Diskusi Keamanan zk-SNARKs di Bidang Blockchain

zk-SNARKs(ZKP) sebagai salah satu teknologi kriptografi canggih, semakin banyak digunakan oleh proyek-proyek Blockchain. Namun, seiring dengan memperluas jangkauan penerapannya, masalah keamanan yang terkait dengan proses penggabungan ZKP dan Blockchain juga semakin menonjol. Artikel ini akan menganalisis risiko yang mungkin dihadapi ZKP saat diterapkan di bidang Blockchain dari sudut pandang keamanan, untuk memberikan referensi bagi perlindungan keamanan proyek terkait.

Fitur Inti ZKP

Sebuah sistem zk-SNARKs yang sempurna perlu memenuhi tiga karakteristik kunci secara bersamaan:

1. Kecukupan: Untuk pernyataan yang benar, pembuktian selalu dapat berhasil membuktikan kebenarannya kepada validator.

2. Keandalan: Untuk pernyataan yang salah, pembuktian jahat tidak dapat menipu verifikator.

3. Sifat nol-pengetahuan: Selama proses verifikasi, verifier tidak akan mendapatkan informasi apa pun dari prover tentang data asli.

Tiga karakteristik ini adalah dasar untuk memastikan bahwa sistem ZKP aman dan efektif. Jika salah satu karakteristik terganggu, dapat menyebabkan kerentanan serius dalam sistem. Misalnya, hilangnya kelengkapan dapat menyebabkan penolakan layanan; kurangnya keandalan dapat dimanfaatkan oleh penyerang untuk memalsukan bukti; hilangnya sifat zero-knowledge dapat mengungkapkan informasi sensitif. Oleh karena itu, saat melakukan penilaian keamanan, perlu memastikan bahwa ketiga karakteristik ini terpenuhi dengan baik.

Fokus Keamanan Proyek Blockchain ZKP

Untuk proyek blockchain yang menggunakan teknologi ZKP, berikut beberapa aspek yang perlu diperhatikan:

1. sirkuit zk-SNARKs

Sirkuit ZKP adalah inti dari seluruh sistem, dan keamanannya secara langsung mempengaruhi keandalan proyek. Fokus utama meliputi:

• Desain sirkuit: menghindari kesalahan logika yang menyebabkan kegagalan atribut keamanan.
• Implementasi primitif kriptografi: memastikan implementasi yang benar dari komponen dasar seperti fungsi hash, algoritma enkripsi, dll.
• Jaminan Keberuntungan: Menjamin keamanan dan keberuntungan dari generator angka acak.

2. Keamanan Kontrak Pintar

Untuk proyek privasi koin berbasis Layer 2 atau kontrak pintar, keamanan kontrak sangat penting. Selain kerentanan umum seperti reentrancy dan injection, tahap verifikasi pesan lintas rantai dan verifikasi proof sangat perlu diperhatikan, untuk mencegah kegagalan keandalan.

3. Ketersediaan data

Pastikan data off-chain dapat diakses dan diverifikasi dengan aman dan efektif. Fokus pada keamanan penyimpanan data, mekanisme verifikasi, dan proses transmisi. Selain itu, memperkuat perlindungan host dan pemantauan status data juga merupakan cara penting untuk memastikan ketersediaan data.

4. Mekanisme Insentif Ekonomi

Evaluasi desain model insentif proyek, distribusi hadiah, dan mekanisme hukuman, untuk memastikan semua pihak yang terlibat memiliki cukup motivasi untuk menjaga keamanan dan stabilitas sistem.

5. Perlindungan privasi

Implementasi rencana perlindungan privasi untuk proyek audit, memastikan data pengguna terlindungi sepenuhnya sepanjang proses. Risiko kebocoran privasi pembuktian dapat disimpulkan melalui analisis alur komunikasi protokol.

6. Optimasi Kinerja

Evaluasi strategi optimasi kinerja proyek, termasuk kecepatan pemrosesan transaksi, efisiensi proses verifikasi, dll., untuk memastikan memenuhi kebutuhan aplikasi yang sebenarnya.

7. Mekanisme Toleransi Kesalahan dan Pemulihan

Strategi respons sistem pemeriksaan terhadap situasi tak terduga seperti gangguan jaringan, serangan jahat, dll, untuk memastikan pemulihan operasi normal secara tepat waktu.

8. Kualitas kode

Audit kode proyek secara menyeluruh, fokus pada keterbacaan, pemeliharaan, dan ketahanan, serta memeriksa kesalahan potensial dan praktik pemrograman yang tidak standar.

Langkah-langkah Perlindungan Keamanan

Untuk memastikan keamanan proyek ZKP Blockchain secara menyeluruh, langkah-langkah berikut dapat diambil:

1. Audit kode secara menyeluruh: melakukan audit manual dan otomatis pada kontrak pintar, logika pengkodean sirkuit, dll.

2. Uji logika kustom: untuk logika kunci, melalui penggabungan manual saksi untuk mensimulasikan berbagai skenario serangan.

3. Uji Fuzz: Melakukan pengujian fuzz pada kode Sequencer/Prover dan kontrak verifikasi.

4. Pemantauan Real-time: Menerapkan sistem pemantauan keamanan di blockchain untuk mewujudkan peringatan risiko dan pemblokiran serangan.

5. Perlindungan Keamanan Host: Menggunakan produk keamanan host dengan kemampuan CWPP dan ASA untuk memastikan operasi server yang aman.

Kesimpulan

Aplikasi teknologi ZKP di bidang blockchain memiliki prospek yang luas, tetapi keamanan tidak boleh diabaikan. Pihak proyek perlu merumuskan strategi keamanan yang sesuai berdasarkan skenario aplikasi tertentu, untuk memastikan tiga karakteristik inti ZKP terlindungi dengan baik. Selain itu, audit keamanan yang berkelanjutan dan pemantauan secara real-time juga merupakan kunci untuk menjaga stabilitas proyek dalam jangka panjang. Hanya dengan menanamkan kesadaran akan keamanan di seluruh siklus hidup proyek, potensi besar teknologi ZKP di bidang blockchain dapat benar-benar direalisasikan.