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

zk-SNARKs(ZKP) como una poderosa herramienta criptográfica, se está integrando gradualmente en la tecnología de la Cadena de bloques. A medida que más protocolos de Layer 2 y cadenas públicas especiales adoptan la tecnología ZKP, la complejidad de sus sistemas también presenta nuevos desafíos de seguridad. Este artículo explorará desde la perspectiva de la seguridad las posibles vulnerabilidades que pueden surgir en el proceso de combinación de ZKP con la 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 entender sus características principales. Un sistema de prueba de conocimiento cero (zk-SNARKs) completo debe cumplir simultáneamente con las siguientes tres propiedades:

1. Completitud: Para declaraciones verdaderas, el probador siempre puede demostrar con éxito su corrección al verificador.

2. Confiabilidad: en el caso de declaraciones erróneas, el probador malicioso no puede engañar al verificador.

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

Estas tres propiedades son la base de la seguridad y efectividad del sistema ZKP. Si alguna de estas propiedades no se cumple, puede dar lugar a graves vulnerabilidades de seguridad en el sistema, como denegación de servicio, elusión de permisos o filtración de datos.

Enfoques de seguridad

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

1. zk-SNARKs circuito

El circuito ZKP es el núcleo de todo el sistema, y se debe asegurar su seguridad, efectividad y escalabilidad. Los principales puntos de atención incluyen:

• Diseño de circuitos: evitar errores lógicos que hagan que el proceso de prueba no cumpla con las propiedades de seguridad.
• Implementación de primitivas criptográficas: asegurar la correcta implementación de funciones hash, algoritmos de cifrado y otros componentes básicos.
• Garantía de aleatoriedad: asegurar la seguridad del proceso de generación de números aleatorios.

2. Seguridad de contratos inteligentes

Para proyectos de Layer 2 o monedas de privacidad, los contratos inteligentes juegan un papel clave en la transferencia de activos entre cadenas y la verificación de pruebas. Además de las vulnerabilidades comunes, también se debe prestar especial atención a la seguridad de la verificación de mensajes entre cadenas y la verificación de pruebas.

3. Disponibilidad de datos

Asegurarse de que los datos fuera de la cadena puedan ser accedidos y verificados de manera segura y efectiva. Prestar atención a la seguridad del almacenamiento de datos, los mecanismos de verificación y el proceso de transmisión. Se pueden fortalecer las protecciones a través de pruebas de disponibilidad de datos, protección del host y monitoreo del estado de los datos.

4. Mecanismos de incentivos económicos

Evaluar el diseño del modelo de incentivos del proyecto, la distribución de recompensas y el mecanismo de sanciones, asegurando que todas las partes involucradas puedan participar de manera razonable y mantener la seguridad y estabilidad del sistema.

5. Protección de la privacidad

La implementación de la solución de privacidad del proyecto de auditoría garantiza que los datos del usuario estén plenamente protegidos durante la transmisión, el almacenamiento y la verificación, al mismo tiempo que se mantiene 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, la eficiencia del proceso de verificación, etc., para garantizar que se cumplan los requisitos de rendimiento.

7. Mecanismos de tolerancia a fallos y recuperación

Estrategias de tolerancia a fallos y recuperación para proyectos de auditoría ante situaciones imprevistas como fallos de red, ataques maliciosos, etc., asegurando que el sistema pueda recuperarse automáticamente y mantener su funcionamiento normal en la medida de lo posible.

8. Calidad del código

Auditar la calidad general del código del proyecto, centrándose en la legibilidad, mantenibilidad y robustez, evaluando si existen prácticas de programación no estándar, código redundante o errores potenciales.

Servicios de seguridad y protección

Proporcionar una protección de seguridad integral para proyectos de ZKP puede abordarse desde los siguientes aspectos:

1. Auditoría de circuitos: se utilizan métodos manuales y automatizados para auditar la corrección de las condiciones de restricción y la generación de testigos, prestando especial atención a las vulnerabilidades de cálculo de restricciones faltantes.

2. Auditoría de código: realizar pruebas de Fuzz y pruebas de seguridad en el código de Sequencer/Prover y en los contratos de verificación.

3. Monitoreo en tiempo real: implementar un sistema de monitoreo y protección de seguridad en la cadena de bloques, logrando percepción de riesgos, alertas y bloqueo de ataques.

4. Protección del host: Utilizar productos de seguridad de host que cuenten con capacidades CWPP y ASA para garantizar el funcionamiento seguro y fiable de los servidores.

Conclusión

La seguridad de los proyectos ZKP depende de sus escenarios de aplicación específicos, como Layer 2, monedas de privacidad o cadenas públicas. En cualquier caso, es necesario garantizar de manera efectiva las tres propiedades fundamentales de ZKP: completitud, fiabilidad y conocimiento cero. Solo considerando de manera integral todos los aspectos de seguridad se puede construir un sistema de cadena de bloques ZKP verdaderamente seguro y confiable.