Безопасность в блокчейне: лучшие практики, распространенные угрозы

В этой статье поговорим о распространенных угрозах блокчейна, как правильно пользоваться этой технологией и обезопасить личные данные.

Что такое блокчейн?

Это особая технология хранения и передачи зашифрованной информации в виде последовательно связанных блоков. Чтобы обезопасить данные, цепочка блоков сохраняется на компьютерах разных пользователей. 

Безопасность технологии блокчейн используется в сфере криптовалют и других финансовых операций, где защита данных имеет первостепенное значение.

Каждое звено цепочки содержит информацию о предыдущем блоке. 

Когда пользователь проводит транзакцию, образуется новый блок, который проверяется и подтверждается коллективным консенсусом. Такое подтверждение сведений участниками сети называют узлами.

Таким образом, в информационную систему невозможно внести новые данные или изменить ее единолично без подтверждения операции другими участниками. Благодаря этому риски в блокчейне распределены.

Почему блокчейн требует безопасности?

Децентрализованный реестр считается одной из самых надежных информационных систем. Но, несмотря на использование криптографии и других надежных способов защиты, риск мошенничества и кибератак в сети блокчейн присутствует. 

Опасность может исходить как от пользователей сети, так и внешних несанкционированных воздействий.

Возможные блокчейн-атаки:

• попытка создания дубликата узла. Вместо исходного кода, который «затмевается», транслируется хакерский поддельный узел;
• увеличение сетевого трафика по типу Сибил-атаки, когда создается большое количество ложных узлов, чтобы получить контроль над сетью, а настоящие пользователи блокируются;
• контроль сети, известный как атака 51%. Для получения подавляющего контроля требуются значительные вычислительные мощности. В результате создаются необходимые блоки, транзакции проводятся без подтверждения;
• атака на кошельки пользователей для проведения несанкционированных операций;
• фишинговые атаки. Совершаются с целью похищения учетных данных при переходе участника блокчейн-сети на поддельные интернет-ресурсы;
• атака Финни. Транзакция выполняется дважды: с поддельного и исходного блока. В результате получается двойной расход.

Как защищается блокчейн?

Есть различные корпоративные способы защиты сети и меры, которые предпринимают пользователи системы. 

Безопасность блокчейна обеспечивает:

• Безопасный интернет. 

Использование общедоступных Wi-Fi-сетей может привести к краже данных. Следует пользоваться защищенным Wi-Fi.

• Использование «холодных» кошельков (аппаратных, бумажных). 

В этом случае для хранения информации не нужен интернет, поэтому ключи пользователя надежно защищены и недоступны кибератакам. Подключение к сети осуществляется только для совершения транзакции.

• Надежные пароли. 

Для доступа рекомендуется использовать сложные пароли с сочетанием различных спецсимволов, цифр и букв. Периодически их следует менять.

• Безопасные ключи. 

Следует пользоваться надежными криптографическими ключами без доступа к ним третьих лиц.

• Защита от фишинг-атак. 

Не нужно открывать спам-письма, переходить по сомнительным ссылкам, рекламным объявлениям, сообщениям от имени банков, сервисов, в результате которых пользователь попадает на схожий с оригиналом интернет-ресурс. 

Введенные данные (логины и пароли) становятся известными хакерам и открывают доступ к банковским счетам и аккаунтам.

• Безопасность используемых устройств. 

На все персональные устройства, с которыми работает пользователь, должен быть установлен антивирус, ПО обновлено до актуальной версии.

• Прохождение тестирования на блокчейн-проникновения. 

Создатели блокчейн-сетей перед их использованием должны пройти плановое тестирование на проникновение, в ходе которого выявляются слабые места системы, ее надежность и функциональные возможности.

• Частные разрешения. 

Перед входом в блокчейн каждый пользователь проходит проверку, которая минимизирует возможные угрозы.

Чем отличается безопасность в зависимости от типа блокчейна?

Существует три вида блокчейна, в каждом из которых безопасность обеспечивается разными способами.

Вид 1. Частный (разрешенный) блокчейн

Централизованная сеть, доступ к которой контролируется уполномоченным органом или сетевым администратором. Для входа в блокчейн пользователю нужно получить разрешение администратора. 

Каждому участнику предоставляется определенный уровень доступа. 

Транзакции доступны только участникам сети, подтверждаются они выборочно, отдельными пользователями со спецразрешением.

Это небольшие блокчейн-сети, созданные для финансовых проводок между компаниями, управления поставками и другими бизнес-процессами.

Безопасность частного блокчейна обеспечивается следующими способами:

• внутренними протоколами безопасности,
• контролем доступа,
• безопасностью программного кода,
• централизацией управления.

Разрешенный блокчейн обеспечивает высокую конфиденциальность, но достаточно уязвим к взломам и манипуляциям.

Вид 2. Публичный (открытый) блокчейн

Децентрализованная система с доступной для всех информацией. Участником может стать любой пользователь после установки связи с другими пользователями и установки приложения. 

Такие сети регулируются программными механизмами, а уровень доступа участников определяется наличием у них технических и финансовых ресурсов. 

Операции в сети подтверждаются с помощью открытых ключей шифрования.

Безопасность открытого блокчейна обеспечивается следующими особенностями системы:

• открытый исходный код, который постоянно тестируется на наличие ошибок, уязвимости и других проблем;
• криптографическая защита операций;
• децентрализация, повышающая устойчивость к хакерским атакам;
• отсутствие возможности изменить добавленную в блокчейн транзакцию.

Публичная блокчейн-сеть хороша защищена, но имеет низкие характеристики конфиденциальности. Большинство блокчейн-проектов и криптовалют работают по принципам открытого блокчейна.

Вид 3. Гибридный блокчейн

Сочетает в себе преимущества публичного и частного блокчейна. 

Сохраняется возможность частичного контроля над данными и одновременно обеспечивается безопасность и прозрачность операций, присущих публичному блокчейну.

Безопасность данных в блокчейн-системе обеспечивается следующей спецификой:

• связью частного и открытого блокчейна;
• строгими протоколами защиты данных;
• защитой от 51%-атаки (благодаря закрытой среде);
• дублированием записей в обоих типах сетей;
• необходимостью запроса для просмотра транзакций.

Гибридные системы используются в сфере оказания финансовых и юридических услуг, логистики, работе государственных сервисов.

Анализ угроз безопасности блокчейна

Система постоянно находится под угрозой хакерских атак, цель которых — найти уязвимые места, похитить данные, получить доступ к операциям.

Угрозы блокчейна могут реализоваться в следующих форматах:

Проблема масштабируемости блокчейна

Это его пропускные возможности, скорость обработки данных, способность к высоким рабочим нагрузкам. 

Ограничения этих параметров приводят к проблемам с безопасностью, блокировкам, низкой производительности системы вследствие сетевых перегрузок. Доверие к системе снижается, пользователи вынуждены искать альтернативу. 

Как решить проблему: увеличить предельные возможности блока, поделить блокчейн на мелкие составные части с возможностью параллельной обработки операций.

Уязвимость программного кода (смарт-контрактов)

Атака повторного входа, превышение максимальных и минимальных значений операции, изменение кода, зависимость от временной метки, тактика «забегания вперед» по ценовым характеристикам. 

Проблема может привести к дискредитации блокчейн-системы, финансовым потерям, утрате доверия. 

Как решить проблему: проверять безопасность программного кода при разработке системы, тестировать на угрозы.

Секретные цепочки

Это тайные операции в скрытой цепочке. Оригинальная цепочка становится бесполезной, когда она становится короче скрытой.

• Эгоистичный майнинг. 

Манипуляция с блоками (сокрытие их от публичной сети). В выгодный момент эти блоки выводятся из буферного пула, увеличивая таким образом свою прибыль. Другие участники в это время теряют скорость. 

Эгоистичный майнинг и секретные цепочки позволяют отдельным пользователям совершать мошеннические действия и контролировать сеть, подрывая один из ее главных принципов — децентрализацию. 

Как решить проблему: регулярно проверять состояние блокчейна, устанавливать ограничения на количество блоков. В результате дополнительные (неучтенные блоки) не проходят авторизацию.

• Двойное расходование средств (секретные токены). 

Приводят к краже средств, в результате чего система теряет целесообразность. 

Как решить проблему: использовать несколько подтверждений операции, проверять каждую транзакцию, вести публичный реестр, хронологически группировать цепочку блоков.

Эти проблемы нарушают основные принципы блокчейна — прозрачность для участников и честность операций. Использование вышеописанных операций является мошенничеством.

Советы по использованию блокчейна для борьбы с угрозами безопасности

Чтобы обеспечить безопасность в блокчейне и стабильную работу системы, нужно следовать рекомендациям:

• регулярно тестировать систему на предмет безопасности и уязвимости к внешним угрозам, используя современные способы аудита и экспертных оценок;
• обновлять ПО платформы до актуальной версии. Последние патчи безопасности минимизируют угрозы и устраняют ранее выявленные уязвимые места;
• система авторизации операций и пользователей должна быть многоуровневой и отвечать требованиям безопасности платформы;
• оценивать риски, создавать план по экстренному восстановлению данных в проблемных ситуациях.

Проблемы безопасности блокчейна

Несмотря на то, что в процессе создания блокчейна по максимуму учтены все требования безопасности и внедрена многоуровневая система защиты, специфика платформы делает применение этих правил сложной задачей.

Основные причины:

• сложности с верификацией участников системы в масштабных блокчейн-сетях, когда количество пользователей идет на миллионы;
• в централизованных системах существует риск контроля сети со стороны администратора с целью незаконных манипуляций;
• тестирование блокчейн-системы в узкоспециализированных направлениях (например, для криптовалют). Вместе с тем риски при использовании аналогичной платформы для других сфер не всегда проверяются должным образом.

Блокчейн — одна из самых надежных и безопасных средств хранения и передачи информации. Но система имеет определенные недостатки, которые важно учитывать при использовании.

Фото на обложке: Freepik