Каждый блокчейн состоит из узлов, включенных в сеть, которые согласованно контролируют и перемещают данные в сети. Выполняемая одним узлом операция в целях достижения консенсуса сети согласовывается с остальными узлами. После этого данные записываются в электронный реестр, копия которого хранится у каждого узла. Протокол взаимодействия узлов, обеспечивая логику работы всей сети, позволяет выявлять потенциальные угрозы, обусловленные случайными ошибками и целенаправленными атаками, что особенно актуально для СЭД в силовых структурах.
Еще в Bitcoin как-то один из пулов, ghash.io, набрал мощность, близкую к пятидесяти процентам. После этого владельцы заявили, что останавливают прием новых пользователей, потому что не хотят создавать ситуацию, в которой один пул может скомпрометировать систему. Технология блокчейн может аутентифицировать различные обещания в контракте, подтверждая, что каждая сторона имеет возможность выполнять задачи, за которые она несет ответственность.
И наконец, проблемы применения блокчейн-технологий связаны с вступлением в действие в мае 2018 г. GDPR (General Data Protection Regulation, Общий регламент по защите данных) — директивы Европейского союза, призванной устранить пробелы в законодательстве Европейского союза о персональных данных[6]. Теперь у пользователей появился ряд прав, закрепленных на законодательном уровне, нарушение которых грозит компаниям штрафом до 20 млн евро, или до 4% годового оборота. Но не всегда новые технологии или законы других стран “совместимы” с GDPR.
Децентрализация — степень распределения принятия решений, влияния и контроля над сетью компьютеров — является ключевым игроком в безопасности технологии блокчейн. Учитывая децентрализованный характер блокчейнов, нет необходимости в каком-либо централизованном или традиционном управлении инфраструктурой, что затрудняет мошеннические действия. Каждый имеет доступ к информации о блокчейне, и все пользователи имеют доступ к реестру блокчейна.
Блокчейн Технология
В борьбе с такими махинациями помогают более сложные алгоритмы
доказательств доли (DPoS, deposit based proof of stake), в которых используется
залог, конфискуемый в случае некорректного поведения участника. В заключение отметим, что довольно сложно найти лучшие алгоритмы безопасности блокчейна. Алгоритмы адаптированы для решения конкретных проблем с учетом определенных входных данных. Алгоритмы криптографии, такие как цифровые подписи и хеширование, помогают защитить информацию от третьих лиц. Алгоритмы консенсуса помогают обеспечить целостность участников и транзакций в сети блокчейн. В крупных корпорациях огромное количество личных данных пользователей хранится на отдельных устройствах, что увеличивает риск потери данных в случае взлома, неправильного обращения или потери системы.
Блокчейн, как и любая веб технология подвержен влиянию человеческого фактора, а также уязвимостям, присущим мобильным и веб приложениям. Проблемой является и нехватка опытных разработчиков, имеющих опыт запуска проектов блокчейн. За счёт использования криптографии и теории игр, получается добиться высокого уровня безопасности даже в публичных анонимных децентрализованных сетях. В качестве альтернативы, например, может использовать регулирование доступа. Однако это означает меньшую децентрализацию, а вместе с ней – куда меньшие масштабы.
Разрабатывается с использованием программ общего программного обеспечения. Технология блокчейн может способствовать созданию безопасных P2P-сетей, где устройства IoT будут надежно соединяться между собой, избегая угроз и несанкционированных вторжений. Текущие перспективные разработки в области масштабирования блокчейна показывают, что сеть может в будущем иметь возможность поддерживать миллиарды устройств. Узлами блокчейна являются, как правило, устройства IoT (Internet of Things)2, которые не обладают надежной защитой. Если подытожить, то даже одолев криптографическую защиту информации, «взламывать» Биткоин слишком дорого и долго – всё же создание полноценных работающих узлов требует большой ресурсной базы. И это куда выгоднее в рамках «рационального поведения», используемого в теории игр.
Результат исследования был представлен на международной конференции ICOIN 2020, состоявшейся в Барселоне. Технология распределенного реестра базируется на понятии
консенсуса – механизма синхронизации данных распределенных узлов сети. В
системе постоянно формируются альтернативные цепочки блоков, что является
Текст научной работы на тему «Проблемы информационной безопасности и криптографии пользователя современного блокчейна»
совершенно нормальным, ведь разные майнеры, конкурирующие за премию за
формирование нового блока, могут почти одновременно приходить к правильному
решению. Механизм консенсуса позволяет выбрать основную цепочку – определить
победителя Вi + 2 (1) и отбросить альтернативные цепочки Вi + 2 (2) и Вi + 1
(3) (рис. 1). Отсутствие третьей стороны, или центрального органа, в структуре базы данных является одним из самых важных аспектов технологии блокчейн.
В системе DPoS каждый портфель, содержащий единицы криптовалюты, может голосовать за делегатов пропорционально количеству принадлежащих ему единиц. Именно эти делегаты (101 в первой реализации BitShares), которые выполняют проверку транзакций, подписывая каждый новый блок своим закрытым ключом, гарантируют неприкосновенность данных реестра и возмещают стоимость транзакций, введенных в блок. Proof-of-work — это алгоритм консенсуса, используемый для достижения соглашения, который определяет, какие из блоков будут добавлены в цепочку после майнинга. Цель этого протокола состоит в том, чтобы избежать кибератак, таких как отказ в обслуживании (DDoS).
На практике в обоих случаях обслуживание сети зависит от ограниченного числа пользователей с большим спектром полномочий (большие суммы или высокие показатели вычислительной мощности). Однако, чем больше распределена сеть, тем больше она будет защищена от бесчисленных типов атак. LPoS делает это, позволяя пользователям сдавать свои балансы в аренду. Арендованные средства остаются под полным контролем владельца и могут быть перемещены или потрачены в любое время (когда заканчивается срок аренды).
Можно сделать вывод, что в сфере распределённых вычислений блокчейн имеет очень большое значение и крупные перспективы. Число вычислительных устройств в мире с хорошими показателями вычислительных мощностей постоянно растёт, однако “КПД” этих вычислительных мощностей падает. При среднестатистическом использовании персонального компьютера большую часть времени центральный и графический процессоры в лучшем случае используются на 30%. Неиспользуемые мощности персональных компьютеров, серверов и даже смартфонов могут приносить пользу, производить вычисления и решать какие-то задачи, если использовать давно существующий подход распределённых вычислений. Технология блокчейна все еще в стадии становления, и, несмотря на ее значительный рост за последние годы, многие не очень доверяют ей и до сих пор воздерживаются от ее принятия.
Все данные передаются через ноды в незашифрованном виде, что позволяет незнакомым людям взаимодействовать через сеть Биткойна. Блокчейн и все производные этой технологии (в частности, криптовалюты) давно описаны и активно обсуждаются на самых разных уровнях. Этот обзор рассматривает технологию блокчейн с позиции оценки защищенности данной технологии в роли инфраструктуры для различных применений. Любое изменение входящей информации, даже в рамках одного бита, приведёт к изменению хэша. Но если данные не меняются, то хэш будет одинаковым, независимо от того, на какой машине будет запускать функция.
Как вы могли догадаться, использование гибридной модели доверия может повысить или понизить безопасность вашей цепочки блоков в зависимости от того, насколько велик или мал ваш консорциум. Все блокчейн-приложения для кибербезопасности имеют некоторые или все улучшения безопасности, о которых я упоминал выше, но не все они созданы с использованием одной и той же модели доверия. В зависимости от модели доверия, на которой работает ваш блокчейн, внутренний уровень безопасности может сильно различаться. Блокчейн работает в распределенной сети, использует достижения в области шифрования и сложные алгоритмы для проверки прав собственности и точности данных.
- Кроме того, вы не можете обнаружить или узнать закрытый ключ пользователя из открытого ключа, что повышает безопасность блокчейна.
- Это позволяет повысить уровень доверия между сторонами и обеспечить более эффективное управление рисками.
- Узлы обмениваются между собой сообщениями по валидности транзакции, решая задачу византийских генералов, данные попадают в цепь при достижении консенсуса.
- Подробный анализ уязвимостей технологии блокчейн представлен в таблице ниже, где каждому из компонентов сопоставлены возможные уязвимости и приведены примеры осуществленных атак.
- Такая информация может быть полезна для аудита данных и понимания того, соблюдает ли организация определенную политику конфиденциальности данных.
Для совершения DDoS-атаки координирующий сервер должен заблокировать одно или несколько центральных устройств в сети. В блокчейне все устройства IoT являются частью одноранговой сети P2P, центральных управляющих устройств нет. Для успешной атаки координирующий сервер должен заблокировать все устройства IoT, а это практически невозможно. Важно понимать, что вычислительная мощность в блокчейне предъявляет повышенные требования к производительности оборудования и значительно затрудняет возможность совершения кибератак. Так, для взлома всей системы должно быть атаковано определенное количество блокчейн-узлов. Блокчейн (англ. blockchain) – это распределенная система из непрерывных связанных блоков, которая имеет встроенные средства защиты от потери связи с узлами и подмены информации.
Хорошее решение этой проблемы — токены и смарт-карты, которые уже были разработаны для биткойна за рубежом. Так же, как сейчас происходит с ЭЦП, «умные» токены, к примеру, Рутокен ЭЦП 2.0, позволяют генерировать закрытые ключи, которые никогда не покидают сами устройства. Производители подобных продуктов не допускают таких ошибок, как подпись технология блокчейн что это части сообщения или части транзакции. Другой плюс — использование технологии типа secure messaging, позволяющей целиком шифровать весь трафик между условным блокчейн-приложением и токеном. Соответственно, пин-коды и вся интересная для злоумышленника информация будет находиться в закрытом виде, что еще больше повысит безопасность системы.
На вход принимается байт-код, который затем анализируется с использованием связки статического анализа, символического анализа и проверки control flow. Блокчейн — самое перспективное изобретение в области кибербезопасности последнего десятилетия. Вероятно, это произведет революцию существующих систем кибербезопасности, обеспечит гораздо более безопасный интернет на долгие годы и, в любом случае, запустит новый цикл эволюции индустрии.
Каждое звено блокчейн-цепи – это своеобразный полный “бекап” данных всех транзакций. Взлом одного из таких компьютеров никак не скажется на сохранности остальных данных. Proof-of-work – это данные, которые позволяют любому узлу проверить, что тот, кто создал этот блок, выполнил значительный объем вычислительной работы. Другими словами, ни один узел не может создать действительный блок без выполнения неопределенного, но значительного объема работы. Создание любого блока требует определенного количества вычислительной мощности и любой другой узел может проверить, что эта мощность была потрачена тем, кто создал блок.
С помощью алгоритма консенсуса BFT возможно предотвращение распространения ошибок и неверной информации, отправляемой вредоносными или поврежденными узлами. В случае отсутствия алгоритма одноранговый узел способен передавать и публиковать ложные транзакции, ставя под угрозу надежность блокчейна, децентрализация которого https://www.xcritical.com/ не позволяет исправить нанесенный ущерб. Серверы информационно-телекоммуникационной сети “Интернет” не подвергались бы DDoS-атакам. Все это осуществлялось бы, используя коллективную вычислительную мощность и хранение информации на миллионах подключенных устройств в одноранговой сети, защищенной блокчейном.
Хэш – это большое число, и для того чтобы майнер мог отправить блок в сеть, хеш этого блока должен быть ниже определенного порогового значения. Поскольку хэширование – это случайный процесс, найти валидный хэш можно только путем интенсивного угадывания. Сайт создан при поддержке Национального координационного центра по компьютерным инцидентам (НКЦКИ). На его страницах собраны рекомендации специалистов по защите устройств, справочные материалы, занимательные ролики и прочая информация по вопросам информационной безопасности, которая будет полезна любому пользователю сети Интернет.
Соответственно, если злоумышленник сумеет собрать более 51% мощностей сети, то он сможет печатать цепочку блоков быстрее, чем остальные. В августе финансовый конгломерат HSBC и инвестиционное подразделение Bank of America объявили о том, что они начали использовать технологию блокчейн для упрощения расчетов по международным торговым операциям. Прототип разработан на основе открытого кода Hyperledger Project blockchain fabric при поддержке IBM Research и IBM Global Business Services. Однако необходимо отметить, что, как каждая информационная система, технология блокчейн имеет значительные ограничения, связанные с ее технологическими особенностями. Таким образом, внесение произведения в блокчейн-реестр может послужить доказательством при возникновении спорных случаев, так как ограничений на использование доказательств, полученных с использованием блокчейн-технологий, нет. Во многих случаях использование предлагаемого блокчейн-решения для кибербезопасности непрактично или невозможно.
Например, пользователи смогут обменивать актив в одной цепочке на другой актив в отдельной цепочке, а также брать активы в одной цепочке, размещая токены или NFT в качестве залога в другой цепочке. Чем больше ваша доля в криптовалюте, тем больше вероятность того, что вы подтвердите следующий блок.Основная цель построения алгоритма консенсуса Proof-of-Stake — решить проблему атаки 51%. Основным недостатком использования консенсуса PoS является то, что участник с наибольшей долей криптовалюты получает больше. Узлы блокчейна осуществляют алгоритмы консенсуса1, если несколько узлов находятся в автономном режиме, другие продолжают работать, даже если они были переведены в автономный режим в результате DDoS-атаки. Работа восстанавливается, когда узлы восстанавливают связь между собой, возвращаются в оперативный режим и проводят репликацию (пересинхронизацию) состояний узлов, чтобы обеспечить последовательность и целостность всей цепочки блокчейн. Эта возможность существует благодаря уникальному набору закодированных алгоритмов в блокчейне.
В июне 2016 года хакер, использовав уязвимость в смарт-контракте The DAO, смог вывести из проекта инвестиционные средства в виде криптовалюты Ethereum на сумму более чем 3,6 млн эфиров, что на тот момент было эквивалентно 60 млн долларов. Blackchain использует криптографию с использованием эллиптических кривых (Elliptic Curve Cryptography, ECC), которая представляет собой систему с открытым ключом, базирующуюся на нахождении чисел на эллиптической кривой. Сохранность данных гарантируется их распределенным хранением (дублированием) в сети компьютеров по всему миру, а не на одном локальном сервере. Все записи, которые произведены в учетной книге, нельзя изменить — этого не могут сделать даже операторы баз данных, если только между участниками транзакций не будет достигнут консенсус. Децентрализация хранилища данных делает провайдеров данных менее уязвимыми для централизованных атак, так же позволят предприятиям обеспечить безопасность коммерческих данных гораздо эффективнее и снизить затраты на хранение информации.