Cầu Blockchain: Kết nối các chuỗi khác nhau

Giới thiệu

Hãy tưởng tượng một thế giới mà các blockchain khác nhau không thể giao tiếp hoặc tương tác với nhau. Điều này sẽ hạn chế nghiêm trọng tiềm năng của tài chính phi tập trung (DeFi) và cản trở sự phát triển của hệ sinh thái tiền điện tử. May mắn thay, các cầu nối blockchain hoạt động như những cổng kỹ thuật số và cho phép chuyển giao tài sản liền mạch giữa các mạng khác nhau. Tuy nhiên, trong khi các cầu nối tiền điện tử mang lại sự tiện lợi to lớn, chúng cũng đi kèm với những rủi ro đáng kể. Một loạt các vụ hack nổi bật đã làm nổi bật những điểm yếu của các cơ sở hạ tầng kỹ thuật số này, nhấn mạnh sự cần thiết phải có các biện pháp bảo mật mạnh mẽ. 

Blockchain Bridge là gì?

Hãy tưởng tượng bạn đang cố gắng vượt qua một con sông mà không có cầu; điều đó gần như là không thể. Trong thế giới tiền điện tử, các cầu blockchain, hay còn được gọi là cầu chuỗi chéo, đóng vai trò tương tự. Những cổng kỹ thuật số này kết nối các mạng blockchain khác nhau, cho phép người dùng dễ dàng chuyển tiền điện tử giữa chúng. Tuy nhiên, trong khi các cầu crypto mang lại sự tiện lợi, chúng cũng đi kèm với những rủi ro đáng kể. Một loạt các vụ hack nổi bật đã làm nổi bật những điểm yếu của các cơ sở hạ tầng kỹ thuật số này. Theo nghiên cứu  từ Beosin, các vụ hack cầu chiếm tới 7% tổng số vụ trộm tiền điện tử vào năm 2023. Đến năm 2024, những cuộc tấn công này đã dẫn đến  những tổn thất vượt quá 2,8 tỷ đô la, chiếm gần 40% tổng giá trị bị đánh cắp trong Web3, như được báo cáo bởi DefiLlama. Trong khi các cầu chuỗi chéo là rất cần thiết để thúc đẩy đổi mới trong Web3, chúng cũng tạo ra  cơ hội cho các tác nhân xấu khai thác. Và điều quan trọng là chọn các giải pháp có hồ sơ an ninh vững chắc. Cuối cùng, bạn không muốn mạo hiểm mất đi tài sản kỹ thuật số mà bạn đã làm việc chăm chỉ để kiếm được do sự sụp đổ của cầu, đúng không?

Các cầu Blockchain hoạt động như thế nào?

Điều bạn nên học ngay từ đầu là ở cốt lõi của hầu hết các cầu chuỗi chéo là một khái niệm đơn giản nhưng mạnh mẽ về khả năng tương tác của blockchain: khóa tài sản trên một blockchain và đúc tài sản tương ứng trên một blockchain khác. Chúng ta sẽ thảo luận sau về cách mà cơ chế này có thể thay đổi một chút từ cầu này sang cầu khác, tuy nhiên, cách tiếp cận chung được nêu ở trên đảm bảo rằng tổng cung của tài sản vẫn nhất quán trên cả hai chuỗi. Dưới đây là một phân tích từng bước về cách các cầu blockchain hoạt động:

1. Khóa Tài sản: Bạn khởi động một giao dịch để khóa tài sản của mình trên blockchain nguồn, chẳng hạn, trên Polygon. Điều này liên quan đến việc gửi tài sản, chẳng hạn như token gốc của Polygon, MATIC, đến một địa chỉ được chỉ định do cầu kiểm soát.
2. Xác minh: Cầu xác minh giao dịch trên blockchain nguồn để xác nhận rằng tài sản là hợp lệ và thuộc sở hữu của người dùng.
3. Thế hệ Chứng minh: Khi giao dịch được xác nhận, cầu tạo ra một chứng minh về tài sản đã bị khóa, phục vụ như bằng chứng về quyền sở hữu.
4. Đúc Tài sản: Cầu sau đó tạo ra một lượng tài sản tương đương trên blockchain đích, chẳng hạn, trên Avalanche, sử dụng chứng minh được tạo ra ở bước trước.
5. Phát hành Tài sản: Các tài sản mới được đúc sẽ có sẵn trên Avalanche, cho phép người dùng sử dụng chúng trong hệ sinh thái đó.

Để di chuyển tài sản trở lại blockchain nguồn, người dùng có thể khởi động một quy trình tương tự theo chiều ngược lại, khóa tài sản trên blockchain đích và đúc chúng trên blockchain nguồn. Điều quan trọng là nhớ rằng các cơ chế và giao thức cụ thể được sử dụng bởi các cầu chuỗi chéo có thể khác nhau. Ngoài ra, độ an toàn và độ tin cậy của một cầu phụ thuộc vào các yếu tố như cơ chế đồng thuận của các blockchain liên quan và uy tín của nhà điều hành cầu. Nhưng hãy tập trung vào điều đó một chút sau, trong khi đó, hãy tiếp tục đọc!

Các loại cầu Blockchain 

Trước đây, chúng tôi đã đề cập rằng cơ chế chuyển token có thể khác nhau một chút giữa các cầu chuỗi chéo. Hãy cùng xem xét kỹ hơn cách mà điều này có thể khác nhau tùy thuộc vào cách tiếp cận. Các cầu chuỗi chéo sử dụng ba cơ chế chính:

Khóa và Mint 

Hãy nghĩ về khóa và mint như một con đường hai chiều. Khi bạn muốn chuyển token từ một blockchain này sang blockchain khác, cầu sẽ khóa token của bạn trên chuỗi gốc và tạo ra các token mới, được bọc trên chuỗi đích. Nó giống như việc đổi tiền tệ ở biên giới, nhưng là với tiền điện tử! Để đưa token của bạn trở về nhà, bạn sẽ đốt các token đã bọc trên chuỗi đích, và các token gốc của bạn sẽ được mở khóa trên chuỗi nguồn. Nó giống như việc trả lại một chiếc xe thuê và nhận lại tiền đặt cọc của bạn.

Dưới đây là một số ví dụ về các cầu sử dụng cơ chế khóa và mint:

1. Cầu Portal kết nối nhiều blockchain khác nhau, bao gồm Solana, Ethereum, Terra và Avalanche. 
2. Cầu Avalanche: Cầu này được xây dựng để chuyển token từ blockchain Avalanche sang Ethereum.

Đốt và Mint

Ngoài cơ chế khóa và mint, một cách tiếp cận khác được gọi là đốt và mint. Phương pháp này hoạt động hơi khác một chút. Khi bạn muốn chuyển token từ một chuỗi sang chuỗi khác, bạn thực sự đốt token của mình trên chuỗi nguồn. Hãy nghĩ về nó như việc phá hủy phiên bản cũ của token. Đồng thời, cầu sẽ mint các token tương đương trên chuỗi đích. Nó giống như việc tạo ra một phiên bản mới của token. 

Dưới đây là một số ví dụ về các cầu sử dụng cơ chế đốt và mint :

3. Polkadot Parachain: Với cơ chế Đốt và Mint, bạn có thể cho phép chuyển token giữa các Parachain khác nhau trong mạng Polkadot. Ví dụ, bạn có thể chuyển token từ Acala sang Karura.
4. Cầu Rainbow của Near Protocol: Cầu này kết nối Near Protocol với Ethereum. Nó sử dụng cơ chế đốt và mint để cho phép người dùng chuyển tài sản giữa hai mạng này.

Khóa và Mở khóa 

Các token trên chuỗi nguồn được khóa trong khi các token tương đương từ một pool thanh khoản trên chuỗi đích được phát hành, đảm bảo sự lưu thông tài sản nhất quán. Cơ chế này thường thu hút thanh khoản thông qua các ưu đãi như chia sẻ doanh thu. 

5. Synapse: Một cầu chuỗi chéo phổ biến hỗ trợ nhiều blockchain khác nhau, bao gồm Ethereum, Polygon, Avalanche và Fantom. 
6. Cầu Celer: Cầu này kết nối blockchain Conflux với Ethereum. Nó sử dụng  cơ chế khóa và mở khóa, tận dụng  các pool thanh khoản để tạo điều kiện cho việc chuyển tài sản giữa hai mạng này.

Ví dụ về các cầu blockchain phổ biến

Các yếu tố an ninh 

Theo các nhà phát triển của Chainlink, những người đã xây dựng cầu nối của riêng họ được hỗ trợ bởi các oracle, có ít nhất bảy lỗ hổng cầu nối cần lưu ý nếu bạn đang có kế hoạch chuyển tiền qua các chuỗi.

Các thực hành khóa riêng yếu

Các cầu nối giữa các chuỗi đi kèm với một số lỗ hổng nghiêm trọng, và một trong những mối quan tâm lớn nhất là cách họ xử lý khóa riêng. Những khóa này, thường được quản lý bởi các nhà điều hành cầu nối, rất quan trọng để xác minh và chuyển giao tài sản giữa các blockchain. Nếu một khóa riêng bị xâm phạm, nó có thể dẫn đến các vi phạm an ninh lớn—nhiều vụ hack lớn nhất trong Web3 đã xảy ra theo cách này do quản lý khóa kém.

Để giảm thiểu những rủi ro này, việc phân tán cơ sở hạ tầng là một ý tưởng thông minh. Càng đa dạng các máy chủ, nhà cung cấp và nhà điều hành tham gia, thì càng tốt cho việc bảo vệ chống lại các điểm thất bại đơn lẻ và rủi ro tập trung. 

Các vụ hack cầu nối giữa các chuỗi lớn do vi phạm khóa riêng: 
 

• Hack Cầu Nối Multichain (Tháng 7 năm 2023) —Giám đốc điều hành của Multichain chịu trách nhiệm về các khóa riêng bị xâm phạm đã cho phép rút tiền trái phép từ cầu nối giữa các chuỗi.

• Cầu Nối Harmony (Tháng 6 năm 2022)—Các hacker đã kiểm soát hai trong số năm khóa riêng cần thiết cho các giao dịch trên multisig của Cầu Nối Harmony, cho phép họ khai thác lỗ hổng.

• Cầu Nối Ronin (Tháng 3 năm 2022)—Các hacker đã kiểm soát năm trong số chín khóa riêng được sử dụng để quản lý các giao dịch trên multisig của Cầu Nối Ronin. 

Các hợp đồng thông minh chưa được kiểm toán

Các cầu nối giữa các chuỗi dựa vào các hợp đồng thông minh để xử lý việc chuyển giao token giữa các blockchain.  Các hợp đồng thông minh đảm bảo việc đúc, đốt hoặc khóa token đúng cách, nhưng mã viết kém có thể gây ra các rủi ro an ninh đáng kể. Các lỗ hổng trong mã hợp đồng thông minh đã dẫn đến các vụ hack lớn trong quá khứ.

Để giảm thiểu những rủi ro này, điều cần thiết là có các kiểm toán viên có kinh nghiệm kiểm tra kỹ lưỡng mã trước khi triển khai và liên tục theo dõi nó để phát hiện vấn đề. Các bản cập nhật thường xuyên và nhiều vòng kiểm tra giúp giữ cho mã an toàn.

Khi chọn một cầu nối, hãy tìm những cầu nối có lịch sử kiểm toán vững chắc và các biện pháp an ninh nội bộ mạnh mẽ, như tạm dừng khẩn cấp và giới hạn tỷ lệ. Điều này đảm bảo bảo vệ tốt hơn chống lại các khai thác và lỗi tiềm ẩn.

Các lỗ hổng hợp đồng thông minh: Tập trung vào các khai thác cầu nối giữa các chuỗi: 
 

• Cầu Nối Wormhole (Tháng 2 năm 2022)—Các hacker đã khai thác một lỗ hổng trong quy trình xác minh hợp đồng thông minh của cầu nối để đúc 120.000 wETH trên Solana mà không cung cấp tài sản thế chấp cần thiết.

• Cầu Nối Binance (Tháng 10 năm 2022)—Một lỗ hổng trong hệ thống xác minh chứng cứ Merkle IAVL trong hợp đồng thông minh của cầu nối đã bị khai thác, dẫn đến việc đánh cắp 2 triệu BNB. 

• Qubit (Tháng 1 năm 2022)—Một lỗi lập trình trong phần mềm của cầu nối cho phép một hacker rút token từ BNB Chain mà không cần phải gửi trước trên Ethereum.

Các Cập Nhật Không An Toàn

Cập nhật một hợp đồng thông minh giống như việc cung cấp một bản cập nhật phần mềm—nó rất quan trọng để sửa lỗi, thêm tính năng mới và điều chỉnh cài đặt. Đối với các cầu nối chuỗi chéo, điều này có nghĩa là thích ứng để hỗ trợ các token mới, các blockchain mới và theo kịp các tiến bộ công nghệ. Nhưng đây là vấn đề: nếu quá trình nâng cấp không an toàn, nó sẽ mở ra cánh cửa cho các cuộc tấn công.

Để giữ mọi thứ an toàn, một cách tiếp cận vững chắc bao gồm việc phân tán quyền kiểm soát chính giữa nhiều thực thể, thêm thời gian khóa để thông báo cho người dùng về các thay đổi, và cho phép các nhà điều hành cầu nối phủ quyết các cập nhật rủi ro. Nhưng khi cần sửa chữa nhanh chóng, một sự chấp thuận nhanh từ các nhà điều hành có thể giúp—chỉ cần đảm bảo rằng an ninh vẫn ở mức cao nhất. Cân bằng giữa an toàn và tốc độ là tên gọi của trò chơi cho các cầu nối chuỗi chéo có thể nâng cấp.

Phụ Thuộc Vào Mạng Đơn: Một Rủi Ro Lớn Cho Các Cầu Nối Chuỗi Chéo

Dựa vào một mạng xác thực đơn cho các cầu nối chuỗi chéo là rủi ro. Nếu mạng đó bị tấn công, sự vi phạm sẽ ảnh hưởng đến tất cả các blockchain kết nối. Một cách tiếp cận an toàn hơn là sử dụng các mạng độc lập, phi tập trung cho mỗi kết nối blockchain. Bằng cách này, nếu một làn đường bị xâm phạm, các làn đường khác vẫn an toàn. Các cầu nối an toàn nhất còn đi xa hơn bằng cách bảo vệ mỗi làn đường với nhiều mạng, làm cho việc tấn công trở nên khó khăn hơn nhiều. Hãy sử dụng một cầu nối cụ thể nếu bạn có thể chắc chắn rằng các nhà phát triển đã sử dụng các mạng độc lập cho mỗi làn đường, trộn lẫn các ngôn ngữ lập trình, và thực hiện quản lý rủi ro mạnh mẽ để giảm thiểu các lỗ hổng.

Các Bộ Xác Thực Chưa Được Chứng Minh

Trái tim của bất kỳ cầu nối chuỗi chéo nào nằm ở bộ xác thực của nó, những cá nhân hoặc tổ chức chịu trách nhiệm duy trì cơ sở hạ tầng của cầu nối. Khi chọn một cầu nối, điều quan trọng là đánh giá chất lượng và kinh nghiệm của các xác thực viên. Một cầu nối với một đội ngũ chuyên gia dày dạn kinh nghiệm có hồ sơ thành tích đã được chứng minh trong bảo mật hoạt động (OPSEC) có khả năng hoạt động đáng tin cậy và an toàn hơn.

Hãy nhớ rằng, một cầu nối chỉ mạnh mẽ như các xác thực viên của nó. Một bộ xác thực được quản lý kém có thể dẫn đến những rủi ro đáng kể, chẳng hạn như trì hoãn giao dịch, vi phạm bảo mật, hoặc thậm chí là sự thất bại hoàn toàn của cầu nối. Do đó, việc nghiên cứu và so sánh các cầu nối khác nhau để tìm một cầu nối có bộ xác thực uy tín và có kinh nghiệm là điều cần thiết.

Thêm vào đó, hãy xem xét các động lực kinh tế cho các xác thực viên. Một số cầu nối yêu cầu các xác thực viên phải đặt cược tiền của chính họ, điều này có thể tạo ra sự đồng nhất mạnh mẽ giữa các xác thực viên và người dùng của cầu nối. Điều này có thể giúp đảm bảo rằng các xác thực viên hành động một cách trung thực và có trách nhiệm.

Không Có Giám Sát Giao Dịch Chủ Động 

Giám sát giao dịch chủ động là người giám sát kỹ thuật số của các cầu nối chuỗi chéo. Nó là một người bảo vệ an ninh cảnh giác, liên tục quét tìm các hoạt động đáng ngờ. Khi được thực hiện đúng cách, nó có thể phát hiện các bất thường sớm và ngăn chặn các cuộc tấn công trước khi chúng xảy ra.

Hãy tưởng tượng có ai đó cố gắng rút tiền từ một cầu nối mà không tuân theo quy tắc. Với việc giám sát chủ động, hệ thống có thể đánh dấu điều này là đáng ngờ và kích hoạt phanh khẩn cấp. CCIP, chẳng hạn, có một mạng lưới theo dõi chặt chẽ các giao dịch, đảm bảo mọi thứ đều ổn trước khi phát hành token. Nếu có điều gì đó trông khả nghi, họ có thể dừng lại để ngăn chặn bất kỳ thiệt hại nào.

Giám sát chủ động không chỉ là một sự xa xỉ—nó là một điều cần thiết để giữ cho các hệ thống chuỗi chéo an toàn và bảo mật.

Thiếu Giám Sát Chủ Động Góp Phần Vào Cuộc Tấn Công Cầu Nối Ronin
 

• Một báo cáo của Halborn Blockchain Security tiết lộ rằng cuộc tấn công cầu nối Ronin vào tháng 3 năm 2022 đã không được phát hiện trong sáu ngày. Sự chậm trễ đáng kể này có thể đã được ngăn chặn bằng cách triển khai các hệ thống giám sát giao dịch chủ động mạnh mẽ.

Thiếu Giới Hạn Tốc Độ

Giới hạn tốc độ là một biện pháp bảo mật đã được kiểm chứng, quen thuộc với bất kỳ ai làm việc với các trang web hoặc API. Chúng được sử dụng để ngăn chặn các cuộc tấn công từ chối dịch vụ (DoS) và giữ cho các máy chủ không bị quá tải bởi quá nhiều yêu cầu. Trong thế giới chuỗi chéo, giới hạn tốc độ hoạt động tương tự bằng cách giới hạn lượng giá trị có thể được chuyển giữa các chuỗi trong một khoảng thời gian nhất định. Đây là một khái niệm đơn giản: giới hạn bao nhiêu có thể di chuyển và nhanh như thế nào.

Tính năng bảo mật cơ bản này là một hàng rào phòng thủ mạnh mẽ cho các cầu nối chuỗi chéo. Ngay cả khi một hacker quản lý để vượt qua các biện pháp bảo mật khác, giới hạn tốc độ đảm bảo rằng họ không thể rút cạn toàn bộ cầu nối trong một lần.

Các cuộc tấn công cầu nối trong thực tế, nơi toàn bộ giá trị bị đánh cắp trong chớp mắt, có thể đã ít gây thiệt hại hơn nếu có giới hạn tốc độ và các biện pháp dừng khẩn cấp được áp dụng. Đây là một sửa chữa đơn giản có thể tạo ra sự khác biệt lớn.

Tương Lai của Các Cầu Nối Blockchain

Công nghệ cầu nối đã trở thành một phần không thể thiếu của cảnh quan DeFi, kết nối các mạng blockchain khác nhau và cho phép chuyển giao tài sản liền mạch. Tuy nhiên, những cầu nối này không phải không có rủi ro. Các vi phạm bảo mật, thường xuất phát từ các lỗ hổng trong quản lý khóa riêng, hợp đồng thông minh, hoặc quy trình nâng cấp, đã làm nổi bật nhu cầu về các biện pháp bảo vệ mạnh mẽ.

Để giảm thiểu những rủi ro này, điều cần thiết là ưu tiên bảo mật khóa riêng, thực hiện các cuộc kiểm toán kỹ lưỡng các hợp đồng thông minh, và triển khai các quy trình nâng cấp an toàn. Thêm vào đó, giám sát giao dịch chủ động và giới hạn tốc độ có thể đóng vai trò như những hàng rào phòng thủ mạnh mẽ chống lại các cuộc tấn công.

Cuộc tấn công cầu nối Ronin, nơi mà sự thiếu giám sát giao dịch chủ động cho phép kẻ tấn công khai thác các lỗ hổng, là một lời nhắc nhở rõ ràng về hậu quả của việc bỏ qua các biện pháp bảo mật. Bằng cách học hỏi từ những sự cố như vậy và thực hiện các phương pháp tốt nhất, chúng ta có thể giảm thiểu đáng kể rủi ro của các cuộc tấn công trong tương lai.

Mặc dù có những thách thức, nhưng lợi ích tiềm năng của các cầu nối chuỗi chéo là rất lớn. Chúng cung cấp khả năng tương tác cao hơn, thanh khoản cải thiện, và những cơ hội mới cho các nhà phát triển và người dùng. Bằng cách hiểu và giải quyết các rủi ro bảo mật liên quan, chúng ta có thể khai thác sức mạnh của các cầu nối chuỗi chéo để tạo ra một hệ sinh thái blockchain liên kết và đổi mới hơn.

Tóm lại, các cầu nối chuỗi chéo là một công cụ quý giá trong cảnh quan DeFi. Tuy nhiên, sự thành công của chúng phụ thuộc vào sự chú trọng mạnh mẽ vào bảo mật và cam kết thực hiện các phương pháp tốt nhất. Bằng cách giải quyết các lỗ hổng và thách thức liên quan đến những cầu nối này, chúng ta có thể mở khóa toàn bộ tiềm năng của chúng và thúc đẩy tương lai của tài chính phi tập trung.