de la situación de seguridad en la cadena en tiempo real, alertas de riesgo y capacidades de seguimiento en la cadena.

4. Protección de seguridad del host: proporcionar una gestión integral de activos, riesgos, amenazas y respuestas para el servidor.

Conclusión

La seguridad de los proyectos de ZKP depende de su escenario de aplicación, diferentes tipos de proyectos (como Layer 2, monedas de privacidad, cadenas de bloques públicas) tienen diferentes enfoques de seguridad. Pero en cualquier caso, garantizar las tres características centrales de ZKP - completitud, confiabilidad y zk-SNARKs - siempre será la base de la consideración de seguridad. A medida que la tecnología ZKP se aplica más profundamente en el campo de la cadena de bloques, la atención continua y la mejora de su seguridad se convertirán en factores clave para impulsar el desarrollo de la industria.