zk-SNARKs na discussão sobre a segurança do Blockchain

zk-SNARKs (ZKP) como uma técnica criptográfica avançada, está a ser amplamente aplicada no campo da Blockchain. Com cada vez mais protocolos Layer 2 e blockchains especiais a escolherem construir sobre o ZKP, juntamente com vários projetos de moedas anónimas baseados em ZKP, a combinação entre Blockchain e ZKP está a gerar novos desafios de segurança. Este artigo irá explorar, do ponto de vista da segurança, as vulnerabilidades que podem surgir no processo de combinação do ZKP com a Blockchain, oferecendo referências para a segurança de projetos relacionados.

Características principais do ZKP

Antes de analisar a segurança do sistema ZKP, precisamos entender suas três características principais: completude, confiabilidade e zk-SNARKs.

1. Completude: Para uma declaração verdadeira, o provador consegue provar com sucesso a sua correção ao validador.
2. Confiabilidade: para declarações falsas, os provadores maliciosos não conseguem enganar os validadores.
3. Propriedade de Zero Conhecimento: Durante o processo de verificação, o verificador não obtém nenhuma informação do provador sobre os dados em si.

Estas três características são a chave para garantir a segurança e eficácia dos sistemas ZKP. Se alguma dessas características não for atendida, poderá levar a sérios problemas de segurança, como negação de serviço, contornamento de permissões ou vazamento de dados.

Preocupações de segurança dos projetos ZKP

1. zk-SNARKs circuito

Os circuitos ZKP são o núcleo de todo o sistema, e é necessário prestar atenção especial aos seguintes aspectos:

• Design de circuitos: garantir a lógica correta, evitando erros que possam afetar a zero conhecimento, integridade ou confiabilidade.
• Implementação de primitivos criptográficos: implementação correta de funções hash, algoritmos de criptografia e outros componentes básicos de criptografia.
• Garantia de aleatoriedade: garantir que o processo de geração de números aleatórios seja seguro e confiável.

2. Segurança de contratos inteligentes

Para projetos de moedas privadas implementados em Layer 2 ou através de contratos inteligentes, a segurança do contrato é crucial. Além das vulnerabilidades comuns, como reentrância, injeção e estouro, é necessário ter especial atenção à segurança na verificação de mensagens inter-chain e na verificação de proof.

3. Disponibilidade de dados

Certifique-se de que os dados fora da cadeia podem ser acessados e verificados de forma segura e eficaz quando necessário. Foque na segurança do armazenamento de dados, dos mecanismos de verificação e do processo de transmissão. Considere o uso de provas de disponibilidade de dados e fortaleça a proteção do host e o monitoramento do estado dos dados.

4. Mecanismo de incentivo econômico

Avaliar os mecanismos de incentivo no projeto, garantindo que possam efetivamente estimular todas as partes envolvidas a manter a segurança e a estabilidade do sistema. Prestar atenção ao design do modelo de incentivo, à distribuição de recompensas e aos mecanismos de punição.

5. Proteção da Privacidade

Para projetos que envolvem proteção de privacidade, é necessário auditar a implementação de seus esquemas de privacidade. Garantir que os dados dos usuários sejam adequadamente protegidos durante a transmissão, armazenamento e verificação, ao mesmo tempo em que se mantém a disponibilidade e confiabilidade do sistema.

6. Otimização de desempenho

Avaliar as estratégias de otimização de desempenho do projeto, incluindo a velocidade de processamento de transações e a eficiência do processo de validação. Auditar as medidas de otimização na implementação do código, garantindo que o projeto atenda aos requisitos de desempenho.

7. Mecanismos de tolerância a falhas e recuperação

Estratégias de tolerância a falhas e recuperação para projetos de auditoria ao enfrentar situações inesperadas (como falhas de rede, ataques maliciosos, etc.). Garantir que o sistema possa se recuperar automaticamente e manter a operação normal sempre que possível.

8. Qualidade do código

Avaliar a qualidade geral do código do projeto de auditoria, com foco na legibilidade, manutenibilidade e robustez do código. Avaliar se existem práticas de programação não conformes, código redundante ou erros potenciais.

Serviços de segurança do projeto ZKP

Fornecer proteção de segurança abrangente para projetos ZKP pode ser abordado a partir dos seguintes aspectos:

1. Auditoria de circuito: realizar auditoria das condições de restrição e da corretude da geração de testemunhas, utilizando métodos manuais e automatizados, com especial atenção para a falta de vulnerabilidades de cálculo de restrições.

2. Auditoria de código: auditoria completa do código Sequencer/Prover e do contrato de verificação, incluindo testes de Fuzz e testes de segurança.

3. Segurança do nó: fornecer capacidade de proteção para entidades de nó e dados de nó.

4. Monitorização em tempo real: implementar sistemas de monitorização e proteção de segurança em blockchain, para perceber e alertar sobre riscos de ataque em tempo real.

5. Segurança do servidor: utilizar produtos de proteção de segurança de servidor com capacidades de CWPP e ASA, garantindo a operação segura e confiável do servidor.

Resumo

A segurança dos projetos ZKP envolve múltiplos níveis e requer uma avaliação de segurança direcionada com base no tipo de projeto (Layer 2, moeda de privacidade, blockchain, etc.). Independentemente do tipo de projeto, é essencial garantir que as três características principais do ZKP: completude, confiabilidade e privacidade sejam adequadamente protegidas. Apenas através de auditorias de segurança abrangentes e monitoramento contínuo da segurança é possível minimizar os riscos de segurança enfrentados pelos projetos ZKP.