Всичко, което трябва да знаете за сигурността на блокчейн

pixelplex.io

В епохата на информационните технологии и комуникационните технологии киберсигурността е един от най-големите проблеми за повечето предприятия. Тъй като централизираните и защитени със защитни стени IT системи не изпълняват обещанията си, блокчейн системите се надяват да се превърнат в гръбнака на сигурните приложения от следващо поколение.

Блокчейн предлага начин за ефективно съхранение на данни, извършване на трансакции, изпълнение на функции и установяване на доверие в отворена среда. Това е революционна технология за криптография и киберсигурност с широки възможности да използване в банковото дело, здравеопазването, веригата за  доставки, правителствените услуги и др. В синергия с изкуствения интелект и големите данни блокчейн технологията се  разглежда като крайъгълен камък за следващото поколение финансови услуги.

Сигурността на блокчейн се гарантира чрез използването на сложни криптографски алгоритми и разпределени изчисления. Успоредно с положителното си въздействие все  по-широкото възприемане на тези системи предизвиква множество дебати около въпросите, свързани с тяхната сигурност и неприкосновеност на личния живот. Въпреки че някои от тези дискусии са основателни, но много от тях често са подвеждащи.

Какво е блокчейн?

Блокчейн е разпределена база данни, която записва мрежовите трансакции и ги организира в йерархична верига от блокове. Целостта на всеки блок във веригата се осигурява чрез сложни криптографски алгоритми.

Веригата от блокове се създава и поддържа от партньорска мрежа от софтуерни агенти, наречени възли. Новите блокове се записват в глобалната блокова верига от тези агенти след успешното приключване на децентрализираната процедура за консенсус.

Блокчейн има няколко предимства пред други съвременни IT системи, които включват:

  • Децентрализацията позволява на всички участващи потребители да бъдат част от консенсуса, с възможност за одит на информацията, съхранявана в блокчейна, без да е необходим централен орган.
  • Прозрачността се  осигурява чрез предоставяне на универсален достъп, при който всеки потребител има свое собствено пълно копие на разпределената база от данни. Това качество на блокчейн ги прави едни от най-надеждните системи.
  • Независимостта гарантира, че записаните данни никога няма да бъдат премахнати от счетоводната книга и ще останат достъпни, като членове на мрежата ще могат да преглеждат пълната история на трансакциите.

Как работи блокчейнът?

Блокчейнът, като мрежа от типа “peer-to-peer”, използва ясно дефиниран консенсус за извършване на трансакции между възлите. По отношение на криптовалутата, например, трансакциите ще бъдат свързани с прехвърляне на средства. При други приложения трансакциите могат да бъдат свързани със  съответните данни за процесите.

Извършване на трансакции в блокчейн включват следните стъпки:

  • Формиране на блока. Възел на блокчейн излъчва трансакция в мрежата. Данните за трансакцията се поставят в пула от непотвърдени трансакции, където се формира кандидат-блокът.
  • Валидиране на блокове. Участниците в блокчейна валидират новите блокове чрез решаване на криптографски  пъзел. Правилата на блокчейн определят метода на валидиране (доказателство за работа, доказателство за залог, доказателство за авторитет и т.н.). След успешното валидиране блокът се разпространява в мрежата.
  • Приемане на блокове. Най-малко 51% от възлите в мрежата трябва да приемат новия блок, за да бъде  той валиден и добавен към блокчейна. Накрая блокчейнът се разширява и процесът се  повтаря за нови трансакции.

В мрежата на биткойн, например, доказателството за работа се използва за валидиране на блокове. Всеки възел в мрежата може да се опита да валидира блока чрез процес, наречен добив. Миньорите получават възнаграждение в криптовалута за всяко успешно валидиране на блок.

Сигурен ли е блокчейнът?

is blockchain secure

Блокверигите имат хетерогенна архитектура, съставена от криптографски алгоритми и математически водели. Структурата на блоковете играе решаваща роля за постигане на разпределен консенсус и за гарантиране на сигурността на системата. Блоковете, които формират мрежата, се състоят от:

  • Данни, които да включват записи на трансакции, договори или дори телеметрия на IoT устройства.
  • Генерира се хеш стойност на текущия блок, която служи като криптогрфски изображение на блока, което може да бъде проверено от всеки.
  • Хеш стойността на предишния блок е криптиран низ, който се използва за  връзка с предишния блок, за да се образува веригата.
  • Времови печат. Запис на време, когато е създаден блокът.
  • Допълнителна информация, включително цифрови подписи, стойност на nonce и  др.

Механизмът за консенсус (споразумение) се прилага от възлите в блокчейн мрежата, за да се  улесни приемането на нови блокове в блокчейна, да се осигури сигурна проверка на приетите блокове и да се съхраняват последователно данните в блоковете. Това гарантира, че всеки блок е правилно потвърден е че съхраняваните данни са защитени от фалшифициране.

Първоначалният метод за консенсус на блокчейн, използван в биткойн и много други мрежи, е доказателство за работа (PoW). Той изисква от членовете на мрежата да решават математически задачи, които изискват голяма изчислителна мощ. В блокчейна се приемат само блокове, които съдържат валидни доказателства за работа. Децентрализираният характер на блоковите вериги, заедно с използването на криптографски алгоритми и механизма за консенсус, ги превръща в една от най-сигурните архитектури на съвременните информационни технологии.

Какво представляват частните и полу-частните блокчейн вериги?

what are private and semi private blockchains

Публичните блокчейн вериги са най-доминиращи на пазара. Те са отворени за всеки,  който иска да стане член на мрежата. За да се качите на борда обаче, ще трябва да разполагате със софтуерна система с достатъчно изчислителна мощност и памет, за да инициирате, наблюдавате, потвърждавате трансакции и активно да участвате в мрежовия консенсус. Публичните блокови вериги често се наричат „без разрешение“, тъй  като не ограничават достъпа на своите членове, така че всички данни са достъпни за всеки.

От друга страна, частните блокови вериги са с ограничен достъп и имат основни правила за управление на достъпа до данните за различни групи потребители. Частните блокови вериги са среди, основани на разрешения. Те не са напълно децентрализирани, тъй като имат ясно контролирана йерархия. Въпреки това те са разпределени и всеки възел все  още поддържа свое копие на блоскчейна. Този блокчейн обикновено се създава от предприятия, които се интересуват от защитата на своята патентована информация.

Консорциумите блокчейн вериги, често наричани полу-частни, са смесица от публични частни блокчейн вериги. В този случай консенсусът се постига от група равностойни валидатори, обикновено назначени от мнозинството членове на мрежата. Правилата на полу-частните от блокчейн са относително гъвкави. Това означава, че достъпът до различни масиви от данни може да бъде ограничен само до валидаторите, до избрани групи потребители или да бъде отворен за всички. Консорциумните блокчейн често се използва от множество организации, които желаят да разполагат с обща платформа да обмен на информация и извършване на трансакции.

Частните и полу-частните блокчейн вериги имат вградени допълнителни нива на сигурност и обикновено са полезни като инфраструктура на ниво предприятие. Публичните блокчейн все още доминират, когато става въпрос за интегриране на криптовалута в традиционни системи и токенизиране на активи с цел привличане на инвестиции.

Проблеми със сигурността на блокчейн

blockchain security issues

Въпреки че блокчейн системите са едни от най-сигурните действащи системи, понякога те могат да страдат от уязвимости в сигурността, които се държат главно на слабости в спецификацията на проектирането и изпълнението на тези системи. Някои от най-често срещаните проблеми включват „51% уязвимост“, сигурност на частните ключове, хакерски атаки на борсите, социално инженерство, двойно харчене и изтичане на поверителност на трансакциите.

51% уязвимост

Механизмът за консенсус на блокчейн има 51% уязвимост в сигурността, която може да бъде разкрита от злонамерени нападатели в опит да контролират мрежата. В блокверията, базирана на доказателство за извършена работа (като платформата на Bitcoin), атаката от 51% възникват, когато един миньор или пул от миньори притежава повече от 50% от общата мощност за хеширане. Докато блокверигата, базирана на доказателство да залог (като мрежата на  Ethereum), 51% атака може да бъде извършена от един миньор, който притежава повече 50% от всички средства.

Популярни блокчейн вериги с много участващи възли и голям капацитет за добив зад тях, от 51% би била изключително скъпа за осъществяване. По-малките блокчейн вериги, които разполагат с по-малка мощност за хеширане, са по-уязвими към такива атаки.

Сигурност на частния ключ (сигурност на портфейла)

Частният ключ служи за идентифициране и удостоверяване за сигурност. В по-голямата част от съвременните блокчейн вериги публичните и частните ключове се генерират с помощта на алгоритъма за цифров подпис с елиптична крива (ECDSA). Благодарение на този алгоритъм публичният ключ  може да бъде изведен до частния ключ, но не и обратно. Докато публичният ключ може да бъде  споделен и използван като адрес за изпращане на трансакции, частният ключ трябва винаги да се пази на сигурно място, известно само на собственика.

Въпреки че блоковите вериги по своята същност са сигурни структури, тяхната сигурност е пряка свързана с частния ключ. Разкриването на частния ключ ще даде на нападателя достъп до неговия блокчейн портфейл и до средствата, съхранявани в него.

Веднъж загубени, частните ключове не могат да бъдат възстановени. Ако частният ключ случайно бъде откраднат от нападателите, той ще им даде пътен достъп до свързаната с него блокчейн сметка и възможност да инициират трансакции. Тъй като блокченът не се контролира от някакъв централен орган, е трудно да се проследят и възстановят изгубените средства или информация.

Хакове за обмен

През последните години, когато преследването на паричните ползи от блокчейн продължава, бизнесът с търговия с криптовалути стана много популярен. Поради спекулативния характер на стойността на криптовалутата, борсата често се счита за вариант за бърза възвръщаемост на инвестициите.

Основният проблем със сигурността на услугите за обмен е, че чрез централизиране на мрежата те намаляват присъщите на блокчейн предимства за сигурност. За да работи обменът, от потребителите обикновено се изисква да се регистрират за услугите и да регистрират портфейлите си в бази данни на трети страни. IT инфраструктурата, която служи като гръбнак на услугите да обмен, страда от класически проблеми на мрежовата сигурност и често е податливи на атаки.

Когато използвате услуги за обмен за търговия с криптовалута, е важно да предприемете допълнителни мерки за сигурност. Най-безопасните методи за съхранение на криптовалута са използването на хардуерни или хартиени портфейли. Тези портфейли са т.нар. портфейли за студено съхранение, които са минимално изложени на злонамерени онлайн атаки. Съветваме потребителите да извършват търговия на децентрализирани борси (DEX), тъй като те комуникират директно с портфейла за криптовалута.

 Социално инженерство

В контекста на сигурността на блокчейн социалното инженерство включва използването на различни измамни техники за манипулиране на хората, за да разкрият и споделят своите частни ключове, пароли и друга чувствителна информация, която може да се използва за минимални цели. Най-честният резултат от социалния инженеринг е кражба на самоличност, като тя може да доведе до значителни финансови загуби.

Фишингът е една от най-популярните форми на социално инженерство. При тази схема нападателят се представя за надежден източник и изпраща съобщения, известия и имейли, в които изискват от жертвите да кликнат върху злонамерени връзки, да попълнят формуляри и да предоставят чувствителна информация.

Типичният сценарий за фишинг включва използването от нападателя на име на домейн, подобен на официалния. По този начин те измамват инвеститорите и ги карат да изпращат средства на фалшив адрес за плащане на ICO.

За да не станете жертва на фишинг измама, уверете се, че :

  • Никога не споделяйте идентификационни данни да вход или частни ключове.
  • Образовайте себе си и хората около вас за често срещаните случаи на социално инженерство.
  • Никога не кликвай върху прекачени файлове към имейли, връзки, реклами или уебсайтове с неизвестен произход.
  • Използвайте софтуер срещу зловреден софтуер и поддържайте софтуерните приложения и операционните системи актуализирани. Използвайте решения за многофакторно удостоверяване, когато е възможно.

Удвояване на разходите

Двойното харчене е ситуация, при която едни и същи цифрови средства се харчат многократно. Предотвратяването на двойното харчене е едно от най-важните предизвикателства, свързани с трансакциите с цифрова валута. В централизираната система за финансови трансакции посредник е трета страна, отговаря за проверката на трансакциите и предотвратяването на двойните разходи. 

От друга страна, в децентрализираната мрежа, базирана на блокчейн, трябва да се въведе надежден механизъм за консенсус, за да се предотврати двойното харчене. В мрежата на Bitcoin активите за двойно харчене се предотвратяват чрез оценяване и проверка на автентичността на всяка трансакция, като се използват дневниците на трансакциите, съхранявани в блокчейн протокола на Bitcoin.

Изтичане на поверителността на транзакциите

В публичните блокчейн мрежи трансакциите са открити и прозрачни. Тяхната архитектура прави всяка трансакция проследима. Публичността на данните в мрежата поддържа информацията синхронизирана и позволява постигането на консенсус между разпределените възли.

В същото време съществуват някои опасения за рискове, свързани с поверителността на публичните данни. Трансакциите биха могли да съдържат чувствителна информация за техните издатели. В някои блокчейн приложения, като например интернет на нещата или мобилните или мобилен краудсорсинг, изтичането на поверителност на трансакциите е критичен проблем.

Възможно е непряко изтичане на поверителност чрез разкриване на съдържанието на трансакцията. По-конкретно, анализът на графиката на трансакциите може да разкрие корелацията между адресите на трансакциите. Тази корелация може да доведе до разкриване на самоличността на потребителя от допълнителни данни, събрани на друго място.

Най-популярното решение на проблема с изтичането на трансакции е услугата за смесване (cryptocurrency tumbler). Услугата позволява на няколко потребители да извършат трансакции едновременно с множество входове и изходи. По този начин входовете на трансакциите не могат да бъдат свързани със съответните им изходи.

Случаи на използване на блокчейн на гарантиране на сигурността на данните

blockchain use cases to ensure data security

Всяка индустрия има различни оперативни настройки и често изисква уникален подход за защита на данните, съхранявани от инфраструктурни и софтуерни системи. Ето няколко примера за това как блокчейн се използват като стълбове за  киберсигурност в традиционните приложения в банковото дело, здравеопазването, веригите на доставки и държавното управление.

Традиционно банкиране

Сигурността е от първостепенно значение в традиционната банкова индустрия. Във финансовия сектор посредниците и банките преживяват най-много нарушения на сигурността със сериозни икономически последици. Повечето от тези нарушения на сигурността са свързани с използването на остарели и централизирани протоколи за киберсигурност.

Повечето заинтересовани страни от финансовата индустрия са съгласни, че е необходим многопластов протокол за сигурност, за да се децентрализира рискът и да се повиши сигурността на финансовите трансакции и данните на клиентите. Поради тези причини много традиционни банкови предприятия разглеждат блокчейн като потенциално решение.

Фактът, че историческите данни не могат да бъдат променяни в блокчейна, може да повиши сигурността на банковите данни. Освен това блоковете вериги могат да  улеснят сигурното споделяне на новодобавена информация в реално време за банкови трансакции, което затруднява манипулирането на данните с цел измама. Прозрачността на трансакциите прави одита на финансовите данни удобен и лесен за регулаторните органи.

Здравеопазване

Здравните институции създават, съхраняват и разпространяват големи количества данни, до които медицинските специалисти имат ежедневен достъп. Записите се създават в момента, в който пациентът е приет и се регистрира при администратора, споделяйки личната си информация. По-нататъшните записи на данни следват медицинските процедури, на които е подложен пациента.

Тъй като тези данни за пациента могат да бъдат споделяни между различните болници, в които той се лекува, качеството на медицинските грижи зависи до голяма степен от качеството на данните. Поради естеството на данните, съдържащи лични медицински досиета, тяхната сигурност, неприкосновеност на личния живот и цялостност трябва да бъдат гарантирани от сигурна система за управление на данни.

Блокчейн решенията могат да гарантират, че само необходимата информация е достъпна за определени здравни специалисти, като по този начин се защитава неприкосновеността на личния живот на пациентите и се елиминира възможността за измама. Прозрачността и комуникацията между пациентите и доставчиците на здравни услуги също могат да бъдат подобрени с помощта на тези системи.

Вериги за доставки

Веригите за доставки са сложни екосистеми, в които участват много заинтересовани страни като износителите и вносителите, агенти по произход и местоназначение, консолидационни и митнически складове, пристанища, корабни компании, застрахователни компании и правителствени агенции. Едно от най-големите предизвикателства при управлението на веригата на доставки е поддържането на веригите на съхранение. Необходимо е да се въведат ефикасни процедури за одит, за да се предотвратят незаконните дейности, разпространение на фалшиви продукти и загуби на товари.

Блокчейн са мощни инструменти за обмен на информация, които повишават цялостната сигурност на товарите. Те осигуряват оперативно съвместими, неизменни е устойчиви платформи за управление на информацията за участниците във веригата за доставки. Използването на блокови вериги може да подобри прозрачността на веригите за доставки, да ускори процеса на одит и да намали измамите.

Правителство

Тъй като повече правителствени служби преминават към активно използване на онлайн платформи, инициативата за електронно правителство (e-правителство) набира все по-голяма популярност. Електронното правителство използва информационни технологии за ефективно предоставяне на обществени услуги на физически лица, предприятия и организации.

Повечето съвременни системи за електронно управление използват системи за управление на цифровата идентичност. Тези платформи съхраняват данни в централизирана инфраструктура с дублиращи се сървъри и бази данни. Естествено, централните системи за управление и валидиране са постоянно изложени на заплахи за кибирсигурността, като например зловреден софтуер, атаки за отказ на услуги и пробиви на данни.

Системите на електронното правителство събират, съхраняват и анализират големи количества данни за граждани, служители, продукти, правни и финансови институции. Тези системи трябва да бъдат защитени и да се запази неприкосновеността на личния живот, тъй като провалът им може да има сериозни икономически, правни и социални последици.

Държавните служби и организации постепенно започват да възприемат блокчейн технологията като жизнеспособно решение за сигурността на данните на електронното правителство. Блокчейн мрежите съхраняват данни в запазени блокове, разпределени между всички отговорни служители. Блокчейн мрежите могат да гарантират както сигурността на информацията, така и неприкосновеността на личния живот, като същевременно повишават доверието в правителствените услуги.

Топ 5 компании за блокчейн сигурност

top blockchain security companies

Използването на блокчейн като решение за киберсигурност създаде доходоносен пазар, на който се позволяват иновативни развойни компании. Ето някои то пазарните участници, които са пионери в използването на блокчеайн за предоставяне на ценни решения за киберсигурност.

Bitfury

Bitfury е основана през 2011 г. като производител на хардуер за добив на биткойни. Днес Bitfury предлага набор от услуги за сигурност на блокчейн. Exonum е тяхното корпоративно решение „блокчен като услуга“, предназначено да помогне на правителствата и компаниите да интегрират блокчейн в своите операции. Crystal е уеб базиран софтуерен инструмент, който помага на финансовите институции и правоприлагащи органи да управляват блокчейн разследвания. Peach e портфолиото им за биткойн плащания, фокусирано върху предоставянето на рационализирани и сигурни плащания с криптовалута на продавачи и търговци.

Trezor

Trezor произвежда хардуерни портфейли, в които потребителите могат да съхраняват своите частни ключове. Trezor One е един от най-надеждните и широко разпространени хардуерни портфейли в света. Trezor позволява сигурни трансакции с криптовалути, като съхранява частните ключове офлайн, напълно изолирани от публичните мрежи и свързаните с тях рискове.

AnChain.io

Anchain.io е базиран на блокчейн екосистемата, която предоставя решения за киберсигурност на физически лица и организации. Те предлагат набор от продукти, базирани на блокчейн, за идентифициране на уязвимости в системите за киберсигурнност. Платформата AnChain Situational Awareness Platform (SAP) е създадена с функции, включващи двигател за корелация, управляван от изкуствен интелект, с блокчейн разузнаване на заплахите. Платформата за одит на интелигентни договори (CAP) използва технологията на интелигентните договори за одит, сканиране и идентифициране на всички известни уязвимости. Техният Blockchain Threat Intelligence (BIT) е услуга, която позволява на клиентите да се възползват от предимствата на марките за защита и приоритизиране на заплахите.

Заключение

Блокчейн технологията е особено призната и ценена заради децентрализираната си инфраструктура и партньорския си характер. Тези свойства имат голям потенциал да поддържат пълния набор от изисквания за сигурност в различни приложения. Основата на блокчейн технологията е изградена върху сигурни и поддържащи концепции. Децентрализацията осигурява истински Peer-to-Peer трансакции, но същевременно смекчава  проблемите със сигурността, често свързани с централизираните системи.

Криптографските алгоритми се използват като основни градивни елементи на блокчейн архитектурата, а не като изрична мярка за сигурност. Разпределят механизъм за консенсус  включва както технологични, така и социални аспекти, за да позволи ефективно функциониране на мрежата.

Въпреки ограниченията и проблемите със сигурност, които съществуват днес, блокчейн ще продължи да служи за основа на много иновативни приложения в бъдеще. Съдейки по скоростта на растеж и развитие, смятаме, че скоро тя ще се превърне в най-търсените инфраструктурен модел. Опитен експерт по разработка на блокчейн може да ви помогне да се възползвате напълно от предимствата на блокчейн за сигурността на вашия бизнес.

pixelplex.io