Poiché le organizzazioni utilizzano sempre più spesso tecnologie di registro distribuito per le loro operazioni più sensibili, la sicurezza blockchain è diventata un pilastro fondamentale dell'economia digitale. Sebbene le blockchain siano sicure per loro natura, la crescente complessità dell'ecosistema delle applicazioni che girano su queste piattaforme e il panorama in continua evoluzione delle minacce informatiche richiedono misure di sicurezza che vanno oltre il livello del protocollo.
In questo post del blog discuteremo cosa sia la sicurezza blockchain, trattando i principi di base, i vettori di attacco più frequenti e le strategie di difesa critiche che ogni stakeholder dovrebbe conoscere per garantire soluzioni blockchain sicure.
Che cos'è la sicurezza blockchain?
La sicurezza blockchain è un termine generico che copre tutte le misure utilizzate per proteggere l'integrità, la privacy e la funzionalità delle reti blockchain e delle applicazioni software associate. Questa base multidisciplinare si fonda sui principi crittografici, sull'architettura dei sistemi distribuiti e sulle migliori pratiche di sicurezza informatica per migliorare la resilienza delle operazioni decentralizzate.
La sicurezza blockchain si basa su tre pilastri: decentralizzazione, crittografia e consenso. La decentralizzazione distribuisce il controllo e le informazioni su una rete di nodi, riducendo al minimo i singoli punti di errore. Il livello di crittografia utilizza tecniche crittografiche per verificare l'integrità dei dati e l'autenticità degli utenti, mentre i meccanismi di consenso aiutano a mantenere l'accordo di rete e a prevenire attività dannose.
Essendo immutabile, ogni transazione scritta sulla blockchain è permanente e a prova di manomissione. Questa caratteristica, insieme alla natura trasparente delle blockchain pubbliche, forma una traccia verificabile di tutte le azioni sulla rete e consente comunque ai partecipanti di mantenere la privacy utilizzando sofisticate tecniche crittografiche.
Perché la sicurezza della blockchain è così difficile?
A causa della sua struttura decentralizzata e della natura irreversibile delle transazioni, la sicurezza della blockchain pone sfide uniche. Quindi, una volta che si è verificato un attacco hacker o una violazione della sicurezza della blockchain, è estremamente difficile riparare il danno, mentre questo è spesso possibile con le frodi o gli attacchi hacker ad altri sistemi. La natura fissa porta a una pressione eccezionale per perfezionare la sicurezza al primo tentativo, perché le opzioni di riparazione sono limitate dopo il verificarsi di un attacco.
Gli smart contract sono sistemi estremamente complessi e anche un bug minore può portare a perdite disastrose. Un esempio significativo è il famigerato attacco hacker al DAO, che ha visto milioni di criptovalute hackerate a causa di smart contract compromessi. Gli smart contract sono particolarmente complessi. Devono essere protetti non solo da semplici minacce, ma anche da vettori di attacco complessi che diventano praticabili.
Poiché la natura degli attacchi alle reti blockchain è distribuita, queste superfici di attacco non sono disponibili nei sistemi centralizzati. Dovrebbero essere progettati in modo tale che attacchi come gli attacchi Sybil non influenzino i meccanismi di consenso. Il dilemma è complicato da un ampio pool di partecipanti alla rete, tutti con incentivi diversi per mantenere la rete sicura e competenze molto diverse in materia di sicurezza.
I sistemi blockchain combinano principi di crittografia, teoria dei giochi e sistemi distribuiti; le interdipendenze di sicurezza in questo caso sono molto complesse. La sicurezza dei sistemi proof-of-work, ad esempio, non si basa solo sulla solidità crittografica, ma anche sul corretto allineamento degli incentivi economici. Una malleabilità calcolabile e mitigabile causerà variazioni nei prezzi delle criptovalute o nell'efficienza dell'hardware di mining, che influiranno sulla sicurezza della rete.
Sicurezza delle blockchain pubbliche e private
Le blockchain pubbliche garantiscono la sicurezza attraverso meccanismi di consenso distribuiti in cui i partecipanti alla rete possono unirsi liberamente per convalidare le transazioni. Tuttavia, la decentralizzazione da sola non garantisce la sicurezza: deve essere combinata con adeguati incentivi economici e una solida progettazione dei protocolli. La partecipazione aperta sta aprendo la strada a un modello di sicurezza estremamente solido, poiché migliaia di nodi indipendenti verificano le transazioni e sostengono la rete.
Sebbene questa trasparenza consenta il controllo pubblico e garantisca che gli attacchi su larga scala siano proibitivi dal punto di vista economico, essa comporta anche il fatto che tutti possano vedere tutti i dati delle transazioni, il che non è adatto a tutte le operazioni commerciali.
D'altra parte, le blockchain private funzionano in reti controllate in cui i partecipanti alla rete sono scelti in anticipo e devono ottenere il permesso per partecipare. Ciò offre alle organizzazioni che partecipano a tali blockchain la possibilità di mantenere riservati i propri dati, pur continuando a sfruttare le caratteristiche del protocollo blockchain sottostante, come la conservazione immutabile dei dati e il consenso. Le blockchain private si concentrano maggiormente sui meccanismi tradizionali di controllo degli accessi e si basano sull'onestà dei partecipanti a cui è stato concesso l'accesso, piuttosto che sulla teoria dei giochi e sugli incentivi economici che garantiscono la sicurezza delle reti pubbliche.
Caratteristiche principali della sicurezza della blockchain
La sicurezza della blockchain si basa su alcune caratteristiche che, combinate tra loro, forniscono una piattaforma solida. Al suo centro vi è la sicurezza crittografica: transazioni e dati a prova di manomissione sono possibili grazie ad algoritmi matematici avanzati e firme digitali. Questi principi crittografici garantiscono non solo la sicurezza delle singole transazioni, ma anche l'integrità dell'intera catena.
Il decentramento è una proprietà di sicurezza e anche un principio architettonico. La blockchain rende esponenzialmente più difficile per gli aggressori abbattere il sistema distribuendo i dati e il controllo su un numero di nodi che, in un certo senso, riduce significativamente i singoli punti di errore. Questo approccio distribuito garantisce resilienza perché, anche se diversi nodi vengono attaccati, gli altri possono continuare a proteggere la rete e mantenerla in funzione.
La verifica delle transazioni e l'accordo di rete si basano su un meccanismo di consenso. Questi meccanismi, attraverso una serie di protocolli, consentono a tutti gli attori della rete di raggiungere un consenso sulle condizioni della blockchain, creando uno spazio in cui le transazioni non possono essere falsificate e l'integrità della rete viene mantenuta. Essi stabiliscono una democrazia della sicurezza, in cui la pluralità di attori di questo sistema deve raggiungere un consenso per modificare il sistema.
Diversi tipi di attacchi alla blockchain
Le reti blockchain devono affrontare vettori di attacco diversi e sofisticati che prendono di mira diversi aspetti del sistema.
- L'attacco del 51% è uno dei più pericolosi, in cui un aggressore controlla la maggior parte della potenza di calcolo della rete. Controllando la maggior parte della potenza di hashing della rete, può influenzare la convalida delle transazioni e persino annullarle, mettendo a rischio l'integrità e l'affidabilità della rete.
- Gli exploit degli smart contract prendono di mira i difetti nel codice che controlla le attività della blockchain. Gli autori delle minacce possono sfruttare difetti logici, difetti di codifica e bug di progettazione per riprogrammare la condotta dei contratti, causando spesso uno scambio non autorizzato di fondi o la manipolazione degli accordi. Gli attacchi sono piuttosto dannosi a causa della natura immutabile della blockchain, poiché non è possibile modificare facilmente i contratti vulnerabili dopo la loro implementazione.
- Il furto di chiavi private consiste nell'ottenere le chiavi crittografiche utilizzate per proteggere gli account e le risorse degli utenti. Attraverso sofisticati schemi di phishing, malware, o l'ingegneria sociale, gli aggressori sperano di ottenere l'accesso alle chiavi private, che consentono loro il controllo completo delle risorse pertinenti. Sebbene la natura immutabile della blockchain renda impossibile l'immediata revoca delle transazioni, talvolta è possibile recuperare le risorse attraverso un intervento legale o tecniche di analisi forense della blockchain.
- Il doppio pagamento è un attacco che cerca di spendere più volte le stesse risorse digitali utilizzando una serie di manipolazioni tattiche. Sebbene i meccanismi di consenso mitigino in gran parte questi vettori di attacco, le operazioni di doppio pagamento realizzate su exchange e commercianti possono potenzialmente verificarsi quando un aggressore sofisticato sfrutta un attacco di latenza di rete o una debolezza simile.
- Il cryptojacking è uno degli usi fraudolenti delle risorse informatiche per minare criptovalute. Gli autori delle minacce compromettono i sistemi tramite malware o percorsi di exploit, sottraendo cicli di CPU ai loro impianti di mining. Ciò non solo influisce sulle prestazioni del sistema, ma può anche comportare costi operativi sostanziali per le persone colpite.
Meccanismi di rilevamento degli attacchi alla blockchain
Il monitoraggio della rete è la prima linea di difesa contro gli attacchi alla blockchain. Un approccio analitico orientato al sistema viene utilizzato per identificare attività potenzialmente dannose sulla rete monitorando continuamente il comportamento a livello di rete, transazione e nodo. Questi sistemi sono in grado di tracciare concentrazioni insolite di potenza di mining per rilevare attacchi del 51% o flussi di transazioni anomali, che potrebbero indicare tentativi di sfruttamento in corso.
L'auditing degli smart contract può prevenire potenziali vulnerabilità con strumenti automatizzati e revisione manuale del codice prima dell'implementazione. I framework di auditing avanzati cercano firme di vulnerabilità note, errori logici e vettori induttivi complessivi di sfruttamento. Queste interazioni consentono il monitoraggio in tempo reale del contratto per differenziare gli attacchi in corso o i modelli comportamentali sospetti che indicano chiaramente un processo di sfruttamento.
L'analisi delle transazioni utilizza algoritmi avanzati per analizzare le transazioni blockchain, alla ricerca di segni di attività che sembrano sospetti. Tali sistemi esaminano il flusso delle transazioni, i loro modelli temporali e il modo in cui i portafogli interagiscono tra loro per identificare potenziali tentativi di doppia spesa o schemi di riciclaggio di denaro. Esempi di tali meccanismi di rilevamento avanzati includono, ma non sono limitati a, modelli di apprendimento automatico in grado di riconoscere sequenze sofisticate di azioni che potrebbero passare inosservate ai sistemi tradizionali basati su regole.
La protezione dei nodi monitora il comportamento e le metriche delle prestazioni del nodo. Esaminando le connessioni di rete, il consumo di risorse e i modelli di partecipazione al consenso per identificare i segni di potenziali attacchi eclipse o tentativi di compromettere il nodo. I sistemi automatizzati possono rilevare e mettere in quarantena i nodi interessati prima che le informazioni critiche vengano esposte o danneggiate.
Come prevenire gli attacchi alla blockchain?
L'implementazione di un'architettura di nodi forte e di un meccanismo di filtraggio del traffico può aiutare a mitigare gli attacchi DDoS sulle reti blockchain. Gli operatori di rete dovrebbero implementare sistemi di limitazione della velocità, convalida delle richieste e gestione della larghezza di banda sui propri nodi. Inoltre, trattandosi di una rete di nodi distribuita geograficamente, è possibile fornire il servizio anche se i nodi sottoposti ad attacco dovessero andare in tilt, poiché gli altri nodi subentrerebbero per continuare a fornire il servizio.
Un meccanismo di consenso forte e un'elevata partecipazione globale al mining/alla convalida tendono a mitigare la minaccia di attacchi del 51%. Le reti possono implementare meccanismi quali checkpoint, tempi di conferma più lunghi e sanzioni per attività dannose. Inoltre, i progetti dovrebbero cercare di espandere la propria rete di attori onesti al punto che influenzare la maggioranza diventi proibitivo dal punto di vista dei costi per un attore minaccioso.
Audit di sicurezza completi, verifica formale del codice e test rigorosi prima dell'implementazione possono risolvere le vulnerabilità degli smart contract. Seguire pratiche di codifica sicure, modelli di progettazione e controlli di accesso adeguati. Revisioni periodiche del codice, programmi di bug bounty e strumenti di scansione automatizzata della sicurezza aiutano a individuare e correggere potenziali exploit prima che diventino problemi di sicurezza. Le organizzazioni devono inoltre disporre di meccanismi di aggiornamento per correggere le vulnerabilità quando vengono individuate.
Migliori pratiche per la sicurezza della blockchain
1. Gestione delle chiavi e controllo degli accessi
Le organizzazioni dovrebbero implementare moduli di sicurezza hardware (HSM) per portafogli multi-firma e cold storage per le chiavi private. L'accesso per eseguire operazioni blockchain dovrebbe essere concesso in base al principio del privilegio minimo, con controlli basati sui ruoli e flussi di lavoro di approvazione obbligatori per le transazioni critiche. Implementare una rotazione regolare delle chiavi e processi di backup sicuri per mitigare gli accessi non autorizzati, consentendo al contempo la continuità operativa.
2. Sicurezza degli smart contract e qualità del codice
Prima della loro implementazione, è essenziale effettuare rigorosi controlli di sicurezza, verifiche formali e test approfonditi degli smart contract. I team di sviluppo devono utilizzare pratiche di codifica sicure, librerie ben collaudate e applicare limitazioni di velocità e controlli di accesso. Oltre alle revisioni manuali del codice e ai meccanismi di aggiornamento per la correzione delle vulnerabilità individuate, vengono utilizzati anche strumenti automatizzati di scansione delle vulnerabilità.
3. Architettura di sicurezza della rete
La segmentazione della rete, le comunicazioni crittografate e la configurazione sicura dei nodi dovrebbero essere combinate per un approccio di difesa approfondito. Per le organizzazioni, dovrebbero essere implementati nodi distribuiti geograficamente con ridondanza con potenti firewall e controlli di esenzione dal rilevamento delle intrusioni, insieme a un monitoraggio regolare dello stato di salute della rete. Gli endpoint API dovrebbero disporre di un'autenticazione forte e di una limitazione della velocità per prevenire abusi.
4. Protezione del meccanismo di consenso
Queste reti richiedono un consenso ben progettato con i suddetti tempi di conferma e garanzie di definitività. Tale protezione deriva principalmente dai checkpoint, dai requisiti di convalida basati sullo stake e dai meccanismi che rilevano e penalizzano i comportamenti dannosi.
5. Risposta agli incidenti e ripristino
Le organizzazioni richiedono flussi di lavoro documentati di risposta agli incidenti per vari scenari di attacco e conformità/configurazioni per i diversi sistemi implementati. Ciò significa impostare canali di comunicazione sicuri, mantenere snapshot di tutti i sistemi e testare le procedure di ripristino. Le aziende dovrebbero anche condurre esercitazioni di sicurezza, analizzare gli incidenti di sicurezza e aggiornare continuamente le pratiche di sicurezza per stare al passo con le potenziali minacce.
Standard e normative di sicurezza blockchain
Le implementazioni blockchain devono essere conformi sia agli standard di sicurezza specifici del settore sia ai quadri normativi più ampi in tutte le giurisdizioni. Le procedure Know Your Customer (KYC) e il monitoraggio/la segnalazione delle transazioni per i fornitori di servizi di asset virtuali sono stati definiti con chiarezza dal Gruppo di azione finanziaria internazionale (FATF) per difendersi dal riciclaggio di denaro e dalle attività di finanziamento del terrorismo. I team di conformità devono continuare ad aggiornarsi al mutevole panorama normativo e mettere in atto i controlli di sicurezza necessari.
Le principali autorità di regolamentazione finanziaria, tra cui la SEC e l'Autorità europea degli strumenti finanziari e dei mercati (ESMA), hanno definito standard di sicurezza per le soluzioni finanziarie basate sulla blockchain. Questi includono misure relative alla custodia degli asset, all'affidabilità dei sistemi, alla privacy dei dati e alla protezione degli investitori. Le organizzazioni che gestiscono piattaforme blockchain devono dimostrare la conformità attraverso audit regolari, valutazioni di sicurezza e una documentazione approfondita dei propri quadri di controllo.
L'ISO ha sviluppato standard di sicurezza blockchain su misura per le esigenze di varie organizzazioni. ISO/TR 23244 si concentra sulla privacy e sugli standard di protezione delle informazioni di identificazione personale (PII) , mentre la norma ISO/TC 307 si concentra sulle tecnologie blockchain e di registro distribuito. Queste norme definiscono i concetti per l'applicazione dei controlli, la gestione delle chiavi per la crittografia e la garanzia dell'interoperabilità in modo efficiente e controllato dal punto di vista della sicurezza.
Come descritto in dettaglio nel NIST IR 8202, il National Institute of Standards and Technology (NIST) fornisce linee guida per l'architettura di sicurezza della blockchain. Le linee guida includono la gestione delle chiavi crittografiche, i sistemi di controllo degli accessi e i protocolli di rete sicuri. Queste linee guida sono spesso utilizzate dalle organizzazioni come base di riferimento per creare la propria politica di sicurezza blockchain.
I gruppi di lavoro sulla sicurezza nell'ambito di consorzi industriali come Enterprise Ethereum Alliance (EEA) e Hyperledger Foundation sviluppano best practice e standard tecnici. In questo modo, creano framework di sicurezza comuni, standard di interoperabilità e standard di implementazione che migliorano la sicurezza degli ecosistemi blockchain.
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Richiedi una demoConclusione
La sicurezza della blockchain è fondamentale per garantire la fiducia e l'affidabilità dei sistemi di registro distribuito. Con la sua continua evoluzione e le sue diffuse applicazioni industriali, la necessità di applicare pratiche di sicurezza è in costante aumento. Il panorama della sicurezza è in continua evoluzione, con nuove minacce e vulnerabilità che emergono regolarmente, e le organizzazioni devono stare un passo avanti per proteggere le loro risorse digitali e garantire l'integrità dei loro contratti intelligenti attraverso strategie di sicurezza complete che coprano tutte le basi.
Il percorso da seguire richiede una vigilanza costante e l'adattamento alle nuove sfide di sicurezza. Implementando misure di sicurezza complete, rimanendo al passo con le migliori pratiche del settore e sfruttando soluzioni di sicurezza avanzate, le organizzazioni possono costruire e mantenere con fiducia sistemi blockchain sicuri che promuovono l'innovazione proteggendo al contempo risorse preziose.
FAQs
La blockchain è una tecnologia di registro digitale decentralizzata che registra le transazioni su una rete distribuita di computer, garantendo l'integrità dei dati attraverso metodi crittografici e meccanismi di consenso.
Le blockchain garantiscono la sicurezza attraverso crittografia, protocolli di consenso e convalida distribuita, in cui più nodi devono verificare e concordare tutte le transazioni prima che vengano registrate.
Le violazioni più comuni includono attacchi del 51%, exploit di contratti intelligenti, furto di chiavi private, attacchi di doppia spesa e tentativi di manipolazione della rete che prendono di mira le vulnerabilità della blockchain.
Un attacco del 51% si verifica quando un'entità ottiene il controllo maggioritario della potenza di calcolo di una rete, consentendole di manipolare le convalide delle transazioni e potenzialmente di annullarle.
La blockchain ibrida combina le caratteristiche della blockchain privata e di quella pubblica, offrendo un accesso controllato per le operazioni sensibili e mantenendo al contempo le capacità di verifica pubblica quando necessario.
Le principali problematiche di sicurezza includono le vulnerabilità degli smart contract, la sicurezza dei wallet, la gestione delle chiavi, gli attacchi al consenso, la manipolazione degli oracoli e le vulnerabilità di integrazione con sistemi esterni.
Le organizzazioni dovrebbero implementare misure di sicurezza complete, tra cui audit regolari, gestione sicura delle chiavi, monitoraggio continuo, pianificazione della risposta agli incidenti e aderenza alle migliori pratiche di sicurezza.
Nessuna blockchain è completamente a prova di hacker. Sebbene la tecnologia di base sia altamente sicura, possono esistere vulnerabilità nell'implementazione, negli smart contract e nell'infrastruttura circostante.
Gli attacchi agli smart contract sfruttano le vulnerabilità del codice per manipolare il comportamento del contratto, portando potenzialmente a trasferimenti di fondi non autorizzati o alla manipolazione del sistema.
Le chiavi private sono protette tramite moduli di sicurezza hardware, soluzioni di archiviazione a freddo, crittografia e rigorose procedure di controllo degli accessi.
La crittografia blockchain utilizza algoritmi crittografici avanzati per proteggere le transazioni e i dati, garantendo che solo le parti autorizzate possano accedere o modificare informazioni specifiche.
