Segurança de Rede e Ataques em Blockchains
Apesar de suas fortes características de segurança, descentralização e imutabilidade, as redes blockchain continuam vulneráveis a diversos ataques potenciais. A seção a seguir explora os principais desafios de segurança de rede e vetores de ataque comuns, juntamente com estratégias utilizadas para mitigar esses riscos.
Ataques de 51%
Em um ataque de 51%, um invasor obtém controle de mais da metade do poder de mineração ou de staking de uma rede blockchain. Esse controle majoritário permite ao atacante realizar gastos duplos, impedir a confirmação de novas transações e bloquear outros mineradores ou validadores da rede. No entanto, tais ataques não são preocupantes para blockchains de grande porte como Bitcoin e Ethereum, sendo mais viáveis em redes menores e menos descentralizadas, o que destaca a importância da ampla participação e descentralização da rede.
Aqui está um exemplo desse tipo de ataque no Bitcoin (apenas para ilustração):
Na prática, tal ataque à rede Bitcoin é bastante inviável, pois mineradores mal-intencionados teriam que possuir equipamentos especiais que custam bilhões de dólares, além de outros custos e questões relacionadas.
Em blockchains com prova de participação (PoS), como o Ethereum, um invasor precisaria possuir mais de 50% de toda a criptomoeda na rede.
Para que as blockchains minimizem o risco de ataques de 51%, as seguintes medidas devem ser adotadas:
- Incentivo à maior participação na rede;
- Adoção de mecanismos de consenso aprimorados;
- Monitoramento de concentrações incomuns de hashrate.
Ataques Sybil
Um ataque Sybil envolve um invasor criando inúmeras identidades falsas para obter uma influência desproporcionalmente grande na rede. Isso pode prejudicar as operações da rede ou distorcer o processo de consenso.
Para realizar um ataque Sybil, o invasor primeiro assume o controle de vários nós dentro da rede. Isso geralmente é feito criando um grande número de nós falsos ou sequestrando nós existentes. Uma vez no controle, o invasor pode interceptar, monitorar ou manipular as informações que passam por esses nós. Isso pode envolver a coleta de informações sensíveis sobre os usuários, como seus endereços IP, detalhes de transações ou atividade na rede.
A seguir, uma ilustração de um ataque Sybil:
Uma possível solução para minimizar os riscos de um ataque Sybil é implementar mecanismos eficazes de verificação de identidade, como Prova de Trabalho ou Prova de Participação, que tornam custoso ou difícil criar múltiplas identidades enganosas.
Ataques Eclipse
Ataques eclipse representam uma ameaça significativa à segurança em redes blockchain descentralizadas, explorando limitações estruturais da rede para isolar e manipular nós individuais.
Em redes descentralizadas como o Bitcoin, os nós não conseguem manter conexões simultâneas com todos os outros nós devido a limites inerentes de conexão, conectando-se normalmente apenas a um subconjunto dos nós disponíveis. Por exemplo, o Bitcoin limita os nós a um máximo de 125 conexões.
O processo de execução de um ataque eclipse envolve um agente malicioso alvejando um nó específico – como um minerador, um nó influente ou um nó vinculado a uma organização ou usuário específico – com o objetivo de isolá-lo do restante da rede. O atacante constrói uma botnet, um conjunto de nós sob seu controle, posicionados de forma a interceptar e dominar todas as conexões de entrada e saída do nó alvo. Ao monopolizar essas conexões, o atacante obtém controle total sobre as informações que o nó recebe e transmite.
A ilustração a seguir demonstra como isso ocorre:
Como resultado desse ataque, a botnet pode fornecer informações falsas ao nó isolado, obscurecendo sua visão de transações ou blocos legítimos e potencialmente levando a atividades fraudulentas, como gasto duplo.
A seleção aleatória de novas conexões, em vez de utilizar repetidamente os mesmos nós, pode minimizar o risco desse ataque.
Ataques DDoS
No contexto de ataques de negação de serviço distribuída (DDoS), ocorre o envio de um volume excessivo de tráfego para uma rede blockchain ou seus nós, com o objetivo de incapacitar a rede e impedir o processamento de transações legítimas.
As seguintes medidas podem ser adotadas como precaução:
- Implementação de limitação de taxa, utilização de serviços de proteção contra DDoS;
- Diversificação da distribuição dos nós;
- Emprego de soluções de hardware ou software anti-DDoS para absorver ou desviar o fluxo de solicitações.
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Ataques de 51%
Em um ataque de 51%, um invasor obtém controle de mais da metade do poder de mineração ou de staking de uma rede blockchain. Esse controle majoritário permite ao atacante realizar gastos duplos, impedir a confirmação de novas transações e bloquear outros mineradores ou validadores da rede. No entanto, tais ataques não são preocupantes para blockchains de grande porte como Bitcoin e Ethereum, sendo mais viáveis em redes menores e menos descentralizadas, o que destaca a importância da ampla participação e descentralização da rede.
Aqui está um exemplo desse tipo de ataque no Bitcoin (apenas para ilustração):
Na prática, tal ataque à rede Bitcoin é bastante inviável, pois mineradores mal-intencionados teriam que possuir equipamentos especiais que custam bilhões de dólares, além de outros custos e questões relacionadas.
Em blockchains com prova de participação (PoS), como o Ethereum, um invasor precisaria possuir mais de 50% de toda a criptomoeda na rede.
Para que as blockchains minimizem o risco de ataques de 51%, as seguintes medidas devem ser adotadas:
- Incentivo à maior participação na rede;
- Adoção de mecanismos de consenso aprimorados;
- Monitoramento de concentrações incomuns de hashrate.
Ataques Sybil
Um ataque Sybil envolve um invasor criando inúmeras identidades falsas para obter uma influência desproporcionalmente grande na rede. Isso pode prejudicar as operações da rede ou distorcer o processo de consenso.
Para realizar um ataque Sybil, o invasor primeiro assume o controle de vários nós dentro da rede. Isso geralmente é feito criando um grande número de nós falsos ou sequestrando nós existentes. Uma vez no controle, o invasor pode interceptar, monitorar ou manipular as informações que passam por esses nós. Isso pode envolver a coleta de informações sensíveis sobre os usuários, como seus endereços IP, detalhes de transações ou atividade na rede.
A seguir, uma ilustração de um ataque Sybil:
Uma possível solução para minimizar os riscos de um ataque Sybil é implementar mecanismos eficazes de verificação de identidade, como Prova de Trabalho ou Prova de Participação, que tornam custoso ou difícil criar múltiplas identidades enganosas.
Ataques Eclipse
Ataques eclipse representam uma ameaça significativa à segurança em redes blockchain descentralizadas, explorando limitações estruturais da rede para isolar e manipular nós individuais.
Em redes descentralizadas como o Bitcoin, os nós não conseguem manter conexões simultâneas com todos os outros nós devido a limites inerentes de conexão, conectando-se normalmente apenas a um subconjunto dos nós disponíveis. Por exemplo, o Bitcoin limita os nós a um máximo de 125 conexões.
O processo de execução de um ataque eclipse envolve um agente malicioso alvejando um nó específico – como um minerador, um nó influente ou um nó vinculado a uma organização ou usuário específico – com o objetivo de isolá-lo do restante da rede. O atacante constrói uma botnet, um conjunto de nós sob seu controle, posicionados de forma a interceptar e dominar todas as conexões de entrada e saída do nó alvo. Ao monopolizar essas conexões, o atacante obtém controle total sobre as informações que o nó recebe e transmite.
A ilustração a seguir demonstra como isso ocorre:
Como resultado desse ataque, a botnet pode fornecer informações falsas ao nó isolado, obscurecendo sua visão de transações ou blocos legítimos e potencialmente levando a atividades fraudulentas, como gasto duplo.
A seleção aleatória de novas conexões, em vez de utilizar repetidamente os mesmos nós, pode minimizar o risco desse ataque.
Ataques DDoS
No contexto de ataques de negação de serviço distribuída (DDoS), ocorre o envio de um volume excessivo de tráfego para uma rede blockchain ou seus nós, com o objetivo de incapacitar a rede e impedir o processamento de transações legítimas.
As seguintes medidas podem ser adotadas como precaução:
- Implementação de limitação de taxa, utilização de serviços de proteção contra DDoS;
- Diversificação da distribuição dos nós;
- Emprego de soluções de hardware ou software anti-DDoS para absorver ou desviar o fluxo de solicitações.
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