مناقشة أمان zk-SNARKs في البلوكتشين

zk-SNARKs(ZKP) كإحدى التقنيات التشفيرية الناشئة, يتم اعتمادها من قبل عدد متزايد من مشاريع البلوكتشين. ومع ذلك, بسبب تعقيد النظام, فإن دمج ZKP مع البلوكتشين قد جلب أيضًا تحديات جديدة في مجال الأمان. ستتناول هذه المقالة من منظور الأمان, المشكلات الأمنية المحتملة التي قد تواجه ZKP في تطبيقات البلوكتشين, لتوفير مرجع لتصميم الأمان للمشاريع ذات الصلة.

الميزات الأساسية للzk-SNARKs

نظام zk-SNARKs الكامل يحتاج إلى تلبية ثلاث ميزات رئيسية في نفس الوقت:

1. الشمولية: بالنسبة للبيانات الصحيحة، يتمكن المدعي دائمًا من إثبات صحتها للمحقق.

2. الموثوقية: لا يمكن للمدعين الخبيثين خداع المدققين بشأن البيانات الخاطئة.

3. الخصوصية: خلال عملية التحقق، لن يحصل المدقق على أي معلومات من المُثبت حول البيانات نفسها.

تعتبر هذه الخصائص الثلاثة أساسًا لأمان وفعالية نظام zk-SNARKs. إذا لم يتم تلبية الشمولية، فقد لا يتمكن النظام في بعض الحالات من تقديم إثبات صحيح، مما يؤدي إلى انقطاع الخدمة. إذا لم يتم تلبية الموثوقية، فقد يقوم المهاجم بتزوير الإثبات لخداع المدققين، مما يؤدي إلى مشاكل خطيرة في تجاوز الصلاحيات. إذا لم يتم تلبية الخصوصية، فقد يتم تسريب المعلمات الأصلية خلال العملية التفاعلية، مما يمكّن المهاجم من إنشاء إثباتات هجوم أو يؤدي إلى سوء تصرف المُثبت.

لذلك، عند تقديم خدمات الأمان، يجب إيلاء اهتمام خاص لما إذا كان نظام zk-SNARKs يلبي هذه الخصائص الثلاث الأساسية.

قضايا الأمان لمشاريع البلوكتشين ZKP

بالنسبة لمشاريع البلوكتشين المعتمدة على ZKP، يجب التركيز بشكل رئيسي على الاتجاهات الأمنية التالية:

1. zk-SNARKs الدائرة

دائرة ZKP هي جوهر النظام بأكمله، ويجب ضمان أمانها وفعاليتها وقابليتها للتوسع. تشمل النقاط الرئيسية ما يلي:

• تصميم الدوائر: تجنب الأخطاء المنطقية، وضمان تلبية الخصائص الأمنية مثل zk-SNARKs، والكمال، والموثوقية.

• تنفيذ البدائية الرياضية: التنفيذ الصحيح لدوال التجزئة، خوارزميات التشفير وغيرها من البدائيات الرياضية، لتجنب الثغرات الأمنية.

• ضمان العشوائية: ضمان أمان عملية توليد الأرقام العشوائية، ومنع القراصنة من اختراقها.

2. أمان العقد الذكي

بالنسبة لمشاريع العملات الرقمية الخاصة بالخصوصية المعتمدة على الطبقة الثانية أو التي تنفذ عبر عقود ذكية، فإن أمان العقود أمر بالغ الأهمية. بالإضافة إلى الثغرات الشائعة مثل إعادة الدخول، الحقن، والتجاوز، يجب الانتباه بشكل خاص إلى أمان التحقق من الرسائل عبر السلاسل والتحقق من الإثبات، لمنع فقدان الموثوقية.

3. توفر البيانات

تأكد من أن البيانات خارج السلسلة يمكن الوصول إليها والتحقق منها بأمان وفعالية عند الحاجة. التركيز على أمان تخزين البيانات وآليات التحقق وعملية النقل. بالإضافة إلى استخدام إثبات توفر البيانات، يمكن تعزيز حماية المضيف ومراقبة حالة البيانات.

4. آلية الحوافز الاقتصادية

تقييم تصميم آلية التحفيز للمشاريع، لضمان قدرة التحفيز الفعال لجميع الأطراف المعنية على الحفاظ على أمان النظام واستقراره. التركيز على تصميم نموذج الحوافز، توزيع المكافآت، وآليات العقوبات وغيرها من الجوانب.

5. حماية الخصوصية

بالنسبة للمشاريع التي تتعلق بحماية الخصوصية، يجب مراجعة تنفيذ خطط الخصوصية الخاصة بها. تأكد من أن بيانات المستخدم محمية بشكل كافٍ أثناء النقل والتخزين والتحقق، مع الحفاظ على توفر النظام وموثوقيته. يمكن استنتاج ما إذا كانت خصوصية المُثبت قد تم تسريبها من خلال تحليل تدفق اتصالات البروتوكول.

6. تحسين الأداء

تقييم استراتيجيات تحسين أداء المشروع، مثل سرعة معالجة المعاملات وكفاءة عملية التحقق. مراجعة التدابير التحسينية في تنفيذ الشيفرة لضمان تلبية متطلبات الأداء.

7. آلية التحمل والشفاء

استراتيجيات التحمل والانتعاش لمشاريع المراجعة في مواجهة الأعطال الشبكية والهجمات الخبيثة وغيرها من الظروف غير المتوقعة. تأكد من أن النظام قادر على الاستعادة التلقائية والحفاظ على التشغيل العادي في الحالات المحتملة.

8. جودة الكود

مراجعة الجودة العامة لشفرة المشروع، مع التركيز على قابلية القراءة، وقابلية الصيانة، والصلابة. تقييم ما إذا كانت هناك ممارسات برمجة غير معيارية، أو شفرة زائدة، أو مشاكل محتملة مثل الأخطاء.

ملخص

عند تقييم أمان مشاريع ZKP البلوكتشين ، يجب تحديد النقاط الرئيسية بناءً على نوع المشروع ( مثل Layer 2 ، العملات الخاصة ، الشبكات العامة ، وما إلى ذلك ). ولكن بغض النظر عن نوع المشروع ، يجب ضمان الخصائص الثلاث الأساسية لـ ZKP - الاكتمال والموثوقية والخصوصية بشكل فعال. فقط من خلال أخذ هذه العوامل الأمنية في الاعتبار يمكن بناء نظام ZKP البلوكتشين آمن وموثوق حقًا.