1. Введение

1.1 Предыстория и значение

С момента своего запуска в 2015 году Ethereum быстро вышел на первый план в области криптовалют, занимая ключевое положение в экосистеме блокчейна. Ethereum — это не просто криптовалюта, но, что еще более важно, это открытая публичная блокчейн-платформа с функцией смарт-контрактов, предоставляющая разработчикам мощную среду для создания и развертывания децентрализованных приложений (DApps).

С точки зрения рынка, нативная криптовалюта Ethereum Ether (ETH) уже давно является одной из ведущих криптовалют на рынке, уступая только биткоину, и является одним из основных криптографических активов, за которым широко следят и торгуют глобальные инвесторы. Большое количество средств перетекает на рынок Ethereum, где как институциональные, так и индивидуальные инвесторы ищут инвестиционные возможности в экосистеме Ethereum. Колебания его цены оказывают существенное влияние на общие тенденции криптовалютного рынка.

С технологической точки зрения Ethereum выступил пионером в области смарт-контрактов, позволяя разработчикам писать и развертывать автоматизированный код контрактов на блокчейне. Это новшество значительно расширяет границы применения технологии блокчейн, выходя за пределы простых цифровых валютных транзакций на такие области, как финансы, цепочка поставок, здравоохранение, игры и другие. Например, в секторе децентрализованных финансов (DeFi) различные приложения, построенные на Ethereum, такие как кредитование, торговля, страхование и т. д., процветают, предоставляя пользователям более открытые, прозрачные и эффективные финансовые услуги, переформатируя ландшафт традиционных финансов. В секторе нефункциональных токенов (NFT) Ethereum также стал основной платформой для цифрового оцифрования уникальных активов, таких как цифровые произведения искусства, коллекционные предметы и т. д., способствуя процветанию рынка цифровых активов.

Однако с быстрым развитием и постоянным расширением экосистемы Ethereum вопросы безопасности становятся все более актуальными. Инциденты безопасности, такие как уязвимости смарт-контрактов, сетевые атаки, неправильное управление закрытыми ключами и т. д., происходят часто, что приводит к значительным убыткам для инвесторов и разработчиков. Например, в 2016 году печально известный инцидент The DAO, когда хакеры воспользовались уязвимостями в смарт-контрактах, чтобы успешно украсть эфир на сумму более 50 миллионов долларов США, потряс всю блокчейн-индустрию. Это не только привело к хардфорку Ethereum, но и заставило задуматься о безопасности смарт-контрактов. Подобных инцидентов предостаточно, например, уязвимость кошелька Parity 2017 года, которая привела к убыткам в размере около 150 миллионов долларов США, а также продолжающиеся атаки на проекты DeFi в последние годы, что указывает на серьезные проблемы, стоящие перед безопасностью Ethereum.

Поэтому исследование безопасности Ethereum имеет первостепенное практическое значение. Для инвесторов глубокое понимание механизмов безопасности Ethereum и потенциальных рисков может помочь им принимать более мудрые инвестиционные решения, эффективно защищая безопасность своих активов. Для разработчиков освоение технологий безопасности и лучших практик Ethereum может повысить безопасность смарт-контрактов и децентрализованных приложений, снизить риски уязвимостей и атак, а также способствовать здоровому развитию экосистемы Ethereum. С точки зрения всей экосистемы блокчейна, обеспечение безопасной и стабильной работы Ethereum помогает укрепить доверие людей к технологии блокчейн, стимулировать применение и популяризацию технологии блокчейн в большем количестве областей и заложить основу для построения более справедливой, прозрачной и эффективной системы цифровой экономики.

2. Обзор Ethereum

2.1 История развития Ethereum

История развития Ethereum полна инноваций и изменений, что ярко отражает непрерывную эволюцию технологии блокчейн. Его истоки можно проследить до 2013 года, когда Виталик Бутерин, которому на тот момент было всего 19 лет, опубликовал технический документ Ethereum, в котором подробно изложил видение и концепцию дизайна Ethereum. Виталик задумал создать децентрализованную платформу на основе технологии блокчейн, которая не только облегчает криптовалютные транзакции, но и поддерживает разработку и работу различных децентрализованных приложений (DApps). Эта новаторская идея заложила теоретическую основу для рождения Ethereum.

В январе 2014 года Виталик активно продвигал Ethereum на Североамериканской конференции по биткоину в Майами, привлекая многих единомышленников. Основной командой Ethereum была изначально установлена, включая Виталика и еще 7 сооснователей. В том же году один из сооснователей, Гэвин Вуд, предложил концепцию Web3, дополнив видение экологии Ethereum и подчеркнув автономный контроль пользователей над цифровой идентичностью и активами. В июне 2014 года Виталик решил создать Ethereum как некоммерческую организацию, инициировав создание Фонда Ethereum. Фонд стремится собрать ресурсы от всех сторон, содействовать инфраструктурному строительству Ethereum, финансировать проекты развития и обеспечивать организационную поддержку для долгосрочного развития Ethereum.

24 июля 2014 года Ethereum запустил 42-дневное предварительное размещение, которое привлекло широкое внимание глобальных инвесторов. Огромный успех предварительного размещения привел к большому притоку средств для проекта Ethereum, обеспечивая прочную материальную основу для последующего технического развития и строительства сети. 30 июля 2015 года произошло веховое событие с запуском сети Ethereum Frontier, отмечая официальное функционирование блокчейна Ethereum. На этой стадии Ethereum в основном ориентировался на разработчиков блокчейнов, с участием узловых участников в сети через майнинг, и сеть поддерживала развертывание смарт-контрактов. Хотя первоначальный пользовательский интерфейс был грубым, и операции должны были выполняться через командную строку, он предоставил платформу для исследования и практики разработчикам, начав тем самым развитие Ethereum.

14 марта 2016 года Ethereum выпустил второй этап сети Homestead, который стал первым хардфорком Ethereum и важным этапом в его развитии. В этой версии были оптимизированы смарт-контракты, введен новый код для языка смарт-контрактов Solidity и выпущен настольный кошелек Mist, что значительно улучшило опыт пользователей. Это позволило обычным пользователям более удобно держать, торговать ETH, писать, развертывать смарт-контракты и перевести Ethereum с этапа разработчика на более широкую пользовательскую базу.

18 июня 2016 года Ethereum столкнулась с серьезным вызовом, когда проект The DAO на платформе был взломан. Хакер использовал уязвимости в смарт-контракте и успешно похитил около 100 миллионов долларов США в виде Эфира. Это событие потрясло всю блокчейн индустрию, привлекая широкое внимание и обсуждения. Для компенсации убытков инвесторов, после интенсивных обсуждений в сообществе Ethereum, большинство участников решили провести хардфорк, изменить правила консенсуса, вернуть похищенные ETH в кошельках и исправить уязвимости. Однако этот хардфорк не получил единогласного одобрения со стороны всех участников сообщества. Некоторые участники продолжили майнинг и торговлю на оригинальной цепочке, что привело к разделению Ethereum на две отдельные блокчейны: ETH и Ethereum Classic (ETC).

В 2017 году Ethereum вступил в важный этап развития, и план обновления Metropolis начал реализовываться. План модернизации богат по содержанию и разделен на два этапа: Византия и Константинополь. В октябре 2017 года модернизация Византии была успешно завершена. Это обновление позволило провести операцию Revert, было совместимо с алгоритмом ZK-Snarks (Zero-Knowledge Proof), отсрочило бомбу сложности на один год и снизило вознаграждение за блок с 5ETH до 3ETH. Эти улучшения повысили безопасность и эффективность сети Ethereum, заложив основу для последующего развития. В течение 2017 года на криптовалютном рынке наблюдался бум первичных предложений монет (ICO), и ICO-проекты на базе платформы Ethereum появились в большом количестве. Большое количество проектов привлекли средства на Ethereum путем выпуска токенов. Эта тенденция привела к тому, что цена ETH взлетела, достигнув отметки в $1400. Ethereum и его экосистема успешно совершили прорыв, привлекая все больше внимания со стороны инвесторов и разработчиков по всему миру, еще больше укрепив свои позиции в сфере блокчейна.

28 февраля 2019 года было запущено обновление Constantinople, которое включает в себя всего 5 протокольных обновлений: EIP 1234, EIP145, EIP 1014, EIP 1052 и EIP 1283. Эти протоколы оптимизируют газовые сборы, снижая транзакционные издержки пользователей; откладывают 'бомбу сложности', предоставляя Ethereum больше времени для перехода к механизму консенсуса Proof of Stake (PoS); улучшают эффективность проверки смарт-контрактов, сокращают награды за блоки, вводят механизм консенсуса PoW+PoS, значительно повышая производительность и безопасность Ethereum.

В конце 2019 года Ethereum начал свой путь к версии 2.0, которая представляет собой комплексное и глубокое преобразование, направленное на решение многих проблем, с которыми сейчас сталкивается Ethereum, таких как масштабируемость, безопасность и энергопотребление. Планируется, что Ethereum 2.0 будет выпущен по крайней мере в трех фазах: Фаза 0 была запущена в 2020 году с акцентом на запуск валидаторов на Beacon Chain, которая является совершенно новым блокчейном PoS и основным компонентом Ethereum 2.0, заложив основу для последующих обновлений; Фазы 1 и 2 будут выпущены в ближайшие годы, завершив задачи запуска осколочных цепей и запуска исполнительного слоя, улучшив возможности обработки сети Ethereum с помощью технологии осколков, достигнув более высокой производительности и более низких комиссий за транзакции, тем самым удовлетворяя растущие потребности децентрализованных приложений.

В апреле 2021 года Ethereum прошел Шанхайское обновление, нацеленное на улучшение эффективности сети, снижение комиссий за транзакции и дальнейшее улучшение пользовательского опыта. В 2023 году развитие Ethereum продолжает продвигаться вперед, с планами на более многочисленные обновления и улучшения в будущем, такие как ожидаемое обновление Каары в четвертом квартале, которое направлено на дальнейшую оптимизацию производительности сети и внедрение новых функций для адаптации к изменяющимся рыночным требованиям и технологическим тенденциям.

2.2 Техническая архитектура Ethereum

Техническая архитектура Ethereum является основой для реализации децентрализованных приложений и функций смарт-контрактов, интегрируя разнообразные передовые технологические концепции и инновационные дизайны, включая блокчейн, смарт-контракты, виртуальную машину Ethereum (EVM) и механизмы консенсуса и т. д., компоненты сотрудничают друг с другом для обеспечения стабильной работы и мощных функций платформы Ethereum.

Блокчейн — это технология, лежащая в основе Ethereum, которая представляет собой распределенный реестр, состоящий из ряда блоков данных, расположенных в хронологическом порядке. Каждый блок данных содержит несколько записей транзакций и хэш-значение предыдущего блока. Такая структура цепочки придает блокчейну характеристики неизменяемости и отслеживаемости. В Ethereum блокчейн не только записывает информацию о транзакциях Эфира, но и хранит код и состояние смарт-контрактов. Когда пользователь инициирует транзакцию, информация о транзакции транслируется на различные узлы в сети Ethereum. Узлы проверяют и подтверждают транзакцию через механизм консенсуса. Как только транзакция подтверждена, она упаковывается в новый блок и добавляется в блокчейн. Таким образом, Ethereum обеспечивает децентрализованную запись и хранение транзакций, обеспечивая безопасность и надежность данных.

Смарт-контракты являются одним из основных инноваций Ethereum, которые являются самовыполняющимися контрактами, хранящимися на блокчейне, состоящими из кода и данных. Код смарт-контрактов определяет правила и логику контракта, а данные содержат состояние и переменные контракта. Смарт-контракты пишутся на языках программирования, таких как Solidity, и разработчики могут писать различные сложные логики контрактов в соответствии с конкретными бизнес-потребностями. Например, в приложениях децентрализованных финансов (DeFi) смарт-контракты могут реализовывать функции, такие как кредитование, торговля и страхование; в области нефункциональных токенов (NFT) смарт-контракты могут определять владение и правила сделок с цифровыми активами. Выполнение смарт-контрактов автоматически запускается. Когда условия, установленные в контракте, будут выполнены, код контракта будет автоматически выполнен на виртуальной машине Ethereum без необходимости в посредничестве третьей стороны, что обеспечивает автоматизацию и доверие транзакциям.

Виртуальная машина Ethereum (EVM) - это среда выполнения для смарт-контрактов. Это стековая виртуальная машина, которая обеспечивает изолированное и безопасное пространство выполнения для смарт-контрактов. EVM можно понимать как программное обеспечение, запущенное на узле Ethereum, способное интерпретировать и выполнять байткод смарт-контрактов. Каждый узел Ethereum содержит EVM, и когда смарт-контракт развертывается на блокчейне, его байткод сохраняется в блокчейне. При вызове контракта EVM считывает байткод контракта из блокчейна и выполняет код контракта в порядке инструкций. Конструкция EVM позволяет смарт-контрактам работать одинаково на разных узлах Ethereum, обеспечивая согласованность и надежность выполнения контрактов. Кроме того, EVM предоставляет ряд механизмов безопасности, таких как управление памятью и контроль разрешений, для предотвращения зловредных атак и злоупотребления ресурсами между смарт-контрактами.

Механизм консенсуса является ключевой технологией для обеспечения согласованности данных между узлами в сети Ethereum. При разработке Ethereum были приняты разные механизмы консенсуса. В первые дни Ethereum использовал механизм консенсуса Proof of Work (PoW), в рамках которого майнеры соревнуются в решении сложных математических задач, чтобы побороться за право создавать новые блоки. Только майнеры, успешно решившие математическую задачу, могут добавить новый блок в блокчейн и получить соответствующее вознаграждение в виде эфира. Преимуществом механизма PoW является его высокая безопасность и децентрализация, так как для атаки на сеть злоумышленникам требуется значительный объем вычислительных ресурсов. Однако механизм PoW имеет и некоторые очевидные недостатки, такие как высокое энергопотребление и медленная скорость обработки транзакций. Чтобы решить эти проблемы, Ethereum постепенно переходит на механизм консенсуса Proof of Stake (PoS). В механизме PoS валидаторы стейкают определенное количество эфира, чтобы получить право на валидацию транзакций и создание новых блоков. Система выбирает валидаторов на основе таких факторов, как количество эфира в стейкинге и время удержания. По сравнению с механизмом PoW, механизм PoS имеет меньшее энергопотребление, более высокую эффективность обработки транзакций, сохраняя при этом высокую безопасность и децентрализацию.

В дополнение к вышеперечисленным основным компонентам, Ethereum также включает в себя некоторые другие важные технические модули, такие как P2P-сеть, управление учетными записями и ключами, механизм газа и т. д. Сеть P2P используется для реализации связи и передачи данных между узлами Ethereum, обеспечивая своевременный обмен информацией о транзакциях и данных блоков между узлами. Управление учетными записями и ключами отвечает за управление информацией об учетной записи пользователя и закрытыми ключами, обеспечивая безопасность активов пользователей. Газовый механизм — это механизм комиссии, разработанный Ethereum для предотвращения злоупотреблений и растраты смарт-контрактов. Пользователям необходимо оплатить определенное количество Газа при оформлении смарт-контрактов или проведении транзакций, а цена и расход Газа зависят от сложности операции.

3. Статус безопасности Ethereum

3.1 Основы криптографии Защита

Безопасность Ethereum в значительной степени зависит от его прочной криптографической основы, в основном включающей ключевые технологии, такие как криптография на основе эллиптических кривых (ECC) и хеш-функции, которые обеспечивают основные гарантии безопасности для учетных записей и транзакций Ethereum.

Криптография на основе эллиптических кривых является важной частью криптографической системы Ethereum, которая основана на задаче дискретного логарифма эллиптической кривой, с высокой безопасностью и эффективностью. В Ethereum криптография на основе эллиптических кривых в основном используется для генерации пар открытого и закрытого ключей учетных записей. Закрытый ключ пользователя представляет собой случайно сгенерированное 256-битное число, которое с помощью операции умножения эллиптической кривой с фиксированной точкой генератора извлекает соответствующий открытый ключ. Публичный ключ — это точка на эллиптической кривой, представленная парой координат (x, y). Этот метод шифрования, основанный на эллиптических кривых, делает практически невозможным извлечение закрытого ключа из открытого ключа, обеспечивая безопасность учетных записей пользователей. Например, когда пользователь инициирует транзакцию Ethereum, информация о транзакции подписывается закрытым ключом, и получатель может проверить подлинность подписи с помощью открытого ключа отправителя, гарантируя, что транзакция действительно инициирована пользователем, владеющим соответствующим закрытым ключом, и что содержимое транзакции не было изменено во время передачи.

Хеш-функции также играют решающую роль в Ethereum, при этом Ethereum в основном использует хеш-функцию Keccak-256. Хеш-функции обладают такими характеристиками, как детерминизм, односторонность и устойчивость к коллизиям. В Ethereum хеш-функции широко применяются в различных аспектах. Во-первых, в блочной структуре блокчейна каждый блок содержит хеш-значение предыдущего блока. Благодаря такой структуре цепочки обеспечивается неизменность и прослеживаемость блокчейна. Как только содержимое блока подделывается, его хеш-значение изменяется, вызывая несоответствия в хеш-значениях, на которые ссылаются последующие блоки, тем самым ставя под угрозу согласованность всего блокчейна и делая подделку легко обнаруживаемой. Во-вторых, хеш-функции используются для вычисления хеш-значения транзакций, при этом каждая транзакция имеет уникальное хэш-значение для идентификации. В смарт-контрактах хэш-функции также используются для проверки целостности и согласованности кода контракта, гарантируя, что контракт не был злонамеренно изменен во время развертывания и выполнения.

Кроме того, Ethereum также использует хеш-функции для генерации адресов учетных записей. Адрес аккаунта Ethereum вычисляется из публичного ключа через хеш-функцию Keccak-256. Конкретный процесс заключается в том, чтобы сначала хэшировать открытый ключ, а затем принимать последние 20 байт хэш-значения в качестве адреса учетной записи. Этот метод делает адрес учетной записи уникальным и защищенным от несанкционированного доступа, позволяя пользователям получать эфир и проводить транзакции через адрес учетной записи, не беспокоясь о рисках безопасности подделки адреса или подделки.

В заключение, шифрование эллиптической кривой и криптографические технологии, такие как хэш-функции, дополняют друг друга, формируя основу системы безопасности Ethereum. Они играют решающую роль в обеспечении безопасности учетных записей Ethereum, безопасности транзакций, а также целостности и неизменяемости данных блокчейна, обеспечивая безопасную и надежную работу Ethereum в децентрализованной среде и обеспечивая пользователям высокий уровень доверия.

3.2 Соображения безопасности для механизма консенсуса

3.2.1 Функции безопасности механизма PoW

Механизм Proof of Work (PoW) - это механизм согласования, выбранный Ethereum в начальные дни, который имеет уникальные характеристики и принципы обеспечения безопасности сети Ethereum.

Основной принцип механизма PoW заключается в том, чтобы позволить майнерам соревноваться в решении сложных математических задач, чтобы конкурировать за право создавать новые блоки. В сети Ethereum каждый узел может участвовать в майнинге в качестве майнера. Когда происходят новые транзакции, эти транзакции упаковываются в блок-кандидат, и майнеры должны выполнить хэш-вычисления над этим блоком-кандидатом. Цель вычисления хэша — найти хеш-значение, отвечающее определенным требованиям сложности, которые динамически корректируются сетью Ethereum, чтобы обеспечить среднее производство нового блока каждые 15 секунд или около того. Чтобы найти требуемое хеш-значение, майнерам необходимо постоянно пробовать различные случайные числа и выполнять хеш-вычисления вместе с другими данными в блоке-кандидате, пока они не получат хеш-значение, соответствующее требованиям сложности. Этот процесс требует значительного количества вычислительных ресурсов и энергии, так как вычисление хэша является полностью случайным процессом, в котором нет ярлыков, только непрерывные попытки найти ответ.

Тем не менее, у механизма PoW также есть некоторые недостатки, наиболее очевидным из которых является огромное энергопотребление. Поскольку для майнинга требуется большое количество вычислительных ресурсов и энергии, это не только оказывает определенное давление на окружающую среду, но и делает затраты на майнинг высокими, ограничивая большее количество узлов от участия. Кроме того, скорость обработки транзакций механизмом PoW относительно низкая. С постоянным увеличением объема транзакций в сети Ethereum проблемы с перегруженностью сети становятся более серьезными, времена подтверждения транзакций увеличиваются, что влияет на опыт пользователей. Эти проблемы побудили Ethereum постепенно переходить к механизму Proof of Stake (PoS).

3.2.2 Преимущества и вызовы безопасности механизма PoS

Механизм Proof of Stake (PoS) — это новый механизм консенсуса, постепенно внедряемый Ethereum для решения многих проблем механизма Proof of Work (PoW). Он обладает уникальными принципами и преимуществами в повышении безопасности и стабильности, но также сталкивается с некоторыми потенциальными рисками атак.

Основной принцип механизма PoS заключается в том, чтобы выбирать валидаторов на основе стейка, удерживаемого узлами (т.е. количества эфира в стейкинге), а не конкурировать за право вести учетные записи с помощью вычислительной мощности, как в механизме PoW. В рамках механизма PoS пользователи могут размещать свои эфиры в сети Ethereum, чтобы стать валидаторами. Система рассчитает вес стейка каждого валидатора на основе таких факторов, как количество эфира в стейкинге и время удержания. Чем выше вес стейка валидатора, тем больше вероятность того, что он будет выбран для создания новых блоков и проверки транзакций. Когда валидатор выбран для создания нового блока, ему необходимо проверить транзакции и упаковать проверенные транзакции в новый блок, добавленный в блокчейн. Если валидатор работает честно, верифицирует и правильно упаковывает транзакции, он получит определенное количество Эфира в качестве вознаграждения; если валидатор ведет себя злонамеренно, например, намеренно проверяет неправильные транзакции или пытается вмешаться в работу блокчейна, его эфир в стейкинге будет вычтен в качестве штрафа.

Кроме того, механизм PoS сталкивается с другими проблемами, такими как проблема централизации доли. Если несколько узлов удерживают большое количество Эфира и ставят его, они могут оказать значительное влияние на сеть, тем самым уменьшая децентрализацию сети. Для решения этой проблемы сообщество Ethereum постоянно исследует и изучает, предлагая некоторые улучшенные решения, такие как внедрение технологии шардинга, разделение блокчейна на несколько фрагментов, каждый из которых подтверждается разными валидаторами, тем самым уменьшая влияние одного узла на всю сеть.

3.3 Статус безопасности смарт-контрактов

3.3.1 Анализ уязвимостей безопасности в смарт-контрактах

Смарт-контракты, как одно из основных приложений Ethereum, напрямую влияют на стабильность экосистемы Ethereum и безопасность активов пользователей. Однако из-за сложности смарт-контрактов, сложности написания кода и относительной новизны технологии блокчейна смарт-контракты выявили множество уязвимостей безопасности в практических приложениях, некоторые из которых привели к серьезным инцидентам безопасности и значительным экономическим потерям. Инцидент с DAO - один из самых известных инцидентов безопасности смарт-контрактов в истории Ethereum, и он оказал глубокое влияние на развитие Ethereum.

The DAO - это децентрализованная автономная организация (DAO), основанная на Ethereum, которая собирает и управляет средствами через смарт-контракты. Пользователи могут инвестировать Ether в контракт The DAO и получать соответствующие токены DAO, которые представляют интересы пользователя в The DAO. Исходное намерение дизайна смарт-контракта The DAO - позволить пользователям решать направление инвестиций фонда путем голосования, достигая децентрализованного венчурного капитала. Однако 17 июня 2016 года хакер обнаружил серьезную уязвимость в смарт-контракте The DAO. Используя эту уязвимость, хакер успешно похитил около 3,6 миллиона Ether из контракта The DAO, что в то время составляло более 50 миллионов долларов США.

Принцип хакерской атаки в основном эксплуатирует уязвимость повторного входа в умные контракты. В умном контракте The DAO, когда пользователь запрашивает вывод средств, контракт сначала отправляет средства пользователю, затем обновляет баланс пользователя. Хакер создает зловредный контракт, используя механизм обратного вызова в контракте. Во время окна между отправкой контрактом средств пользователю и еще не обновлением баланса, хакер снова вызывает функцию вывода средств, достигая цели многократных выводов средств. Конкретно зловредный контракт, созданный хакером, содержит функцию обратного вызова. Когда контракт The DAO отправляет средства зловредному контракту, это вызывает эту функцию обратного вызова, которая немедленно снова вызывает функцию вывода средств контракта The DAO. Поскольку контракт DAO в этот момент еще не обновил баланс пользователя, он снова отправит средства зловредному контракту. Этот цикл продолжается, позволяя хакеру бесконечно выводить средства из контракта The DAO.

Инцидент с The DAO не только принес огромные экономические потери инвесторам, но и вызвал глубокие размышления в сообществе Ethereum о безопасности смарт-контрактов. Этот инцидент выявил множество проблем в процессе проектирования и кодирования смарт-контрактов, таких как логические лазейки в коде, недостаточный учет рисков для внешних вызовов и отсутствие строгих аудитов безопасности. Чтобы возместить убытки инвесторов, после интенсивных обсуждений сообщество Ethereum в конечном итоге решило провести хардфорк, чтобы вернуть украденный эфир у хакеров и исправить уязвимости в смарт-контрактах. Однако этот хардфорк также вызвал раскол в сообществе Ethereum, и некоторые люди посчитали, что хардфорк нарушил принцип неизменяемости блокчейна. Они решили остаться в оригинальной цепочке, сформировав таким образом Ethereum Classic (ETC).

Помимо инцидента с DAO, произошло множество других инцидентов по безопасности смарт-контрактов, таких как уязвимость мультиподписного кошелька Parity в 2017 году, которая привела к потере около $150 миллионов. В случае с кошельком Parity из-за неправильной установки функции в мультиподписном контракте как общедоступной хакеры использовали эту уязвимость для перевода средств с кошелька Parity на свой собственный счет. Эти инциденты по безопасности показывают, что проблемы безопасности смарт-контрактов нельзя игнорировать, поскольку даже малейшая уязвимость может быть использована хакерами, приводя к значительным экономическим потерям и кризису доверия.

3.3.2 Проверка безопасности и верификация смарт-контрактов

Для решения все более серьезных проблем безопасности смарт-контрактов и обеспечения стабильности экосистемы Ethereum и безопасности активов пользователей стало критически важным проведение аудита безопасности и верификации смарт-контрактов. Формальные инструменты верификации и сторонние аудиторские фирмы играют незаменимую роль в этом процессе.

Инструменты формальной верификации — это разновидность технологии верификации смарт-контрактов, основанная на математических методах. Он преобразует код смарт-контрактов в математические модели, а затем использует строгие математические рассуждения и доказательства, чтобы проверить, удовлетворяют ли контракты определенным свойствам безопасности и функциональным требованиям. Основная идея формальной верификации заключается в использовании формальных языков для описания поведения и свойств смарт-контрактов. Точно анализируя и рассуждая об этих описаниях, он обеспечивает правильность и безопасность контрактов в различных сценариях. Например, используя доказательства теорем, средства проверки моделей и другие инструменты для анализа кода смарт-контрактов, он проверяет распространенные проблемы безопасности, такие как ошибки повторного входа, целочисленные переполнения и неправильное управление разрешениями. Преимущество формальной верификации заключается в ее способности обеспечивать высокую точность и надежность, выявляя потенциальные уязвимости и логические ошибки, которые традиционные методы тестирования могут не заметить. Однако формальная верификация также имеет определенные ограничения. Он требует высокой технической экспертизы, специальных знаний и навыков для использования. Процесс проверки часто бывает сложным и трудоемким. Для крупномасштабных проектов смарт-контрактов могут потребоваться значительные вычислительные ресурсы и время.

Сторонние аудиторские фирмы также играют важную роль в обеспечении безопасности смарт-контрактов. Эти профессиональные аудиторские фирмы имеют богатый опыт и профессиональные команды безопасности, способные проводить всесторонний и глубокий аудит смарт-контрактов. Как правило, они используют различные методы и инструменты, сочетая ручную проверку и автоматизированный анализ для проведения подробных проверок кода смарт-контрактов. В процессе аудита аудиторы тщательно изучают логику, функциональность, механизмы безопасности и другие аспекты смарт-контрактов, чтобы выявить потенциальные уязвимости и риски. Например, они проверяют, является ли контроль разрешений в контракте разумным, нет ли несанкционированного доступа; есть ли риски целочисленного переполнения или недотечения в математических операциях внутри контракта; безопасна ли обработка внешних вызовов в контракте, есть ли уязвимости для атак с повторным входом и т. д. Сторонние аудиторские фирмы также предоставляют подробные отчеты и рекомендации по результатам аудита, помогая разработчикам своевременно выявлять и устранять проблемы безопасности в смарт-контрактах. Некоторые известные сторонние аудиторские фирмы, такие как OpenZeppelin, ConsenSys Diligence и т. д., имеют высокую репутацию и влияние в индустрии блокчейна, а их аудиторские услуги были признаны и приняты многочисленными проектами.

Помимо инструментов формальной верификации и аудиторских фирм третьих сторон разработчики умных контрактов также должны принимать ряд мер по обеспечению безопасности контрактов. Во-первых, разработчики должны следовать стандартам безопасной разработки и писать высококачественный, безопасный код. Например, избегать использования небезопасных функций и операций, разрабатывать логику и структуру контракта разумно, и обеспечивать читаемость и поддерживаемость кода. Во-вторых, разработчики должны проводить тщательное тестирование, включая модульное тестирование, интеграционное тестирование, тестирование на проникновение и т. д., чтобы обнаружить и устранить потенциальные уязвимости с помощью различных методов тестирования. Кроме того, разработчики могут обращаться к зрелым шаблонам и библиотекам умных контрактов, которые обычно проходят тщательные проверки безопасности и тестирование, обеспечивая определенный уровень гарантии безопасности.

В заключение можно сказать, что аудит безопасности и верификация для смарт-контрактов — это комплексная задача, требующая формальных инструментов верификации, сторонних аудиторских институтов и совместных усилий разработчиков. Комбинируя различные средства, можно эффективно повысить безопасность смарт-контрактов, снизить риски безопасности и обеспечить здоровое развитие экосистемы Ethereum.

4. Угрозы безопасности ETH

4.1 Угроза внешнего атакующего воздействия

4.1.1 Методы и случаи хакерских атак

Как важная платформа в сфере блокчейна, Ethereum привлек внимание многих хакеров, использующих различные изощренные методы атак для поиска прибыли, что представляет существенные риски безопасности для экосистемы Ethereum. Атака повторного входа - распространенный и чрезвычайно разрушительный метод взлома, основанный на уязвимостях механизма выполнения смарт-контрактов. В смарт-контрактах Ethereum, когда контракт вызывает внешнюю функцию, поток выполнения временно переключается на внешнюю функцию, а затем возвращается к исходному контракту по завершении. Атаки повторного входа используют эту особенность, когда злоумышленники тщательно разрабатывают вредоносный код для повторного вызова соответствующих функций контракта во время промежутка между вызовом внешней функции и завершением обновления состояния, что позволяет многократно повторять определенные операции для кражи средств или нарушения нормальной работы контракта.

4.1.2 Риски вредоносных программ и рыболовства

Вредоносное ПО и фишинг — еще одна серьезная угроза безопасности, с которой сталкиваются пользователи Ethereum, которые ловко крадут закрытые ключи пользователей и другую важную информацию, создавая серьезные риски для безопасности активов пользователей. Вредоносное ПО — это тип программного обеспечения, разработанного специально для кражи пользовательской информации, нарушения работы систем или участия в других вредоносных действиях. В экосистеме Ethereum вредоносное ПО часто маскируется под законное программное обеспечение или приложения, побуждая пользователей загрузить и установить его. После установки вредоносное ПО запускается на устройстве пользователя, незаметно записывая нажатия клавиш, делая снимки экрана, отслеживая сетевые коммуникации и пытаясь получить закрытый ключ пользователя Ethereum.

Вредоносные программы и фишинговые атаки представляют серьезную угрозу безопасности активов пользователей Ethereum. Чтобы предотвратить эти атаки, пользователи должны оставаться бдительными и повышать свою осведомленность о безопасности. Пользователи должны загружать программное обеспечение и приложения, связанные с Ethereum, только из официальных и надежных источников, избегая загрузки и установки программного обеспечения из неизвестных источников. При использовании кошелька Ethereum обеспечьте безопасность устройства, установите надежное антивирусное программное обеспечение и брандмауэры, и регулярно обновляйте систему и программные патчи безопасности. В то же время пользователи должны научиться распознавать фишинговые атаки, не щелкать по ссылкам из незнакомых источников и избегать ввода личной конфиденциальной информации на ненадежных веб-сайтах. Если вы получаете подозрительные электронные письма или сообщения, незамедлительно проверьте их у соответствующих учреждений, чтобы убедиться в подлинности информации.

4.2 Внутренние риски механизма

4.2.1 Недостатки дизайна в смарт-контрактах

Смарт-контракты, как основной компонент Ethereum, прямо влияют на стабильность экосистемы Ethereum и безопасность активов пользователей. Однако из-за сложности смарт-контрактов и различных факторов в процессе разработки могут возникать различные дефекты в дизайне смарт-контрактов, которые могут использовать хакеры, ведя к серьезным проблемам безопасности. Логические ошибки являются одной из распространенных проблем в дизайне смарт-контрактов. В процессе разработки смарт-контрактов разработчики должны писать сложную логику кода в соответствии с конкретными бизнес-требованиями для реализации различных функций контракта. Однако из-за человеческой ошибки или недостаточного понимания бизнес-логики в коде контракта могут возникать логические ошибки. Эти логические ошибки могут проявляться как неправильные условные суждения, неправильные управления циклами или неразумные конструкции конечного автомата.

4.2.2 Потенциальные риски механизмов консенсуса

Ethereum постепенно переходит от механизма консенсуса Proof of Work (PoW) к механизму консенсуса Proof of Stake (PoS). Хотя был сделан значительный прогресс в улучшении эффективности и снижении энергопотребления, механизм PoS также несет определенные потенциальные риски, которые создают определенные угрозы для безопасности и децентрализации сети Ethereum. Под механизмом PoS валидаторы ставят определенное количество Эфира, чтобы получить право на проверку транзакций и создание новых блоков. Система выбирает валидаторов на основе таких факторов, как количество ставки в Эфире и время удержания. Этот механизм значительно влияет на распределение ставок на безопасность и децентрализацию сети. Если большое количество ставок сосредоточено в руках нескольких валидаторов, могут возникнуть проблемы централизации.

Централизация капитала может привести к уменьшению децентрализации сети, поскольку некоторые валидаторы имеют значительное влияние и могут доминировать в принятии решений и операциях сети. Это противоречит концепции децентрализации, преследуемой Ethereum, и может вызвать беспокойство относительно справедливости и безопасности сети среди пользователей. Централизация капитала также увеличивает риск атак на сеть. Если злоумышленник сможет контролировать большое количество капитала, он может запустить атаки, такие как двойные траты или вмешательство в данные блокчейна. Хотя в механизме PoS злоумышленники должны заложить большое количество Ether, увеличивая затраты на атаку, в случае успеха вознаграждение, которое они могут получить, может быть существенным, что все равно может привлечь некоторых преступников к попыткам атак.

Помимо проблемы централизации акций, механизм PoS также сталкивается с проблемой 'Ничего не в ставке'. Под механизмом PoS прибыль валидаторов в основном происходит от стейкинга эфира и проверки комиссий за транзакции, без прямого интереса к безопасности и стабильности сети. Это может привести к тому, что валидаторы одновременно будут подтверждать несколько разветвлений при столкновении с разными разветвлениями блокчейна, из чисто эгоистичных побуждений, так как они не понесут убытков, независимо от того, какое разветвление станет основной цепью, и даже могут получить больше наград. Это поведение может привести к появлению нескольких разветвлений в блокчейне, нарушая его последовательность и стабильность, серьезно влияя на нормальное функционирование сети.

Для решения этих потенциальных рисков сообщество Ethereum постоянно исследует и изучает меры по их улучшению. Например, внедрение технологии осколков, разделение блокчейна на несколько осколков, каждый из которых проверяется разными валидаторами, чтобы уменьшить влияние одного валидатора на всю сеть и смягчить риск централизации; принятие более строгих механизмов наказания, чтобы строго наказывать валидаторов, которые проверяют несколько ветвей одновременно, чтобы уменьшить вероятность возникновения проблемы «ничего не стоит». Кроме того, требуется дальнейшее совершенствование дизайна механизма PoS, оптимизация распределения ставок и алгоритмов выбора валидаторов для повышения безопасности сети и децентрализации.

5. Меры безопасности Ethereum

5.1 Технические меры защиты

5.1.1 Усиление алгоритмов шифрования

Ethereum всегда рассматривал усовершенствование криптографических алгоритмов как ключевую меру для повышения безопасности, постоянно исследуя и внедряя инновации в области криптографии, чтобы справляться со все более сложными угрозами безопасности. С быстрым развитием технологии блокчейн и постоянным расширением сценариев применения традиционные криптографические алгоритмы сталкиваются со все большим количеством проблем, таких как потенциальная угроза технологии квантовых вычислений. Квантовые компьютеры обладают мощными вычислительными возможностями и теоретически могут взломать существующие алгоритмы шифрования, основанные на математических задачах, что представляет потенциальный риск для безопасности Ethereum. В ответ на этот вызов Ethereum активно исследует и изучает постквантовую криптографию (PQC). Постквантовая криптография нацелена на разработку новых алгоритмов шифрования, способных противостоять атакам со стороны квантовых компьютеров. Эти алгоритмы основаны на различных математических принципах, таких как криптография на основе решетки, криптография на основе хеширования, многомерная криптография и т. д., и могут поддерживать безопасность в среде квантовых вычислений. Исследователи и разработчики в сообществе Ethereum внимательно следят за развитием постквантовой криптографии, оценивают ее применимость и целесообразность в Ethereum и готовятся к возможным обновлениям алгоритмов в будущем.

С точки зрения хеш-функций, Ethereum также постоянно оптимизируется. Хеш-функции являются основным компонентом технологии блокчейн, используемым для обеспечения целостности данных и устойчивости к взлому. В настоящее время Ethereum в основном использует хеш-функцию Keccak-256, которая обладает хорошей безопасностью и производительностью. Однако по мере развития технологий требования к безопасности хеш-функций также постоянно растут. Исследовательская группа Ethereum продолжает проводить глубокий анализ и улучшать Keccak-256, чтобы обеспечить его стабильную безопасность перед лицом различных методов атак. В то же время они также обращают внимание на новые результаты исследований хеш-функций, изучая, есть ли лучшие хеш-функции, которые можно применить к Ethereum для дальнейшего повышения безопасности и эффективности блокчейна.

Кроме того, Ethereum также сосредотачивается на деталях реализации алгоритмов шифрования и устранении уязвимостей безопасности. В практических приложениях, даже если алгоритмы шифрования обладают хорошей производительностью в области безопасности, если существуют уязвимости в процессе реализации, злоумышленники могут их использовать. Разработчики Ethereum следуют строгим стандартам безопасности кодирования, проводят тщательные обзоры и тестирование кода реализации алгоритмов шифрования для обеспечения правильности и безопасности кода. Как только обнаруживаются уязвимости безопасности в реализации алгоритмов шифрования, сообщество Ethereum реагирует оперативно, выпускает обновления безопасности своевременно, устраняет уязвимости и обеспечивает безопасную работу сети Ethereum.

5.1.2 Дизайн безопасности и обзор смарт-контрактов

Безопасное проектирование и проверка смарт-контрактов являются основными звеньями для обеспечения безопасности экосистемы Ethereum, непосредственно связаны с безопасностью активов пользователей и стабильностью всей экосистемы. В процессе разработки смарт-контрактов необходимо соблюдать строгие стандарты безопасности. Разработчики должны придерживаться принципов краткого и четкого программирования, избегать написания излишне сложной логики кода, поскольку сложный код часто склонен к скрытию уязвимостей и затрудняет эффективную проверку и тестирование. Например, при работе с сложной бизнес-логикой разработчики должны разбивать ее на несколько простых функций и модулей, причем каждый модуль должен сосредоточиться на реализации одной функции. Это не только облегчает обслуживание кода и отладку, но также помогает снизить риски безопасности.

Внедрение эффективного механизма контроля разрешений является ключевым аспектом разработки безопасных смарт-контрактов. Устанавливая модификаторы доступа, такие как public, private и internal соответствующим образом, можно точно контролировать доступ различных пользователей к функциям и данным в контракте. Только авторизованные пользователи могут выполнять определенные операции, тем самым предотвращая несанкционированный доступ и вредоносные операции. Например, в смарт-контракте, предполагающем управление средствами, только владелец контракта или уполномоченные администраторы могут выводить средства и изменять важные параметры, в то время как обычные пользователи могут только выполнять операции запроса, эффективно защищая безопасность средств.

Строгая проверка данных и проверка ввода также являются важными аспектами безопасного проектирования смарт-контрактов. Для входных данных, предоставленных пользователями, смарт-контракты должны пройти комплексную проверку, чтобы гарантировать, что они соответствуют ожидаемому формату и требованиям. Это включает проверку типов данных, длин, диапазонов и обработку специальных случаев, таких как нулевые значения, нулевые значения и исключительные значения. Через эффективную проверку данных злоумышленникам можно предотвратить эксплуатацию уязвимостей в смарт-контрактах с использованием злонамеренных входных данных, таких как переполнение целочисленного значения, атаки на переполнение буфера. Например, при обработке суммы ввода пользователя смарт-контракты должны проверить, является ли ввод положительным целым числом и не превышает установленное максимальное значение, чтобы избежать финансовых потерь из-за ошибок ввода или злонамеренных входных данных.

Регулярные проверки безопасности смарт-контрактов являются важным средством выявления и устранения потенциальных уязвимостей. Проверки безопасности могут проводиться с использованием различных методов, включая статический анализ кода, динамическое символьное исполнение и формальную верификацию. Статический анализ кода включает проверку синтаксиса, структуры и семантики кода для выявления потенциальных уязвимостей безопасности, таких как неинициализированные переменные, бесконечные циклы и другие проблемы. Динамическое символьное исполнение включает выполнение кода смарт-контракта и тестирование кода в различных условиях для обнаружения потенциальных уязвимостей, таких как атаки повторного вызова и неправильное управление разрешениями. Формальная верификация является методом верификации, основанным на математических методах, который включает преобразование кода смарт-контракта в математические модели, а затем использование строгого математического рассуждения и доказательств для проверки того, удовлетворяет ли контракт определенные свойства безопасности и функциональные требования. Он может обеспечить высокий уровень точности и надежности, но требует высокой технической квалификации, и процесс верификации обычно сложен и затратен по времени.

В дополнение к вышеуказанным методам проверка безопасности смарт-контрактов также может быть проведена с помощью профессиональных аудиторских фирм. У этих фирм есть богатый опыт и профессиональные команды по безопасности, способные проводить комплексные и глубокие аудиты смарт-контрактов. Они будут комбинировать ручной просмотр и автоматизированные инструменты анализа для проведения детальной проверки кода смарт-контрактов, выявления потенциальных уязвимостей и рисков, а также предоставления подробных отчетов об аудите и рекомендаций по улучшению. Некоторые известные аудиторские фирмы, такие как OpenZeppelin, ConsenSys Diligence, имеют высокую репутацию и влияние в отрасли блокчейн, и многие проекты Ethereum выбирают эти фирмы для проведения проверок безопасности перед развертыванием смарт-контрактов, чтобы обеспечить безопасность контрактов.

5.2 Рекомендации по безопасности на уровне пользователя

5.2.1 Выбор и использование безопасности кошелька

В экосистеме Ethereum кошельки являются важными инструментами для пользователей для хранения и управления активами Ether, и безопасность выбора и использования кошелька прямо связана с безопасностью активов пользователя. Кошельки Ethereum в основном делятся на горячие и холодные кошельки, у каждого из которых есть свои характеристики с точки зрения безопасности и удобства. Пользователи должны принимать разумные решения на основе своих собственных потребностей и уровня риска.

Горячий кошелек — это онлайн-кошелек, для использования которого требуется подключение к Интернету. К его преимуществам можно отнести удобство и возможность для пользователей проводить транзакции в любое время и в любом месте. К распространенным горячим кошелькам относятся MetaMask, MyEtherWallet и т. д., которые обычно представлены в виде плагинов для браузера или мобильных приложений. Пользователи могут напрямую получать доступ к своим учетным записям Ethereum и управлять ими в браузерах или на мобильных телефонах. Безопасность горячего кошелька в основном зависит от безопасности устройства и привычек работы пользователя. Чтобы обеспечить безопасность горячего кошелька, пользователи должны загружать приложения для кошельков из официальных и надежных источников, избегать загрузки с ненадежных веб-сайтов или источников, чтобы предотвратить вредоносное программное обеспечение или фишинговые кошельки. При использовании горячего кошелька пользователи должны защищать свои устройства, устанавливать надежное антивирусное программное обеспечение и брандмауэры, регулярно обновлять системные и программные патчи безопасности для предотвращения хакерских атак. Кроме того, очень важно установить надежный пароль, который должен включать прописные и строчные буквы, цифры и специальные символы, быть длиной не менее 8 символов и избегать использования легко угадываемых паролей, таких как дни рождения или номера телефонов. Кроме того, для повышения безопасности учетной записи рекомендуется включить двухфакторную аутентификацию, такую как коды подтверждения SMS, Google Authenticator и т. д., чтобы даже в случае компрометации пароля хакеры не могли легко получить доступ к учетной записи пользователя.

Холодный кошелек — это автономный кошелек для хранения, который не подключен к сети, что значительно снижает риск взлома и обеспечивает высокую безопасность. К распространенным типам холодных кошельков относятся аппаратные кошельки (такие как Ledger Nano S, Trezor и т. д.) и бумажные кошельки. Аппаратный кошелек — это аппаратное устройство, специально разработанное для хранения криптовалют, хранения закрытого ключа на аппаратном устройстве и требующего подтверждения на устройстве для подписания транзакции. Даже когда устройство подключено к сети, закрытый ключ не раскрывается. Бумажный кошелек печатает закрытый и открытый ключи на бумаге, которые пользователи должны надежно хранить, чтобы избежать потери или утечки. При использовании холодного кошелька пользователям необходимо обеспечить сохранность устройства кошелька или бумаги, чтобы предотвратить потерю, повреждение или кражу. Для аппаратных кошельков важно установить надежный пароль и регулярно создавать резервную копию мнемонической фразы кошелька, так как мнемоническая фраза имеет решающее значение для восстановления кошелька. В случае утери активы в кошельке не могут быть возвращены. Что касается бумажных кошельков, они должны храниться в надежном месте, чтобы предотвратить несанкционированный доступ.

Независимо от того, выберете ли вы горячий кошелек или холодный кошелек, пользователи должны обращать внимание на защиту своих частных ключей и мнемоники во время использования. Частный ключ является уникальным удостоверением личности для доступа к учетным записям Ethereum. Если он утекает, другие могут свободно переводить активы с кошелька пользователя. Мнемоника представляет собой другую форму выражения частных ключей и одинаково важна. Пользователи должны избегать ввода частных ключей и мнемоники в небезопасных средах, таких как общественные сети, ненадежные устройства и т. д. Также не следует раскрывать частные ключи и мнемонику другим, даже если они утверждают, что являются официальным службой поддержки клиентов Ethereum или другими доверенными лицами. Официальные представители Ethereum ни в коем случае не попросят у пользователей их частные ключи и мнемонику. Если вам нужно сделать резервное копирование частных ключей или мнемоники, рекомендуется использовать оффлайн методы резервного копирования, такие как запись мнемоники на бумаге, их хранение в безопасном месте, избегая электронных документов или облачного хранилища для резервного копирования, чтобы предотвратить взлом.

5.2.2 Методы предотвращения фишинга и вредоносного ПО

В процессе использования Ethereum пользователи сталкиваются с серьезными угрозами фишинговых атак и вредоносных программ, которые могут привести к утечке важной информации, такой как закрытые ключи пользователей и мнемотехника, что приведет к потере активов. Поэтому крайне важно иметь эффективный подход к профилактике. Выявление фишинговых атак требует высокого уровня бдительности и тщательного отбора различных источников информации. Фишинговые атаки часто осуществляются, среди прочего, путем отправки поддельных электронных писем, текстовых сообщений, сообщений в социальных сетях или создания поддельных веб-сайтов. Эти поддельные сообщения часто маскируются под доверенные организации, такие как официальные учреждения Ethereum, известные биржи и поставщики услуг кошельков, чтобы привлечь внимание пользователей. Например, фишинговые электронные письма могут заманить пользователей перейти по ссылке с заманчивым содержанием, таким как «Возникла проблема с безопасностью вашей учетной записи Ethereum, пожалуйста, нажмите на ссылку, чтобы подтвердить ее сейчас», «Поздравляем с выигрышем вознаграждения Ethereum, пожалуйста, нажмите на ссылку, чтобы получить его». Как только пользователи нажимают на эти фишинговые ссылки, они перенаправляются на поддельный веб-сайт, который очень похож на настоящий. Этот поддельный веб-сайт имитирует интерфейс и функциональность настоящего веб-сайта и просит пользователей ввести конфиденциальную информацию, такую как закрытые ключи Ethereum, seed-фразы, пароли и многое другое. Как только пользователь вводит эту информацию без его ведома, хакер может получить эту информацию, а затем получить контроль над учетной записью пользователя Ethereum и украсть активы пользователя.

Для предотвращения фишинговых атак пользователи должны научиться сначала определять фишинговые ссылки. Фишинговые ссылки обычно имеют некоторые характеристики, такие как опечатанные доменные имена, использование похожих, но отличающихся доменов от официальных веб-сайтов и странные параметры в ссылке. Например, домен официального веб-сайта Ethereum - ethereum.orgОднако сайты-фишинга могут использовать ethereum.com или ethereum-org.comДоменные имена, такие как '等类似的域名', используются для сбивания пользователей с толку. Перед тем как кликнуть по любым ссылкам, пользователи должны тщательно проверить доменное имя, чтобы убедиться, что оно соответствует официальному веб-сайту. Если есть сомнения в подлинности ссылки, пользователи могут проверить соответствующую информацию через официальные каналы, такие как официальный веб-сайт Ethereum, учетные записи в социальных сетях и т. д., чтобы подтвердить наличие связанных уведомлений или объявлений. Кроме того, пользователи не должны легкомысленно доверять информации из неизвестных источников, особенно информации, связанной с финансами, безопасностью учетной записи и другим важным контентом. Если приходят подозрительные электронные письма или сообщения, не следует кликать по ссылкам или отвечать на информацию, вместо этого немедленно пометить ее как спам или удалить.

Предотвращение вредоносного программного обеспечения также является важной частью обеспечения безопасности Ethereum. Вредоносное программное обеспечение — это тип программного обеспечения, разработанного специально для кражи пользовательской информации, нарушения работы систем или участия в других вредоносных действиях. В экосистеме Ethereum вредоносное программное обеспечение часто маскируется под законное программное обеспечение или приложения, побуждая пользователей загрузить и установить его. После того, как пользователь устанавливает вредоносное программное обеспечение, оно запускается на устройстве пользователя, незаметно записывая нажатия клавиш пользователя, делая снимки экрана, отслеживая сетевые коммуникации и пытаясь получить закрытые ключи пользователя Ethereum. Чтобы предотвратить загрузку вредоносного программного обеспечения, пользователи должны загружать программное обеспечение и приложения, связанные с Ethereum, только из официальных и надежных источников. Например, при загрузке кошелька Ethereum его следует загружать с официального сайта кошелька или авторитетных магазинов приложений, избегая загрузок с ненадежных веб-сайтов или форумов. Перед загрузкой программного обеспечения проверьте информацию о разработчике, оценки пользователей и т. д., чтобы убедиться в надежности программного обеспечения. Кроме того, пользователи должны установить надежное антивирусное программное обеспечение и брандмауэры, а также регулярно обновлять вирусные базы и исправления безопасности системы. Антивирусное программное обеспечение может отслеживать работу устройства в режиме реального времени, обнаруживать и удалять вредоносное программное обеспечение; Брандмауэры могут блокировать несанкционированный доступ к сети, защищая сетевую безопасность устройства. Кроме того, при использовании кошелька Ethereum пользователи должны обращать внимание на физическую безопасность своего устройства, чтобы избежать потери или кражи. В случае утери устройства следует незамедлительно принять меры, такие как приостановка действия учетной записи или смена паролей, чтобы предотвратить кражу активов.

5.3 Гарантия на уровне сообщества и экосистемы

5.3.1 Программа надзора за сообществом и программы по уязвимостям

Сообщество Ethereum играет решающую роль в обеспечении безопасности Ethereum, а надзор сообщества и программы вознаграждения за ошибки являются важными мерами. Ethereum имеет большое и активное сообщество разработчиков, сообщество исследователей безопасности и сообщество обычных пользователей, члены которого распределены по всему миру. Они увлечены развитием Ethereum и активно участвуют в поддержании безопасности Ethereum. Члены сообщества внимательно следят за работой сети Ethereum по различным каналам, оперативно выявляя потенциальные проблемы безопасности и уязвимости. Как только аномалии обнаружены, они быстро обсуждают и обмениваются информацией внутри сообщества, делясь своими выводами и идеями. Например, когда члены сообщества обнаруживают аномальное поведение транзакций или потенциальные уязвимости в смарт-контракте, они публикуют соответствующую информацию на таких платформах, как форум сообщества Ethereum и группы в социальных сетях, чтобы привлечь внимание других участников. Другие участники будут анализировать и проверять эту информацию, совместно обсуждая серьезность проблемы и возможные решения. С помощью этого механизма надзора сообщества можно оперативно выявлять и устранять многие потенциальные риски безопасности, обеспечивая стабильную работу сети Ethereum.

5.3.2 Сотрудничество в индустрии и разработка стандартов безопасности

На фоне стремительного развития блокчейн-индустрии Ethereum активно сотрудничает с другими проектами для решения проблем безопасности и стремится к установлению единых стандартов безопасности для повышения общего уровня безопасности экосистемы блокчейна. По мере того, как приложения технологии блокчейн продолжают расширяться, взаимодействия между различными блокчейн-проектами становятся все более частыми, такими как кроссчейн-транзакции, многоцепочечные приложения и т. д. Такое взаимодействие порождает новые риски безопасности, с которыми отдельным проектам трудно справиться в одиночку. Поэтому Ethereum сотрудничает с другими блокчейн-проектами для совместного исследования и решения проблем безопасности. Например, с точки зрения межсетевой коммуникации, Ethereum сотрудничает с некоторыми известными кроссчейн-проектами для изучения безопасных и надежных кроссчейн-технических решений, обеспечивающих безопасность передачи активов и обмена информацией между различными блокчейнами. Благодаря сотрудничеству стороны могут обмениваться технологиями и опытом безопасности для совместного противодействия сложным угрозам безопасности и повышения устойчивости к рискам всей экосистемы блокчейна.

6. Тенденции развития безопасности ETH

6.1 Влияние технических обновлений на безопасность

6.1.1 Улучшения безопасности для Ethereum 2.0

Обновление Ethereum 2.0 является важным вехопроходом в развитии Ethereum. Его улучшения в области безопасности охватывают несколько ключевых областей, обеспечивая надежную гарантию для устойчивого развития экосистемы Ethereum. Технология Sharding является основным нововведением, введенным в Ethereum 2.0, направленным на повышение масштабируемости и производительности сети, а также имеющим положительное и далеко идущее влияние на безопасность. В традиционной архитектуре Ethereum 1.0 все узлы должны обрабатывать и проверять каждую транзакцию, что не только ограничивает вычислительную мощность сети, но и увеличивает риск атаки отдельных узлов. Технология Sharding делит сеть Ethereum на несколько параллельных подсетей, называемых шардами. Каждый шард может независимо обрабатывать часть транзакций и смарт-контрактов, обеспечивая параллельную обработку транзакций. Это означает, что пропускная способность сети значительно увеличивается, и скорость обработки транзакций существенно ускоряется.

С точки зрения безопасности технология шардинга снижает нагрузку и давление на отдельные узлы, что затрудняет атакующим нарушить нормальную работу всей сети, атакуя один узел. Поскольку транзакции и данные распределены по нескольким осколкам, злоумышленникам необходимо одновременно атаковать несколько осколков, чтобы нанести существенный ущерб сети, что значительно повышает сложность и стоимость атаки. Например, в сети Ethereum, состоящей из нескольких осколков, если злоумышленник хочет подделать запись транзакции, ему нужно контролировать узлы на нескольких осколках одновременно, что практически невозможно сделать, потому что на каждом осколке участвует множество узлов в верификации, и узлы независимы друг от друга, что затрудняет унифицированный контроль.

Введение механизма Proof of Stake (PoS) является еще одним важным аспектом улучшения безопасности в Ethereum 2.0. В отличие от традиционного механизма Proof of Work (PoW), механизм PoS выбирает валидаторов на основе таких факторов, как количество заложенных монет Ether и время удержания. Валидаторы получают право на проверку транзакций и создание новых блоков, заложив определенное количество монет Ether. Этот механизм имеет значительные преимущества в улучшении безопасности. Во-первых, механизм PoS снижает энергопотребление, поскольку не требует обширных вычислений хэшей, как механизм PoW, тем самым снижая экологическое воздействие и уменьшая затраты на майнинг. Это позволяет большему количеству узлов участвовать в сети, улучшая децентрализацию сети. Более высокий уровень децентрализации означает более безопасную сеть, поскольку злоумышленникам сложнее контролировать достаточное количество узлов для запуска атак.

Во-вторых, механизм PoS увеличивает затраты на недобросовестное поведение злоумышленников за счет механизмов стейкинга и штрафов. Под механизмом PoW злоумышленники могут только инвестировать вычислительные ресурсы для попыток атаки на сеть, в то время как под механизмом PoS злоумышленники должны поставить большое количество эфира. Если атака будет обнаружена, поставленный эфир будет удержан, заставляя злоумышленников тщательно обдумать риски и награды перед проведением атак. Например, если злоумышленник пытается осуществить атаку на двойное расходование или изменить данные блокчейна, как только это будет обнаружено и подтверждено другими валидаторами, их поставленный эфир будет конфискован, что приведет к значительным экономическим потерям для злоумышленника и эффективно предотвратит злонамеренное поведение в атаках.

Кроме того, Ethereum 2.0 также внес улучшения в области безопасности в других аспектах, таких как оптимизация смарт-контрактов. Новые функции значительно повышают эффективность выполнения смарт-контрактов, позволяя им обрабатывать более сложную бизнес-логику. Также имеется значительное улучшение в области безопасности, снижая потенциальные уязвимости и риски. Например, путем улучшения модели программирования и среды выполнения смарт-контрактов, укрепления верификации и проверки кода контракта, делая смарт-контракты более надежными и надежными перед различными методами атаки.

Заключение

Для инвесторов перед инвестированием в проекты, связанные с Ethereum, необходимо провести комплексное и глубокое исследование и анализ. Важно полностью понимать технические принципы проекта, сценарии применения, рыночные перспективы и потенциальные риски, и не полагаться исключительно на рекламу проекта и рыночный хайп. Обратите внимание на отчеты о проверке безопасности проекта, чтобы убедиться, что смарт-контракты проекта прошли строгий аудит со стороны профессиональных аудиторов и не содержат серьезных уязвимостей безопасности. В то же время диверсифицируйте инвестиции, чтобы избежать концентрации всех средств в одном проекте Ethereum и уменьшить инвестиционные риски. Регулярно отслеживайте динамику рынка Ethereum и развитие проектов, своевременно корректируйте инвестиционные стратегии в ответ на изменения на рынке и потенциальные риски безопасности.