Pontes Blockchain: conectando diferentes cadeias

Introdução

Imagine um mundo onde diferentes blockchains não conseguem se comunicar ou interagir entre si. Isso limitariam severamente o potencial das finanças descentralizadas (DeFi) e prejudicariam o crescimento do ecossistema cripto. Felizmente, as pontes blockchain funcionam como portais digitais, permitindo transferências de ativos entre diferentes redes de maneira contínua. No entanto, enquanto as pontes cripto oferecem imensa conveniência, elas também apresentam riscos significativos. Uma série de ataques de alto perfil destacou as vulnerabilidades dessas infraestruturas digitais, enfatizando a necessidade de medidas de segurança robustas.

O que é uma Ponte Blockchain?

Imagine tentar atravessar um rio sem uma ponte; seria quase impossível. Bem, no mundo das criptomoedas, as pontes blockchain, ou como são frequentemente chamadas, pontes entre cadeias, desempenham um papel semelhante. Esses portais digitais conectam diferentes redes blockchain, permitindo que os usuários transfiram criptomoedas entre elas de forma fácil. No entanto, enquanto as pontes cripto oferecem conveniência, elas também apresentam riscos significativos. Uma série de ataques de alto perfil destacou as vulnerabilidades dessas infraestruturas digitais. De acordo com uma pesquisa da Beosin, os ataques a pontes representaram impressionantes 7% de todos os roubos de criptomoedas em 2023. Até 2024, esses ataques resultaram em perdas superiores a US$ 2,8 bilhões, o que representa quase 40% do valor total roubado no Web3, conforme relatado pela DefiLlama. Embora as pontes entre cadeias sejam essenciais para impulsionar a inovação no Web3, elas também apresentam oportunidades para que atores mal-intencionados explorem suas falhas. E é crucial escolher soluções com um histórico sólido de segurança. Afinal, você não gostaria de arriscar perder seus ativos digitais suados devido a uma falha na ponte, certo?

Como Funcionam as Pontes Blockchain?

O que você provavelmente deve aprender desde o início é que, no núcleo da maioria das pontes entre cadeias, existe um conceito simples, mas poderoso, de interoperabilidade entre blockchains: bloquear ativos em uma blockchain e cunhar ativos correspondentes em outra. Mais adiante, discutiremos como esse mecanismo pode variar um pouco de ponte para ponte, no entanto, a abordagem geral descrita acima garante que o fornecimento total do ativo permaneça consistente em ambas as cadeias. Aqui está um passo a passo de como as pontes blockchain funcionam:

1. Bloqueio de Ativos: Você inicia uma transação para bloquear seus ativos na blockchain de origem, por exemplo, na Polygon. Isso envolve enviar os ativos, como os tokens nativos da Polygon, MATIC, para um endereço designado controlado pela ponte.
2. Verificação: A ponte verifica a transação na blockchain de origem para confirmar que os ativos são válidos e pertencem ao usuário.
3. Geração de Prova: Após a transação ser confirmada, a ponte gera uma prova dos ativos bloqueados, servindo como evidência de posse.
4. Cunhagem de Ativos: A ponte então cria uma quantidade equivalente de ativos na blockchain de destino, por exemplo, na Avalanche, usando a prova gerada no passo anterior.
5. Liberação de Ativos: Os novos ativos cunhados ficam disponíveis na Avalanche, permitindo que o usuário os utilize dentro desse ecossistema.

Para mover os ativos de volta para a blockchain de origem, o usuário pode iniciar um processo semelhante de reverso, bloqueando os ativos na blockchain de destino e cunhando-os na blockchain de origem. É importante lembrar que os mecanismos e protocolos específicos usados pelas pontes entre cadeias podem variar. Além disso, a segurança e confiabilidade de uma ponte dependem de fatores como os mecanismos de consenso das blockchains envolvidas e a reputação do operador da ponte. Mas vamos focar nisso um pouco mais adiante, enquanto isso, continue lendo!

Tipos de Pontes Blockchain

Anteriormente, mencionamos que o mecanismo de transferência de tokens pode variar ligeiramente de uma ponte entre cadeias para outra. Vamos dar uma olhada mais detalhada em como isso pode diferir dependendo da abordagem. As pontes entre cadeias utilizam três mecanismos principais:

Bloquear e Cunhar

Pense no bloquear e cunhar como uma via de mão dupla. Quando você deseja mover tokens de uma blockchain para outra, a ponte bloqueia seus tokens na cadeia original e cria novos tokens "wrapped" (embrulhados) na cadeia de destino. É como trocar moeda na fronteira, mas com criptomoeda! Para trazer seus tokens de volta para casa, você queima os tokens "wrapped" na cadeia de destino, e seus tokens originais são desbloqueados na cadeia de origem. É como devolver um carro alugado e receber o depósito de volta.

Aqui estão alguns exemplos de pontes que usam o mecanismo de bloquear e cunhar:

1. Portal Bridge: Conecta várias blockchains, incluindo Solana, Ethereum, Terra e Avalanche.
2. Avalanche Bridge: Esta ponte foi construída para transferir tokens da blockchain Avalanche para a Ethereum.

Queimar e Cunhar

Além do mecanismo de bloquear e cunhar, outra abordagem conhecida é a queima e cunhagem. Esse método funciona de maneira um pouco diferente. Quando você deseja transferir tokens de uma cadeia para outra, você realmente queima seus tokens na cadeia de origem. Pense nisso como destruir a versão antiga do token. Ao mesmo tempo, a ponte cunha tokens equivalentes na cadeia de destino. É como criar uma nova versão do token.

Aqui estão alguns exemplos de pontes que usam o mecanismo de queimar e cunhar:

3. Polkadot Parachain: Com o mecanismo de Queimar e Cunhar, você pode habilitar a transferência de tokens entre diferentes Parachains dentro da rede Polkadot. Por exemplo, você pode transferir tokens de Acala para Karura.
4. Rainbow Bridge do Near Protocol: Essa ponte conecta o Near Protocol ao Ethereum. Ela utiliza o mecanismo de queimar e cunhar para permitir que os usuários transfiram ativos entre essas duas redes.

Bloquear e Desbloquear

Os tokens na cadeia de origem são bloqueados enquanto tokens equivalentes de um pool de liquidez na cadeia de destino são liberados, garantindo a circulação consistente de ativos. Esse mecanismo geralmente atrai liquidez por meio de incentivos, como a distribuição de receitas.

Aqui estão alguns exemplos de pontes que usam o mecanismo de bloquear e desbloquear:

5. Synapse: Uma popular ponte entre cadeias que suporta uma ampla gama de blockchains, incluindo Ethereum, Polygon, Avalanche e Fantom.
6. Celer Bridge: Esta ponte conecta a blockchain Conflux ao Ethereum. Ela utiliza o mecanismo de bloquear e desbloquear, aproveitando pools de liquidez para facilitar transferências de ativos entre essas duas redes.

Exemplos de pontes Populares de Blockchain

Considerações de Segurança

De acordo com os desenvolvedores do Chainlink, que construíram sua própria ponte alimentada por oráculos, existem pelo menos sete vulnerabilidades em pontes que você deve estar ciente se planeja mover fundos entre blockchains.

Práticas fracas de chave privada

As pontes entre blockchains possuem algumas vulnerabilidades críticas, e uma das maiores preocupações é como elas lidam com as chaves privadas. Essas chaves, muitas vezes gerenciadas pelos operadores da ponte, são cruciais para verificar e transferir ativos entre as blockchains. Se uma chave privada for comprometida, isso pode levar a sérias falhas de segurança—muitos dos maiores hacks no Web3 ocorreram dessa maneira devido a uma gestão inadequada das chaves.

Para reduzir esses riscos, é inteligente distribuir a infraestrutura. Quanto mais diversos forem os servidores, provedores e operadores envolvidos, melhor será a proteção contra pontos únicos de falha e riscos de centralização.

Principais Hacks de Pontes Cross-Chain Causados por Quebras de Chave Privada:
 

• Hack da Multichain Bridge (Julho de 2023) — O CEO da Multichain foi responsável pelas chaves privadas comprometidas que permitiram retiradas não autorizadas da ponte entre blockchains.
• Hack da Harmony Bridge (Junho de 2022) — Hackers obtiveram controle de duas das cinco chaves privadas necessárias para transações na multisig da Harmony Bridge, permitindo explorar a vulnerabilidade.
• Hack da Ronin Bridge (Março de 2022) — Hackers ganharam controle de cinco das nove chaves privadas usadas para gerenciar transações na multisig da Ronin Bridge.

Contratos Inteligentes Não Auditados

As pontes entre blockchains dependem de contratos inteligentes para realizar transferências de tokens entre as blockchains. Os contratos inteligentes garantem a emissão, queima ou bloqueio adequado de tokens, mas um código mal escrito pode introduzir riscos de segurança significativos. Vulnerabilidades no código dos contratos inteligentes já levaram a hacks significativos no passado.

Para minimizar esses riscos, é essencial que auditores experientes testem minuciosamente o código antes da implantação e o monitorem continuamente para problemas. Atualizações regulares e várias rodadas de testes ajudam a manter o código seguro.

Ao escolher uma ponte, procure por aquelas com um histórico sólido de auditorias e medidas internas de segurança fortes, como pausas de emergência e limites de taxa. Isso garante uma melhor proteção contra possíveis explorações e bugs.

Vulnerabilidades de Contratos Inteligentes: Foco em Explorações de Pontes Cross-Chain:
 

• Wormhole Bridge (Fevereiro de 2022) — Hackers exploraram uma falha no processo de verificação do contrato inteligente da ponte para emitir 120.000 wETH na Solana sem fornecer a garantia necessária.
• Binance Bridge (Outubro de 2022) — Uma vulnerabilidade no sistema de verificação do Merkle IAVL dentro do contrato inteligente da ponte foi explorada, levando ao roubo de 2 milhões de BNB.
• Qubit (Janeiro de 2022) — Um erro de codificação no software da ponte permitiu que um hacker retirasse tokens da BNB Chain sem antes depositá-los na Ethereum.

Upgrades Inseguros

Atualizar um contrato inteligente é como realizar uma atualização de software—é essencial para corrigir bugs, adicionar novos recursos e ajustar configurações. Para as pontes entre blockchains, isso significa se adaptar para suportar novos tokens, blockchains e acompanhar os avanços tecnológicos. Mas aqui está o problema: se o processo de upgrade não for seguro, ele abre a porta para ataques.

Para garantir a segurança, uma abordagem sólida envolve distribuir o controle das chaves entre várias entidades, adicionar bloqueios de tempo para avisar os usuários sobre mudanças e permitir que os operadores da ponte vetem atualizações arriscadas. Porém, quando são necessárias correções rápidas, uma aprovação acelerada dos operadores pode ser útil—só tenha certeza de que a segurança permanece em primeiro lugar. O equilíbrio entre segurança e rapidez é a chave para as pontes cross-chain atualizáveis.

Dependência de Rede Única: Um Grande Risco para as Pontes Cross-Chain

Confiar em uma única rede de validadores para pontes cross-chain é arriscado. Se essa rede for hackeada, a falha impacta todas as blockchains conectadas. Uma abordagem mais segura é usar redes descentralizadas e independentes para cada conexão de blockchain. Dessa forma, se uma via for comprometida, as outras permanecem seguras. As pontes mais seguras vão além, protegendo cada via com várias redes, tornando os hacks muito mais difíceis. Vá em frente e use uma ponte específica se você puder ter certeza de que os desenvolvedores usaram redes independentes para cada via, linguagens de codificação misturadas e implementaram uma forte gestão de riscos para minimizar vulnerabilidades.

Conjuntos de Validadores Não Comprovados

O coração de qualquer ponte entre blockchains está em seu conjunto de validadores, os indivíduos ou organizações responsáveis por manter a infraestrutura da ponte. Ao escolher uma ponte, é fundamental avaliar a qualidade e a experiência dos seus validadores. Uma ponte com uma equipe de profissionais experientes que possuam um histórico comprovado em segurança operacional (OPSEC) tem mais chances de operar de maneira confiável e segura.

Lembre-se: uma ponte é tão forte quanto seus validadores. Um conjunto de validadores mal gerido pode levar a riscos significativos, como atrasos nas transações, brechas de segurança ou até mesmo o colapso completo da ponte. Portanto, é essencial pesquisar e comparar diferentes pontes para encontrar uma com um conjunto de validadores respeitável e experiente.

Além disso, considere os incentivos econômicos para os validadores. Algumas pontes exigem que os validadores apostem seus próprios fundos, o que pode criar um forte alinhamento de interesses entre os validadores e os usuários da ponte. Isso ajuda a garantir que os validadores ajam de forma honesta e responsável.

Falta de Monitoramento Ativo de Transações

O monitoramento ativo de transações é o vigia digital das pontes entre blockchains. Ele é como um guarda de segurança vigilante, que está constantemente monitorando a atividade suspeita. Quando feito corretamente, pode detectar anomalias precocemente e evitar hacks antes que aconteçam.

Imagine alguém tentando retirar fundos de uma ponte sem seguir as regras. Com o monitoramento ativo, o sistema pode marcar isso como suspeito e acionar o freio de emergência. O CCIP, por exemplo, tem uma rede que acompanha de perto as transações, garantindo que tudo esteja em ordem antes de liberar os tokens. Se algo parecer estranho, eles podem interromper o processo para evitar danos.

O monitoramento ativo não é apenas um luxo—é uma necessidade para manter os sistemas cross-chain seguros.

A Falta de Monitoramento Ativo Contribuiu para o Hack da Ponte Ronin
 

• Um relatório da Halborn Blockchain Security revelou que o Hack da Ponte Ronin em março de 2022 passou despercebido por seis dias. Esse atraso significativo poderia ter sido evitado se sistemas robustos de monitoramento ativo de transações tivessem sido implementados.

Falta de Limites de Taxa

Limites de taxa são uma medida de segurança comprovada, familiar para qualquer pessoa que trabalhe com sites ou APIs. Eles são usados para evitar ataques de negação de serviço (DoS) e para impedir que os servidores fiquem sobrecarregados com muitas requisições. No mundo das pontes cross-chain, os limites de taxa funcionam de maneira semelhante, limitando o valor que pode ser transferido entre blockchains dentro de um determinado período. É um conceito simples: limitar o quanto pode ser movido e com que rapidez.

Esse recurso básico de segurança é uma poderosa última linha de defesa para pontes cross-chain. Mesmo que um hacker consiga contornar outras medidas de segurança, os limites de taxa garantem que ele não consiga esvaziar a ponte de uma vez.

Hackers de pontes reais, onde todo o valor foi roubado rapidamente, poderiam ter causado danos muito menores se os limites de taxa e interrupções de emergência estivessem em vigor. É uma solução simples que pode fazer uma grande diferença.

O Futuro das Pontes Blockchain

A tecnologia de pontes se tornou uma parte essencial do ecossistema DeFi, conectando diferentes redes de blockchain e permitindo transferências de ativos sem interrupções. No entanto, essas pontes não estão isentas de riscos. Brechas de segurança, muitas vezes originadas de vulnerabilidades na gestão de chaves privadas, contratos inteligentes ou processos de upgrade, destacam a necessidade de salvaguardas robustas.

Para mitigar esses riscos, é essencial priorizar a segurança das chaves privadas, realizar auditorias completas de contratos inteligentes e implementar procedimentos de upgrade seguros. Além disso, o monitoramento ativo de transações e os limites de taxa podem servir como defesas poderosas contra ataques.

O hack da Ponte Ronin, onde a falta de monitoramento ativo de transações permitiu que os atacantes explorassem vulnerabilidades, é um lembrete claro das consequências de negligenciar medidas de segurança. Aprendendo com esses incidentes e implementando as melhores práticas, podemos reduzir significativamente o risco de futuros ataques.

Apesar dos desafios, os benefícios potenciais das pontes cross-chain são imensos. Elas oferecem maior interoperabilidade, liquidez aprimorada e novas oportunidades para desenvolvedores e usuários. Ao compreender e abordar os riscos de segurança associados, podemos aproveitar o poder das pontes cross-chain para criar um ecossistema de blockchain mais interconectado e inovador.

Em conclusão, as pontes cross-chain são uma ferramenta valiosa no ecossistema DeFi. No entanto, seu sucesso depende de um forte foco na segurança e um compromisso com as melhores práticas. Ao lidar com as vulnerabilidades e desafios associados a essas pontes, podemos desbloquear todo o seu potencial e impulsionar o futuro das finanças descentralizadas.