Khối an toàn khi kết hợp zk-SNARK và Blockchain

zk-SNARK ( ZKP ) như một hệ thống chứng minh, trong những năm gần đây đã được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực Blockchain. Với ngày càng nhiều giao thức Layer 2 và chuỗi công khai đặc biệt áp dụng công nghệ ZKP, sự phức tạp của hệ thống cũng đã mang đến những thách thức bảo mật mới. Bài viết này sẽ từ góc độ bảo mật, khám phá những lỗ hổng có thể xuất hiện trong quá trình kết hợp ZKP với Blockchain, nhằm cung cấp tham khảo cho dịch vụ an toàn của các dự án liên quan.

Đặc điểm cốt lõi của ZKP

Một hệ thống zk-SNARK hiệu quả cần phải đáp ứng ba đặc tính quan trọng đồng thời:

1. Tính đầy đủ: Đối với những tuyên bố thực, người chứng minh luôn có thể thành công chứng minh tính đúng đắn của nó cho người xác minh.

2. Độ tin cậy: Đối với các tuyên bố sai, người chứng minh ác ý không thể lừa dối người xác minh.

3. Tính không biết: Trong quá trình xác minh, người xác minh sẽ không nhận được bất kỳ thông tin nào từ người chứng minh về dữ liệu gốc.

Ba đặc tính này quyết định liệu hệ thống có an toàn và hiệu quả hay không, và cần được chú ý trong quá trình cung cấp dịch vụ an toàn. Nếu không đáp ứng được tính đầy đủ, hệ thống có thể rơi vào trạng thái từ chối dịch vụ; nếu không đáp ứng được tính đáng tin cậy, có thể phát sinh vấn đề vượt quyền; nếu không đáp ứng được tính không tiết lộ, có thể dẫn đến rò rỉ tham số gốc, từ đó gây ra nhiều rủi ro an ninh hơn.

Những điểm an toàn chính

Đối với các dự án blockchain dựa trên ZKP, chủ yếu cần chú ý đến một số hướng an toàn sau:

1. Mạch zk-SNARK

• Lỗi thiết kế mạch: có thể dẫn đến quá trình chứng minh không đáp ứng các thuộc tính an toàn. Ví dụ, lỗi thiết kế mạch được phát hiện trong bản nâng cấp Sapling của Zcash vào năm 2018, có thể cho phép tạo ra mã thông báo giả mạo không giới hạn.

• Lỗi triển khai nguyên lý mật mã: Nếu hàm băm, thuật toán mã hóa, v.v. được triển khai sai, có thể ảnh hưởng đến tính an toàn của toàn bộ hệ thống.

• Thiếu tính ngẫu nhiên: Nếu quá trình sinh số ngẫu nhiên có vấn đề, có thể làm giảm độ an toàn của chứng minh. Dfinity đã từng phát hiện ra các lỗ hổng như vậy.

2. An toàn hợp đồng thông minh

Ngoài các lỗ hổng phổ biến, hợp đồng của dự án ZKP đặc biệt quan trọng trong việc chuyển tài sản qua chuỗi và xác thực proof. Các lỗ hổng trong xác thực tin nhắn qua chuỗi và xác thực proof sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của hệ thống.

3. Tính sẵn có của dữ liệu

Cần đảm bảo rằng dữ liệu ngoài chuỗi có thể được truy cập và xác minh một cách an toàn và hiệu quả. Chú ý đến các khía cạnh như lưu trữ dữ liệu, cơ chế xác minh, quy trình truyền tải, v.v. Vào năm 2019, chuỗi Plasma đã gặp phải vấn đề về tính khả dụng của dữ liệu, khiến người dùng không thể giao dịch bình thường.

4. Kích thích kinh tế

Đánh giá xem cơ chế khuyến khích của dự án có hợp lý hay không, có thể kích thích hiệu quả các bên tham gia duy trì an toàn và ổn định của hệ thống. Chú ý đến thiết kế mô hình khuyến khích, phân phối phần thưởng, cơ chế trừng phạt, v.v.

5. Bảo vệ quyền riêng tư

Thực hiện kế hoạch bảo mật cho các dự án kiểm toán, đảm bảo dữ liệu người dùng được bảo vệ đầy đủ trong toàn bộ quy trình. Có thể suy luận xem quyền riêng tư của người chứng minh có bị rò rỉ hay không bằng cách phân tích quy trình giao tiếp trong giao thức.

6. Tối ưu hiệu suất

Đánh giá tốc độ xử lý giao dịch, hiệu suất xác thực và các chỉ số hiệu suất khác, kiểm tra xem các biện pháp tối ưu liên quan có hợp lý hay không.

7. Cơ chế chịu lỗi và phục hồi

Chiến lược chịu lỗi và khôi phục của hệ thống kiểm toán đối mặt với sự cố mạng, tấn công độc hại, đảm bảo có thể tự động khôi phục hoạt động bình thường.

8. Chất lượng mã

Kiểm toán chất lượng mã tổng thể, chú ý đến khả năng đọc, khả năng bảo trì và tính bền vững, đánh giá xem có tồn tại các lỗi không chuẩn hoặc tiềm ẩn hay không.

Tóm tắt

Khi đánh giá an toàn của dự án ZKP, cần xác định trọng tâm dựa trên các tình huống ứng dụng cụ thể ( như Layer2, tiền điện tử riêng tư, blockchain công khai, v.v. ) Tuy nhiên, trong mọi trường hợp, cần đảm bảo ba đặc điểm cốt lõi của ZKP: tính đầy đủ, tính đáng tin cậy và tính riêng tư được bảo đảm một cách hiệu quả. Chỉ khi xem xét toàn diện các yếu tố an toàn này, chúng ta mới có thể xây dựng một hệ thống blockchain ZKP thực sự an toàn và đáng tin cậy.