区块链安全为何至关重要

区块链安全为何至关重要

随着 2024 年区块链上资产的总价值超过 1 万亿美元,打击针对区块链的网络威胁的紧迫性变得比以往任何时候都更加重要。

最新的加密货币相关犯罪分析显示,截至 2023 年年中,过去一年非法交易量大幅减少了 65%。然而,随着区块链格局的发展,网络犯罪分子采用的策略也变得越来越复杂。因此,组织必须实施全面的安全框架,才能在这种不断变化的环境中取得成功。

去中心化技术的快速发展催生了众多创新,但去中心化的特性也带来了一些特殊的挑战。与互联网早期的情况类似,很明显,每家机构很快都需要一个明确的区块链安全策略来保护其运营。

在这篇区块链安全概述中,我们将研究加密货币世界中普遍存在的漏洞和漏洞,回顾各种防御措施,并考虑链上安全不断发展的格局。本次讨论旨在提供有关如何保护数字资产和维护区块链生态系统内信任的见解。

区块链安全包含哪些内容?

区块链安全涉及网络安全方法、工具和最佳实践的整合,旨在降低风险并防止区块链网络内的未经授权的访问和恶意攻击。

尽管所有区块链都采用分布式账本技术 (DLT),但它们的功能和安全级别有所不同。公共区块链和私有区块链各自提供独特的优势,并面临不同的挑战,这主要是因为它们的网络结构存在根本差异——开放与封闭。这些差异显著影响了它们各自的安全框架。

公共区块链的安全性

比特币和以太坊等公共区块链是开放的、无需许可的网络,任何人都可以加入并参与交易验证。这些公共区块链的代码库是开源的,这意味着它们可供公众访问,并不断受到开发者社区的审查。这个社区积极审查代码,以识别和解决错误、漏洞和其他潜在问题。开源性质不仅通过集体专业知识促进了安全性、功能和效率的增强,但也带来了风险,因为它允许黑客和恶意行为者不断搜索并潜在地利用漏洞。

公共区块链的安全责任

在以太坊等公有链中,全球网络共同承担安全责任。这不仅包括提供初始源代码和指导网络开发的原始创始人,还包括确保网络平稳运行的验证者和节点运营商。此外,生态系统得到数十万开发人员的支持,他们不断完善和增强代码。用户也通过遵守安全最佳实践发挥着至关重要的作用。鉴于公有链的去中心化性质,没有任何一个实体可以完全控制安全性,从而增强了网络抵御各种攻击的能力。

公共区块链的持续维护和开发

公共区块链通常会受益于专注于开发和促进社区参与的相关实体。例如,以太坊基金会积极支持以太坊的发展,而由化名为中本聪的比特币则由一群专门的开发人员维护,他们管理比特币核心软件。该软件是动态的,需要不断更新和维护以修复漏洞并应对新出现的挑战。网络的变化由共识机制管理。就比特币而言,更改是通过比特币改进提案 (BIP) 提出的,任何人都可以提交,而不仅仅是核心维护者,从而促进网络发展的民主进程。

私有区块链的安全性

私有区块链作为具有限制访问权的专属网络运行,因此与公共区块链相比,它们本质上更加集中。这种集中化可以增强对某些外部威胁的抵抗力,但也会引入单点故障。因此,保护私有区块链主要是管理网络的特定实体的责任。该机构必须实施强大的安全措施,以减轻集中式系统固有的漏洞。

虽然私有区块链无法从公有区块链中看到的去中心化、数字安全优势中获益,但它们通常提供更快的速度和更高的效率。这是因为它们需要更少的计算工作量来达成共识。然而,控制访问和权限的私有区块链中的中央权威机构也拥有关闭或操纵网络的权力。这带来了一种独特的安全风险,而公有区块链通常不会带来这种风险,因为没有任何一个实体拥有总体控制权。私有区块链中控制和安全之间的平衡需要严格的内部安全协议来防范内部和外部威胁。

确保区块链技术的安全

区块链采用去中心化的数字账本系统,该系统由全球计算机网络(称为节点)组成,用于验证和记录交易。这种设置确保不存在集中式权威或单点故障,因为每个参与者都保留了整个账本的副本。交易(例如加密货币转账)被分组到区块中,然后添加到区块链中。

将区块添加到区块链之前,必须通过共识机制进行验证。两种主要的共识机制是工作量证明 (PoW) 和权益证明 (PoS) 。在 PoW 中,矿工解决复杂的计算问题来验证交易,而在 PoS 中,验证者锁定一部分代币以获得验证交易的权利。这些验证者,无论是 PoW 中的矿工还是 PoS 中的权益持有者,都会因其保护网络的努力而获得奖励。此验证过程可确保所有网络参与者都同意交易的合法性。区块填满后,将以加密方式密封并链接到前一个区块,形成牢不可破的链。由于账本的分布式特性和区块的加密链接,篡改任何区块都需要更改整条链,这使得欺诈行为极易被发现且难以发现。

区块链技术不仅支撑比特币和以太坊等流行的加密货币,而且还为彻底改变数字交易和建立无中介信任提供了巨大潜力。

区块链交易的安全性

与基于许可的资金提取的传统金融系统不同,区块链交易直接在同行之间发起,无需中介。每个用户都使用私钥(一种确保安全访问和交易认证的加密工具)管理其数字资产。

在加密货币领域,个人责任至关重要,因为一旦在区块链上确认交易,交易将不可逆转。这种不可篡改性意味着丢失或被盗的资金几乎不可能追回,这凸显了私钥安全管理的重要性。这种点对点交易模式不仅通过消除中介风险来增强安全性,而且还更加强调用户在保护其数字资产方面的警惕性和预防措施。

区块链技术的漏洞和安全性

虽然区块链经常被吹捧为本质上是安全的,但它并不能完全免受安全威胁。不过,其独特的结构特征大大增强了其内在的安全性能:

  • 加密:区块链交易使用加密原理进行保护,确保数据完整性和身份验证。公钥基础设施 (PKI) 为用户提供用于接收资产的公钥和用于保护资产的私钥。
  • 去中心化:与中心化系统不同,区块链由分散的计算机网络或节点维护。这意味着,单个节点(甚至多个节点)受损不会危及整个系统。
  • 共识机制:这些算法确保所有节点都同意交易的有效性。工作量证明 (PoW) 和权益证明 (PoS) 等协议可防止 Sybil 攻击,攻击者会试图控制大部分网络。
  • 不变性:一旦交易被记录在区块中并添加到区块链中,它就无法被更改。这种永久性确保交易历史保持不变。
  • 透明度:许多区块链作为公共账本运行,允许任何人查看任何交易,从而使任何欺诈活动更容易被发现。

尽管采取了这些强大的安全措施,漏洞仍然存在。区块链的革命性特征(如其不可篡改性)如果系统本身受到攻击,也可能带来风险。

区块链安全漏洞的类型

区块链漏洞主要可以分为三类:

  • 生态系统漏洞:这些包括更广泛的区块链生态系统内的缺陷,包括节点配置或网络通信问题。
  • 智能合约和协议攻击:这些攻击针对的是区块链上运行的附加层,例如智能合约和其他协议,其中可能包含可利用的错误或设计缺陷。
  • 基础设施和用户攻击:这些攻击主要针对数字钱包和交易平台等元素以及用户行为,这些攻击可能导致密钥被盗或网络钓鱼攻击。

至关重要的是要明白,虽然区块链提供了多种安全优势,但它并非没有潜在的安全挑战,需要警惕管理和持续增强。

区块链生态系统中的漏洞

节点较少的区块链网络本质上比大型且分布广泛的区块链网络更容易受到攻击。由于需要巨大的计算能力或大量资产,女巫攻击或 51% 攻击现在在比特币或以太坊等成熟的区块链上执行起来极具挑战性。然而,了解所有潜在风险至关重要,尤其是对于考虑采用小型新兴区块链或希望开发自己的区块链的组织而言。

女巫攻击

Sybil 攻击的目标是区块链网络的点对点层,恶意行为者试图控制多个节点来影响网络运行。

51% 或双重支付攻击

这次攻击是对工作量证明区块链完整性的威胁。如果攻击者控制了超过 50% 的网络挖矿能力,他们就可以操纵交易确认,实现货币的双重支付,并可能停止新区块的添加。

中心化风险

尽管公有区块链秉承去中心化理念,但矿池等实际因素可能会导致中心化。这种权力集中可能会带来漏洞。此外,许多区块链节点都在中心化云服务(如 Amazon Web Services)上运行。对此类中心化基础设施的攻击可能会危及很大一部分节点,从而推动网络走向中心化并增加其受攻击的可能性。

网络拥塞

当验证者数量不足以处理提交的交易量时,就会发生区块链网络拥堵。这可能导致交易处理延迟、交易费用增加,严重的情况下还会导致网络停机和不稳定。这些问题会削弱人们对网络有效处理大量交易的能力的信任。

了解这些漏洞对于维护区块链网络的安全性和效率至关重要,尤其是在该技术不断发展并融入各个领域的情况下。

区块链网络协议和智能合约中的漏洞

桥梁攻击

区块链桥促进了不同区块链网络之间的资产转移,增强了去中心化金融 (DeFi) 生态系统。然而,由于它们通常持有大量资产,并且安全性可能低于它们所连接的区块链,因此桥已成为黑客的主要目标。值得注意的是,桥攻击约占加密货币相关网络攻击的 70%,凸显了它们的脆弱性。

第 2 层漏洞

一般区块链安全问题延伸到第 2 层解决方案,并存在其他特定漏洞。其中包括汇总提供商可能进行的交易审查以及针对这些提供商的拒绝服务 (DoS) 和恶意软件等攻击,这些攻击可能会破坏这些网络的运行。

协议黑客和漏洞

在 DeFi 领域,协议黑客攻击尤其令人担忧,导致大量财务损失并削弱了人们对生态系统的信任。尽管定期进行安全审计旨在降低风险,但这些金融协议的复杂性可能会使漏洞无法被发现。一个重大事件是 BadgerDAO 黑客攻击,其中被盗的Cloudflare API 密钥导致 1.2 亿美元被盗。

其他智能合约漏洞

智能合约容易受到编码错误的影响,而这些错误可能会被恶意利用。历史上此类漏洞的一个实例是以太坊上的 DAO 黑客攻击,攻击者盗取了DAO 约三分之一的资金,当时价值约 5000 万美元。这一重大安全漏洞导致以太坊社区内部出现分裂的硬分叉,最终导致以太坊 (ETH) 和以太坊经典 (ETC) 分裂。

加密货币生态系统中基础设施和用户面临的安全威胁

常见软件漏洞

加密货币钱包和常用软件经常成为网络攻击的目标。一个引人注目的例子是广泛使用的Solana 移动钱包 Slope 遭到入侵,黑客成功窃取了价值超过 800 万美元的 SOL。这次攻击影响巨大,最初引发了人们对 Solana 区块链本身安全性的担忧。

中心化交易所遭黑客攻击

中心化加密货币交易所促进了数字资产的交易,是网络犯罪分子的长期目标。2014 年臭名昭著的 Mt. Gox 事件凸显了这些平台的潜在漏洞,当时黑客窃取了大约 85 万比特币。

恶意软件攻击

网络攻击者经常部署恶意软件来窃取钱包密钥或执行未经授权的交易。一种复杂的方法是恶意软件会检测加密货币地址何时被复制到剪贴板,然后在粘贴过程中将其与攻击者的地址交换。

网络钓鱼攻击

在网络钓鱼诈骗中,攻击者会诱骗用户泄露敏感信息,例如私钥或密码。这些骗局通常使用模仿合法来源的虚假网站或消息来欺骗用户。

SIM 卡交换欺诈

由于 SIM 卡交换攻击的威胁,使用短信进行多因素身份验证存在风险。在这些情况下,攻击者通常会冒充受害者向服务提供商发送 SIM 卡详细信息,将受害者的 SIM 卡详细信息传输到他们的设备,从而控制与电话号码关联的帐户。

社会工程诈骗

这些骗局涉及诱骗个人以欺骗性的借口发送加密货币或泄露私钥和密码。

用户错误

用户的错误(例如丢失私钥、无意中分享私钥或将资产发送到错误的地址)会带来重大风险。然而,这些问题源于用户错误,而不是区块链技术本身的缺陷。

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