1. مقدمة

1.1 الخلفية والأهمية

منذ إطلاقها في عام 2015 ، برزت Ethereum بسرعة كقوة أساسية في مجال العملات المشفرة ، حيث احتلت موقعا محوريا في النظام البيئي blockchain. Ethereum ليست مجرد عملة مشفرة ، ولكن الأهم من ذلك ، أنها منصة blockchain عامة مفتوحة المصدر مع وظائف العقود الذكية ، مما يوفر للمطورين بيئة قوية لبناء ونشر التطبيقات اللامركزية (DApps).

من منظور السوق، كانت عملة الإثيريوم الرقمية الأصلية إيثر (ETH) واحدة من أهم العملات الرقمية في السوق، تأتي في المرتبة الثانية بعد بيتكوين، وهي واحدة من الأصول التشفيرية الرئيسية التي يتابعها ويتداولها على نطاق واسع المستثمرون العالميون. تتدفق كميات كبيرة من الأموال إلى سوق الإثيريوم، حيث يبحث كل من المستثمرون المؤسسيون والأفراد عن فرص استثمارية ضمن نظام الإثيريوم. تتسبب تقلبات أسعاره في تأثير كبير على اتجاهات السوق العامة للعملات الرقمية.

من حيث الابتكار التكنولوجي، قام إثيريوم بريادة العقود الذكية، مما يتيح للمطورين كتابة ونشر رمز تعاقدي آلي على سلسلة الكتل. يوسّع هذا الابتكار بشكل كبير حدود تطبيق تكنولوجيا سلسلة الكتل، متجاوزًا عمليات العملات الرقمية البسيطة إلى مجالات مثل المالية، سلسلة التوريد، الرعاية الصحية، الألعاب، وغيرها. على سبيل المثال، في قطاع التمويل اللامركزي (DeFi)، تزدهر تطبيقات مختلفة مبنية على إثيريوم مثل الإقراض، التداول، التأمين، إلخ، مما يوفر للمستخدمين خدمات مالية أكثر افتتاحية وشفافية وكفاءة، مع إعادة تشكيل مشهد الأموال التقليدية. في قطاع الرمز الرقمي غير القابل للاستبدال (NFT)، أصبح إثيريوم أيضًا المنصة الرئيسية لترقية الأصول الفريدة مثل القطع الفنية الرقمية، والقطع الجماعية، إلخ، مما يدفع ازدهار السوق الرقمية للأصول الرقمية.

ومع ذلك ، مع التطور السريع والتوسع المستمر لنظام Ethereum البيئي ، أصبحت قضايا الأمان بارزة بشكل متزايد. تحدث الحوادث الأمنية مثل نقاط الضعف في العقود الذكية ، وهجمات الشبكة ، وإدارة المفاتيح الخاصة غير الصحيحة ، وما إلى ذلك ، بشكل متكرر ، مما يتسبب في خسائر كبيرة للمستثمرين والمطورين. على سبيل المثال ، في عام 2016 ، صدمت حادثة DAO سيئة السمعة ، حيث استغل المتسللون نقاط الضعف في العقود الذكية لسرقة أكثر من 50 مليون دولار أمريكي من إيثر بنجاح ، صناعة blockchain بأكملها. لم يؤد هذا إلى انقسام قوي ل Ethereum فحسب ، بل أدى أيضا إلى تفكير عميق في أمان العقود الذكية. تكثر الحوادث المماثلة ، مثل ثغرة البصمة المتعددة لمحفظة Parity لعام 2017 مما أدى إلى خسائر تبلغ حوالي 150 مليون دولار أمريكي ، بالإضافة إلى الهجمات المستمرة على مشاريع DeFi في السنوات الأخيرة ، وكلها تشير إلى التحديات الشديدة التي تواجه أمن Ethereum.

لذلك، فإن البحث في أمان إثيريوم ذو أهمية عملية قصوى. بالنسبة للمستثمرين، يمكن أن يساعدهم فهم عميق لآليات أمان إثيريوم والمخاطر المحتملة على اتخاذ قرارات استثمارية أكثر حكمة، مما يحمي بشكل فعال أمان أصولهم. بالنسبة للمطورين، يمكن أن يعزز فهم تقنيات الأمان في إثيريوم وأفضل الممارسات أمان العقود الذكية والتطبيقات اللامركزية أمانها، وتقليل مخاطر الثغرات والهجمات، والترويج للتطوير الصحي لنظام إثيريوم البيئي. من وجهة نظر النظام البيئي لسلسلة الكتل بأكملها، يساعد حماية تشغيل إثيريوم بشكل آمن ومستقر على تعزيز ثقة الناس في تكنولوجيا سلسلة الكتل، ودفع تطبيق وانتشار تكنولوجيا سلسلة الكتل في مجالات أكثر، ووضع الأسس لبناء نظام اقتصادي رقمي أكثر عدلاً وشفافية وكفاءة.

2. نظرة عامة على Ethereum

2.1 تاريخ تطور الإيثريوم

تاريخ تطوير Ethereum مليء بالابتكار والتغيير ، مما يعكس بوضوح التطور المستمر لتكنولوجيا blockchain. يمكن إرجاع أصولها إلى عام 2013 ، عندما نشر فيتاليك بوتيرين ، البالغ من العمر 19 عاما فقط في ذلك الوقت ، ورقة عمل Ethereum ، التي توضح بالتفصيل رؤية ومفاهيم تصميم Ethereum. تصور فيتاليك بناء منصة لامركزية تعتمد على تقنية blockchain التي لا تسهل معاملات العملة المشفرة فحسب ، بل تدعم أيضا تطوير وتشغيل العديد من التطبيقات اللامركزية (DApps). وضعت هذه الفكرة الرائدة الأساس النظري لولادة Ethereum.

في يناير 2014 ، روج فيتاليك بنشاط ل Ethereum في مؤتمر Bitcoin لأمريكا الشمالية في ميامي ، مما جذب العديد من الأفراد ذوي التفكير المماثل. تم تأسيس الفريق المؤسس ل Ethereum في البداية ، ويتألف من Vitalik و 7 مؤسسين آخرين. في نفس العام ، اقترح أحد المؤسسين ، Gavin Wood ، مفهوم Web3 ، مما زاد من إثراء الرؤية البيئية ل Ethereum والتأكيد على التحكم المستقل للمستخدمين في الهوية والأصول الرقمية. في يونيو 2014 ، قرر فيتاليك بناء Ethereum كمنظمة غير ربحية ، وبدء إنشاء مؤسسة Ethereum. تهدف المؤسسة إلى جمع الموارد من جميع الأطراف ، وتعزيز بناء البنية التحتية ل Ethereum ، وتمويل مشاريع التطوير ، وتقديم الدعم التنظيمي لتطوير Ethereum على المدى الطويل.

في 24 يوليو 2014 ، أطلقت Ethereum حدث ما قبل البيع لمدة 42 يوما ، والذي جذب اهتماما واسع النطاق من المستثمرين العالميين. جمع النجاح الهائل الذي حققه العرض المسبق مبلغا كبيرا من الأموال لمشروع Ethereum ، مما وفر أساسا ماديا متينا للتطوير التقني اللاحق وبناء الشبكة. في 30 يوليو 2015 ، حدث حدث بارز مع إصدار شبكة Ethereum Frontier ، مما يمثل التشغيل الرسمي ل Ethereum blockchain. في هذه المرحلة ، استهدفت Ethereum بشكل أساسي مطوري blockchain ، مع مشاركة المشاركين في العقدة في الشبكة من خلال التعدين ، ودعمت الشبكة نشر العقود الذكية. على الرغم من أن واجهة المستخدم الأولية كانت خشنة وكان لا بد من تنفيذ العمليات من خلال سطر الأوامر ، إلا أنها وفرت منصة للمطورين للاستكشاف والممارسة ، مما أدى إلى بدء رحلة تطوير Ethereum.

في 14 مارس 2016، أطلقت إثيريوم شبكة المرحلة الثانية Homestead، والتي كانت أول عملية تخريب صعبة لإثيريوم ونقطة مهمة في تطويره. هذه النسخة قامت بتحسين العقود الذكية، وقدمت شيفرة جديدة للغة العقد الذكي Solidity، وأطلقت محفظة سطح المكتب Mist، مما ساهم في تحسين تجربة المستخدم بشكل كبير. وهذا ما سمح للمستخدمين العاديين بحمل وتداول الإيثريوم بشكل أكثر ملائمة، وكتابة ونشر العقود الذكية، ودفع إثيريوم من مرحلة المطورين نحو قاعدة مستخدمين أوسع.

في 18 يونيو 2016 ، واجهت Ethereum تحديا كبيرا عندما تم اختراق مشروع DAO على المنصة. استغل المتسلل نقاط الضعف في العقد الذكي ونجح في سرقة حوالي 100 مليون دولار أمريكي من إيثر. صدم هذا الحدث صناعة blockchain بأكملها ، مما أدى إلى اهتمام واسع ومناقشات. من أجل التعويض عن خسائر المستثمرين ، بعد مناقشات مكثفة داخل مجتمع Ethereum ، قرر غالبية المشاركين تنفيذ عملية هارد فورك ، وتعديل قواعد الإجماع ، واستعادة ETH المسروقة في المحافظ ، وتصحيح نقاط الضعف. ومع ذلك ، لم تحصل عملية الهارد فورك هذه على موافقة بالإجماع من جميع الأعضاء داخل المجتمع. واصل بعض المشاركين التعدين والتداول على السلسلة الأصلية ، مما أدى إلى تقسيم Ethereum إلى بلوكشين منفصلين: ETH و Ethereum Classic (ETC).

في عام 2017 ، دخلت Ethereum مرحلة مهمة من التطوير ، وبدأ تنفيذ خطة ترقية Metropolis. خطة الترقية غنية بالمحتوى وتنقسم إلى مرحلتين: بيزنطة والقسطنطينية. في أكتوبر 2017 ، تم الانتهاء من ترقية بيزنطة بنجاح. سمحت هذه الترقية بعملية Revert ، وكانت متوافقة مع خوارزمية ZK-Snarks (إثبات المعرفة الصفرية) ، وأجلت قنبلة الصعوبة لمدة عام واحد ، وخفضت مكافأة الكتلة من 5ETH إلى 3ETH. عززت هذه التحسينات أمن وكفاءة شبكة Ethereum ، مما وضع الأساس للتطوير اللاحق. طوال عام 2017 ، شهد سوق العملات المشفرة طفرة في عروض العملات الأولية (ICOs) ، وظهرت مشاريع ICO القائمة على منصة Ethereum بأعداد كبيرة. قام عدد كبير من المشاريع بجمع الأموال على Ethereum عن طريق إصدار الرموز المميزة. تسبب هذا الاتجاه في ارتفاع سعر ETH ، ليصل إلى 1400 دولار. نجحت Ethereum ونظامها البيئي في اختراق ، مما جذب المزيد من الاهتمام من المستثمرين والمطورين في جميع أنحاء العالم ، مما عزز مكانتها في مجال blockchain.

في 28 فبراير 2019 ، تم تشغيل تحديث الشوكة الصلبة Constantinople ، والذي يتضمن مجموعة من 5 تحديثات بروتوكولية: EIP 1234 ، EIP145 ، EIP 1014 ، EIP 1052 ، و EIP 1283. هذه البروتوكولات تحسن رسوم الغاز ، مما يقلل من تكاليف المعاملات للمستخدمين ؛ يؤخر 'قنبلة الصعوبة' ، مما يمنح Ethereum المزيد من الوقت للانتقال إلى آلية توافق الحصة النقدية (PoS) ؛ يحسن كفاءة التحقق من العقود الذكية ، يقلل من مكافآت الكتل ، يقدم آلية توافق PoW+PoS ، مما يعزز بشكل كبير أداء Ethereum وأمانها.

في نهاية عام 2019 ، بدأت Ethereum رحلتها نحو الإصدار 2.0 ، وهو تحول شامل وعميق يهدف إلى معالجة العديد من المشكلات مثل قابلية التوسع والأمن واستهلاك الطاقة التي تواجهها Ethereum حاليا. من المقرر طرح Ethereum 2.0 على ثلاث مراحل على الأقل: تم إطلاق المرحلة 0 في عام 2020 ، مع التركيز على تشغيل المدققين وتشغيلهم على Beacon Chain ، وهو عبارة عن blockchain PoS جديد تماما ومكون أساسي ل Ethereum 2.0 ، مما يضع الأساس للترقيات اللاحقة ؛ سيتم إصدار المرحلة 1 والمرحلة 2 في السنوات القادمة ، واستكمال مهام إطلاق سلاسل الأجزاء وإطلاق طبقة التنفيذ ، وتحسين قدرات معالجة شبكة Ethereum من خلال تقنية التجزئة ، وتحقيق إنتاجية أعلى ورسوم معاملات أقل ، وبالتالي تلبية الطلبات المتزايدة للتطبيقات اللامركزية.

في أبريل 2021 ، خضعت Ethereum لترقية شنغهاي ، بهدف تحسين كفاءة الشبكة ، وخفض رسوم المعاملات ، وزيادة تعزيز تجربة المستخدم. في عام 2023 ، يستمر تطوير Ethereum في التقدم ، مع خطط لمزيد من الترقيات والتحسينات في المستقبل ، مثل ترقية Caary المتوقعة في الربع الرابع ، والتي تهدف إلى زيادة تحسين أداء الشبكة وتقديم ميزات جديدة للتكيف مع متطلبات السوق المتطورة والاتجاهات التكنولوجية.

2.2 الهندسة المعمارية التقنية لإثيريوم

الهندسة المعمارية التقنية لإثيريوم هي الدعم الأساسي لتحقيق التطبيقات اللامركزية ووظائف العقود الذكية، وتكامل مجموعة متنوعة من المفاهيم التكنولوجية المتقدمة والتصاميم المبتكرة، بما في ذلك تقنية البلوكشين والعقود الذكية وآلة إثيريوم الافتراضية (EVM) وآليات التوافق، إلخ، تتعاون هذه المكونات مع بعضها البعض لضمان التشغيل الثابت والوظائف القوية لمنصة إثيريوم بشكل مشترك.

Blockchain هي التكنولوجيا الأساسية ل Ethereum ، وهي دفتر أستاذ موزع يتكون من سلسلة من كتل البيانات مرتبة بترتيب زمني. تحتوي كل كتلة بيانات على سجلات معاملات متعددة وقيمة التجزئة للكتلة السابقة. يمنح هيكل السلسلة هذا blockchain خصائص الثبات والتتبع. في Ethereum ، لا تسجل blockchain معلومات المعاملات الخاصة ب Ether فحسب ، بل تخزن أيضا رمز وحالة العقود الذكية. عندما يبدأ المستخدم معاملة ، يتم بث معلومات المعاملة إلى عقد مختلفة في شبكة Ethereum. تتحقق العقد من المعاملة وتؤكدها من خلال آلية الإجماع. بمجرد تأكيد المعاملة ، يتم تعبئتها في كتلة جديدة وإضافتها إلى blockchain. بهذه الطريقة ، تحقق Ethereum التسجيل اللامركزي وتخزين المعاملات ، مما يضمن أمان وموثوقية البيانات.

العقود الذكية هي واحدة من الابتكارات الأساسية لإثيريوم، وهي عقود تنفذ ذاتيًا مخزنة على السلسلة الكتلية، تتكون من الكود والبيانات. يحدد كود العقود الذكية القواعد والمنطق للعقد، بينما تحتوي البيانات على حالة العقد والمتغيرات. تُكتب العقود الذكية بلغات البرمجة مثل Solidity، ويمكن للمطورين كتابة منطق العقد المعقدة المختلفة وفقًا لاحتياجات الأعمال المحددة. على سبيل المثال، في تطبيقات التمويل اللامركزي (DeFi)، يمكن للعقود الذكية تنفيذ وظائف مثل الإقراض والتداول والتأمين؛ في مجال الرموز غير القابلة للاستبدال (NFT)، يمكن للعقود الذكية تحديد ملكية وقواعد المعاملات للأصول الرقمية. يتم تشغيل العقود الذكية تلقائيًا. عندما يتم تحقيق الشروط المحددة في العقد، سيتم تنفيذ كود العقد تلقائيًا على الجهاز الافتراضي لإثيريوم، دون الحاجة إلى تدخل طرف ثالث، مما يحقق التأمين والثقة في التعاملات.

آلة Ethereum الافتراضية (EVM) هي بيئة تنفيذ العقود الذكية. إنها آلة افتراضية قائمة على المكدس توفر مساحة تنفيذ معزولة وآمنة للعقود الذكية. يمكن فهم EVM على أنه برنامج يعمل على عقدة Ethereum ، قادر على تفسير وتنفيذ الرمز الثانوي للعقد الذكي. تحتوي كل عقدة Ethereum على EVM ، وعندما يتم نشر عقد ذكي على blockchain ، يتم تخزين الرمز الثانوي الخاص به في blockchain. عندما يتم استدعاء العقد ، يقرأ EVM رمز العقد من blockchain وينفذ رمز العقد بترتيب التعليمات. يسمح تصميم EVM بتشغيل العقود الذكية بنفس الطريقة على عقد Ethereum المختلفة ، مما يضمن اتساق وموثوقية تنفيذ العقد. بالإضافة إلى ذلك ، يوفر EVM سلسلة من آليات الأمان مثل إدارة الذاكرة والتحكم في الأذونات لمنع الهجمات الضارة وإساءة استخدام الموارد بين العقود الذكية.

آلية الإجماع هي تقنية رئيسية لضمان اتساق البيانات بين العقد في شبكة Ethereum. في تطوير Ethereum ، تم اعتماد آليات إجماع مختلفة. في الأيام الأولى ، استخدمت Ethereum آلية إجماع إثبات العمل (PoW) ، والتي بموجبها يتنافس عمال المناجم لحل المشكلات الرياضية المعقدة للتنافس على الحق في إنشاء كتل جديدة. يمكن فقط لعمال المناجم الذين نجحوا في حل المشكلة الرياضية إضافة كتلة جديدة إلى blockchain والحصول على مكافآت Ether المقابلة. تتمثل ميزة آلية إثبات العمل في الأمان العالي واللامركزية ، حيث يحتاج المهاجمون إلى قدر كبير من موارد الحوسبة لمهاجمة الشبكة. ومع ذلك ، فإن آلية إثبات العمل لها أيضا بعض العيوب الواضحة ، مثل ارتفاع استهلاك الطاقة وسرعة معالجة المعاملات البطيئة. لمعالجة هذه المشكلات ، تنتقل Ethereum تدريجيا إلى آلية إجماع إثبات الحصة (PoS). في آلية PoS ، يقوم المدققون بتخزين كمية معينة من Ether للحصول على الحق في التحقق من صحة المعاملات وإنشاء كتل جديدة. يختار النظام المدققين بناء على عوامل مثل مقدار تخزين الإيثر ووقت الاحتفاظ. بالمقارنة مع آلية إثبات العمل ، فإن آلية PoS لديها استهلاك أقل للطاقة ، وكفاءة أعلى في معالجة المعاملات ، مع الحفاظ على مستوى عال من الأمان واللامركزية.

بالإضافة إلى المكونات الأساسية المذكورة أعلاه، يشمل إثيريوم أيضًا بعض الوحدات التقنية الهامة الأخرى، مثل شبكة P2P، وإدارة الحسابات والمفاتيح، وآلية الغاز، وما إلى ذلك. تُستخدم شبكة P2P لتحقيق الاتصال ونقل البيانات بين عقد إثيريوم، مما يضمن مشاركة معلومات المعاملات وبيانات الكتل بشكلٍ موجه بين العقد. تتولى إدارة الحسابات والمفاتيح مسؤولية إدارة معلومات حساب المستخدم والمفاتيح الخاصة، مما يضمن أمان أصول المستخدم. تعد آلية الغاز آلية رسوم صممتها إثيريوم لمنع إساءة استخدام وإهدار العقود الذكية. يحتاج المستخدمون إلى دفع كمية معينة من الغاز عند تنفيذ العقود الذكية أو إجراء المعاملات، ويعتمد سعر واستهلاك الغاز على تعقيد العملية.

3. حالة أمان إثيريوم

3.1 أساسيات التشفير الحماية

يعتمد أمان Ethereum إلى حد كبير على أساس التشفير المتين ، بما في ذلك بشكل أساسي التقنيات الرئيسية مثل تشفير المنحنى الإهليلجي (ECC) ووظائف التجزئة ، والتي توفر ضمانات أمنية أساسية لحسابات ومعاملات Ethereum.

يعد تشفير المنحنى الإهليلجي جزءا مهما من نظام تشفير Ethereum ، والذي يعتمد على مشكلة اللوغاريتم المنفصل للمنحنى الإهليلجي ، مع أمان وكفاءة عالية. في Ethereum ، يستخدم تشفير المنحنى الإهليلجي بشكل أساسي لإنشاء أزواج مفاتيح عامة وخاصة للحساب. المفتاح الخاص للمستخدم هو رقم 256 بت يتم إنشاؤه عشوائيا ، والذي ، من خلال عملية ضرب المنحنى الإهليلجي مع نقطة مولد ثابتة ، يشتق المفتاح العام المقابل. المفتاح العام هو نقطة على المنحنى الإهليلجي ممثلة بزوج من الإحداثيات (x ، y). تجعل طريقة التشفير هذه القائمة على المنحنيات الإهليلجية من المستحيل تقريبا اشتقاق المفتاح الخاص من المفتاح العام ، مما يضمن أمان حسابات المستخدمين. على سبيل المثال ، عندما يبدأ المستخدم معاملة Ethereum ، يتم توقيع معلومات المعاملة باستخدام المفتاح الخاص ، ويمكن للمستلم التحقق من صحة التوقيع باستخدام المفتاح العام للمرسل ، مما يضمن أن المعاملة قد بدأت بالفعل من قبل المستخدم الذي يمتلك المفتاح الخاص المقابل وأن محتوى المعاملة لم يتم العبث به أثناء الإرسال.

تلعب وظائف التجزئة أيضا دورا مهما في Ethereum ، حيث تستخدم Ethereum بشكل أساسي وظيفة التجزئة Keccak-256. تمتلك وظائف التجزئة خصائص مثل الحتمية والاتجاه الواحد ومقاومة الاصطدام. في Ethereum ، يتم تطبيق وظائف التجزئة على نطاق واسع في جوانب مختلفة. أولا ، في بنية كتلة blockchain ، تحتوي كل كتلة على قيمة التجزئة للكتلة السابقة. من خلال هيكل السلسلة هذا ، يتم ضمان ثبات وتتبع blockchain. بمجرد العبث بمحتوى الكتلة ، تتغير قيمة التجزئة الخاصة بها ، مما يتسبب في حدوث تناقضات في قيم التجزئة المشار إليها بواسطة الكتل اللاحقة ، مما يعرض اتساق blockchain بأكمله للخطر ويجعل العبث قابلا للاكتشاف بسهولة. ثانيا ، تستخدم وظائف التجزئة لحساب قيمة التجزئة للمعاملات ، حيث يكون لكل معاملة قيمة تجزئة فريدة لتحديد الهوية. في العقود الذكية ، تستخدم وظائف التجزئة أيضا للتحقق من سلامة واتساق رمز العقد ، مما يضمن عدم تغيير العقد بشكل ضار أثناء النشر والتنفيذ.

بالإضافة إلى ذلك، يستخدم إثيريوم أيضًا وظائف التجزئة لتوليد عناوين الحسابات. يتم حساب عنوان حساب إثيريوم من المفتاح العام من خلال وظيفة تجزئة Keccak-256. العملية المحددة هي تجزئة المفتاح العام أولاً، ثم اتخاذ آخر 20 بايتًا من قيمة التجزئة كعنوان حساب. تجعل هذه الطريقة عنوان الحساب فريدًا ومقاومًا للتزوير، مما يتيح للمستخدمين استقبال الإيثر وإجراء المعاملات من خلال عنوان الحساب دون القلق بشأن مخاطر الأمان المتعلقة بتزييف أو تزوير العنوان.

في الختام، تتمم تشفير المنحنى البيضاوي والتقنيات التشفيرية مثل وظائف التجزئة بعضها البعض، وتشكل ركيزة نظام أمان إثيريوم. إنها تلعب دورًا حاسمًا في ضمان أمان حسابات إثيريوم، وأمان المعاملات، وكذلك سلامة وعدم قابلية التغيير لبيانات سلسلة الكتل، مما يتيح لإثيريوم العمل بشكل آمن وموثوق في بيئة لامركزية، وتوفير مستوى عالٍ من ضمان الثقة للمستخدمين.

3.2 الاعتبارات الأمنية لآلية التوافق

ميزات الأمان لآلية PoW 3.2.1

آلية العمل الاحتكاري (PoW) هي آلية التوافق التي اعتمدها إثيريوم في الأيام الأولى، والتي تتميز بخصائص ومبادئ فريدة في ضمان أمان شبكة إثيريوم.

المبدأ الأساسي لآلية إثبات العمل هو السماح لعمال المناجم بالتنافس لحل المشكلات الرياضية المعقدة من أجل التنافس على الحق في إنشاء كتل جديدة. في شبكة Ethereum ، يمكن لكل عقدة المشاركة في التعدين كعامل منجم. عند حدوث معاملات جديدة ، يتم حزم هذه المعاملات في كتلة مرشحة ، ويحتاج عمال المناجم إلى إجراء حسابات التجزئة على هذه الكتلة المرشحة. الهدف من حساب التجزئة هو العثور على قيمة تجزئة تلبي متطلبات صعوبة محددة ، والتي يتم تعديلها ديناميكيا بواسطة شبكة Ethereum لضمان متوسط إنتاج كتلة جديدة كل 15 ثانية أو نحو ذلك. من أجل العثور على قيمة التجزئة المطلوبة ، يحتاج عمال المناجم إلى تجربة أرقام عشوائية مختلفة باستمرار وإجراء حسابات التجزئة مع البيانات الأخرى في الكتلة المرشحة حتى يحصلوا على قيمة تجزئة تلبي متطلبات الصعوبة. تتطلب هذه العملية قدرا كبيرا من موارد الحوسبة والطاقة ، حيث أن حساب التجزئة هو عملية عشوائية تماما بدون اختصارات ، فقط محاولات مستمرة للعثور على الإجابة.

ومع ذلك، لدى آلية PoW أيضًا بعض العيوب، أبرزها هو الاستهلاك الضخم للطاقة. نظرًا لأن التعدين يتطلب كمية كبيرة من موارد الحوسبة والطاقة، فإن هذا لا يضع ضغطًا معينًا على البيئة فحسب، بل يجعل تكاليف التعدين مرتفعة، مما يحد من مشاركة المزيد من العقد. بالإضافة إلى ذلك، سرعة معالجة المعاملات في آلية PoW بطيئة نسبيًا. مع الزيادة المستمرة في حجم المعاملات على شبكة Ethereum، تصبح مشكلات ازدحام الشبكة أكثر خطورة، وأوقات تأكيد المعاملات تصبح أطول، مما يؤثر على تجربة المستخدم. هذه المشاكل دفعت Ethereum تدريجيًا نحو الانتقال إلى آلية الحصة الإثبات (PoS)

3.2.2 مزايا الأمان والتحديات لآلية PoS

آلية إثبات الحصة (PoS) هي آلية إجماع جديدة تم تقديمها تدريجيا بواسطة Ethereum لحل العديد من مشاكل آلية إثبات العمل (PoW). لديها مبادئ ومزايا فريدة في تحسين الأمن والاستقرار ، ولكنها تواجه أيضا بعض مخاطر الهجوم المحتملة.

المبدأ الأساسي لآلية PoS هو اختيار المدققين بناء على الحصة التي تحتفظ بها العقد (أي مقدار Ether المخزنة) ، بدلا من التنافس على الحق في الاحتفاظ بالحسابات من خلال القوة الحسابية كما هو الحال في آلية إثبات العمل. بموجب آلية PoS ، يمكن للمستخدمين مشاركة Ether الخاص بهم في شبكة Ethereum ليصبحوا مدققين. سيقوم النظام بحساب وزن الحصة لكل مدقق بناء على عوامل مثل مقدار تخزين الأثير ووقت الاحتفاظ. كلما زاد وزن حصة المدقق ، زاد احتمال اختياره لإنشاء كتل جديدة والتحقق من صحة المعاملات. عندما يتم تحديد مدقق لإنشاء كتلة جديدة ، فإنه يحتاج إلى التحقق من المعاملات وحزم المعاملات التي تم التحقق منها في كتلة جديدة تضاف إلى blockchain. إذا كان المدقق يعمل بأمانة، ويتحقق من المعاملات ويحزمها بشكل صحيح، فسيتلقى مبلغا معينا من إيثر كمكافأة؛ إذا تصرف المدقق بشكل ضار ، مثل التحقق عمدا من المعاملات غير الصحيحة أو محاولة العبث ب blockchain ، خصم Ether المربوط كعقوبة.

بالإضافة إلى ذلك، تواجه آلية PoS بعض التحديات الأخرى، مثل مسألة تركيز الحصة. إذا كانت بعض العقد تحمل كمية كبيرة من الإيثر وتراهن عليها، فقد تكون لها تأثير كبير على الشبكة، مما يقلل من اللامركزية في الشبكة. ولمعالجة هذه المسألة، تقوم مجتمع إثيريوم بالتحقيق والبحث باستمرار، واقتراح بعض الحلول التحسينية، مثل إدخال تقنية التجزئة، وتقسيم البلوكشين إلى شظايا متعددة، يتم التحقق من كل منها من قبل محققين مختلفين، مما يقلل من تأثير عقد واحد على الشبكة بأكملها.

3.3 حالة الأمان للعقود الذكية

3.3.1 تحليل الثغرات الأمنية في العقود الذكية

العقود الذكية، كواحدة من التطبيقات الأساسية لإثيريوم، تؤثر بشكل مباشر على استقرار نظام الإثيريوم وأمان أصول المستخدم. ومع ذلك، بسبب تعقيد العقود الذكية، وصعوبة كتابة الشفرة، والجديد نسبيًا لتكنولوجيا البلوكشين، فإن العقود الذكية قد عرضت للعديد من الثغرات الأمنية في التطبيقات العملية، بعضها أدى إلى حوادث أمنية خطيرة وخسائر اقتصادية كبيرة. حادثة الداو هي واحدة من أشهر حوادث أمن العقود الذكية في تاريخ إثيريوم، ولقد أثرت بشكل كبير على تطور إثيريوم.

تعتبر The DAO منظمة ذاتية مستقلة متميزة (DAO) مبنية على إثيريوم، التي تجمع وتدير الأموال من خلال العقود الذكية. يمكن للمستخدمين استثمار الإثير في عقد The DAO واستلام رموز DAO المقابلة، التي تمثل مصالح المستخدم في The DAO. النية الأصلية لتصميم العقد الذكي لـ The DAO هي السماح للمستخدمين بتحديد اتجاه استثمار الأموال من خلال التصويت، لتحقيق رأس المال الاستثماري اللامركزي. ومع ذلك، في 17 يونيو 2016، اكتشف قراصنة ثغرة خطيرة في عقد The DAO الذكي. باستغلال هذه الثغرة، تمكن القراصنة بنجاح من سرقة حوالي 3.6 مليون إثير من عقد The DAO، الذي كان يعادل أكثر من 50 مليون دولار أمريكي في ذلك الوقت.

يستغل مبدأ هجوم القراصنة بشكل أساسي ثغرة إعادة الدخول في العقود الذكية. في العقد الذكي ل DAO ، عندما يطلب المستخدم سحب الأموال ، يرسل العقد الأموال أولا إلى المستخدم ، ثم يقوم بتحديث رصيد المستخدم. يقوم المتسلل بإنشاء عقد ضار ، باستخدام آلية رد الاتصال في العقد. أثناء النافذة بين العقد الذي يرسل الأموال إلى المستخدم ولم يتم تحديث الرصيد بعد ، يستدعي المتسلل وظيفة السحب مرة أخرى ، مما يحقق الغرض من عمليات سحب الأموال المتعددة. على وجه التحديد ، يحتوي العقد الضار الذي أنشأه المتسلل على وظيفة رد الاتصال. عندما يرسل عقد DAO الأموال إلى العقد الضار ، فإنه يقوم بتشغيل وظيفة رد الاتصال هذه ، والتي تستدعي على الفور وظيفة سحب عقد DAO مرة أخرى. نظرا لأن عقد DAO لم يقم بتحديث رصيد المستخدم في هذه المرحلة ، فإنه سيرسل الأموال إلى العقد الضار مرة أخرى. تستمر هذه الدورة ، مما يسمح للمتسلل بسحب الأموال بلا حدود من عقد DAO.

لم يتسبب وقوع حادث DAO في خسائر اقتصادية ضخمة للمستثمرين فحسب ، بل أثار أيضا انعكاسا عميقا داخل مجتمع Ethereum حول أمان العقود الذكية. كشف هذا الحادث عن العديد من المشاكل في عملية تصميم وترميز العقود الذكية ، مثل الثغرات المنطقية في الكود ، وعدم كفاية النظر في مخاطر المكالمات الخارجية ، وعدم وجود عمليات تدقيق أمنية صارمة. من أجل استرداد خسائر المستثمرين ، بعد مناقشات مكثفة ، قرر مجتمع Ethereum في النهاية تنفيذ عملية هارد فورك لاسترداد الإيثر المسروق من المتسللين وإصلاح نقاط الضعف في العقود الذكية. ومع ذلك ، تسببت عملية الهارد فورك هذه أيضا في حدوث انقسام في مجتمع Ethereum ، حيث يعتقد بعض الناس أن الهارد فورك انتهكت مبدأ ثبات blockchain. اختاروا البقاء على السلسلة الأصلية ، وبالتالي تشكيل Ethereum Classic (ETC).

بالإضافة إلى حادثة داو، هناك كانت العديد من حوادث أمان العقود الذكية الأخرى، مثل ثغرة محفظة باريتي متعددة التوقيع لعام 2017، مما أدى إلى خسارة تقدر بنحو 150 مليون دولار. في حادثة محفظة باريتي، بسبب وجود وظيفة في عقد التوقيع المتعدد تم تعيينها بشكل غير صحيح كما يمكن استدعاؤها علناً، استغل القراصنة هذه الثغرة لنقل الأموال من محفظة باريتي إلى حسابهم الخاص. تثبت هذه الحوادث الأمنية أن قضايا أمان العقود الذكية لا يمكن تجاهلها، حيث أن حتى الثغرة الصغيرة يمكن استغلالها من قبل القراصنة، مما يؤدي إلى خسائر اقتصادية كبيرة وأزمة ثقة.

3.3.2 التدقيق الأمني والتحقق للعقود الذكية

من أجل معالجة قضايا الأمان المتزايدة بشكل متزايد للعقود الذكية وضمان استقرار نظام الأيثيريوم وأمان أصول المستخدم، أصبحت عمليات التدقيق الأمني والتحقق من العقود الذكية أمرًا حاسمًا. تلعب أدوات التحقق الرسمية وشركات التدقيق الخارجية دورًا لا غنى عنه في هذه العملية.

أدوات التحقق الرسمية هي نوع من تقنيات التحقق من العقود الذكية القائمة على الأساليب الرياضية. يقوم بتحويل رمز العقود الذكية إلى نماذج رياضية ثم يستخدم التفكير الرياضي الصارم والبراهين للتحقق مما إذا كانت العقود تفي بخصائص أمنية ومتطلبات وظيفية محددة. الفكرة الأساسية للتحقق الرسمي هي استخدام اللغات الرسمية لوصف سلوك وخصائص العقود الذكية. من خلال التحليل الدقيق والتفكير في هذه الأوصاف ، فإنه يضمن صحة وأمن العقود في سيناريوهات مختلفة. على سبيل المثال ، باستخدام أدوات إثبات النظرية ومدققات النماذج وأدوات أخرى لتحليل كود العقود الذكية ، فإنه يتحقق من مشكلات الأمان الشائعة مثل أخطاء إعادة الدخول ، وتجاوزات الأعداد الصحيحة ، والتحكم غير الصحيح في الأذونات. تتمثل ميزة التحقق الرسمي في قدرته على توفير دقة وموثوقية عالية ، واكتشاف نقاط الضعف المحتملة والأخطاء المنطقية التي قد تغفل عنها طرق الاختبار التقليدية. ومع ذلك ، فإن التحقق الرسمي له أيضا قيود معينة. يتطلب خبرة تقنية عالية ومعرفة متخصصة ومهارات للاستخدام. غالبا ما تكون عملية التحقق معقدة وتستغرق وقتا طويلا. بالنسبة لمشاريع العقود الذكية واسعة النطاق ، قد تتطلب موارد حسابية كبيرة ووقتا.

تلعب شركات التدقيق التابعة لجهات خارجية أيضا دورا مهما في ضمان أمان العقود الذكية. تتمتع شركات التدقيق المهنية هذه بخبرة غنية وفرق أمنية محترفة ، قادرة على إجراء عمليات تدقيق شاملة ومتعمقة للعقود الذكية. عادة ما يستخدمون مجموعة متنوعة من الأساليب والأدوات ، ويجمعون بين المراجعة اليدوية والتحليل الآلي لإجراء فحوصات مفصلة على رمز العقود الذكية. أثناء عملية التدقيق ، يقوم المدققون بفحص المنطق والوظائف وآليات الأمان والجوانب الأخرى للعقود الذكية بعناية لتحديد نقاط الضعف والمخاطر المحتملة. على سبيل المثال ، يتحققون مما إذا كانت ضوابط إذن العقد معقولة ، وما إذا كان هناك وصول غير مصرح به ؛ ما إذا كانت هناك مخاطر من تجاوز عدد صحيح أو تدفق ناقص في العمليات الرياضية داخل العقد ؛ ما إذا كان التعامل مع المكالمات الخارجية في العقد آمنا ، وما إذا كانت هناك نقاط ضعف لهجمات إعادة الدخول ، وما إلى ذلك. تقدم شركات التدقيق التابعة لجهات خارجية أيضا تقارير وتوصيات مفصلة بناء على نتائج التدقيق ، مما يساعد المطورين على تحديد المشكلات الأمنية وإصلاحها في العقود الذكية في الوقت المناسب. تتمتع بعض شركات التدقيق المعروفة التابعة لجهات خارجية ، مثل OpenZeppelin و ConsenSys Diligence وما إلى ذلك ، بسمعة وتأثير كبيرين في صناعة blockchain ، وقد تم الاعتراف بخدمات التدقيق الخاصة بها واعتمادها من قبل العديد من المشاريع.

بالإضافة إلى أدوات التحقق الرسمية وشركات التدقيق التابعة لجهات خارجية ، يجب على مطوري العقود الذكية أيضا اتخاذ سلسلة من الإجراءات الأمنية لتعزيز أمن العقود. أولا ، يجب على المطورين اتباع معايير الترميز الآمنة وكتابة كود آمن وعالي الجودة. على سبيل المثال ، تجنب استخدام الوظائف والعمليات غير الآمنة ، وصمم منطق العقد وهيكله بشكل معقول ، وتأكد من سهولة قراءة الكود وقابليته للصيانة. ثانيا ، يجب على المطورين إجراء اختبار شامل ، بما في ذلك اختبار الوحدة ، واختبار التكامل ، واختبار الزغب ، وما إلى ذلك ، لاكتشاف وإصلاح نقاط الضعف المحتملة من خلال طرق الاختبار المختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للمطورين الرجوع إلى بعض قوالب ومكتبات العقود الذكية الناضجة ، والتي عادة ما تخضع لمراجعات واختبارات أمنية صارمة ، مما يوفر مستوى معينا من ضمان الأمان.

في الختام، فإن التدقيق الأمني والتحقق من العقود الذكية هو مهمة شاملة تتطلب أدوات التحقق الرسمي، ومؤسسات التدقيق من الطرف الثالث، والجهود المشتركة للمطورين. من خلال الجمع بين وسائل متنوعة، يمكن تعزيز أمان العقود الذكية بشكل فعال، وتقليل مخاطر الأمان، وضمان التنمية السليمة لنظام إثيريوم.

4. تهديدات أمن ETH

تهديد الهجوم الخارجي 4.1

4.1.1 طرق وحالات الهجوم الخاصة بالقراصنة

باعتبارها منصة مهمة في مجال تقنية سلسلة الكتل، فقد جذبت إثيريوم انتباه العديد من المخترقين الذين يستخدمون أساليب هجوم معقدة مختلفة لكسب الأرباح، مما يجلب مخاطر أمان كبيرة لنظام إثيريوم. الهجوم بالعودة هو تقنية قرصنة شائعة ومدمرة للغاية تعتمد على الثغرات في آلية تنفيذ العقود الذكية. في عقود إثيريوم الذكية، عندما تقوم عقد بدعوة وظيفة خارجية، يتحول تدفق التنفيذ مؤقتًا إلى الوظيفة الخارجية ثم يعود إلى العقد الأصلي عند الانتهاء. يستغل الهجمات بالعودة هذه الميزة حيث يقوم المهاجمون بصورة دقيقة بصياغة رمز خبيث لاستدعاء وظائف ذات الصلة في العقد مرة أخرى خلال الفجوة بين استدعاء وظيفة خارجية وإكمال تحديثات الحالة، مما يتيح لهم تكرار عمليات معينة متعددة لسرقة الأموال أو عرقلة العمل الطبيعي للعقد.

4.1.2 مخاطر البرامج الضارة والتصيد الاحتيالي

تعد البرامج الضارة والتصيد الاحتيالي تهديدا أمنيا رئيسيا آخر يواجهه مستخدمو Ethereum ، الذين يسرقون بذكاء المفاتيح الخاصة للمستخدمين والمعلومات المهمة الأخرى ، مما يشكل مخاطر جسيمة على أمان أصول المستخدمين. البرامج الضارة هي نوع من البرامج المصممة خصيصا لسرقة معلومات المستخدم أو تعطيل الأنظمة أو الانخراط في أنشطة ضارة أخرى. في نظام Ethereum البيئي ، غالبا ما تتنكر البرامج الضارة كبرامج أو تطبيقات مشروعة ، مما يغري المستخدمين بتنزيلها وتثبيتها. بمجرد التثبيت ، تعمل البرامج الضارة على جهاز المستخدم ، وتسجل ضغطات المفاتيح بهدوء ، وتلتقط لقطات شاشة ، وتراقب اتصالات الشبكة ، وتحاول الحصول على مفتاح Ethereum الخاص بالمستخدم.

تشكل هجمات البرامج الضارة والتصيد الاحتيالي تهديدا خطيرا لأمن أصول مستخدمي Ethereum. لمنع هذه الهجمات ، يحتاج المستخدمون إلى البقاء يقظين وتعزيز وعيهم الأمني. يجب على المستخدمين تنزيل البرامج والتطبيقات المتعلقة ب Ethereum فقط من مصادر رسمية وموثوقة ، وتجنب تنزيل البرامج وتثبيتها من مصادر غير معروفة. عند استخدام محفظة Ethereum ، تأكد من أمان الجهاز ، وقم بتثبيت برامج مكافحة فيروسات وجدران حماية موثوقة ، وقم بتحديث تصحيحات أمان النظام والبرامج بانتظام. في الوقت نفسه ، يجب أن يتعلم المستخدمون تحديد هجمات التصيد الاحتيالي ، وليس النقر بسهولة على الروابط من مصادر غير مألوفة ، وتجنب إدخال معلومات شخصية حساسة على مواقع الويب غير الموثوق بها. إذا تلقيت رسائل بريد إلكتروني أو رسائل مشبوهة ، فتحقق على الفور من المؤسسات ذات الصلة لضمان صحة المعلومات.

4.2 مخاطر الآلية الداخلية

4.2.1 تصميم العيوب في العقود الذكية

العقود الذكية، كجزء أساسي من إثيريوم، تؤثر مباشرة على استقرار بيئة إثيريوم وأمان أصول المستخدم. ومع ذلك، نظرًا لتعقيد العقود الذكية والعوامل المختلفة في عملية التطوير، قد تظهر عيوب مختلفة في تصميم العقود الذكية يمكن للقراصنة استغلالها، مما يؤدي إلى مشاكل أمنية خطيرة. الأخطاء المنطقية هي واحدة من المشاكل الشائعة في تصميم العقود الذكية. خلال عملية تطوير العقود الذكية، يحتاج المطورون إلى كتابة منطق برمجي معقد وفقًا لمتطلبات العمل المحددة لتنفيذ وظائف مختلفة للعقد. ومع ذلك، نتيجة لخطأ بشري أو عدم فهم كافٍ للمنطق التجاري، قد تحدث أخطاء منطقية في كود العقد. يمكن أن تظهر هذه الأخطاء المنطقية على شكل تقييمات شرطية غير صحيحة، أو تحكمات حلقية غير مناسبة، أو تصميمات آلية حالة غير معقولة.

4.2.2 المخاطر المحتملة لآليات التوافق

تنتقل Ethereum تدريجيا من آلية إجماع إثبات العمل (PoW) إلى آلية إجماع إثبات الحصة (PoS). على الرغم من إحراز تقدم كبير في تحسين الكفاءة وتقليل استهلاك الطاقة ، إلا أن آلية PoS تجلب أيضا بعض المخاطر المحتملة ، والتي تشكل تهديدات معينة لأمن شبكة Ethereum ولامركزيتها. بموجب آلية PoS ، يقوم المدققون بتخزين كمية معينة من Ether للحصول على الحق في التحقق من صحة المعاملات وإنشاء كتل جديدة. يختار النظام المدققين بناء على عوامل مثل مقدار تخزين الإيثر ووقت الاحتفاظ. تؤثر هذه الآلية بشكل كبير على توزيع الحصص على أمن الشبكة واللامركزية. إذا تم تركيز قدر كبير من الحصة في أيدي عدد قليل من المدققين ، فقد تنشأ مشكلات مركزية.

التمويل المركزي قد يؤدي إلى انخفاض اللامركزية للشبكة، حيث يمتلك قلة من المحققين تأثيراً كبيراً ويمكنهم السيطرة على قرارات وعمليات الشبكة. وهذا يتعارض مع مفهوم اللامركزية الذي تسعى إليه إثيريوم وقد يثير مخاوف حول عدالة وأمان الشبكة بين المستخدمين. كما يزيد التمويل المركزي للمخاطر المتعلقة باختراق الشبكة. إذا كان المهاجم يمكنه السيطرة على كميات كبيرة من التمويل، فقد يشن هجمات مثل الإنفاق المزدوج أو تزوير بيانات البلوكشين. وعلى الرغم من أنه في آلية النفاذ إلى الحصة، يحتاج المهاجمون إلى رهن كميات كبيرة من الإثير، مما يزيد تكلفة الهجوم، إلا أنه في حال نجاحه، فإن المكافآت التي قد يحصلون عليها قد تكون كبيرة، مما قد يجذب لا يزال بعض الجناة لمحاولة الهجمات.

بالإضافة إلى مسألة تمركز حقوق الملكية، يواجه آلية PoS أيضًا مشكلة 'لا شيء على المحك.' بموجب آلية PoS، تأتي أرباح الموثقين أساسًا من رهان الإيثر والتحقق من رسوم التحويل، دون مصلحة مباشرة في أمان واستقرار الشبكة. قد يؤدي هذا إلى قيام الموثقين بالتحقق بشكل متزامن على شوكات متعددة عند مواجهة شوكات البلوكشين المختلفة، نظرًا لمصلحتهم الذاتية، حيث لن يتكبدوا خسائر بغض النظر عن الشوكة التي تصبح السلسلة الرئيسية، وقد يتلقون حتى مكافآت أكثر. قد يؤدي هذا السلوك إلى حدوث شوكات متعددة في البلوكشين، مما يعطل تناسقه واستقراره، مما يؤثر بشكل كبير على العمل الطبيعي للشبكة.

لمعالجة هذه المخاطر المحتملة ، يقوم مجتمع Ethereum باستمرار باستكشاف وبحث تدابير التحسين. على سبيل المثال ، إدخال تقنية الأجزاء ، وتقسيم blockchain إلى أجزاء متعددة ، يتم التحقق من صحة كل منها بواسطة مدققين مختلفين ، لتقليل تأثير مدقق واحد على الشبكة بأكملها والتخفيف من مخاطر المركزية ؛ اعتماد آليات عقوبة أكثر صرامة لمعاقبة المدققين بقسوة الذين يتحققون من صحة شوكات متعددة في وقت واحد للحد من حدوث مشكلة "لا شيء على المحك". بالإضافة إلى ذلك ، هناك حاجة إلى مزيد من التحسين لتصميم آلية PoS ، وتحسين توزيع الحصص وخوارزميات اختيار المدقق لتعزيز أمن الشبكة واللامركزية.

5. تدابير أمان إثيريوم

5.1 تدابير الحماية التقنية

5.1.1 تعزيز خوارزميات التشفير

لطالما اعتبرت Ethereum تعزيز خوارزميات التشفير كإجراء رئيسي لتحسين الأمان ، والاستكشاف المستمر والابتكار في مجال التشفير للتعامل مع التهديدات الأمنية المتزايدة التعقيد. مع التطور السريع لتكنولوجيا blockchain والتوسع المستمر لسيناريوهات التطبيق ، تواجه خوارزميات التشفير التقليدية المزيد والمزيد من التحديات ، مثل التهديد المحتمل لتكنولوجيا الحوسبة الكمومية. تتمتع أجهزة الكمبيوتر الكمومية بقدرات حوسبة قوية وقد تكسر نظريا خوارزميات التشفير الحالية بناء على المشكلات الرياضية ، مما يشكل خطرا محتملا على أمن Ethereum. استجابة لهذا التحدي ، تقوم Ethereum بنشاط بالبحث واستكشاف تشفير ما بعد الكم (PQC). يهدف تشفير ما بعد الكم إلى تطوير خوارزميات تشفير جديدة يمكنها مقاومة هجمات أجهزة الكمبيوتر الكمومية. تعتمد هذه الخوارزميات على مبادئ رياضية مختلفة ، مثل التشفير القائم على الشبكة ، والتشفير القائم على التجزئة ، والتشفير متعدد المتغيرات ، وما إلى ذلك ، ويمكنها الحفاظ على الأمان في بيئة الحوسبة الكمومية. يراقب الباحثون والمطورون في مجتمع Ethereum عن كثب تطوير تشفير ما بعد الكم ، وتقييم قابليته للتطبيق وجدواه في Ethereum ، والاستعداد لترقيات الخوارزمية المحتملة في المستقبل.

من حيث وظائف التجزئة ، تعمل Ethereum أيضا على التحسين المستمر. تعد وظائف التجزئة مكونا أساسيا لتقنية blockchain ، وتستخدم لضمان سلامة البيانات ومقاومة العبث. تستخدم Ethereum حاليا بشكل أساسي وظيفة التجزئة Keccak-256 ، والتي تتمتع بأمان وأداء جيدين. ومع ذلك ، مع تقدم التكنولوجيا ، تتزايد باستمرار متطلبات الأمان لوظائف التجزئة. يواصل فريق أبحاث Ethereum إجراء تحليل متعمق وتحسين Keccak-256 لضمان أمنه المستقر في مواجهة طرق الهجوم المختلفة. في الوقت نفسه ، يهتمون أيضا بنتائج الأبحاث الجديدة حول وظائف التجزئة ، ويستكشفون ما إذا كانت هناك وظائف تجزئة أفضل يمكن تطبيقها على Ethereum لزيادة تعزيز أمان وكفاءة blockchain.

بالإضافة إلى ذلك ، تركز Ethereum أيضا على تفاصيل تنفيذ خوارزميات التشفير وإصلاح الثغرات الأمنية. في التطبيقات العملية ، حتى لو كانت خوارزميات التشفير ذات الأداء الأمني الجيد ، إذا كانت هناك نقاط ضعف في عملية التنفيذ ، فقد يستغلها المهاجمون. يتبع مطورو Ethereum معايير ترميز أمان صارمة ، ويجرون مراجعات دقيقة ويختبرون رمز تنفيذ خوارزميات التشفير لضمان صحة الكود وأمانه. بمجرد اكتشاف الثغرات الأمنية في تنفيذ خوارزميات التشفير ، سيستجيب مجتمع Ethereum على الفور ، ويصدر تصحيحات الأمان في الوقت المناسب ، ويصلح نقاط الضعف ، ويضمن التشغيل الآمن لشبكة Ethereum.

تصميم الأمان ومراجعة العقود الذكية 5.1.2

تصميم ومراجعة العقود الذكية بشكل آمن أساسيان لضمان أمان نظام إثيريوم، مرتبطان مباشرة بأمان أصول المستخدم واستقرار النظام البيئي بأكمله. في عملية تطوير العقود الذكية، من الضروري اتباع معايير أمان صارمة. يجب على المطورين الالتزام بمبادئ البرمجة الواضحة والموجزة، وتجنب كتابة منطق برمجي معقد للغاية، حيث أن الرمز المعقد غالبًا ما يكون أكثر عرضة لإخفاء الثغرات وصعوبة فحصه واختباره بشكل فعال. على سبيل المثال، عند التعامل مع منطق الأعمال المعقد، يجب على المطورين تقسيمه إلى وظائف ووحدات بسيطة متعددة، حيث يركز كل وحدة على تنفيذ وظيفة واحدة. يسهل ذلك ليس فقط صيانة الرمز وتصحيح الأخطاء، ولكنه يساعد أيضًا في تقليل مخاطر الأمان.

يعد إدخال آلية التحكم في الأذونات فعالة من جوانب تصميم العقد الذكي الآمن أمرًا رئيسيًا. من خلال ضبط المحددات الوصول مثل العامة، والخاصة، والداخلية بشكل مناسب، يمكن التحكم بدقة في وصول المستخدمين المختلفين إلى الوظائف والبيانات في العقد. يمكن للمستخدمين المخوَّلين فقط أداء العمليات المحددة، وبالتالي منع الوصول غير المصرح به والعمليات الخبيثة. على سبيل المثال، في عقد ذكي يتضمن إدارة الأموال، يمكن لمالك العقد أو المسؤولين المخوَّلين فقط سحب الأموال وتعديل المعلمات الهامة، بينما يمكن للمستخدمين العاديين فقط أداء عمليات الاستعلام، مما يحمي بشكل فعال أمان الأموال.

يعد التحقق الصارم من صحة البيانات والتحقق من صحة المدخلات أيضا جوانب مهمة لتصميم العقد الذكي الآمن. بالنسبة لبيانات الإدخال المقدمة من المستخدمين ، يجب أن تخضع العقود الذكية للتحقق الشامل للتأكد من أنها تلبي التنسيق والمتطلبات المتوقعة. يتضمن ذلك عمليات التحقق من أنواع البيانات والأطوال والنطاقات ومعالجة الحالات الخاصة مثل القيم الخالية والقيم الصفرية والقيم الاستثنائية. من خلال التحقق الفعال من صحة البيانات ، يمكن منع المهاجمين من استغلال الثغرات الأمنية في العقود الذكية باستخدام المدخلات الضارة ، مثل تجاوز عدد صحيح ، وهجمات تجاوز سعة المخزن المؤقت. على سبيل المثال ، عند معالجة مقدار إدخال المستخدم ، يجب أن تتحقق العقود الذكية مما إذا كان الإدخال عددا صحيحا موجبا ولا يتجاوز القيمة القصوى المحددة مسبقا لتجنب الخسائر المالية بسبب أخطاء الإدخال أو المدخلات الضارة.

تعد عمليات التدقيق الأمني المنتظمة للعقود الذكية وسيلة مهمة لتحديد وإصلاح نقاط الضعف المحتملة. يمكن إجراء عمليات تدقيق الأمان باستخدام طرق مختلفة ، بما في ذلك تحليل التعليمات البرمجية الثابتة والتنفيذ الرمزي الديناميكي والتحقق الرسمي. يتضمن تحليل التعليمات البرمجية الثابتة التحقق من بناء الجملة والبنية والدلالات الخاصة بالكود لتحديد الثغرات الأمنية المحتملة ، مثل المتغيرات غير المهيأة والحلقات اللانهائية والمشكلات الأخرى. يتضمن التنفيذ الرمزي الديناميكي تنفيذ رمز العقد الذكي واختبار التعليمات البرمجية في ظل ظروف مختلفة لاكتشاف نقاط الضعف المحتملة ، مثل هجمات إعادة الدخول والتحكم غير الصحيح في الأذونات. التحقق الرسمي هو تقنية تحقق تعتمد على الأساليب الرياضية ، والتي تتضمن تحويل رمز العقد الذكي إلى نماذج رياضية ثم استخدام التفكير الرياضي الصارم والبراهين للتحقق مما إذا كان العقد يفي بخصائص أمنية محددة ومتطلبات وظيفية. يمكن أن يوفر مستوى عال من الدقة والموثوقية ، ولكنه يتطلب كفاءة فنية عالية ، وعادة ما تكون عملية التحقق معقدة وتستغرق وقتا طويلا.

بالإضافة إلى الأساليب المذكورة أعلاه، يمكن أيضًا مساعدة مراجعة أمان العقود الذكية من قبل شركات التدقيق الخارجية المحترفة. تتمتع هذه الشركات بتجربة غنية وفرق عمل متخصصة في الأمان، قادرة على إجراء فحوصات شاملة وعميقة للعقود الذكية. سيقومون بدمج المراجعة اليدوية وأدوات التحليل الآلي لإجراء تفتيشات مفصلة على كود العقود الذكية، وتحديد الثغرات والمخاطر المحتملة، وتقديم تقارير تفصيلية للمراجعة وتوصيات للتحسين. بعض شركات التدقيق الخارجية المعروفة، مثل OpenZeppelin، ConsenSys Diligence، لديها سمعة عالية وتأثير في صناعة البلوكشين، ويختار العديد من مشاريع إثيريوم هذه الشركات لإجراء فحوصات أمان قبل نشر العقود الذكية لضمان أمان العقود.

5.2 توصيات أمان مستوى المستخدم

5.2.1 اختيار واستخدام أمان المحفظة

في نظام إثيريوم، تعتبر المحافظ أدوات مهمة للمستخدمين لتخزين وإدارة أصول الإيثر، وأمان اختيار واستخدام المحفظة يرتبط مباشرة بأمان أصول المستخدم. تنقسم محافظ إثيريوم بشكل رئيسي إلى محافظ ساخنة ومحافظ باردة، كل منها له خصائصه الخاصة من حيث الأمان والراحة. يجب على المستخدمين اتخاذ خيارات معقولة استنادًا إلى احتياجاتهم الخاصة وقدرتهم على تحمل المخاطر.

المحفظة الساخنة هي محفظة عبر الإنترنت تتطلب اتصالا بالإنترنت لاستخدامها. تشمل مزاياه الراحة وقدرة المستخدمين على إجراء المعاملات في أي وقت وفي أي مكان. تشمل المحافظ الساخنة الشائعة MetaMask و MyEtherWallet وما إلى ذلك ، والتي عادة ما تكون في شكل مكونات إضافية للمتصفح أو تطبيقات الهاتف المحمول. يمكن للمستخدمين الوصول مباشرة إلى حسابات Ethereum الخاصة بهم وإدارتها في المتصفحات أو على الهواتف المحمولة. يعتمد أمان المحفظة الساخنة بشكل أساسي على أمان الجهاز وعادات تشغيل المستخدم. لضمان أمان المحفظة الساخنة ، يجب على المستخدمين تنزيل تطبيقات المحفظة من مصادر رسمية وموثوقة ، وتجنب التنزيل من مواقع الويب أو المصادر غير الموثوق بها لمنع البرامج الضارة أو محافظ التصيد الاحتيالي. عند استخدام محفظة ساخنة ، يجب على المستخدمين حماية أجهزتهم ، وتثبيت برامج مكافحة فيروسات وجدران حماية موثوقة ، وتحديث تصحيحات أمان النظام والبرامج بانتظام لمنع هجمات القرصنة. بالإضافة إلى ذلك ، يعد تعيين كلمة مرور قوية أمرا بالغ الأهمية ، والذي يجب أن يتضمن أحرفا كبيرة وصغيرة وأرقاما وأحرفا خاصة ، ويبلغ طوله 8 أحرف على الأقل ، وتجنب استخدام كلمات مرور يسهل تخمينها مثل أعياد الميلاد أو أرقام الهواتف. علاوة على ذلك ، لتعزيز أمان الحساب ، يوصى بتمكين المصادقة الثنائية ، مثل رموز التحقق عبر الرسائل القصيرة ، و Google Authenticator ، وما إلى ذلك ، لذلك حتى إذا تم اختراق كلمة المرور ، لا يمكن للمتسللين الوصول بسهولة إلى حساب المستخدم.

المحفظة الباردة هي محفظة تخزين غير متصلة بالإنترنت غير متصلة بالشبكة ، مما يقلل بشكل كبير من خطر التعرض للاختراق ويضمن أمانا عاليا. تشمل الأنواع الشائعة من المحافظ الباردة محافظ الأجهزة (مثل Ledger Nano S و Trezor وما إلى ذلك) والمحافظ الورقية. محفظة الأجهزة هي جهاز مصمم خصيصا لتخزين العملات المشفرة ، وتخزين المفتاح الخاص على الجهاز ، ويتطلب تأكيدا على الجهاز لتوقيع المعاملة. حتى عندما يكون الجهاز متصلا بالشبكة ، لا يتم الكشف عن المفتاح الخاص. تقوم المحفظة الورقية بطباعة المفتاح الخاص والمفتاح العام على الورق ، والذي يحتاج المستخدمون إلى تخزينه بشكل آمن لتجنب الفقد أو التسرب. عند استخدام المحفظة الباردة ، يحتاج المستخدمون إلى ضمان حفظ جهاز المحفظة أو الورق لمنع الضياع أو التلف أو السرقة. بالنسبة لمحافظ الأجهزة ، من المهم تعيين كلمة مرور قوية وعمل نسخة احتياطية من عبارة ذاكري المحفظة بانتظام ، حيث أن عبارة ذاكري ضرورية لاستعادة المحفظة. في حالة فقدها ، لا يمكن استرداد الأصول الموجودة في المحفظة. بالنسبة للمحافظ الورقية ، يجب الاحتفاظ بها في مكان آمن لمنع الوصول غير المصرح به.

سواء اخترت محفظة ساخنة أو محفظة باردة ، يجب على المستخدمين الانتباه إلى حماية مفاتيحهم الخاصة وفن الإستذكار أثناء الاستخدام. المفتاح الخاص هو بيانات الاعتماد الفريدة للوصول إلى حسابات Ethereum. بمجرد تسريبها ، يمكن للآخرين نقل الأصول الموجودة في محفظة المستخدم بحرية. فن الإستذكار هو شكل آخر من أشكال التعبير عن المفاتيح الخاصة وهو مهم بنفس القدر. يجب على المستخدمين تجنب إدخال المفاتيح الخاصة وفن الإستذكار في بيئات غير آمنة ، مثل الشبكات العامة والأجهزة غير الموثوق بها وما إلى ذلك. أيضا ، لا تكشف عن المفاتيح الخاصة وفن الإستذكار للآخرين ، حتى لو كانوا يدعون أنهم خدمة عملاء Ethereum الرسمية أو غيرهم من الأفراد الموثوق بهم. لن يطلب مسؤول Ethereum المفاتيح الخاصة للمستخدمين وفن الإستذكار بأي شكل من الأشكال. إذا كنت بحاجة إلى عمل نسخة احتياطية من المفاتيح الخاصة أو فن الإستذكار ، فمن المستحسن استخدام طرق النسخ الاحتياطي في وضع عدم الاتصال ، مثل كتابة فن الإستذكار على الورق ، وتخزينها في مكان آمن ، وتجنب المستندات الإلكترونية أو التخزين السحابي للنسخ الاحتياطي لمنع القرصنة.

5.2.2 الطرق لمنع الصيد الاحتيالي والبرامج الضارة

في عملية استخدام Ethereum ، يواجه المستخدمون تهديدات خطيرة من هجمات التصيد الاحتيالي والبرامج الضارة ، مما قد يؤدي إلى تسرب معلومات مهمة مثل المفاتيح الخاصة للمستخدمين وفن الإستذكار ، مما يؤدي إلى خسائر في الأصول. لذلك ، من الأهمية بمكان أن يكون هناك نهج فعال للوقاية. يتطلب تحديد هجمات التصيد الاحتيالي مستوى عال من اليقظة والفحص الدقيق لمصادر المعلومات المختلفة. غالبا ما يتم تنفيذ هجمات التصيد الاحتيالي عن طريق إرسال رسائل بريد إلكتروني مزيفة أو رسائل نصية أو رسائل وسائط اجتماعية أو إنشاء مواقع ويب مزيفة ، من بين أشياء أخرى. غالبا ما يتم إخفاء هذه الرسائل المزيفة ككيانات موثوقة مثل مؤسسات Ethereum الرسمية والبورصات المعروفة ومقدمي خدمات المحفظة لجذب انتباه المستخدمين. على سبيل المثال ، قد تجذب رسائل البريد الإلكتروني للتصيد الاحتيالي المستخدمين للنقر على رابط يحتوي على محتوى مغري مثل "هناك مشكلة أمنية في حساب Ethereum الخاص بك ، يرجى النقر فوق الارتباط للتحقق منه الآن" ، "تهانينا على الفوز بمكافأة Ethereum ، يرجى النقر فوق الارتباط للمطالبة بها ". بمجرد أن ينقر المستخدمون على روابط التصيد الاحتيالي هذه ، يتم توجيههم إلى موقع ويب مزيف يشبه إلى حد كبير الموقع الحقيقي. يحاكي هذا الموقع المزيف واجهة ووظائف موقع الويب الحقيقي ويطلب من المستخدمين إدخال معلومات حساسة مثل مفاتيح Ethereum الخاصة والعبارات الأولية وكلمات المرور والمزيد. بمجرد إدخال المستخدم لهذه المعلومات دون علمه ، يمكن للمتسلل الحصول على هذه المعلومات ثم التحكم في حساب Ethereum الخاص بالمستخدم وسرقة أصول المستخدم.

لمنع هجمات الاحتيال، يحتاج المستخدمون إلى تعلم التعرف على الروابط الاحتيالية أولاً. تحتوي الروابط الاحتيالية عادة على بعض السمات، مثل تهجئة أسماء النطاقات بشكل خاطئ، واستخدام نطاقات مماثلة ولكن مختلفة عن المواقع الرسمية، ووجود معلمات غريبة في الرابط. على سبيل المثال، نطاق الموقع الرسمي لـ إثيريوم هو ethereum.orgومع ذلك، قد تستخدم مواقع الصيد الاحتيالية موقع إثيريومأوethereum-org.comتُستخدم أسماء النطاقات مثل '等类似的域名' لتشويش المستخدمين. قبل النقر على أي روابط، يجب على المستخدمين التحقق بعناية من اسم النطاق للتأكد من تطابقه مع الموقع الرسمي. إذا كان هناك شك بشأن أصالة الرابط، يمكن للمستخدمين التحقق من المعلومات ذات الصلة من خلال القنوات الرسمية مثل موقع إثيريوم الرسمي، حسابات وسائل التواصل الاجتماعي، إلخ، للتأكد مما إذا كانت هناك إشعارات أو إعلانات ذات صلة. بالإضافة إلى ذلك، يجب على المستخدمين عدم الثقة بسهولة في المعلومات من مصادر غير معروفة، خاصة المعلومات المتعلقة بالأموال، أمان الحساب، ومحتوى آخر هام. إذا تلقوا رسائل بريد إلكتروني أو رسائل مشبوهة، فلا تقوموا بالنقر على أي روابط أو الرد على المعلومات، بل قموا بوضع علامة عليها على أنها رسائل غير مرغوب فيها أو حذفها على الفور.

يعد منع البرامج الضارة أيضا جزءا مهما من ضمان أمان Ethereum. البرامج الضارة هي نوع من البرامج المصممة خصيصا لسرقة معلومات المستخدم أو تعطيل الأنظمة أو الانخراط في أنشطة ضارة أخرى. في نظام Ethereum البيئي ، غالبا ما تتنكر البرامج الضارة كبرامج أو تطبيقات مشروعة ، مما يغري المستخدمين بتنزيلها وتثبيتها. بمجرد أن يقوم المستخدم بتثبيت البرنامج الضار ، فإنه يعمل على جهاز المستخدم ، ويسجل بهدوء ضغطات مفاتيح المستخدم ، ويلتقط لقطات شاشة ، ويراقب اتصالات الشبكة ، ويحاول الحصول على مفاتيح Ethereum الخاصة بالمستخدم. لمنع تنزيل البرامج الضارة ، يجب على المستخدمين تنزيل البرامج والتطبيقات المتعلقة ب Ethereum فقط من مصادر رسمية وجديرة بالثقة. على سبيل المثال ، عند تنزيل محفظة Ethereum ، يجب تنزيلها من موقع المحفظة الرسمي أو متاجر التطبيقات ذات السمعة الطيبة ، وتجنب التنزيلات من مواقع الويب أو المنتديات غير الجديرة بالثقة. قبل تنزيل البرنامج ، تحقق من معلومات المطور وتقييمات المستخدم وما إلى ذلك ، لضمان موثوقية البرنامج. بالإضافة إلى ذلك ، يجب على المستخدمين تثبيت برامج مكافحة فيروسات وجدران حماية موثوقة ، وتحديث قواعد بيانات الفيروسات وتصحيحات أمان النظام بانتظام. يمكن لبرنامج مكافحة الفيروسات مراقبة تشغيل الجهاز في الوقت الفعلي ، واكتشاف البرامج الضارة وإزالتها ؛ يمكن لجدران الحماية حظر الوصول غير المصرح به إلى الشبكة ، وحماية أمان شبكة الجهاز. بالإضافة إلى ذلك ، عند استخدام محفظة Ethereum ، يجب على المستخدمين الانتباه إلى الأمان المادي لأجهزتهم ، لتجنب الضياع أو السرقة. في حالة فقدان الجهاز ، يجب اتخاذ تدابير على الفور ، مثل تعليق الحساب أو تغيير كلمات المرور ، لمنع سرقة الأصول.

5.3 الضمان على مستوى المجتمع والنظام البيئي

5.3.1 برنامج الإشراف المجتمعي وبرنامج جائزة الضعف والعرض

يلعب مجتمع Ethereum دورا حاسما في ضمان أمن Ethereum ، مع إشراف المجتمع وبرامج مكافأة الأخطاء كونها تدابير مهمة. لدى Ethereum مجتمع مطورين كبير ونشط ، ومجتمع باحثين أمنيين ، ومجتمع مستخدمين عاديين ، مع توزيع الأعضاء على مستوى العالم. إنهم متحمسون لتطوير Ethereum ويشاركون بنشاط في الصيانة الأمنية ل Ethereum. يراقب أعضاء المجتمع عن كثب تشغيل شبكة Ethereum من خلال قنوات مختلفة ، ويحددون على الفور المشكلات الأمنية ونقاط الضعف المحتملة. بمجرد اكتشاف الحالات الشاذة ، يناقشون ويتبادلون المعلومات بسرعة داخل المجتمع ، ويشاركون نتائجهم ورؤاهم. على سبيل المثال ، عندما يكتشف أعضاء المجتمع سلوكا غير طبيعي للمعاملات أو نقاط ضعف محتملة في عقد ذكي ، فسوف ينشرون المعلومات ذات الصلة على منصات مثل منتدى مجتمع Ethereum ومجموعات الوسائط الاجتماعية لجذب انتباه الأعضاء الآخرين. سيقوم الأعضاء الآخرون بتحليل هذه المعلومات والتحقق منها ، ويناقشون بشكل جماعي خطورة المشكلة والحلول الممكنة. من خلال آلية الإشراف المجتمعي هذه ، يمكن تحديد العديد من المخاطر الأمنية المحتملة ومعالجتها على الفور ، مما يضمن التشغيل المستقر لشبكة Ethereum.

5.3.2 تطوير معايير التعاون الصناعي والأمان

على خلفية التطور السريع لصناعة blockchain ، تتعاون Ethereum بنشاط مع مشاريع أخرى لمواجهة التحديات الأمنية وتلتزم بوضع معايير أمان موحدة لتعزيز مستوى الأمان العام للنظام البيئي blockchain. مع استمرار توسع تطبيقات تقنية blockchain ، أصبحت التفاعلات بين مشاريع blockchain المختلفة متكررة بشكل متزايد ، مثل المعاملات عبر السلسلة ، والتطبيقات متعددة السلاسل ، وما إلى ذلك. تجلب هذه التفاعلات مخاطر أمنية جديدة تجد المشاريع الفردية صعوبة في التعامل معها بمفردها. لذلك ، تتعاون Ethereum مع مشاريع blockchain الأخرى للبحث المشترك ومعالجة مشكلات الأمان. على سبيل المثال ، فيما يتعلق بالاتصال عبر السلسلة ، تتعاون Ethereum مع بعض المشاريع المعروفة عبر السلسلة لاستكشاف حلول تقنية آمنة وموثوقة عبر السلسلة ، مما يضمن أمان عمليات نقل الأصول وتبادل المعلومات بين سلاسل الكتل المختلفة. من خلال التعاون ، يمكن للأطراف مشاركة تقنيات وخبرات الأمان لمواجهة التهديدات الأمنية المعقدة بشكل جماعي وتحسين قدرات مقاومة المخاطر للنظام البيئي blockchain بأكمله.

6. اتجاهات تطوير أمان ETH

6.1 تأثير الترقيات التقنية على الأمان

6.1.1 تحسينات الأمان لإثيريوم 2.0

ترقية إثيريوم 2.0 هي نقطة مهمة في تطوير إثيريوم. تغطي تحسينات أمانها العديد من المجالات الرئيسية، مما يوفر ضمانًا صلبًا لتطوير نظام الإثيريوم البيئي. تكنولوجيا القسمة هي ابتكار أساسي تم إدخاله في إثيريوم 2.0، بهدف تعزيز قابلية توسع الشبكة وأدائها، مع وجود تأثير إيجابي وواسع النطاق على الأمان أيضًا. في الهندسة المعمارية التقليدية لإثيريوم 1.0، تحتاج جميع العقد لمعالجة والتحقق من كل معاملة، مما لا يقتصر على قوة معالجة الشبكة فحسب بل يزيد أيضًا من مخاطر تعرض العقد الفردية للهجوم. تقسيم تقنية القسمة الشبكة إثيريوم إلى عدة شبكات فرعية متوازية، تُسمى الشظايا. يمكن لكل شظى معالجة جزء من المعاملات والعقود الذكية بشكل مستقل، مما يتيح معالجة المعاملات المتوازية. وهذا يعني أن إنتاجية الشبكة تزيد بشكل كبير، وسرعة معالجة المعاملات تتسارع بشكل كبير.

من منظور الأمان، تقنية الـ sharding تقلل العبء والضغط على العقد الفردية، مما يجعل من الصعب على المهاجمين إعاقة العمل الطبيعي للشبكة بأكملها عن طريق مهاجمة عقد واحد. نظرًا لتوزيع المعاملات والبيانات عبر عدة شظايا، يحتاج المهاجمون إلى مهاجمة عدة شظايا بشكل متزامن لتسبب أضرار جسيمة للشبكة، مما يزيد بشكل كبير من صعوبة وتكلفة الهجوم. على سبيل المثال، في شبكة Ethereum المكونة من عدة شظايا، إذا أراد المهاجم التلاعب بسجل معاملة، فإنه سيحتاج إلى التحكم في عقد عدة شظايا بشكل متزامن، وهو شبه مستحيل تحقيقه عمليًا لأن كل شظية تحتوي على عدد كبير من العقد المشاركة في التحقق، والعقد مستقلة عن بعضها البعض، مما يجعل السيطرة الموحدة صعبة.

يعد إدخال آلية إثبات الحصة (PoS) جانبا مهما آخر لتحسين الأمان في Ethereum 2.0. على عكس آلية إثبات العمل التقليدية (PoW) ، تختار آلية PoS المدققين بناء على عوامل مثل كمية عملات Ether المخزنة ووقت الاحتفاظ. يكتسب المدققون الحق في التحقق من صحة المعاملات وإنشاء كتل جديدة عن طريق تخزين كمية معينة من عملات إيثر. ولهذه الآلية مزايا كبيرة في تعزيز الأمن. أولا ، تقلل آلية PoS من استهلاك الطاقة لأنها لا تتطلب حسابات تجزئة واسعة النطاق مثل آلية إثبات العمل ، وبالتالي تقليل التأثير البيئي وخفض تكاليف التعدين. هذا يسمح لمزيد من العقد بالمشاركة في الشبكة ، مما يعزز اللامركزية في الشبكة. يعني المستوى الأعلى من اللامركزية شبكة أكثر أمانا لأن المهاجمين يجدون صعوبة في التحكم في عدد كاف من العقد لشن الهجمات.

ثانياً، تزيد آلية الحصة من تكاليف سلوك المهاجمين من خلال آليات الحصة والعقوبة. بموجب آلية العمل البروف والتثبيت، يحتاج المهاجمون فقط إلى استثمار موارد الحوسبة لمحاولة مهاجمة الشبكة، بينما بموجب آلية الحصة، يحتاج المهاجمون إلى تحمل كمية كبيرة من الإيثر. إذا تم اكتشاف الهجوم، سيتم خصم الإيثر المرهون، مما يجبر المهاجمين على التفكير بعناية في المخاطر والمكافآت قبل القيام بالهجمات. على سبيل المثال، إذا حاول المهاجم القيام بعملية هجوم ثنائي الإنفاق أو تغيير بيانات سلسلة الكتل، بمجرد اكتشاف ذلك وتأكيده من قبل المدققين الآخرين، سيتم حجز الإيثر المرهون، مما يؤدي إلى خسائر اقتصادية كبيرة للمهاجم ويمنع بشكل فعال السلوكيات الهجومية الخبيثة.

بالإضافة إلى ذلك، قام إثيريوم 2.0 أيضًا بتحسينات أمنية في جوانب أخرى، مثل تحسين العقود الذكية. تحسينات الجديدة تعزز بشكل كبير كفاءة تنفيذ العقود الذكية، مما يمكنها من التعامل مع منطق الأعمال المعقد بشكل أفضل. هناك أيضًا تحسين كبير في الأمان، مما يقلل من الثغرات والمخاطر المحتملة. على سبيل المثال، من خلال تحسين نموذج البرمجة وبيئة التنفيذ للعقود الذكية، وتعزيز التحقق والمراجعة لشفرة العقد، مما يجعل العقود الذكية أكثر قوة وموثوقية أمام مختلف طرق الهجوم.

استنتاج

بالنسبة للمستثمرين ، قبل الاستثمار في المشاريع المتعلقة ب Ethereum ، من الضروري إجراء بحث وتحليل شامل ومتعمق. من المهم أن نفهم تماما المبادئ الفنية للمشروع ، وسيناريوهات التطبيق ، وآفاق السوق ، والمخاطر المحتملة ، وعدم الاعتماد فقط على دعاية المشروع وضجيج السوق. انتبه إلى تقارير التدقيق الأمني للمشروع للتأكد من أن العقود الذكية للمشروع قد خضعت لتدقيق صارم من قبل شركات تدقيق محترفة ولا تحتوي على ثغرات أمنية كبيرة. في الوقت نفسه ، قم بتنويع الاستثمارات لتجنب تركيز جميع الأموال في مشروع Ethereum واحد لتقليل مخاطر الاستثمار. مراقبة ديناميكيات سوق Ethereum بانتظام وتطوير المشاريع ، وتعديل استراتيجيات الاستثمار في الوقت المناسب للاستجابة لتغيرات السوق والمخاطر الأمنية المحتملة.