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

zk-SNARKs(ZKP) como una poderosa tecnología de cifrado, está siendo adoptada por un número creciente de proyectos de cadena de bloques. Con soluciones de Layer 2, cadenas públicas especiales y proyectos de monedas anónimas construidos sobre ZKP, la combinación de esta tecnología con la cadena de bloques también ha traído nuevos desafíos de seguridad. Este artículo abordará desde una perspectiva de seguridad, los riesgos potenciales que ZKP podría enfrentar en aplicaciones de cadena de bloques, proporcionando referencias para la seguridad de proyectos relacionados.

Características clave de zk-SNARKs

Antes de analizar la seguridad del sistema ZKP, debemos aclarar primero sus tres características centrales:

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

2. Fiabilidad: en el caso de declaraciones erróneas, los probadores malintencionados no pueden engañar a los verificadores.

3. Conocimiento cero: Durante el proceso de verificación, el verificador no obtendrá ninguna información del probador sobre los datos en sí.

Estas tres características son la piedra angular de la seguridad y efectividad de los sistemas ZKP. Si la completitud no se cumple, el sistema podría no ser capaz de proporcionar una prueba correcta en ciertas situaciones, lo que llevaría a un rechazo de servicio. La falta de fiabilidad podría permitir que un atacante falsifique pruebas, causando una elusión de permisos. Si no se puede garantizar la propiedad de conocimiento cero, podría filtrarse información de los parámetros originales durante el proceso interactivo, lo que generaría riesgos de seguridad.

ZKP en la Cadena de bloques: puntos de preocupación de seguridad

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

1. zk-SNARKs circuito

El circuito ZKP es el núcleo de todo el sistema, y es necesario garantizar su seguridad, efectividad y escalabilidad. Los principales puntos de enfoque incluyen:

• Diseño de circuitos: evitar errores lógicos, asegurarse de cumplir con las propiedades de seguridad como zk-SNARKs, completitud y fiabilidad.

• Implementación de primitivas criptográficas: asegurar la correcta implementación de componentes básicos como funciones hash y algoritmos de cifrado.

• Garantía de aleatoriedad: asegurar la seguridad del proceso de generación de números aleatorios, evitando la predictibilidad.

2. Seguridad de contratos inteligentes

Para los proyectos de monedas privadas en Layer 2 o implementados a través de contratos inteligentes, la seguridad del contrato es crucial. Además de las vulnerabilidades comunes, se deben prestar especial atención a:

• Validación de mensajes entre cadenas
• Verificación de prueba

Las vulnerabilidades en estos procesos pueden llevar a la falla de la confiabilidad del sistema.

3. Disponibilidad de datos

Asegúrese de que los datos fuera de la cadena puedan ser accedidos y verificados de manera segura y efectiva cuando sea necesario. Los puntos de atención incluyen:

• Mecanismo de almacenamiento de datos
• Mecanismo de verificación
• Proceso de transmisión de datos

Además de utilizar pruebas de disponibilidad de datos, también se puede fortalecer la protección del host y el monitoreo del estado de los datos.

4. Mecanismos de incentivos económicos

Evaluar el modelo de incentivos del proyecto, asegurando que pueda estimular efectivamente la participación de todas las partes y mantener la seguridad del sistema. Enfoque:

• Diseño del modelo de incentivos
• Plan de distribución de recompensas
• Mecanismo de penalización

5. Protección de la privacidad

Para los proyectos que implican la protección de la privacidad, es necesario revisar la implementación de su plan de privacidad. Asegúrese de que los datos del usuario estén adecuadamente protegidos durante la transmisión, el almacenamiento y la verificación, al mismo tiempo que se mantiene la disponibilidad y la confiabilidad del sistema.

Se puede inferir si la privacidad del probador se ha filtrado a través del análisis del flujo de comunicación del protocolo. Para los validadores maliciosos, se puede evaluar la posibilidad de reconstruir el conocimiento del probador a través del contenido de los datos de interacción.

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. Revisar las medidas de optimización en la implementación del código para garantizar que cumplan con los requisitos de rendimiento.

7. Mecanismos de tolerancia a fallos y recuperación

Estrategias de tolerancia a fallos y recuperación del sistema de auditoría frente a situaciones imprevistas ( como fallos de red, ataques maliciosos ). Asegurar que el sistema pueda recuperarse automáticamente y mantener un funcionamiento normal en la medida de lo posible.

8. Calidad del código

Auditar completamente la calidad del código del proyecto, prestando atención a la legibilidad, mantenibilidad y robustez. Evaluar si existen prácticas de programación no estándar, código redundante, errores potenciales y otros problemas.

Conclusión

La tecnología ZKP trae nuevas posibilidades a la cadena de bloques, al mismo tiempo que presenta nuevos desafíos de seguridad. Al realizar una evaluación de seguridad de proyectos ZKP, es necesario determinar el enfoque según el escenario de aplicación específico (, como Layer 2, monedas de privacidad, cadenas públicas, etc. ) Sin embargo, en cualquier caso, se debe garantizar efectivamente las tres características centrales del ZKP: completitud, fiabilidad y propiedad del conocimiento cero. Solo los proyectos ZKP que se basan en una sólida base de seguridad pueden realmente aprovechar su potencial y promover el avance de la tecnología de cadena de bloques.