Блокчейн-мосты: соединение различных цепей

Введение

Представьте себе мир, где разные блокчейны не могут общаться или взаимодействовать друг с другом. Это серьезно ограничит потенциал децентрализованных финансов (DeFi) и затруднит рост криптоэкосистемы. К счастью, блокчейн-мосты действуют как цифровые шлюзы и позволяют бесшовные переводы активов между различными сетями. Однако, хотя крипто-мосты предлагают огромные удобства, они также сопряжены с значительными рисками. Серия громких взломов подчеркнула уязвимости этих цифровых инфраструктур, подчеркивая необходимость надежных мер безопасности. 

Что такое мост блокчейна?

Представьте, что вы пытаетесь пересечь реку без моста; это было бы почти невозможно. В мире криптовалют мосты блокчейна, или как их часто называют, кросс-цепочные мосты, играют аналогичную роль. Эти цифровые шлюзы соединяют разные сети блокчейнов, позволяя пользователям без усилий передавать криптовалюты между ними. Однако, хотя крипто-мосты предлагают удобство, они также сопряжены с значительными рисками. Серия громких взломов подчеркнула уязвимости этих цифровых инфраструктур. Согласно исследованию  от Beosin, взломы мостов составили потрясающие 7% от всех краж криптовалют в 2023 году. К 2024 году эти атаки привели к  потерям, превышающим 2,8 миллиарда долларов, что составляет почти 40% от общей стоимости, украденной в Web3, как сообщает DefiLlama. Хотя кросс-цепочные мосты необходимы для стимулирования инноваций в Web3, они также представляют  возможности для злоумышленников. И крайне важно выбирать решения с хорошей репутацией в области безопасности. В конце концов, вы не хотите рисковать потерей своих тяжело заработанных цифровых активов из-за обрушения моста, не так ли?

Как работают мосты блокчейна?

Что вам, вероятно, следует узнать с самого начала, так это то, что в самом сердце большинства кросс-цепочных мостов лежит простая, но мощная концепция совместимости блокчейнов: блокировка активов на одном блокчейне и создание соответствующих активов на другом. Мы обсудим позже, как этот механизм может немного варьироваться от моста к мосту, однако общий подход, изложенный выше, обеспечивает сохранение общего объема актива на обоих цепях. Вот пошаговое описание того, как работают мосты блокчейна:

1. Блокировка актива: Вы инициируете транзакцию для блокировки своих активов на исходном блокчейне, скажем, на Polygon. Это включает в себя отправку активов, скажем, родных токенов Polygon, MATIC, на назначенный адрес, контролируемый мостом.
2. Проверка: Мост проверяет транзакцию на исходном блокчейне, чтобы подтвердить, что активы действительны и принадлежат пользователю.
3. Генерация доказательства: После подтверждения транзакции мост генерирует доказательство заблокированных активов, служащее доказательством права собственности.
4. Создание актива: Затем мост создает эквивалентное количество активов на целевом блокчейне, скажем, на Avalanche, используя доказательство, сгенерированное на предыдущем этапе.
5. Освобождение актива: Новосозданные активы становятся доступными на Avalanche, позволяя пользователю использовать их в этой экосистеме.

Чтобы вернуть активы на исходный блокчейн, пользователь может инициировать аналогичный процесс в обратном направлении, блокируя активы на целевом блокчейне и создавая их на исходном блокчейне. Важно помнить, что конкретные механизмы и протоколы, используемые кросс-цепочными мостами, могут варьироваться. Кроме того, безопасность и надежность моста зависят от таких факторов, как механизмы консенсуса вовлеченных блокчейнов и репутация оператора моста. Но давайте сосредоточимся на этом немного позже, а пока продолжайте читать!

Типы блокчейн-мостов 

Ранее мы упоминали, что механизм передачи токенов может немного различаться от мостов к мостам. Давайте подробнее рассмотрим, как это может отличаться в зависимости от подхода. Блокчейн-мосты используют три основных механизма:

Запереть и создать 

Думайте о запирании и создании как о двусторонней улице. Когда вы хотите переместить токены с одной блокчейна на другую, мост запирает ваши токены на оригинальной цепи и создает новые, обернутые токены на целевой цепи. Это похоже на обмен валюты на границе, но с криптовалютой! Чтобы вернуть ваши токены обратно, вы сжигаете обернутые токены на целевой цепи, и ваши оригинальные токены разблокируются на исходной цепи. Это похоже на возврат арендованного автомобиля и получение вашего депозита обратно.

Вот несколько примеров мостов, которые используют механизм запирания и создания:

1. Portal Bridge соединяет различные блокчейны, включая Solana, Ethereum, Terra и Avalanche. 
2. Avalanche Bridge: Этот мост построен для передачи токенов с блокчейна Avalanche на Ethereum.

Сжечь и создать

В дополнение к механизму запирания и создания, существует другой подход, известный как сжечь и создать. Этот метод работает немного иначе. Когда вы хотите передать токены с одной цепи на другую, вы фактически сжигаете свои токены на исходной цепи. Думайте об этом как о разрушении старой версии токена. В то же время мост создает эквивалентные токены на целевой цепи. Это похоже на создание новой версии токена. 

Вот несколько примеров мостов, которые используют механизм сжигания и создания: 

3. Polkadot Parachain: С механикой сжигания и создания вы можете включить передачу токенов между различными парачейнами в сети Polkadot. Например, вы можете передать токены с Acala на Karura.
4. Rainbow Bridge от Near Protocol: Этот мост соединяет Near Protocol с Ethereum. Он использует механизм сжигания и создания, чтобы позволить пользователям передавать активы между этими двумя сетями.

Запереть и разблокировать 

Токены на исходной цепи запираются, в то время как эквивалентные токены из ликвидного пула на целевой цепи освобождаются, обеспечивая постоянное обращение активов. Этот механизм часто привлекает ликвидность через стимулы, такие как распределение доходов. 

5. Synapse: Популярный кросс-чейн мост, который поддерживает широкий спектр блокчейнов, включая Ethereum, Polygon, Avalanche и Fantom. 
6. Celer Bridge: Этот мост соединяет блокчейн Conflux с Ethereum. Он использует механизм запирания и разблокировки, используя ликвидные пулы для облегчения передачи активов между этими двумя сетями.

Примеры популярных мостов блокчейна

Соображения по безопасности 

Согласно разработчикам Chainlink, которые создали свой собственный мост, работающий на оракулах, существует как минимум семь уязвимостей мостов, о которых следует знать, если вы планируете перемещать средства между цепочками.

Слабые практики управления приватными ключами

Кросс-цепочные мосты имеют некоторые критические уязвимости, и одной из самых больших проблем является то, как они обрабатывают приватные ключи. Эти ключи, часто управляемые операторами мостов, имеют решающее значение для проверки и передачи активов между блокчейнами. Если приватный ключ будет скомпрометирован, это может привести к серьезным нарушениям безопасности — многие из крупнейших взломов в Web3 произошли именно так из-за плохого управления ключами.

Чтобы снизить эти риски, разумно распределить инфраструктуру. Чем более разнообразными являются серверы, провайдеры и операторы, тем лучше защита от единственных точек отказа и рисков централизации. 

Крупные взломы кросс-цепочных мостов, вызванные утечками приватных ключей: 
 

• Взлом моста Multichain (июль 2023) — Генеральный директор Multichain был ответственен за скомпрометированные приватные ключи, которые позволили несанкционированные выводы из кросс-цепочного моста.

• Взлом моста Harmony (июнь 2022) — Хакеры получили контроль над двумя из пяти приватных ключей, необходимых для транзакций на многоподписном кошельке моста Harmony, что позволило им использовать уязвимость.

• Взлом моста Ronin (март 2022) — Хакеры получили контроль над пятью из девяти приватных ключей, используемых для управления транзакциями на многоподписном кошельке моста Ronin. 

Неаудированные смарт-контракты

Кросс-цепочные мосты полагаются на смарт-контракты для обработки передачи токенов между блокчейнами.  Смарт-контракты обеспечивают правильное создание, сжигание или блокировку токенов, но плохо написанный код может привести к значительным рискам безопасности. Уязвимости в коде смарт-контрактов уже приводили к значительным взломам в прошлом.

Чтобы минимизировать эти риски, необходимо, чтобы опытные аудиторы тщательно тестировали код перед развертыванием и постоянно следили за ним на предмет проблем. Регулярные обновления и несколько раундов тестирования помогают поддерживать безопасность кода.

При выборе моста ищите те, которые имеют надежную историю аудита и сильные внутренние меры безопасности, такие как экстренные паузы и ограничения по скорости. Это обеспечивает лучшую защиту от потенциальных уязвимостей и ошибок.

Уязвимости смарт-контрактов: акцент на уязвимостях кросс-цепочных мостов: 
 

• Мост Wormhole (февраль 2022) — Хакеры использовали недостаток в процессе проверки смарт-контракта моста, чтобы создать 120,000 wETH на Solana без предоставления необходимого залога.

• Мост Binance (октябрь 2022) — Уязвимость в системе проверки Merkle proof IAVL внутри смарт-контракта моста была использована, что привело к краже 2 миллионов BNB. 

• Qubit (январь 2022) — Ошибка в коде программного обеспечения моста позволила хакеру вывести токены из BNB Chain без предварительного депозита на Ethereum.

Небезопасные обновления

Обновление смарт-контракта похоже на обновление программного обеспечения — это важно для исправления ошибок, добавления новых функций и настройки параметров. Для кросс-цепочных мостов это означает адаптацию для поддержки новых токенов, блокчейнов и соответствия технологическим достижениям. Но вот в чем дело: если процесс обновления не безопасен, это открывает двери для атак.

Чтобы обеспечить безопасность, надежный подход включает распределение ключевого контроля между несколькими субъектами, добавление временных блокировок, чтобы дать пользователям предупреждение о изменениях, и предоставление операторам мостов права вето на рискованные обновления. Но когда нужны быстрые решения, ускоренное одобрение от операторов может помочь — просто убедитесь, что безопасность остается на высшем уровне. Балансировка безопасности и скорости — это суть кросс-цепочных мостов, которые можно обновлять.

Зависимость от единой сети: серьезный риск для кросс-цепочных мостов

Полагаться на единую сеть валидаторов для кросс-цепочных мостов рискованно. Если эта сеть будет взломана, нарушение затронет все подключенные блокчейны. Более безопасный подход — использовать независимые, децентрализованные сети для каждого соединения блокчейна. Таким образом, если одна линия будет скомпрометирована, другие останутся в безопасности. Самые безопасные мосты идут дальше, обеспечивая каждую линию несколькими сетями, что делает взломы гораздо более сложными. Используйте конкретный мост, если вы можете быть уверены, что разработчики использовали независимые сети для каждой линии, смешанные языки программирования и внедрили надежное управление рисками для минимизации уязвимостей.

Непроверенные наборы валидаторов

Сердце любого кросс-цепного моста заключается в его наборе валидаторов, индивидуумов или организаций, ответственных за поддержание инфраструктуры моста. При выборе моста крайне важно оценить качество и опыт его валидаторов. Мост с командой опытных профессионалов, имеющих проверенный опыт в операционной безопасности (OPSEC), с большей вероятностью будет работать надежно и безопасно.

Помните, мост так же силен, как и его валидаторы. Плохо управляемый набор валидаторов может привести к значительным рискам, таким как задержки в транзакциях, нарушения безопасности или даже полная неудача моста. Поэтому важно исследовать и сравнивать различные мосты, чтобы найти тот, который имеет репутацию и опытный набор валидаторов.

Кроме того, учитывайте экономические стимулы для валидаторов. Некоторые мосты требуют от валидаторов ставить свои собственные средства, что может создать сильное совпадение интересов между валидаторами и пользователями моста. Это может помочь гарантировать, что валидаторы действуют честно и ответственно.

Отсутствие активного мониторинга транзакций 

Активный мониторинг транзакций — это цифровой надзиратель кросс-цепных мостов. Это бдительный охранник, постоянно сканирующий подозрительную активность. Когда это делается правильно, он может рано обнаружить аномалии и предотвратить взломы до их возникновения.

Представьте, что кто-то пытается вывести средства из моста, не следуя правилам. С активным мониторингом система может отметить это как подозрительное и нажать на экстренный тормоз. CCIP, например, имеет сеть, которая внимательно следит за транзакциями, обеспечивая, чтобы все было в порядке перед выпуском токенов. Если что-то выглядит подозрительно, они могут остановить процесс, чтобы предотвратить ущерб.

Активный мониторинг — это не просто роскошь, это необходимость для обеспечения безопасности кросс-цепных систем.

Отсутствие активного мониторинга способствовало взлому моста Ronin
 

• В отчете Halborn Blockchain Security было раскрыто, что взлом моста Ronin в марте 2022 года остался незамеченным в течение шести дней. Эта значительная задержка могла быть предотвращена путем внедрения надежных систем активного мониторинга транзакций.

Отсутствие лимитов на скорость

Лимиты на скорость — это проверенная мера безопасности, знакомая всем, кто имеет дело с веб-сайтами или API. Они используются для предотвращения атак типа "отказ в обслуживании" (DoS) и предотвращения перегрузки серверов слишком большим количеством запросов. В мире кросс-цепей лимиты на скорость работают аналогично, ограничивая количество ценности, которое может быть передано между цепями в течение определенного времени. Это простая концепция: ограничить, сколько может перемещаться и как быстро.

Эта базовая функция безопасности является мощной последней линией защиты для кросс-цепных мостов. Даже если хакеру удастся обойти другие меры безопасности, лимиты на скорость гарантируют, что он не сможет исчерпать весь мост за один раз. 

Взломы мостов в реальном мире, когда вся ценность была украдена в мгновение ока, могли бы быть значительно менее разрушительными, если бы лимиты на скорость и экстренные остановки были на месте. Это простое решение может иметь огромное значение.

Будущее блокчейн-мостов

Технология мостов стала неотъемлемой частью ландшафта DeFi, соединяя различные блокчейн-сети и позволяя бесшовные передачи активов. Однако эти мосты не лишены рисков. Нарушения безопасности, часто возникающие из-за уязвимостей в управлении приватными ключами, смарт-контрактах или процессах обновления, подчеркивают необходимость надежных мер предосторожности.

Чтобы смягчить эти риски, важно приоритизировать безопасность приватных ключей, проводить тщательные аудиты смарт-контрактов и внедрять безопасные процедуры обновления. Кроме того, активный мониторинг транзакций и лимиты на скорость могут служить мощными защитами от атак.

Взлом моста Ronin, где отсутствие активного мониторинга транзакций позволило злоумышленникам использовать уязвимости, является ярким напоминанием о последствиях пренебрежения мерами безопасности. Изучая такие инциденты и внедряя лучшие практики, мы можем значительно снизить риск будущих атак.

Несмотря на сложности, потенциальные преимущества кросс-цепных мостов огромны. Они предлагают повышенную интероперабельность, улучшенную ликвидность и новые возможности для разработчиков и пользователей. Понимая и устраняя связанные с этим риски безопасности, мы можем использовать мощь кросс-цепных мостов для создания более взаимосвязанной и инновационной экосистемы блокчейна.

В заключение, кросс-цепные мосты являются ценным инструментом в ландшафте DeFi. Однако их успех зависит от сильного акцента на безопасности и приверженности лучшим практикам. Устраняя уязвимости и проблемы, связанные с этими мостами, мы можем раскрыть их полный потенциал и продвигать будущее децентрализованных финансов.