zk-SNARKs na Blockchain: Considerações de Segurança

zk-SNARKs(ZKP) como uma tecnologia criptográfica avançada, está se tornando cada vez mais amplamente aplicada no campo do Blockchain. Com um número crescente de protocolos Layer 2 e blockchains públicos especiais optando por construir sobre ZKP, a complexidade do sistema também trouxe novos desafios de segurança. Este artigo abordará, do ponto de vista da segurança, as possíveis vulnerabilidades que podem surgir no processo de combinação entre ZKP e Blockchain, oferecendo referências para a segurança de projetos relacionados.

As principais características do ZKP

Antes de analisar a segurança do sistema ZKP, precisamos primeiro esclarecer suas três características principais:

1. Completude: Para declarações verdadeiras, o provador consegue sempre provar com sucesso a sua veracidade ao verificador.

2. Confiabilidade: quanto a declarações falsas, o provador malicioso não consegue enganar o verificador.

3. Propriedade de zero conhecimento: Durante o processo de verificação, o verificador não receberá qualquer informação sobre os dados originais.

Estas três características são a base para a segurança e eficácia dos sistemas ZKP. Se alguma dessas características não for atendida, pode resultar em sérias vulnerabilidades de segurança, como negação de serviço, bypass de permissões ou vazamento de dados. Portanto, é necessário prestar atenção especial a garantir que essas características estejam protegidas nos serviços de segurança.

ZKP em Blockchain: Pontos de Segurança

Para projetos de blockchain baseados em ZKP, é necessário prestar atenção às seguintes direções de segurança:

1. zk-SNARKs circuito

Os circuitos ZKP são o núcleo de todo o sistema, e é necessário garantir sua segurança, eficácia e escalabilidade. Os principais pontos de foco incluem:

• Design de circuitos: evitar erros lógicos, garantindo que as propriedades de segurança como zero conhecimento, completude e confiabilidade sejam atendidas.
• Implementação de primitivos criptográficos: implementar corretamente funções de hash, algoritmos de criptografia e outros componentes básicos de criptografia.
• Garantia de aleatoriedade: assegurar a segurança do processo de geração de números aleatórios.

2. Segurança de contratos inteligentes

Para projetos de moedas privadas em Layer 2 ou implementados através de contratos inteligentes, a segurança dos contratos é crucial. Além de vulnerabilidades comuns como reentrada, injeção e estouro, é necessário prestar especial atenção à segurança da verificação de mensagens entre cadeias e à verificação de proof.

3. Disponibilidade de Dados

Assegurar que os dados fora da cadeia possam ser acedidos e verificados de forma segura e eficaz quando necessário. Focar na segurança do armazenamento de dados, mecanismos de verificação e no processo de transmissão. Além de utilizar provas de disponibilidade de dados, também se pode reforçar a proteção do host e a monitorização do estado dos dados.

4. Mecanismos de incentivo econômico

Avaliar o modelo de incentivos do projeto, garantindo que ele possa efetivamente estimular todas as partes envolvidas a manter a segurança e a estabilidade do sistema. Focar na razoabilidade da distribuição de recompensas e dos mecanismos de penalização.

5. Proteção de privacidade

Avaliar a implementação do plano de privacidade do projeto, garantindo que os dados dos usuários sejam adequadamente protegidos durante a transmissão, armazenamento e verificação, ao mesmo tempo que se mantém a disponibilidade e confiabilidade do sistema.

6. Otimização de desempenho

Avaliar as estratégias de otimização de desempenho do projeto, como a velocidade de processamento de transações e a eficiência do processo de validação. Garantir que a otimização de desempenho não afete a segurança do sistema.

7. Mecanismos de tolerância a falhas e recuperação

Avaliar as estratégias de resposta a situações imprevistas, como falhas de rede e ataques maliciosos, para garantir que o sistema possa se recuperar automaticamente e manter a operação normal sempre que possível.

8. Qualidade do Código

Auditar o código do projeto de forma abrangente, focando na legibilidade, manutenibilidade e robustez. Avaliar se existem práticas de programação não conformes, código redundante ou erros potenciais.

Serviços de Segurança e Suporte a Produtos

Para garantir plenamente a segurança do projeto ZKP, podem ser considerados os seguintes serviços e produtos de segurança:

1. Auditoria de segurança abrangente: inclui auditoria de código de contratos inteligentes, auditoria de lógica de codificação de circuitos, verificação de condições de restrição e auditoria de correção da geração de testemunhas.

2. Testes de Fuzz e testes de segurança: realização de testes abrangentes para o código do Sequencer/Prover e contratos de verificação.

3. Sistema de monitorização de segurança em blockchain: fornece percepção da situação de segurança em blockchain em tempo real, alerta de riscos e capacidade de rastreio em blockchain.

4. Segurança do host: fornece gestão completa de ativos, riscos, ameaças e resposta em ciclo fechado para servidores.

Conclusão

A segurança dos projetos ZKP depende dos seus cenários de aplicação, com diferentes tipos de projetos (como Layer 2, moedas de privacidade, blockchains públicas) a terem diferentes ênfases de segurança. Mas, de qualquer forma, garantir as três características centrais do ZKP - completude, confiabilidade e conhecimento zero - é sempre a base da consideração de segurança. À medida que a tecnologia ZKP é cada vez mais aplicada no campo da Blockchain, a atenção contínua e a melhoria da sua segurança se tornarão fatores-chave para impulsionar o desenvolvimento da indústria.