УДК 004.056

Уязвимости безопасности блокчейна: потенциальные слабые места в технологии блокчейн и способы их устранения

Научный руководитель Артем Максимович Гельфанд – старший преподаватель кафедры защищенных систем связи Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича.

Нечипуровский Дмитрий Игоревич – студент факультета инфокоммуникационных систем связи Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича.

Аннотация: Данная статья исследует уязвимости безопасности в технологии блокчейн и предлагает способы их устранения. Рассматриваются основные слабые места, такие как 51%-ые атаки, уязвимости смарт-контрактов и атаки на приватность, и предлагаются соответствующие превентивные меры. Автор подчеркивает важность постоянного развития методов защиты и обеспечения децентрализации сети, а также необходимость тщательного тестирования и аудита смарт-контрактов. Заключение подчеркивает важность сотрудничества и постоянного обучения для обеспечения более безопасной и устойчивой среды в области блокчейн-технологий.

Ключевые слова: блокчейн, безопасность, уязвимости, 51%-ые атаки, смарт-контракты, приватность.

Уязвимости безопасности блокчейна: исследование и превентивные меры

Блокчейн, технология, лежащая в основе криптовалют и множества других инновационных решений, стала предметом широкого интереса как среди технологических энтузиастов, так и среди специалистов по информационной безопасности. Несмотря на свою стойкость к манипуляциям и отсутствие централизованного контроля, блокчейн не лишен недостатков. Уязвимости безопасности, хоть и редко, но все же возникают, и понимание этих уязвимостей становится все более важным в контексте широкого принятия технологии блокчейн. Давайте рассмотрим несколько потенциальных слабых мест в блокчейне и способы их устранения.

  1. 51%-ая атака

Одной из угроз для блокчейна является атака на его консенсусный механизм. В случае с блокчейнами, работающими на принципе Proof of Work (PoW), такая атака может быть реализована в форме 51%-ой атаки, когда злоумышленник получает контроль над более чем половиной вычислительной мощности сети. Что позволяет ему создавать фальшивые транзакции и проводить двойные расходы.

Для предотвращения таких атак важно продолжать развивать методы защиты и обеспечения децентрализации сети. Это может включать в себя улучшение алгоритмов консенсуса, использование дополнительных мер безопасности, таких как проверка меритократии и создание дополнительных слоев защиты.

  1. Уязвимости смарт-контрактов

Смарт-контракты, представляющие собой программные коды, которые выполняются на блокчейне при выполнении определенных условий, могут быть еще одной потенциальной точкой уязвимости. Ошибки в коде смарт-контрактов могут привести к непредвиденным последствиям, таким как утечка средств или даже взлом контракта.

Для борьбы с этой уязвимостью необходимо проводить тщательное тестирование и аудит смарт-контрактов перед их развертыванием на блокчейне. Также важно обновлять и улучшать стандарты разработки смарт-контрактов, внедрять механизмы обнаружения и автоматического исправления ошибок.

  1. Атаки на приватность

Несмотря на свою прозрачность, блокчейн также сталкивается с вызовом обеспечения конфиденциальности пользователей. Информация о транзакциях, хранящаяся в блокчейне, доступна для всех участников сети, что может быть проблемой для пользователей, желающих сохранить свою анонимность.

Для решения этой проблемы могут быть применены различные методы шифрования и анонимизации, такие как смешивание транзакций или использование смарт-контрактов с нулевым разглашением данных. Например, конфиденциальные транзакции повышают конфиденциальность без ущерба для безопасности. Однако необходимо учитывать баланс между прозрачностью и конфиденциальностью, чтобы не угрожать безопасности сети.

  1. Управление ключами

Слабое управление ключами может привести к несанкционированному доступу или потере средств. Лучшие практики:

- Аппаратные кошельки: Хранят приватные ключи в автономном режиме.

- Кошельки с несколькими подписями: Для транзакций требуется несколько подписей.

  1. Риски, связанные с алгоритмом консенсуса

Различные алгоритмы консенсуса (например, Proof of Work, Proof of Stake) имеют разные риски. Разбирайтесь в компромиссах и делайте мудрый выбор.

  1. Уязвимости цепочки поставок

Блокчейн используется для отслеживания цепочки поставок. Обеспечение целостности данных путем проверки входных данных и защиты точек доступа.

  1. Оракулы и каналы передачи данных

Оракулы предоставляют внешние данные для смарт-контрактов. Убедитесь, что оракулы безопасны и заслуживают доверия, чтобы предотвратить дезинформацию.

  1. Атаки на разделение сети

Если блокчейн-сеть распадается на несколько ответвлений, злоумышленники могут воспользоваться этим. Внедрите механизмы "правило самой длинной цепочки" и "контрольные точки".

  1. Социальная инженерия

Существенным риском остается человеческая ошибка. Информируйте пользователей о фишинговых атаках, соблюдении правил использования паролей и методах обеспечения безопасности.

  1. Неизменяемые ошибки

Неизменяемость блокчейна означает, что ошибки являются постоянными. Перед внедрением смарт-контрактов тщательно протестируйте их.

В заключение, хотя технология блокчейн обладает огромным потенциалом, понимание ее уязвимостей и внедрение надежных мер безопасности имеет решающее значение. Устраняя эти недостатки, мы можем создать более устойчивую и заслуживающую доверия экосистему блокчейна.

Список литературы

  1. Шемякин С. Н. и др. Теоретическая оценка использования математических методов прогнозирования загрузки виртуальной инфраструктуры //Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. – 2021. – Т. 13. – №. 4. – С. 66-75.
  2. Шемякин С. Н. и др. Использование теории графов для моделирования безопасности облачных систем //Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. Серия 1: Естественные и технические науки. – 2021. – №. 2. – С. 31-35.
  3. Пестов И. Е. Методика разработки управляющего воздействия на инстансы облачной инфраструктуры //Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. Серия 1: Естественные и технические науки. – 2020. – №. 4. – С. 72-76.
  4. Суворов А. М., Цветков А. Ю. Исследование атак типа переполнение буфера в 64-х разрядных unix подобных операционных системах //Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании (АПИНО 2018). – 2018. – С. 570-573.
  5. Кирилова К. С. и др. Проблема обезвреживания руткитов уровня ядрав системах специального назначения //I-methods. – 2020. – Т. 12. – №. 3. – С.2.