Hvor sikker er blockchain egentlig?

Mr. Tech

Hele pointen med at bruge en blockchain er at lade folk - især folk, der ikke stoler på hinanden - dele værdifulde data på en sikker, manipulationssikker måde. Det skyldes, at blockchains gemmer data ved hjælp af sofistikeret matematik og innovative softwareregler, som er ekstremt vanskelige for angribere at manipulere. Men sikkerheden i selv de bedst designede blockchain-systemer kan svigte på steder, hvor de smarte matematik- og softwareregler kommer i kontakt med mennesker, som er dygtige snydere, i den virkelige verden, hvor tingene kan blive rodet.

For at forstå hvorfor, start med, hvad der gør blockchains sikre i princippet. Bitcoin er et godt eksempel. I Bitcoins blockchain er de delte data historien om hver eneste Bitcoin-transaktion, der nogensinde er foretaget: en regnskabsbog. Hovedbogen er gemt i flere kopier på et netværk af computere, kaldet noder. Hver gang nogen indsender en transaktion til hovedbogen, tjekker noderne for at sikre, at transaktionen er gyldig - at den, der brugte en bitcoin, havde en bitcoin at bruge. En delmængde af dem konkurrerer om at pakke gyldige transaktioner i blokke og tilføje dem til en kæde af tidligere. Ejerne af disse noder kaldes minearbejdere. Minearbejdere, der med succes tilføjer nye blokke til kæden, tjener bitcoins som en belønning.

Denne historie var en del af vores maj 2018-udgave

• Se resten af ​​problemet
• Abonner

Det, der gør dette system teoretisk manipulationssikkert, er to ting: et kryptografisk fingeraftryk, der er unikt for hver blok, og en konsensusprotokol, den proces, hvorved noderne i netværket bliver enige om en delt historie.

Fingeraftrykket, kaldet en hash, tager meget tid og energi at generere i starten. Det tjener således som bevis på, at minearbejderen, der tilføjede blokken til blockchainen, udførte det beregningsmæssige arbejde for at tjene en bitcoin-belønning (af denne grund siges Bitcoin at bruge en proof-of-work-protokol). Det fungerer også som en slags segl, da ændring af blokken ville kræve generering af en ny hash. Det er dog nemt at kontrollere, om hashen matcher sin blok, og når noderne har gjort det, opdaterer de deres respektive kopier af blockchain med den nye blok. Dette er konsensusprotokollen.

Det sidste sikkerhedselement er, at hasherne også fungerer som linkene i blockchain: hver blok indeholder den foregående bloks unikke hash. Så hvis du vil ændre en post i hovedbogen med tilbagevirkende kraft, skal du beregne en ny hash ikke kun for den blok, den er i, men også for hver efterfølgende blok. Og du skal gøre dette hurtigere, end de andre noder kan tilføje nye blokke til kæden. Så medmindre du har computere, der er mere kraftfulde end resten af ​​noderne tilsammen (og selv da er succes ikke garanteret), vil alle blokke, du tilføjer, være i konflikt med eksisterende, og de andre noder vil automatisk afvise dine ændringer. Det er det, der gør blockchain manipulationssikker eller uforanderlig.

Kreative måder at snyde på

Så meget for teorien. Det er sværere at implementere det i praksis. Alene det faktum, at et system fungerer som Bitcoin - som mange kryptovalutaer gør - betyder ikke, at det er lige så sikkert. Selv når udviklere bruger gennemprøvede kryptografiske værktøjer, er det nemt ved et uheld at sætte dem sammen på måder, der ikke er sikre, siger Neha Narula, direktør for MITs Digital Currency Initiative. Bitcoin har eksisteret længst, så det er den mest grundigt kamptestede.

Folk har også fundet kreative måder at snyde på. Emin Gün Sirer og hans kolleger ved Cornell University har vist, at der er en måde at undergrave en blockchain, selvom du har mindre end halvdelen af ​​minedriftskraften fra de andre minearbejdere. Detaljerne er noget tekniske, men i bund og grund kan en egoistisk minearbejder opnå en uretfærdig fordel ved at narre andre noder til at spilde tid på allerede løste krypto-puslespil.

En anden mulighed er et formørkelsesangreb. Noder på blockchain skal forblive i konstant kommunikation for at kunne sammenligne data. En angriber, der formår at tage kontrol over en nodes kommunikation og narre den til at acceptere falske data, der ser ud til at komme fra resten af ​​netværket, kan narre den til at spilde ressourcer eller bekræfte falske transaktioner.

Endelig, uanset hvor manipulationssikker en blockchain-protokol er, eksisterer den ikke i et vakuum, siger Sirer. Kryptovaluta-hackene, der driver de seneste overskrifter, er normalt fejl på steder, hvor blockchain-systemer forbindes med den virkelige verden - for eksempel i softwareklienter og tredjepartsapplikationer.

Hackere kan for eksempel bryde ind i hot wallets, internet-tilsluttede applikationer til opbevaring af de private kryptografiske nøgler, som enhver, der ejer kryptovaluta, har brug for for at bruge den. Tegnebøger ejet af online cryptocurrency-børser er blevet primære mål. Mange børser hævder, at de opbevarer de fleste af deres brugeres penge i kolde hardware-punge – lagerenheder afbrudt fra internettet. Men som januar-tyveriet på mere end 500 millioner dollars i kryptovaluta fra den Japan-baserede børs Coincheck viste, er det ikke altid tilfældet.

De måske mest komplicerede berøringspunkter mellem blockchains og den virkelige verden er smarte kontrakter, som er computerprogrammer, der er gemt i visse former for blockchain, der kan automatisere transaktioner. I 2016 udnyttede hackere en uforudset finurlighed i en smart kontrakt skrevet på Ethereums blockchain til at stjæle 3,6 millioner ether, til en værdi af omkring $80 millioner på det tidspunkt, fra den decentraliserede autonome organisation (DAO), en ny slags blockchain-baseret investeringsfond.

Da DAO-koden levede på blockchain, måtte Ethereum-samfundet skubbe en kontroversiel softwareopgradering kaldet en hard fork for at få pengene tilbage - i det væsentlige skabe en ny version af historien, hvor pengene aldrig blev stjålet. Forskere udvikler stadig metoder til at sikre, at smarte kontrakter ikke fungerer.

Centraliseringsspørgsmålet

En formodet sikkerhedsgaranti for et blockchain-system er decentralisering. Hvis kopier af blockchain opbevares på et stort og vidt distribueret netværk af noder, er der ikke et svagt punkt at angribe, og det er svært for nogen at opbygge nok computerkraft til at undergrave netværket. Men nyligt arbejde fra Sirer og kolleger viser, at hverken Bitcoin eller Ethereum er så decentraliseret, som du måske tror. De fandt ud af, at de fire bedste bitcoin-mineoperationer havde mere end 53 procent af systemets gennemsnitlige minekapacitet pr. uge. Ved samme mål tegnede tre Ethereum-minearbejdere sig for 61 procent.

Nogle siger, at alternative konsensusprotokoller, måske dem, der ikke er afhængige af minedrift, kunne være mere sikre. Men denne hypotese er ikke blevet testet i stor skala, og nye protokoller vil sandsynligvis have deres egne sikkerhedsproblemer.

Andre ser potentiale i blockchains, der kræver tilladelse for at deltage, i modsætning til i Bitcoins tilfælde, hvor alle, der downloader softwaren, kan tilslutte sig netværket. Sådanne systemer er et forbud mod kryptovalutaernes anti-hierarkiske etos, men tilgangen appellerer til finansielle og andre institutioner, der ønsker at udnytte fordelene ved en delt kryptografisk database.

Tilladte systemer rejser dog deres egne spørgsmål. Hvem har bemyndigelse til at give tilladelse? Hvordan vil systemet sikre, at validatorerne er, som de siger, de er? Et godkendt system kan få dets ejere til at føle sig mere sikre, men det giver dem i virkeligheden bare mere kontrol, hvilket betyder, at de kan foretage ændringer, uanset om andre netværksdeltagere er enige eller ej - noget sande troende ville se som en krænkelse af selve ideen om blockchain.

Så i sidste ende ender sikker med at være meget svær at definere i sammenhæng med blockchains. Sikker fra hvem? Sikker til hvad? Det afhænger af dit perspektiv, siger Narula.

skjule