1. Introduction

1.1 Contexte et importance

Depuis son lancement en 2015, Ethereum est rapidement devenu une force centrale dans le domaine des cryptomonnaies, occupant une position clé dans l'écosystème blockchain. Ethereum n'est pas seulement une cryptomonnaie, mais surtout une plateforme blockchain publique open-source avec des fonctionnalités de contrat intelligent, offrant aux développeurs un environnement puissant pour construire et déployer des applications décentralisées (DApps).

D'un point de vue du marché, la cryptomonnaie native d'Ethereum, l'Ether (ETH), a longtemps été l'une des principales cryptomonnaies sur le marché, se classant juste après le Bitcoin, et est l'un des principaux actifs cryptographiques largement suivis et échangés par les investisseurs mondiaux. Un montant important de fonds afflue sur le marché d'Ethereum, où les investisseurs institutionnels et individuels cherchent des opportunités d'investissement au sein de l'écosystème Ethereum. Ses fluctuations de prix ont un impact significatif sur les tendances globales du marché des cryptomonnaies.

En termes d’innovation technologique, Ethereum a été le pionnier des contrats intelligents, permettant aux développeurs d’écrire et de déployer un code de contrat automatisé sur la blockchain. Cette innovation repousse considérablement les limites d’application de la technologie blockchain, allant au-delà des simples transactions en monnaie numérique à des domaines tels que la finance, la chaîne d’approvisionnement, les soins de santé, les jeux, etc. Par exemple, dans le secteur de la finance décentralisée (DeFi), diverses applications basées sur Ethereum, telles que les prêts, le trading, les assurances, etc., sont florissantes, offrant aux utilisateurs des services financiers plus ouverts, transparents et efficaces, remodelant le paysage de la finance traditionnelle. Dans le secteur des jetons non fongibles (NFT), Ethereum est également devenu la principale plateforme de numérisation d’actifs uniques tels que les œuvres d’art numériques, les objets de collection, etc., favorisant ainsi la prospérité du marché des actifs numériques.

Cependant, avec le développement rapide et l'expansion continue de l'écosystème Ethereum, les problèmes de sécurité deviennent de plus en plus saillants. Des incidents de sécurité tels que les vulnérabilités des contrats intelligents, les attaques réseau, une gestion inappropriée de la clé privée, etc., se produisent fréquemment, causant des pertes importantes aux investisseurs et aux développeurs. Par exemple, en 2016, l'infâme incident The DAO, où des pirates ont exploité des vulnérabilités dans les contrats intelligents pour voler avec succès plus de 50 millions de dollars américains d'Ether, a choqué l'ensemble de l'industrie de la blockchain. Cela a non seulement entraîné un hard fork d'Ethereum, mais a également déclenché une profonde réflexion sur la sécurité des contrats intelligents. Des incidents similaires abondent, tels que la vulnérabilité de la signature multiple du portefeuille Parity en 2017 qui a entraîné des pertes d'environ 150 millions de dollars américains, ainsi que les attaques en cours contre les projets DeFi ces dernières années, indiquant toutes les défis graves auxquels la sécurité d'Ethereum est confrontée.

Par conséquent, la recherche sur la sécurité d'Ethereum revêt une importance pratique capitale. Pour les investisseurs, une compréhension approfondie des mécanismes de sécurité d'Ethereum et des risques potentiels peut les aider à prendre des décisions d'investissement plus judicieuses, protégeant efficacement la sécurité de leurs actifs. Pour les développeurs, la maîtrise des technologies de sécurité d'Ethereum et des meilleures pratiques peut améliorer la sécurité des contrats intelligents et des applications décentralisées, réduire les risques de vulnérabilités et d'attaques, et promouvoir le développement sain de l'écosystème Ethereum. Du point de vue de l'ensemble de l'écosystème blockchain, la sauvegarde du fonctionnement sécurisé et stable d'Ethereum contribue à renforcer la confiance des gens dans la technologie blockchain, à stimuler l'application et la popularisation de la technologie blockchain dans davantage de domaines, et à jeter les bases de la construction d'un système économique numérique plus juste, transparent et efficace.

2. Vue d'ensemble d'Ethereum

2.1 L'histoire du développement d'Ethereum

L'histoire du développement d'Ethereum est pleine d'innovation et de changement, ce qui reflète vivement l'évolution continue de la technologie blockchain. Ses origines remontent à 2013, lorsque Vitalik Buterin, alors âgé de seulement 19 ans, a publié le livre blanc d'Ethereum, détaillant la vision et les concepts de conception d'Ethereum. Vitalik envisageait de construire une plateforme décentralisée basée sur la technologie blockchain qui facilite non seulement les transactions de crypto-monnaie, mais qui soutient également le développement et le fonctionnement de diverses applications décentralisées (DApps). Cette idée révolutionnaire a posé les bases théoriques de la naissance d'Ethereum.

En janvier 2014, Vitalik a activement promu Ethereum lors de la conférence nord-américaine sur le Bitcoin à Miami, attirant de nombreux individus partageant les mêmes idées. L'équipe fondatrice d'Ethereum a été initialement établie, composée de Vitalik et de 7 autres co-fondateurs. La même année, l'un des co-fondateurs, Gavin Wood, a proposé le concept de Web3, enrichissant davantage la vision écologique d'Ethereum et mettant l'accent sur le contrôle autonome des utilisateurs sur l'identité numérique et les actifs. En juin 2014, Vitalik a décidé de construire Ethereum en tant qu'organisation à but non lucratif, lançant ainsi la création de la Fondation Ethereum. La fondation vise à rassembler des ressources de toutes parts, à promouvoir la construction d'infrastructures d'Ethereum, à financer des projets de développement et à fournir un soutien organisationnel pour le développement à long terme d'Ethereum.

Le 24 juillet 2014, Ethereum a lancé un événement de prévente de 42 jours, qui a attiré l'attention généralisée des investisseurs mondiaux. Le succès énorme de la prévente a permis de lever une grande quantité de fonds pour le projet Ethereum, fournissant une base matérielle solide pour le développement technique et la construction du réseau ultérieurs. Le 30 juillet 2015, un événement majeur s'est produit avec la sortie du réseau Ethereum Frontier, marquant le fonctionnement officiel de la blockchain Ethereum. À cette étape, Ethereum ciblait principalement les développeurs de blockchain, avec la participation de nœuds au réseau via l'extraction minière, et le réseau prenait en charge le déploiement de contrats intelligents. Bien que l'interface utilisateur initiale était rudimentaire et que les opérations devaient être exécutées via la ligne de commande, elle a fourni une plateforme pour les développeurs pour explorer et pratiquer, lançant ainsi le parcours de développement d'Ethereum.

Le 14 mars 2016, Ethereum a publié la deuxième étape du réseau Homestead, qui était le premier hard fork d'Ethereum et une étape importante dans son développement. Cette version a optimisé les contrats intelligents, introduit un nouveau code pour le langage de contrat intelligent Solidity, et a publié le portefeuille de bureau Mist, améliorant considérablement l'expérience utilisateur. Cela a permis aux utilisateurs ordinaires de détenir, d'échanger de l'ETH, d'écrire, de déployer des contrats intelligents plus facilement, et a propulsé Ethereum de la phase de développeur vers une base d'utilisateurs plus large.

Le 18 juin 2016, Ethereum a été confronté à un défi majeur lorsque le projet DAO sur la plate-forme a été piraté. Le pirate a exploité les vulnérabilités du contrat intelligent et a réussi à voler environ 100 millions de dollars américains d’Ether. Cet événement a choqué l’ensemble de l’industrie de la blockchain, suscitant une large attention et des discussions. Afin de compenser les pertes des investisseurs, après d’intenses discussions au sein de la communauté Ethereum, la majorité des participants ont décidé de procéder à un hard fork, de modifier les règles de consensus, de récupérer les ETH volés dans les portefeuilles et de corriger les vulnérabilités. Cependant, ce hard fork n’a pas fait l’unanimité auprès de tous les membres de la communauté. Certains participants ont continué à miner et à trader sur la chaîne d’origine, ce qui a conduit à la scission d’Ethereum en deux blockchains distinctes : ETH et Ethereum Classic (ETC).

En 2017, Ethereum est entré dans une phase importante de développement et le plan de mise à niveau de Metropolis a commencé à être mis en œuvre. Le plan de mise à niveau est riche en contenu et est divisé en deux étapes : Byzance et Constantinople. En octobre 2017, la mise à niveau de Byzance a été achevée avec succès. Cette mise à niveau a permis l’opération Revert, a été compatible avec l’algorithme ZK-Snarks (Zero-Knowledge Proof), a reporté la bombe de difficulté d’un an et a réduit la récompense de bloc de 5ETH à 3ETH. Ces améliorations ont amélioré la sécurité et l’efficacité du réseau Ethereum, jetant les bases d’un développement ultérieur. Tout au long de l’année 2017, le marché des crypto-monnaies a connu un boom des Initial Coin Offerings (ICO), et des projets d’ICO basés sur la plate-forme Ethereum ont émergé en grand nombre. Un grand nombre de projets ont levé des fonds sur Ethereum en émettant des jetons. Cette tendance a fait monter en flèche le prix de l’ETH, atteignant jusqu’à 1400 $. Ethereum et son écosystème ont réussi à percer, attirant davantage l’attention des investisseurs et des développeurs du monde entier, consolidant davantage leur position dans le domaine de la blockchain.

Le 28 février 2019, le hard fork Constantinople a été déclenché, qui comprend un total de 5 mises à niveau de protocole : EIP 1234, EIP145, EIP 1014, EIP 1052 et EIP 1283. Ces protocoles optimisent les frais de gaz, réduisant ainsi les coûts de transaction des utilisateurs ; retarder la « bombe de difficulté », en donnant à Ethereum plus de temps pour passer à un mécanisme de consensus Proof of Stake (PoS) ; améliorer l’efficacité de la vérification des contrats intelligents, réduire les récompenses de blocs, introduire un mécanisme de consensus PoW+PoS, améliorant considérablement les performances et la sécurité d’Ethereum.

À la fin de l’année 2019, Ethereum a entamé son voyage vers la version 2.0, qui est une transformation complète et profonde visant à résoudre de nombreux problèmes tels que l’évolutivité, la sécurité et la consommation d’énergie auxquels Ethereum est actuellement confronté. Ethereum 2.0 devrait être déployé en au moins trois phases : la phase 0 a été lancée en 2020, se concentrant sur la mise en place et le fonctionnement des validateurs sur la Beacon Chain, qui est une toute nouvelle blockchain PoS et un composant central d’Ethereum 2.0, jetant les bases des mises à niveau ultérieures ; Les phases 1 et 2 seront publiées dans les années à venir, complétant les tâches de lancement des chaînes de partitions et de lancement de la couche d’exécution, améliorant les capacités de traitement du réseau Ethereum grâce à la technologie de partitionnement, obtenant un débit plus élevé et des frais de transaction inférieurs, répondant ainsi aux demandes croissantes des applications décentralisées.

En avril 2021, Ethereum a fait l’objet de la mise à niveau de Shanghai, visant à améliorer l’efficacité du réseau, à réduire les frais de transaction et à améliorer encore l’expérience utilisateur. En 2023, le développement d’Ethereum continue de progresser, avec des plans pour d’autres mises à niveau et améliorations à l’avenir, comme la mise à niveau prévue de Caary au quatrième trimestre, qui vise à optimiser davantage les performances du réseau et à introduire de nouvelles fonctionnalités pour s’adapter à l’évolution des demandes du marché et aux tendances technologiques.

2.2 L'architecture technique d'Ethereum

L'architecture technique d'Ethereum est le support central pour la réalisation d'applications décentralisées et de fonctions de contrat intelligent, intégrant une variété de concepts technologiques avancés et de conceptions innovantes, comprenant principalement la blockchain, les contrats intelligents, la machine virtuelle Ethereum (EVM) et les mécanismes de consensus, etc., les composants coopèrent les uns avec les autres pour garantir conjointement le bon fonctionnement et les fonctions puissantes de la plateforme Ethereum.

La blockchain est la technologie sous-jacente d'Ethereum, qui est un grand livre distribué composé d'une série de blocs de données disposés dans l'ordre chronologique. Chaque bloc de données contient de multiples enregistrements de transaction et la valeur de hachage du bloc précédent. Cette structure en chaîne confère à la blockchain les caractéristiques d'immutabilité et de traçabilité. Dans Ethereum, la blockchain enregistre non seulement les informations de transaction d'Ether, mais stocke également le code et l'état des contrats intelligents. Lorsqu'un utilisateur lance une transaction, les informations de la transaction sont diffusées à divers nœuds dans le réseau Ethereum. Les nœuds vérifient et confirment la transaction via un mécanisme de consensus. Une fois la transaction confirmée, elle est regroupée dans un nouveau bloc et ajoutée à la blockchain. De cette manière, Ethereum réalise l'enregistrement et le stockage décentralisés des transactions, garantissant la sécurité et la fiabilité des données.

Les contrats intelligents sont l’une des principales innovations d’Ethereum, qui sont des contrats auto-exécutables stockés sur la blockchain, composés de code et de données. Le code des contrats intelligents définit les règles et la logique du contrat, tandis que les données contiennent l’état et les variables du contrat. Les contrats intelligents sont écrits dans des langages de programmation tels que Solidity, et les développeurs peuvent écrire diverses logiques de contrat complexes en fonction des besoins spécifiques de l’entreprise. Par exemple, dans les applications de finance décentralisée (DeFi), les contrats intelligents peuvent mettre en œuvre des fonctions telles que le prêt, le trading et l’assurance ; dans le domaine des jetons non fongibles (NFT), les contrats intelligents peuvent définir les règles de propriété et de transaction des actifs numériques. L’exécution des contrats intelligents est automatiquement déclenchée. Lorsque les conditions définies dans le contrat sont remplies, le code du contrat sera automatiquement exécuté sur la machine virtuelle Ethereum, sans intervention d’un tiers, réalisant ainsi l’automatisation et la confiance des transactions.

La machine virtuelle Ethereum (EVM) est l'environnement d'exécution des contrats intelligents. C'est une machine virtuelle basée sur la pile qui fournit un espace d'exécution isolé et sécurisé pour les contrats intelligents. L'EVM peut être compris comme un logiciel s'exécutant sur un nœud Ethereum, capable d'interpréter et d'exécuter du bytecode de contrat intelligent. Chaque nœud Ethereum contient une EVM, et lorsqu'un contrat intelligent est déployé sur la blockchain, son bytecode est stocké dans la blockchain. Lorsque le contrat est appelé, l'EVM lit le bytecode du contrat dans la blockchain et exécute le code du contrat dans l'ordre des instructions. La conception de l'EVM permet aux contrats intelligents de s'exécuter de la même manière sur différents nœuds Ethereum, garantissant la cohérence et la fiabilité de l'exécution des contrats. De plus, l'EVM fournit une série de mécanismes de sécurité tels que la gestion de la mémoire et le contrôle des autorisations pour prévenir les attaques malveillantes et les abus de ressources entre les contrats intelligents.

Le mécanisme de consensus est une technologie clé pour assurer la cohérence des données entre les nœuds du réseau Ethereum. Dans le développement d'Ethereum, différents mécanismes de consensus ont été adoptés. Dans les premiers jours, Ethereum utilisait le mécanisme de consensus de Preuve de Travail (PoW), selon lequel les mineurs rivalisaient pour résoudre des problèmes mathématiques complexes afin de concourir pour le droit de créer de nouveaux blocs. Seuls les mineurs qui résolvaient avec succès le problème mathématique pouvaient ajouter un nouveau bloc à la blockchain et recevoir les récompenses en Ether correspondantes. L'avantage du mécanisme de PoW est sa haute sécurité et sa décentralisation, car les attaquants ont besoin d'une quantité significative de ressources informatiques pour attaquer le réseau. Cependant, le mécanisme de PoW présente également certains inconvénients évidents, tels qu'une consommation énergétique élevée et une vitesse de traitement des transactions lente. Pour résoudre ces problèmes, Ethereum passe progressivement au mécanisme de consensus de Preuve d'Enjeu (PoS). Dans le mécanisme de PoS, les validateurs misent une certaine quantité d'Ether pour obtenir le droit de valider les transactions et de créer de nouveaux blocs. Le système sélectionne les validateurs en fonction de facteurs tels que la quantité d'Ether misée et la durée de détention. Comparé au mécanisme de PoW, le mécanisme de PoS présente une consommation énergétique plus faible, une efficacité de traitement des transactions plus élevée, tout en maintenant une sécurité et une décentralisation élevées.

En plus des composants de base ci-dessus, Ethereum comprend également d’autres modules techniques importants, tels que le réseau P2P, la gestion des comptes et des clés, le mécanisme de gaz, etc. Le réseau P2P est utilisé pour réaliser la communication et la transmission de données entre les nœuds Ethereum, assurant ainsi le partage en temps opportun des informations sur les transactions et les données de blocage entre les nœuds. La gestion des comptes et des clés est responsable de la gestion des informations de compte d’utilisateur et des clés privées, garantissant ainsi la sécurité des actifs des utilisateurs. Le mécanisme Gas est un mécanisme de frais conçu par Ethereum pour empêcher l’abus et le gaspillage des contrats intelligents. Les utilisateurs doivent payer une certaine quantité de gaz lorsqu’ils exécutent des contrats intelligents ou effectuent des transactions, et le prix et la consommation de gaz dépendent de la complexité de l’opération.

3. État de la sécurité d'Ethereum

3.1 Cryptographie Fondamentaux Protection

La sécurité d'Ethereum dépend largement de sa solide base cryptographique, comprenant principalement des technologies clés telles que la cryptographie sur courbes elliptiques (ECC) et les fonctions de hachage, qui fournissent des garanties de sécurité essentielles pour les comptes et les transactions Ethereum.

La cryptographie sur courbe elliptique est une partie importante du système cryptographique Ethereum, qui est basée sur le problème du logarithme discret sur courbe elliptique, avec une sécurité et une efficacité élevées. Dans Ethereum, la cryptographie sur courbe elliptique est principalement utilisée pour générer des paires de clés publiques-privées de compte. La clé privée de l'utilisateur est un nombre de 256 bits généré de manière aléatoire, qui, par le biais d'une opération de multiplication sur courbe elliptique avec un point générateur fixe, dérive la clé publique correspondante. La clé publique est un point sur la courbe elliptique représenté par une paire de coordonnées (x, y). Cette méthode de cryptage basée sur les courbes elliptiques rend pratiquement impossible de déduire la clé privée de la clé publique, assurant la sécurité des comptes d'utilisateurs. Par exemple, lorsqu'un utilisateur lance une transaction Ethereum, les informations de la transaction sont signées avec la clé privée, et le destinataire peut vérifier l'authenticité de la signature en utilisant la clé publique de l'expéditeur, garantissant que la transaction a été effectivement initiée par l'utilisateur qui possède la clé privée correspondante et que le contenu de la transaction n'a pas été altéré pendant la transmission.

Les fonctions de hachage jouent également un rôle crucial dans Ethereum, Ethereum utilisant principalement la fonction de hachage Keccak-256. Les fonctions de hachage possèdent des caractéristiques telles que la déterminisme, l'unilatéralité et la résistance aux collisions. Dans Ethereum, les fonctions de hachage sont largement appliquées dans divers aspects. Tout d'abord, dans la structure de bloc de la blockchain, chaque bloc contient la valeur de hachage du bloc précédent. Grâce à cette structure en chaîne, l'immuabilité et la traçabilité de la blockchain sont assurées. Une fois que le contenu d'un bloc est altéré, sa valeur de hachage change, entraînant des incohérences dans les valeurs de hachage référencées par les blocs suivants, compromettant ainsi la cohérence de l'ensemble de la blockchain et rendant la manipulation facilement détectable. Deuxièmement, les fonctions de hachage sont utilisées pour calculer la valeur de hachage des transactions, chaque transaction ayant une valeur de hachage unique pour l'identification. Dans les contrats intelligents, les fonctions de hachage sont également utilisées pour vérifier l'intégrité et la cohérence du code du contrat, en veillant à ce que le contrat n'ait pas été altéré de manière malveillante lors du déploiement et de l'exécution.

De plus, Ethereum utilise également des fonctions de hachage pour générer des adresses de compte. L'adresse du compte Ethereum est calculée à partir de la clé publique via la fonction de hachage Keccak-256. Le processus spécifique consiste d'abord à hacher la clé publique, puis à prendre les 20 derniers octets de la valeur de hachage comme adresse de compte. Cette méthode rend l'adresse du compte unique et inviolable, permettant aux utilisateurs de recevoir de l'Ether et d'effectuer des transactions via l'adresse du compte sans se soucier des risques de sécurité liés à la falsification ou à la contrefaçon d'adresses.

En conclusion, le cryptage par courbe elliptique et les technologies cryptographiques telles que les fonctions de hachage se complètent mutuellement, formant la pierre angulaire du système de sécurité d'Ethereum. Ils jouent un rôle crucial dans garantir la sécurité des comptes Ethereum, la sécurité des transactions, ainsi que l'intégrité et l'immutabilité des données de la blockchain, permettant à Ethereum de fonctionner de manière sécurisée et fiable dans un environnement décentralisé, offrant aux utilisateurs un haut niveau d'assurance de confiance.

3.2 Considérations de sécurité pour le mécanisme de consensus

3.2.1 Fonctionnalités de sécurité du mécanisme de preuve de travail

Le mécanisme de preuve de travail (PoW) est le mécanisme de consensus adopté par Ethereum dans les premiers jours, qui possède des caractéristiques et des principes uniques pour garantir la sécurité du réseau Ethereum.

Le principe fondamental du mécanisme de preuve de travail (PoW) est de permettre aux mineurs de concourir pour résoudre des problèmes mathématiques complexes afin de lutter pour le droit de créer de nouveaux blocs. Dans le réseau Ethereum, chaque nœud peut participer au minage en tant que mineur. Lorsque de nouvelles transactions se produisent, ces transactions sont regroupées dans un bloc candidat, et les mineurs doivent effectuer des calculs de hash sur ce bloc candidat. Le but du calcul de hash est de trouver une valeur de hash qui satisfait des exigences de difficulté spécifiques, qui sont ajustées dynamiquement par le réseau Ethereum pour garantir la production moyenne d'un nouveau bloc toutes les 15 secondes environ. Pour trouver la valeur de hash requise, les mineurs doivent continuellement essayer différents nombres aléatoires et effectuer des calculs de hash avec d'autres données dans le bloc candidat jusqu'à ce qu'ils obtiennent une valeur de hash qui satisfait les exigences de difficulté. Ce processus nécessite une quantité importante de ressources informatiques et d'énergie, car le calcul de hash est un processus complètement aléatoire sans raccourcis, seulement des tentatives continues pour trouver la réponse.

Cependant, le mécanisme de preuve de travail présente également certains inconvénients, le plus évident étant la consommation énergétique énorme. Comme l'exploitation minière nécessite une grande quantité de ressources informatiques et d'énergie, cela met non seulement une certaine pression sur l'environnement, mais rend également les coûts d'exploitation minière élevés, limitant la participation de plus de nœuds. De plus, la vitesse de traitement des transactions du mécanisme de preuve de travail est relativement lente. Avec l'augmentation continue du volume des transactions sur le réseau Ethereum, les problèmes de congestion du réseau deviennent de plus en plus sérieux, les temps de confirmation des transactions sont de plus en plus longs, ce qui affecte l'expérience utilisateur. Ces problèmes ont incité Ethereum à passer progressivement au mécanisme de preuve d'enjeu (PoS).

3.2.2 Avantages et défis de sécurité du mécanisme de preuve d'enjeu

Le mécanisme de Preuve d'Enjeu (PoS) est un nouveau mécanisme de consensus progressivement introduit par Ethereum pour résoudre de nombreux problèmes du mécanisme de Preuve de Travail (PoW). Il a des principes et des avantages uniques pour améliorer la sécurité et la stabilité, mais il est également confronté à certains risques potentiels d'attaque.

Le principe de base du mécanisme PoS est de sélectionner les validateurs en fonction de la mise détenue par les nœuds (c’est-à-dire la quantité d’Ether mise en jeu), plutôt que de rivaliser pour le droit de tenir des comptes grâce à la puissance de calcul comme dans le mécanisme PoW. Dans le cadre du mécanisme PoS, les utilisateurs peuvent staker leur Ether dans le réseau Ethereum pour devenir des validateurs. Le système calculera le poids de la mise de chaque validateur en fonction de facteurs tels que la quantité d’Ether mise en jeu et le temps de détention. Plus la pondération de la mise d’un validateur est élevée, plus la probabilité d’être sélectionné pour créer de nouveaux blocs et valider des transactions est grande. Lorsqu’un validateur est sélectionné pour créer un nouveau bloc, il doit vérifier les transactions et regrouper les transactions vérifiées dans un nouveau bloc ajouté à la blockchain. Si le validateur travaille honnêtement, vérifie et emballe correctement les transactions, il recevra une certaine quantité d’Ether en récompense ; si le validateur se comporte de manière malveillante, par exemple en vérifiant intentionnellement des transactions incorrectes ou en tentant de falsifier la blockchain, son Ether staké sera déduit à titre de pénalité.

De plus, le mécanisme de preuve d'enjeu fait face à d'autres défis, tels que le problème de la centralisation des enjeux. Si quelques nœuds détiennent une grande quantité d'Ether et la mettent en jeu, ils peuvent avoir une influence significative sur le réseau, réduisant ainsi la décentralisation du réseau. Pour résoudre ce problème, la communauté Ethereum explore et recherche constamment, proposant des solutions d'amélioration, telles que l'introduction de la technologie de sharding, qui divise la blockchain en plusieurs fragments, chacun validé par différents validateurs, réduisant ainsi l'influence d'un seul nœud sur l'ensemble du réseau.

3.3 État de sécurité des contrats intelligents

3.3.1 Analyse des vulnérabilités de sécurité dans les contrats intelligents

Les contrats intelligents, comme l'une des applications principales d'Ethereum, affectent directement la stabilité de l'écosystème d'Ethereum et la sécurité des actifs des utilisateurs. Cependant, en raison de la complexité des contrats intelligents, de la difficulté d'écriture du code et de la nouveauté relative de la technologie de la blockchain, les contrats intelligents ont exposé de nombreuses vulnérabilités de sécurité dans les applications pratiques, dont certaines ont entraîné de graves incidents de sécurité et des pertes économiques importantes. L'incident DAO est l'un des incidents de sécurité de contrat intelligent les plus célèbres de l'histoire d'Ethereum, et il a eu un impact profond sur le développement d'Ethereum.

Le DAO est une organisation autonome décentralisée (DAO) basée sur Ethereum, qui lève et gère des fonds grâce à des contrats intelligents. Les utilisateurs peuvent investir de l'Ether dans le contrat du DAO et recevoir des jetons DAO correspondants, qui représentent les intérêts de l'utilisateur dans le DAO. L'intention initiale de la conception du contrat intelligent du DAO était de permettre aux utilisateurs de décider de l'orientation de l'investissement des fonds par le biais du vote, réalisant ainsi un capital-risque décentralisé. Cependant, le 17 juin 2016, un pirate informatique a découvert une grave vulnérabilité dans le contrat intelligent du DAO. En exploitant cette vulnérabilité, le pirate informatique a réussi à voler environ 3,6 millions d'Ether du contrat du DAO, d'une valeur de plus de 50 millions de dollars à l'époque.

Le principe d'une attaque de pirate informatique exploite principalement la vulnérabilité de réentrance dans les contrats intelligents. Dans le contrat intelligent de The DAO, lorsqu'un utilisateur demande à retirer des fonds, le contrat envoie d'abord les fonds à l'utilisateur, puis met à jour le solde de l'utilisateur. Le pirate crée un contrat malveillant, utilisant le mécanisme de rappel dans le contrat. Pendant la fenêtre entre l'envoi des fonds par le contrat à l'utilisateur et la mise à jour du solde, le pirate appelle à nouveau la fonction de retrait, réalisant ainsi le retrait de fonds multiples. Plus précisément, le contrat malveillant créé par le pirate contient une fonction de rappel. Lorsque le contrat The DAO envoie des fonds au contrat malveillant, cela déclenche cette fonction de rappel, qui appelle immédiatement à nouveau la fonction de retrait du contrat The DAO. Comme le contrat DAO n'a pas encore mis à jour le solde de l'utilisateur à ce stade, il enverra à nouveau des fonds au contrat malveillant. Ce cycle continue, permettant ainsi au pirate de retirer indéfiniment des fonds du contrat The DAO.

L’incident de la DAO a non seulement entraîné d’énormes pertes économiques pour les investisseurs, mais a également déclenché une profonde réflexion au sein de la communauté Ethereum sur la sécurité des contrats intelligents. Cet incident a mis en évidence de nombreux problèmes dans le processus de conception et de codage des contrats intelligents, tels que des failles logiques dans le code, une prise en compte insuffisante des risques pour les appels externes et un manque d’audits de sécurité rigoureux. Afin de récupérer les pertes des investisseurs, après d’intenses discussions, la communauté Ethereum a finalement décidé d’effectuer un hard fork pour récupérer l’Ether volé aux pirates et corriger les vulnérabilités des contrats intelligents. Cependant, ce hard fork a également provoqué une scission au sein de la communauté Ethereum, certaines personnes estimant que le hard fork violait le principe d’immuabilité de la blockchain. Ils ont choisi de rester sur la chaîne d’origine, formant ainsi Ethereum Classic (ETC).

En plus de l’incident de la DAO, il y a eu de nombreux autres incidents de sécurité liés aux contrats intelligents, tels que la vulnérabilité multi-signature du portefeuille Parity de 2017, qui a entraîné une perte d’environ 150 millions de dollars. Dans l’incident du portefeuille Parity, en raison d’une fonction du contrat à signatures multiples définie à tort comme pouvant être appelée publiquement, les pirates ont exploité cette vulnérabilité pour transférer des fonds du portefeuille Parity vers leur propre compte. Ces incidents de sécurité démontrent que les problèmes de sécurité des contrats intelligents ne peuvent être ignorés, car même une petite vulnérabilité peut être exploitée par des pirates, entraînant des pertes économiques importantes et une crise de confiance.

3.3.2 Audit de sécurité et vérification des contrats intelligents

Afin de répondre aux problèmes de sécurité de plus en plus graves des contrats intelligents et de garantir la stabilité de l'écosystème Ethereum et la sécurité des actifs des utilisateurs, l'audit de sécurité et la vérification des contrats intelligents sont devenus cruciaux. Les outils de vérification formelle et les sociétés d'audit tierces jouent un rôle indispensable dans ce processus.

Les outils de vérification formelle sont un type de technologie de vérification de contrats intelligents basée sur des méthodes mathématiques. Il convertit le code des contrats intelligents en modèles mathématiques, puis utilise un raisonnement mathématique rigoureux et des preuves pour vérifier si les contrats satisfont des propriétés de sécurité spécifiques et des exigences fonctionnelles. L'idée centrale de la vérification formelle est d'utiliser des langages formels pour décrire le comportement et les propriétés des contrats intelligents. En analysant précisément et en raisonnant sur ces descriptions, elle garantit la correction et la sécurité des contrats dans divers scénarios. Par exemple, en utilisant des prouveurs de théorèmes, des vérificateurs de modèles et d'autres outils pour analyser le code des contrats intelligents, elle vérifie les problèmes de sécurité courants tels que les bogues de réentrance, les débordements d'entiers et le contrôle des autorisations incorrect. L'avantage de la vérification formelle est sa capacité à fournir une précision et une fiabilité élevées, détectant les vulnérabilités potentielles et les erreurs logiques que les méthodes de test traditionnelles pourraient ignorer. Cependant, la vérification formelle présente également certaines limites. Elle nécessite une expertise technique élevée, des connaissances spécialisées et des compétences pour être utilisée. Le processus de vérification est souvent complexe et chronophage. Pour les projets de contrats intelligents à grande échelle, cela peut nécessiter des ressources computationnelles et du temps significatifs.

Les cabinets d’audit tiers jouent également un rôle important pour assurer la sécurité des contrats intelligents. Ces cabinets d’audit professionnels disposent d’une riche expérience et d’équipes de sécurité professionnelles, capables de mener des audits complets et approfondis des contrats intelligents. Ils utilisent généralement une variété de méthodes et d’outils, combinant l’examen manuel et l’analyse automatisée pour effectuer des vérifications détaillées sur le code des contrats intelligents. Au cours du processus d’audit, les auditeurs examinent attentivement la logique, les fonctionnalités, les mécanismes de sécurité et d’autres aspects des contrats intelligents afin d’identifier les vulnérabilités et les risques potentiels. Par exemple, ils vérifient si les contrôles d’autorisation du contrat sont raisonnables, s’il y a un accès non autorisé ; s’il existe des risques de débordement ou de sous-dépassement d’entiers dans les opérations mathématiques à l’intérieur du contrat ; si le traitement des appels externes dans le contrat est sécurisé, s’il existe des vulnérabilités aux attaques de réentrée, etc. Les cabinets d’audit tiers fournissent également des rapports détaillés et des recommandations basées sur les résultats de l’audit, aidant les développeurs à identifier et à résoudre en temps opportun les problèmes de sécurité dans les contrats intelligents. Certains cabinets d’audit tiers bien connus, tels que OpenZeppelin, ConsenSys Diligence, etc., jouissent d’une grande réputation et d’une grande influence dans l’industrie de la blockchain, et leurs services d’audit ont été reconnus et adoptés par de nombreux projets.

En plus des outils de vérification formelle et des sociétés d'audit tiers, les développeurs de contrats intelligents devraient également prendre une série de mesures de sécurité pour renforcer la sécurité des contrats. Tout d'abord, les développeurs devraient suivre les normes de codage sécurisé et écrire un code de haute qualité et sécurisé. Par exemple, éviter d'utiliser des fonctions et opérations non sécurisées, concevoir la logique et la structure du contrat de manière raisonnable, et garantir la lisibilité et la maintenabilité du code. Deuxièmement, les développeurs devraient effectuer des tests approfondis, y compris des tests unitaires, des tests d'intégration, des tests de fuzz, etc., pour découvrir et corriger les vulnérabilités potentielles à travers diverses méthodes de test. De plus, les développeurs peuvent se référer à certains modèles de contrats intelligents matures et bibliothèques, qui font généralement l'objet d'examens de sécurité rigoureux et de tests, offrant un certain niveau d'assurance de sécurité.

En conclusion, l'audit de sécurité et la vérification des contrats intelligents est une tâche globale qui nécessite des outils de vérification formelle, des institutions d'audit tierces, et les efforts conjoints des développeurs. En combinant divers moyens, il est possible d'améliorer efficacement la sécurité des contrats intelligents, de réduire les risques de sécurité et de garantir le développement sain de l'écosystème Ethereum.

4. Menaces à la sécurité d'Ethereum

4.1 Menace d'attaque externe

4.1.1 Méthodes et cas d'attaque de hackers

En tant que plateforme importante dans le domaine de la blockchain, Ethereum a attiré l'attention de nombreux hackers qui utilisent diverses méthodes d'attaque sophistiquées pour rechercher des profits, ce qui entraîne des risques de sécurité importants pour l'écosystème Ethereum. L'attaque de réentrance est une technique de piratage courante et hautement destructive basée sur des vulnérabilités dans le mécanisme d'exécution des contrats intelligents. Dans les contrats intelligents Ethereum, lorsqu'un contrat appelle une fonction externe, le flux d'exécution se déplace temporairement vers la fonction externe, puis revient au contrat d'origine à l'achèvement. Les attaques de réentrance exploitent cette fonctionnalité où les attaquants conçoivent soigneusement un code malveillant pour rappeler les fonctions pertinentes du contrat pendant l'intervalle entre l'appel d'une fonction externe et l'achèvement des mises à jour de l'état, permettant ainsi de répéter plusieurs fois certaines opérations pour voler des fonds ou perturber le fonctionnement normal du contrat.

4.1.2 Risques de logiciels malveillants et d'hameçonnage

Les logiciels malveillants et le phishing sont une autre menace majeure pour les utilisateurs d'Ethereum, qui volent astucieusement les clés privées des utilisateurs et d'autres informations importantes, posant de sérieux risques pour la sécurité des actifs des utilisateurs. Les logiciels malveillants sont un type de logiciel conçu spécifiquement pour voler des informations utilisateur, perturber les systèmes ou se livrer à d'autres activités malveillantes. Dans l'écosystème Ethereum, les logiciels malveillants se font souvent passer pour des logiciels ou des applications légitimes, incitant les utilisateurs à les télécharger et à les installer. Une fois installé, le logiciel malveillant s'exécute sur l'appareil de l'utilisateur, enregistrant discrètement les frappes, prenant des captures d'écran, surveillant les communications réseau et tentant d'obtenir la clé privée Ethereum de l'utilisateur.

Les attaques de logiciels malveillants et de phishing posent une menace sérieuse pour la sécurité des actifs des utilisateurs d'Ethereum. Pour prévenir ces attaques, les utilisateurs doivent rester vigilants et renforcer leur sensibilisation à la sécurité. Les utilisateurs ne devraient télécharger que des logiciels et des applications liés à Ethereum à partir de sources officielles et fiables, évitant de télécharger et d'installer des logiciels à partir de sources inconnues. Lors de l'utilisation d'un portefeuille Ethereum, assurez-vous de la sécurité de l'appareil, installez un logiciel antivirus fiable et des pare-feu, et mettez régulièrement à jour les correctifs de sécurité du système et des logiciels. En même temps, les utilisateurs devraient apprendre à identifier les attaques de phishing, ne pas cliquer facilement sur des liens provenant de sources inconnues et éviter de saisir des informations personnelles sensibles sur des sites Web non fiables. Si vous recevez des e-mails ou des messages suspects, vérifiez rapidement auprès des institutions concernées pour vous assurer de l'authenticité des informations.

4.2 Risques liés au mécanisme interne

4.2.1 Conception de défauts dans les contrats intelligents

Les contrats intelligents, en tant que composante essentielle d'Ethereum, influent directement sur la stabilité de l'écosystème Ethereum et la sécurité des actifs des utilisateurs. Cependant, en raison de la complexité des contrats intelligents et de divers facteurs dans le processus de développement, il peut exister divers défauts dans la conception des contrats intelligents, que les pirates informatiques pourraient exploiter, entraînant de graves problèmes de sécurité. Les erreurs logiques sont l'un des problèmes courants dans la conception des contrats intelligents. Au cours du processus de développement des contrats intelligents, les développeurs doivent écrire une logique de code complexe selon des exigences commerciales spécifiques pour mettre en œuvre diverses fonctions du contrat. Cependant, en raison d'erreurs humaines ou d'une compréhension insuffisante de la logique commerciale, des erreurs logiques peuvent se produire dans le code du contrat. Ces erreurs logiques peuvent se manifester sous forme de jugements conditionnels incorrects, de contrôles de boucle inappropriés ou de conceptions de machines à états non raisonnables.

4.2.2 Les risques potentiels des mécanismes de consensus

Ethereum se transitionne progressivement du mécanisme de consensus Proof of Work (PoW) au mécanisme de consensus Proof of Stake (PoS). Bien que des progrès significatifs aient été réalisés pour améliorer l'efficacité et réduire la consommation d'énergie, le mécanisme PoS apporte également certains risques potentiels, qui posent certaines menaces à la sécurité et à la décentralisation du réseau Ethereum. Sous le mécanisme PoS, les validateurs misent une certaine quantité d'Ether pour obtenir le droit de valider les transactions et de créer de nouveaux blocs. Le système sélectionne les validateurs en fonction de facteurs tels que le montant d'Ether misé et la durée de détention. Ce mécanisme affecte significativement la répartition des enjeux sur la sécurité et la décentralisation du réseau. Si une grande quantité d'enjeux est concentrée entre les mains de quelques validateurs, des problèmes de centralisation peuvent survenir.

La centralisation des capitaux propres peut entraîner une diminution de la décentralisation du réseau, car quelques validateurs ont une influence significative et peuvent dominer les décisions et les opérations du réseau. Cela contredit le concept de décentralisation poursuivi par Ethereum et peut susciter des préoccupations quant à l'équité et à la sécurité du réseau parmi les utilisateurs. La centralisation des capitaux propres accroît également le risque d'attaques réseau. Si un attaquant peut contrôler une grande quantité de capitaux propres, il peut lancer des attaques telles que le double-dépense ou la manipulation des données de la blockchain. Bien que dans le mécanisme de preuve d'enjeu (PoS), les attaquants doivent miser une grande quantité d'Ether, augmentant le coût de l'attaque, une fois réussie, les récompenses qu'ils pourraient obtenir pourraient être substantielles, ce qui pourrait tout de même attirer certains criminels à tenter des attaques.

En plus de la question de la centralisation des avoirs, le mécanisme de PoS fait également face au "Problème du Rien à Perdre". Sous le mécanisme de PoS, les profits des validateurs proviennent principalement du staking d'Ether et de la vérification des frais de transaction, sans aucun intérêt direct pour la sécurité et la stabilité du réseau. Cela peut amener les validateurs à valider simultanément sur plusieurs forks lorsqu'ils sont confrontés à différentes bifurcations de blockchain, par intérêt personnel, car ils ne subiront aucune perte peu importe lequel des forks devient la chaîne principale, et pourraient même recevoir plus de récompenses. Ce comportement peut entraîner plusieurs forks dans la blockchain, perturbant sa cohérence et sa stabilité, impactant gravement le fonctionnement normal du réseau.

Pour faire face à ces risques potentiels, la communauté Ethereum explore et recherche constamment des mesures d’amélioration. Par exemple, l’introduction de la technologie des fragments, qui divise la blockchain en plusieurs fragments, chacun validé par des validateurs différents, afin de réduire l’influence d’un seul validateur sur l’ensemble du réseau et d’atténuer le risque de centralisation ; l’adoption de mécanismes de pénalité plus stricts pour pénaliser sévèrement les validateurs qui valident sur plusieurs forks simultanément afin de réduire l’occurrence de problèmes de « rien en jeu ». En outre, il est nécessaire d’affiner davantage la conception du mécanisme PoS, en optimisant la distribution des enjeux et les algorithmes de sélection des validateurs afin d’améliorer la sécurité et la décentralisation du réseau.

5. Mesures de sécurité Ethereum

5.1 Mesures techniques de protection

5.1.1 Renforcement des algorithmes de chiffrement

Ethereum a toujours considéré l'amélioration des algorithmes cryptographiques comme une mesure clé pour améliorer la sécurité, explorant et innovant continuellement dans le domaine de la cryptographie pour faire face à des menaces de sécurité de plus en plus complexes. Avec le développement rapide de la technologie blockchain et l'expansion continue des scénarios d'application, les algorithmes cryptographiques traditionnels sont confrontés à des défis de plus en plus nombreux, tels que la menace potentielle de la technologie de l'informatique quantique. Les ordinateurs quantiques ont des capacités de calcul puissantes et pourraient théoriquement casser les algorithmes de cryptage existants basés sur des problèmes mathématiques, posant ainsi un risque potentiel pour la sécurité d'Ethereum. En réponse à ce défi, Ethereum mène activement des recherches et explore la cryptographie post-quantique (PQC). La cryptographie post-quantique vise à développer de nouveaux algorithmes de cryptage capables de résister aux attaques des ordinateurs quantiques. Ces algorithmes sont basés sur des principes mathématiques différents, tels que la cryptographie basée sur les réseaux, la cryptographie basée sur les hachages, la cryptographie multivariée, etc., et peuvent maintenir la sécurité dans un environnement d'informatique quantique. Les chercheurs et les développeurs de la communauté Ethereum surveillent de près le développement de la cryptographie post-quantique, évaluent son applicabilité et sa faisabilité dans Ethereum, et se préparent à d'éventuelles mises à niveau des algorithmes dans le futur.

En termes de fonctions de hachage, Ethereum optimise également en continu. Les fonctions de hachage sont un composant essentiel de la technologie blockchain, utilisées pour garantir l'intégrité des données et la résistance à la manipulation. Ethereum utilise actuellement principalement la fonction de hachage Keccak-256, qui offre une bonne sécurité et des performances. Cependant, à mesure que la technologie progresse, les exigences en matière de sécurité des fonctions de hachage ne cessent d'augmenter. L'équipe de recherche d'Ethereum continue de mener des analyses approfondies et d'améliorer le Keccak-256 pour garantir sa sécurité stable face à diverses méthodes d'attaque. En même temps, ils portent également une attention particulière aux nouveaux résultats de recherche sur les fonctions de hachage, explorant s'il existe de meilleures fonctions de hachage pouvant être appliquées à Ethereum pour renforcer davantage la sécurité et l'efficacité de la blockchain.

En outre, Ethereum se concentre également sur les détails de mise en œuvre des algorithmes de cryptage et la réparation des vulnérabilités de sécurité. Dans les applications pratiques, même si les algorithmes de cryptage offrent de bonnes performances en termes de sécurité, s'il existe des vulnérabilités dans le processus de mise en œuvre, les attaquants peuvent les exploiter. Les développeurs d'Ethereum suivent des normes strictes en matière de codage sécurisé, réalisent des examens minutieux et des tests du code de mise en œuvre des algorithmes de cryptage pour garantir la correction et la sécurité du code. Dès que des vulnérabilités de sécurité sont découvertes dans la mise en œuvre des algorithmes de cryptage, la communauté Ethereum réagira rapidement, publiera des correctifs de sécurité en temps opportun, corrigera les vulnérabilités et garantira le fonctionnement sécurisé du réseau Ethereum.

5.1.2 Conception de sécurité et examen des contrats intelligents

La conception sécurisée et la revue des contrats intelligents sont des maillons essentiels pour garantir la sécurité de l'écosystème Ethereum, directement liés à la sécurité des actifs des utilisateurs et à la stabilité de l'ensemble de l'écosystème. Dans le processus de développement des contrats intelligents, il est essentiel de suivre des normes de sécurité strictes. Les développeurs doivent adhérer aux principes d'une programmation concise et claire, éviter d'écrire une logique de code trop complexe, car un code complexe est souvent plus susceptible de cacher des vulnérabilités et difficile à auditer et à tester efficacement. Par exemple, lorsqu'il s'agit de logique métier complexe, les développeurs devraient la décomposer en plusieurs fonctions et modules simples, chaque module se concentrant sur la mise en œuvre d'une seule fonction. Cela facilite non seulement la maintenance et le débogage du code, mais aide également à réduire les risques de sécurité.

L’introduction d’un mécanisme efficace de contrôle des autorisations est un aspect clé de la conception sécurisée des contrats intelligents. En définissant de manière appropriée des modificateurs d’accès tels que public, privé et interne, l’accès des différents utilisateurs aux fonctions et aux données du contrat peut être contrôlé avec précision. Seuls les utilisateurs autorisés peuvent effectuer des opérations spécifiques, empêchant ainsi les accès non autorisés et les opérations malveillantes. Par exemple, dans un contrat intelligent impliquant la gestion de fonds, seuls le propriétaire du contrat ou les administrateurs autorisés peuvent retirer des fonds et modifier des paramètres importants, tandis que les utilisateurs réguliers ne peuvent effectuer que des opérations de requête, protégeant ainsi efficacement la sécurité des fonds.

La validation stricte des données et la validation des entrées sont également des aspects importants de la conception sécurisée des contrats intelligents. Pour les données d'entrée fournies par les utilisateurs, les contrats intelligents doivent subir une validation complète pour garantir qu'elles répondent au format et aux exigences attendus. Cela inclut des vérifications sur les types de données, les longueurs, les plages et la gestion de cas spéciaux tels que les valeurs nulles, les valeurs zéro et les valeurs exceptionnelles. Grâce à une validation efficace des données, les attaquants peuvent être empêchés d'exploiter les vulnérabilités des contrats intelligents en utilisant des entrées malveillantes, telles que les débordements d'entiers, les attaques de débordement de tampon. Par exemple, lors du traitement de la quantité d'entrée utilisateur, les contrats intelligents devraient vérifier si l'entrée est un entier positif et ne dépasse pas la valeur maximale prédéfinie pour éviter les pertes financières dues à des erreurs d'entrée ou des entrées malveillantes.

Des audits de sécurité réguliers des contrats intelligents sont un moyen important d’identifier et de corriger les vulnérabilités potentielles. Les audits de sécurité peuvent être effectués à l’aide de diverses méthodes, notamment l’analyse statique du code, l’exécution symbolique dynamique et la vérification formelle. L’analyse statique du code consiste à vérifier la syntaxe, la structure et la sémantique du code afin d’identifier les vulnérabilités de sécurité potentielles, telles que les variables non initialisées, les boucles infinies et d’autres problèmes. L’exécution symbolique dynamique consiste à exécuter du code de contrat intelligent et à tester le code dans diverses conditions pour découvrir des vulnérabilités potentielles, telles que des attaques de réentrée et un contrôle d’autorisation inapproprié. La vérification formelle est une technique de vérification basée sur des méthodes mathématiques, qui consiste à convertir le code du contrat intelligent en modèles mathématiques, puis à utiliser un raisonnement mathématique rigoureux et des preuves pour vérifier si le contrat répond à des propriétés de sécurité et à des exigences fonctionnelles spécifiques. Il peut fournir un haut niveau de précision et de fiabilité, mais il nécessite des compétences techniques élevées, et le processus de vérification est généralement complexe et prend du temps.

En plus des méthodes ci-dessus, l’examen de la sécurité des contrats intelligents peut également être assisté par des cabinets d’audit tiers professionnels. Ces entreprises disposent d’une riche expérience et d’équipes de sécurité professionnelles, capables de mener des audits complets et approfondis des contrats intelligents. Ils combineront des outils d’examen manuel et d’analyse automatisée pour effectuer des inspections détaillées du code des contrats intelligents, identifier les vulnérabilités et les risques potentiels, et fournir des rapports d’audit détaillés et des recommandations d’amélioration. Certaines sociétés d’audit tierces bien connues, telles que OpenZeppelin, ConsenSys Diligence, jouissent d’une grande réputation et d’une grande influence dans l’industrie de la blockchain, et de nombreux projets Ethereum choisissent ces sociétés pour des audits de sécurité avant de déployer des contrats intelligents pour assurer la sécurité des contrats.

5.2 Recommandations de sécurité au niveau de l'utilisateur

5.2.1 Sélection et utilisation de la sécurité du portefeuille

Dans l'écosystème Ethereum, les portefeuilles sont des outils importants pour les utilisateurs afin de stocker et gérer les actifs en Ether, et la sécurité du choix et de l'utilisation d'un portefeuille est directement liée à la sécurité des actifs des utilisateurs. Les portefeuilles Ethereum sont principalement divisés en portefeuilles chauds et portefeuilles froids, chacun ayant ses propres caractéristiques en termes de sécurité et de commodité. Les utilisateurs devraient faire des choix raisonnables en fonction de leurs propres besoins et de leur tolérance au risque.

Un portefeuille chaud est un portefeuille en ligne qui nécessite une connexion Internet pour être utilisé. Ses avantages comprennent la commodité et la capacité pour les utilisateurs d'effectuer des transactions à tout moment et en tout lieu. Les portefeuilles chauds courants incluent MetaMask, MyEtherWallet, etc., qui sont généralement sous forme d'extensions de navigateur ou d'applications mobiles. Les utilisateurs peuvent accéder directement et gérer leurs comptes Ethereum dans les navigateurs ou sur les téléphones mobiles. La sécurité d'un portefeuille chaud dépend principalement de la sécurité de l'appareil et des habitudes de l'utilisateur. Pour garantir la sécurité d'un portefeuille chaud, les utilisateurs doivent télécharger les applications de portefeuille à partir de sources officielles et de confiance, éviter de télécharger à partir de sites Web ou de sources non fiables pour éviter les logiciels malveillants ou les portefeuilles de phishing. Lors de l'utilisation d'un portefeuille chaud, les utilisateurs doivent protéger leurs appareils, installer un logiciel antivirus fiable et des pare-feu, mettre régulièrement à jour les correctifs de sécurité du système et des logiciels pour prévenir les attaques de piratage. De plus, il est crucial de définir un mot de passe fort, qui doit inclure des lettres majuscules et minuscules, des chiffres et des caractères spéciaux, faire au moins 8 caractères de long et éviter d'utiliser des mots de passe faciles à deviner comme des dates d'anniversaire ou des numéros de téléphone. En outre, pour renforcer la sécurité du compte, il est recommandé d'activer l'authentification à deux facteurs, tels que des codes de vérification par SMS, Google Authenticator, etc., de sorte que même si le mot de passe est compromis, les pirates ne peuvent pas facilement accéder au compte de l'utilisateur.

Un portefeuille froid est un portefeuille de stockage hors ligne qui n'est pas connecté au réseau, réduisant considérablement le risque de piratage et assurant une sécurité élevée. Les types courants de portefeuilles froids comprennent les portefeuilles matériels (comme Ledger Nano S, Trezor, etc.) et les portefeuilles papier. Un portefeuille matériel est un dispositif matériel spécialement conçu pour stocker des cryptomonnaies, stockant la clé privée sur le dispositif matériel et nécessitant une confirmation sur le dispositif pour la signature de transaction. Même lorsque le dispositif est connecté au réseau, la clé privée n'est pas exposée. Un portefeuille papier imprime la clé privée et la clé publique sur papier, que les utilisateurs doivent stocker en toute sécurité pour éviter la perte ou la fuite. Lors de l'utilisation d'un portefeuille froid, les utilisateurs doivent veiller à la bonne conservation du dispositif du portefeuille ou du papier pour éviter la perte, les dommages ou le vol. Pour les portefeuilles matériels, il est important de définir un mot de passe fort et de sauvegarder régulièrement la phrase mnémonique du portefeuille, car la phrase mnémonique est cruciale pour la récupération du portefeuille. En cas de perte, les actifs dans le portefeuille ne peuvent pas être récupérés. Pour les portefeuilles papier, ils doivent être conservés dans un endroit sûr pour éviter tout accès non autorisé.

Que vous choisissiez un portefeuille chaud ou un portefeuille froid, les utilisateurs doivent faire attention à protéger leurs clés privées et leurs mnémoniques lors de leur utilisation. La clé privée est le justificatif unique pour accéder aux comptes Ethereum. Une fois divulguée, d'autres peuvent librement transférer les actifs dans le portefeuille de l'utilisateur. Les mnémoniques sont une autre forme d'expression des clés privées et sont tout aussi importantes. Les utilisateurs doivent éviter d'entrer des clés privées et des mnémoniques dans des environnements non sécurisés, tels que des réseaux publics, des appareils non fiables, etc. De plus, ne divulgue pas les clés privées et les mnémoniques à d'autres, même s'ils prétendent être le service client officiel d'Ethereum ou d'autres personnes de confiance. L'équipe officielle d'Ethereum ne demandera jamais les clés privées et les mnémoniques des utilisateurs de quelque manière que ce soit. Si vous devez sauvegarder des clés privées ou des mnémoniques, il est recommandé d'utiliser des méthodes de sauvegarde hors ligne, telles que l'écriture des mnémoniques sur papier, de les stocker dans un endroit sécurisé, d'éviter les documents électroniques ou le stockage cloud pour la sauvegarde afin de prévenir le piratage.

5.2.2 Méthodes pour prévenir le phishing et les logiciels malveillants

Dans le processus d'utilisation d'Ethereum, les utilisateurs sont confrontés à de graves menaces d'attaques de phishing et de logiciels malveillants, qui peuvent entraîner la fuite d'informations importantes telles que les clés privées et les mnémoniques des utilisateurs, entraînant des pertes d'actifs. Il est donc crucial d'avoir une approche efficace de prévention. L'identification des attaques de phishing nécessite un haut niveau de vigilance et un dépistage minutieux de diverses sources d'informations. Les attaques de phishing sont souvent effectuées en envoyant de faux e-mails, des SMS, des messages sur les réseaux sociaux ou en créant de faux sites Web, entre autres. Ces faux messages sont souvent déguisés en entités de confiance telles que des institutions Ethereum officielles, des échanges bien connus et des fournisseurs de services de portefeuille pour attirer l'attention des utilisateurs. Par exemple, les e-mails de phishing peuvent inciter les utilisateurs à cliquer sur un lien avec un contenu tentant tel que "Il y a un problème de sécurité avec votre compte Ethereum, veuillez cliquer sur le lien pour le vérifier maintenant", "Félicitations pour avoir gagné une récompense Ethereum, veuillez cliquer sur le lien pour la réclamer". Une fois que les utilisateurs cliquent sur ces liens de phishing, ils sont redirigés vers un faux site Web qui ressemble étroitement au vrai. Ce faux site Web imite l'interface et la fonctionnalité du vrai site Web et demande aux utilisateurs de saisir des informations sensibles telles que les clés privées Ethereum, les phrases de récupération, les mots de passe, et plus encore. Une fois que l'utilisateur entre ces informations sans le savoir, le pirate informatique peut obtenir ces informations, puis prendre le contrôle du compte Ethereum de l'utilisateur et voler les actifs de l'utilisateur.

Pour prévenir les attaques de phishing, les utilisateurs doivent d'abord apprendre à identifier les liens de phishing. Les liens de phishing ont généralement certaines caractéristiques, telles que des noms de domaine mal orthographiés, l'utilisation de domaines similaires mais différents des sites officiels et des paramètres étranges dans le lien. Par exemple, le domaine du site Web officiel d'Ethereum est ethereum.orgCependant, les sites de phishing peuvent utiliser ethereum.comouethereum-org.comLes noms de domaine tels que '等类似的域名' sont utilisés pour tromper les utilisateurs. Avant de cliquer sur des liens, les utilisateurs doivent vérifier attentivement le nom de domaine pour s'assurer qu'il correspond au site Web officiel. En cas de doute sur l'authenticité d'un lien, les utilisateurs peuvent vérifier les informations pertinentes via des canaux officiels tels que le site Web officiel d'Ethereum, les comptes de médias sociaux, etc., pour confirmer s'il existe des notifications ou annonces connexes. De plus, les utilisateurs ne doivent pas faire confiance facilement aux informations provenant de sources inconnues, en particulier aux informations concernant les fonds, la sécurité des comptes et d'autres contenus importants. En cas de réception d'e-mails ou de messages suspects, ne cliquez sur aucun lien ni ne répondez aux informations, marquez-le plutôt comme spam ou supprimez-le immédiatement.

La prévention des logiciels malveillants est également un élément important pour assurer la sécurité d’Ethereum. Un logiciel malveillant est un type de logiciel conçu spécifiquement pour voler des informations sur les utilisateurs, perturber les systèmes ou se livrer à d’autres activités malveillantes. Dans l’écosystème Ethereum, les logiciels malveillants se déguisent souvent en logiciels ou applications légitimes, incitant les utilisateurs à les télécharger et à les installer. Une fois que l’utilisateur a installé le logiciel malveillant, il s’exécute sur l’appareil de l’utilisateur, enregistrant discrètement les frappes de l’utilisateur, prenant des captures d’écran, surveillant les communications réseau et tentant d’obtenir les clés privées Ethereum de l’utilisateur. Pour empêcher le téléchargement de logiciels malveillants, les utilisateurs ne doivent télécharger que des logiciels et des applications liés à Ethereum à partir de sources officielles et fiables. Par exemple, lors du téléchargement d’un portefeuille Ethereum, il doit être téléchargé à partir du site Web officiel du portefeuille ou de magasins d’applications réputés, en évitant les téléchargements à partir de sites Web ou de forums non fiables. Avant de télécharger un logiciel, vérifiez les informations du développeur, les évaluations des utilisateurs, etc., pour vous assurer de la fiabilité du logiciel. En outre, les utilisateurs doivent installer des logiciels antivirus et des pare-feu fiables, et mettre régulièrement à jour les bases de données virales et les correctifs de sécurité du système. Un logiciel antivirus peut surveiller le fonctionnement de l’appareil en temps réel, détecter et supprimer les logiciels malveillants ; Les pare-feu peuvent bloquer l’accès non autorisé au réseau, protégeant ainsi la sécurité du réseau de l’appareil. De plus, lors de l’utilisation d’un portefeuille Ethereum, les utilisateurs doivent faire attention à la sécurité physique de leur appareil, afin d’éviter la perte ou le vol. En cas de perte de l’appareil, des mesures doivent être prises rapidement, telles que la suspension du compte ou la modification des mots de passe, afin d’éviter le vol d’actifs.

5.3 Garantie au niveau de la communauté et de l'écosystème

5.3.1 Programme de surveillance communautaire et programme de prime de vulnérabilité

La communauté Ethereum joue un rôle crucial dans la garantie de la sécurité d'Ethereum, avec la supervision communautaire et les programmes de primes pour bugs étant des mesures importantes. Ethereum dispose d'une communauté de développeurs large et active, d'une communauté de chercheurs en sécurité, et d'une communauté d'utilisateurs ordinaires, avec des membres répartis à l'échelle mondiale. Ils sont passionnés par le développement d'Ethereum et participent activement à la maintenance de la sécurité d'Ethereum. Les membres de la communauté surveillent de près le fonctionnement du réseau Ethereum à travers divers canaux, identifiant rapidement les problèmes de sécurité potentiels et les vulnérabilités. Une fois des anomalies découvertes, ils discutent rapidement et échangent des informations au sein de la communauté, partageant leurs découvertes et leurs idées. Par exemple, lorsque les membres de la communauté découvrent un comportement de transaction anormal ou des vulnérabilités potentielles dans un contrat intelligent, ils publieront des informations pertinentes sur des plateformes telles que le forum de la communauté Ethereum et des groupes de médias sociaux pour attirer l'attention d'autres membres. D'autres membres analyseront et vérifieront ces informations, discutant collectivement de la gravité du problème et des solutions possibles. Grâce à ce mécanisme de surveillance communautaire, de nombreux risques potentiels en matière de sécurité peuvent être rapidement identifiés et résolus, garantissant le bon fonctionnement du réseau Ethereum.

5.3.2 Développement des normes de coopération industrielle et de sécurité

Dans le contexte du développement rapide de l'industrie de la blockchain, Ethereum collabore activement avec d'autres projets pour relever les défis de sécurité et s'engage à établir des normes de sécurité unifiées afin d'améliorer le niveau global de sécurité de l'écosystème de la blockchain. Alors que les applications de la technologie blockchain continuent de se développer, les interactions entre différents projets de blockchain deviennent de plus en plus fréquentes, telles que les transactions inter-chaînes, les applications multi-chaînes, etc. Ces interactions apportent de nouveaux risques de sécurité que les projets individuels trouvent difficiles à gérer seuls. Par conséquent, Ethereum collabore avec d'autres projets de blockchain pour mener conjointement des recherches et résoudre les problèmes de sécurité. Par exemple, en ce qui concerne la communication inter-chaînes, Ethereum collabore avec certains projets inter-chaînes bien connus pour explorer des solutions techniques inter-chaînes sécurisées et fiables, garantissant la sécurité des transferts d'actifs et des échanges d'informations entre différentes blockchains. Grâce à la collaboration, les parties peuvent partager des technologies de sécurité et des expériences pour relever collectivement les menaces de sécurité complexes et améliorer les capacités de résistance aux risques de l'ensemble de l'écosystème de la blockchain.

6. Tendances de développement de la sécurité ETH

6.1 L'impact des mises à niveau techniques sur la sécurité

6.1.1 Améliorations de la sécurité pour Ethereum 2.0

La mise à niveau d'Ethereum 2.0 est une étape importante dans le développement d'Ethereum. Ses améliorations en matière de sécurité couvrent plusieurs domaines clés, offrant une garantie solide pour le développement robuste de l'écosystème Ethereum. La technologie de sharding est une innovation centrale introduite dans Ethereum 2.0, visant à améliorer la scalabilité et les performances du réseau, tout en ayant un impact positif et profond sur la sécurité. Dans l'architecture traditionnelle d'Ethereum 1.0, tous les nœuds doivent traiter et vérifier chaque transaction, ce qui limite non seulement la puissance de traitement du réseau, mais augmente également le risque d'attaques contre des nœuds individuels. La technologie de sharding divise le réseau Ethereum en plusieurs sous-réseaux parallèles, appelés shards. Chaque shard peut traiter indépendamment une partie des transactions et des contrats intelligents, permettant un traitement de transaction parallèle. Cela signifie que le débit du réseau est considérablement augmenté et la vitesse de traitement des transactions est nettement accélérée.

D'un point de vue de la sécurité, la technologie de shardage réduit la charge et la pression sur les nœuds individuels, rendant difficile pour les attaquants de perturber le fonctionnement normal de l'ensemble du réseau en attaquant un seul nœud. Comme les transactions et les données sont réparties sur plusieurs shards, les attaquants doivent attaquer simultanément plusieurs shards pour causer des dommages substantiels au réseau, augmentant considérablement la difficulté et le coût de l'attaque. Par exemple, dans un réseau Ethereum composé de plusieurs shards, si un attaquant veut falsifier un enregistrement de transaction, il devrait contrôler simultanément des nœuds sur plusieurs shards, ce qui est presque impossible à réaliser en pratique car chaque shard comporte de nombreux nœuds participant à la vérification, et les nœuds sont indépendants les uns des autres, rendant le contrôle unifié difficile.

L'introduction du mécanisme de Preuve d'Enjeu (PoS) est un autre aspect important de l'amélioration de la sécurité dans Ethereum 2.0. Contrairement au mécanisme traditionnel de Preuve de Travail (PoW), le mécanisme PoS sélectionne les validateurs en fonction de facteurs tels que le montant de jetons Ether mis en jeu et la durée de détention. Les validateurs acquièrent le droit de valider les transactions et de créer de nouveaux blocs en misant une certaine quantité de jetons Ether. Ce mécanisme présente des avantages significatifs en matière de renforcement de la sécurité. Tout d'abord, le mécanisme PoS réduit la consommation d'énergie car il ne nécessite pas de calculs de hachage approfondis comme le mécanisme PoW, réduisant ainsi l'impact environnemental et les coûts miniers. Cela permet à davantage de nœuds de participer au réseau, renforçant la décentralisation du réseau. Un niveau plus élevé de décentralisation signifie un réseau plus sécurisé car il est difficile pour les attaquants de contrôler un nombre suffisant de nœuds pour lancer des attaques.

Deuxièmement, le mécanisme de PoS augmente le coût du comportement des attaquants grâce aux mécanismes de mise en jeu et de pénalité. Sous le mécanisme de PoW, les attaquants n'ont besoin que d'investir des ressources de calcul pour tenter d'attaquer le réseau, tandis que sous le mécanisme de PoS, les attaquants doivent miser une grande quantité d'Ether. Si l'attaque est détectée, l'Ether mis en jeu sera déduit, forçant les attaquants à bien considérer les risques et les récompenses avant de mener des attaques. Par exemple, si un attaquant tente une attaque de double dépense ou modifie des données de la blockchain, une fois découverte et confirmée par d'autres validateurs, leur Ether mis en jeu sera confisqué, entraînant des pertes économiques importantes pour l'attaquant et empêchant efficacement les comportements d'attaque malveillants.

En outre, Ethereum 2.0 a également apporté des améliorations de sécurité dans d’autres aspects, tels que l’optimisation des contrats intelligents. Les nouvelles fonctionnalités améliorent considérablement l’efficacité de l’exécution des contrats intelligents, leur permettant de gérer une logique métier plus complexe. Il y a également une amélioration significative de la sécurité, réduisant les vulnérabilités et les risques potentiels. Par exemple, en améliorant le modèle de programmation et l’environnement d’exécution des contrats intelligents, en renforçant la vérification et la révision du code des contrats, en rendant les contrats intelligents plus robustes et fiables face aux diverses méthodes d’attaque.

Conclusion

Pour les investisseurs, avant d'investir dans des projets liés à Ethereum, il est essentiel de mener des recherches et analyses complètes et approfondies. Il est important de bien comprendre les principes techniques du projet, les scénarios d'application, les perspectives du marché et les risques potentiels, et de ne pas se fier uniquement à la publicité du projet et à l'engouement du marché. Soyez attentif aux rapports d'audit de sécurité du projet pour vous assurer que les contrats intelligents du projet ont été soumis à un examen rigoureux par des cabinets d'audit professionnels et ne contiennent pas de failles de sécurité majeures. En même temps, diversifiez les investissements pour éviter de concentrer tous les fonds dans un seul projet Ethereum afin de réduire les risques d'investissement. Surveillez régulièrement la dynamique du marché Ethereum et le développement des projets, ajustez les stratégies d'investissement en temps voulu pour répondre aux changements du marché et aux risques potentiels en matière de sécurité.