Riscos não negligenciáveis: Desafios e ameaças de segurança da tecnologia BTC Camada 2

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Número: Conhecimento de Segurança da Cadeia Fonte No.018

BTC (Bitcoin), abreviado como BTC, é um sistema de Criptomoeda de Código aberto baseado em Bloco, descentralizado e executado através de consenso na rede ponto a ponto, mantido em conjunto por redes de computadores e nós em todo o mundo. No entanto, à medida que a comunidade de criptografia e o ecossistema continuam a crescer e se desenvolver, a tecnologia BTC inicial não consegue mais atender às demandas dos usuários por escalabilidade do sistema de Criptomoeda. Modificar diretamente o protocolo subjacente do BTC é não apenas complexo, mas também enfrenta resistência significativa da comunidade, aumentando os riscos do sistema e podendo levar a uma bifurcação rígida e divisão da comunidade. Portanto, a solução da Camada 2 do BTC se torna uma opção mais adequada - construindo uma nova camada hierárquica sem alterar o BTC, compatível com o BTC e atendendo às demandas dos usuários por escalabilidade. A equipe de segurança da ChainSafe analisou abrangentemente a segurança da Camada 2 do BTC, incluindo soluções da Camada 2, medidas de proteção e desenvolvimento futuro, esperando fornecer um valioso ponto de referência para todos.

Solução de camada 2 BTC e possíveis problemas de segurança

BTC Camada 2 refere-se à tecnologia de extensão de segunda camada do BTC (BTC), que visa aumentar a velocidade de transação do BTC, reduzir as taxas de Gota e aumentar a escalabilidade para resolver uma série de problemas enfrentados pelo BTC. Atualmente, existem muitas soluções para a camada 2 do BTC, sendo as mais conhecidas a Lightning Network, Rootstock, Stacks, entre outras. Além disso, alguns projetos como Liquid, Rollkit, RGB e outros têm certos cenários de uso no protocolo.

1.Rede de iluminação（Lightning Network）

A Rede de Iluminação pode ser o BTC Camada 2 mais conhecido. Ele opera como uma rede fora da cadeia, permitindo que os participantes realizem transações rápidas e de baixo custo sem a necessidade de registrar cada transação na cadeia de bloco BTC. Ao criar uma rede de canais de pagamento, a Rede de Iluminação suporta microtransações e reduz significativamente o congestionamento na cadeia principal.

Cenário de uso:

Pagamentos móveis/pagamentos ponto a ponto/comércio eletrónico e transações de retalho para criadores de conteúdo.

Principais características:

• Pagamento Imediato: A transação é Liquidação imediata.
• Baixo custo: Taxas extremamente baixas, adequadas para micro transações.
• Escalabilidade: Capacidade de processar milhões de transações por segundo.

Questão de segurança:

• Ataques de Canal (Channel Attacks): A Rede de iluminação depende de canais de pagamento, que podem ser alvos de ataques de inválidação de transação (stale transactions) ou de fechamento fraudulento de canal (fraudulent channel closure) por parte de atacantes.
• Problema de Liquidez: Se os fundos estiverem concentrados em um número limitado de Nós, esses Nós podem se tornar alvos de ataques, diminuindo assim o nível de descentralização da rede.
• Ataques de divisão de rede (Network Splitting Attacks) Os atacantes podem tentar dividir a rede, resultando em faturas não sincronizadas em diferentes partes da rede.

2. Rootstock（RSK）

Rootstock，简称 RSK，是一个构建在BTC上的Contrato inteligente平台。它利用BTC的安全性，同时支持与ETH坊兼容的Contrato inteligente。RSK 作为BTC的Cadeia lateral运行，使用双向锚定机制使 BTC 可以在BTC网络和 RSK 区块链之间流动。

Cenário de uso:

Aplicação de Finanças Descentralizadas (DeFi) / Emissão de Token na rede BTC / Aplicação de Interação entre cadeias.

Principais características:

• Contrato inteligente: compatível com Ethereum, suporta aplicativos de Finanças Descentralizadas.
• Fusão de Mineração: BTCMineiro pode minerar RSK simultaneamente, reforçando a segurança da rede.
• Interoperabilidade: unindo funcionalidades semelhantes de ponte entre BTC e ETH.

Questão de segurança:

• Ataque de gasto duplo (Double-Spending): Como a RSK, como uma Cadeia lateral, pode estar sujeita a Ataque de gasto duplo em certas circunstâncias, especialmente ao transferir BTC entre BTC e RSK.
• Vulnerabilidades do Contrato inteligente: RSK permite a implantação de Contrato inteligente, o que também o expõe a riscos de vulnerabilidades do Contrato inteligente semelhantes aos da Ethereum, como ataque de reentrada, estouro de inteiro, etc.

3. Pilhas

Stacks é uma solução única de Camada 2 que traz Contrato inteligente e aplicações descentralizadas (dApps) para BTC. Ao contrário de outras Camadas 2, Stacks introduz um novo Mecanismo de consenso - Prova de Transferência (Proof of Transfer, PoX), ancorando as transações Stacks na cadeia BTC.

Cenários de uso:

Plataforma NFT/Serviços de Finanças Descentralizadas (DeFi)/Governança e soluções de identidade.

Principais características:

• Contrato inteligente: Clarity, uma linguagem de segurança projetada para Contrato inteligente previsível.
• BTC ancorado: A negociação é garantida pela segurança do BTC.
• Aplicações descentralizadas (dApps): permitem que os desenvolvedores construam aplicações descentralizadas no BTC.

Questão de segurança:

• Ataques de consenso: Devido a PoX do Stacks depender da rede BTC, os atacantes podem tentar influenciar o consenso do Stacks manipulando a rede BTC.
• Contrato inteligente漏洞： 与其他Contrato inteligente平台类似，Stacks 也面临Contrato inteligente代码中潜在的漏洞。

4. Líquido

Liquid é uma solução de camada 2 baseada em Cadeia lateral, projetada para melhorar a velocidade e a privacidade das transações de BTC. Desenvolvida pela Blockstream, a Liquid é especialmente adequada para traders e exchanges, oferecendo liquidação mais rápida e transações confidenciais.

Cenário de uso:

Negociação de alta frequência/pagamentos transfronteiriços/emissão de ativos tokenizados.

Principais características:

• Transação Confidencial: O valor da transação é ocultado, aumentando a privacidade.
• Liquidação rápida: A negociação é liquidada em cerca de 2 minutos.
• Emissão de ativos: permite a criação de ativo digital na rede BTC.

Questão de segurança:

• Riscos de Dependência da Rede Principal: O Liquid, como uma Cadeia Lateral, depende da segurança da Rede Principal BTC. Qualquer ataque ou vulnerabilidade na Rede Principal pode afetar o Liquid.
• Risco de Privacidade: Embora o Liquid suporte transações confidenciais, se a Chave Secreta for gerenciada de forma inadequada, a privacidade ainda pode ser comprometida.

5. Rollkit

Rollkit é um novo projeto que visa trazer a solução de escalonamento popular Rollups do ecossistema Ethereum para o BTC. Rollups agregam várias transações em um lote e depois as submetem à cadeia de blocos BTC, reduzindo a carga na rede e Gota os custos.

Cenário de uso:

Aplicações DeFi escaláveis / agregação de micropagamento / aplicação de alta throughput de Descentralização.

Principais características:

• Escalabilidade: Aumento significativo na capacidade de processamento de transações.
• Eficiência de custo: Reduzir a taxa Gota de transação através do processamento em lotes.
• Segurança: Herda o modelo de segurança do BTC.

Questão de segurança:

• Ataques de Disponibilidade de Dados: Nos esquemas de rollups, se os dados não estiverem disponíveis, os validadores podem não ser capazes de verificar a validade das transações.
• Problema de incentivo econômico: Rollups precisam de um mecanismo de incentivo econômico sólido para evitar que os participantes tentem obter benefícios de maneira inadequada.

6. RGB

RGB é um sistema de Contrato inteligente que utiliza o modelo UTXO do BTC. Destina-se a suportar Contratos inteligentes complexos, ao mesmo tempo que mantém a privacidade e a escalabilidade do BTC. O RGB concentra-se em criar um ambiente fora da cadeia onde os Contratos inteligentes podem ser executados, minimizando o impacto na cadeia principal.

Cenário de uso:

Tokenização de ativos/aplicações de privacidade/desenvolvimento flexível de contratos inteligentes.

Principais características:

• Baseado em UTXO: mantém a segurança e as características de privacidade do BTC.
• Execução fora da cadeia: minimizar a ocupação na cadeia.
• Personalização: Suporta uma ampla variedade de aplicações de contratos inteligentes.

Questão de segurança:

• O risco de complexidade do Contrato inteligente: O Contrato inteligente no sistema RGB pode ser muito complexo, aumentando as possíveis vulnerabilidades de segurança.
• Problemas de confiabilidade da execução fora da cadeia: O RGB depende da execução de contratos inteligentes no ambiente fora da cadeia, e se esse ambiente de execução for atacado ou manipulado, pode afetar a segurança do contrato.

Medidas de segurança existentes

BTC Camada 2 Solução apresenta um enorme potencial para melhorar a escalabilidade e funcionalidade da rede BTC, mas também introduz uma série de novos desafios de segurança, sendo a segurança um dos fatores-chave para o seu sucesso e ampla adoção. Para lidar com os possíveis riscos de segurança, o BTC Camada 2 pode adotar as seguintes principais medidas de segurança:

• Segurança do canal e proteção de fundos

Multi-assinatura e Time Locks: Em uma Rede de iluminação, os fundos são geralmente armazenados em um Endereço de Multi-assinatura e só podem ser transferidos após o Consenso de todas as partes envolvidas. O mecanismo de Time Locks garante que, em caso de disputa, os fundos não fiquem permanentemente bloqueados e possam ser devolvidos ao proprietário.

A confiabilidade das transações fora da cadeia: ao usar transações fora da cadeia, os usuários podem realizar transações rapidamente, mas essas transações ainda precisam ser sincronizadas regularmente com a cadeia principal para evitar Gasto duplo ou perda de fundos.

• prova de fraude e mecanismo de desafio

prova de fraude (Provas de Fraude): Em algumas soluções de Camada 2, como Rollup, são utilizadas as provas de fraude para detectar e lidar com operações maliciosas. Por exemplo, se uma parte tentar enviar uma atualização de estado inválida, outros participantes podem desafiar com provas de fraude para evitar que transações inválidas sejam registradas.

Período de Desafio: Dá aos usuários um período de tempo para revisar e contestar transações suspeitas, aumentando assim a segurança da rede.

• Robustez da rede e do protocolo

Atualização e auditoria do protocolo: revisão e atualização regulares do protocolo para corrigir vulnerabilidades conhecidas e aumentar a segurança. Por exemplo, auditorias de código e revisão da comunidade são essenciais para garantir a segurança dos contratos inteligentes no Rootstock ou Stacks.

Operação de Nó Descentralizado: aumentando a distribuição dos Nós para reduzir a possibilidade de falhas em um único ponto da rede e melhorar a resistência à ataques.

• Privacidade e proteção de dados

Comunicação encriptada: Garantir que todas as comunicações entre os participantes sejam encriptadas, para evitar ataques de intermediários ou vazamento de dados.

Prova de conhecimento zero（Zero-Knowledge Proofs）：在一些 Camada 2 解决方案中，引入Prova de conhecimento zero来增强隐私性和安全性，避免泄露交易方的敏感信息。

• Educação do usuário e aviso de risco

Melhorar a consciência de segurança dos usuários: educar os usuários sobre os riscos da rede de segunda camada e incentivá-los a usar uma Carteira confiável e uma forma de operação segura.

Aviso de Risco: Ao usar a solução de Camada 2, alerte os usuários sobre os possíveis riscos, como a complexidade das transações fora da cadeia ou disputas ao fechar os canais.

• Segurança das transações fora da cadeia

Canais de estado segurança: Garante a integridade de estados fora da cadeia e envia atualizações de estado periodicamente para a cadeia principal para reduzir o risco de roubo ou fraude de fundos.

Essas medidas trabalham em conjunto para garantir a segurança da rede de camada 2 do BTC e fornecer um ambiente de negociação confiável e altamente escalável para os usuários.

Tendências Futuras de Desenvolvimento Seguro

A indústria está em constante mudança, com novas soluções BTC L2 surgindo a cada segundo, mas a tendência inevitável é o desenvolvimento do ecossistema BTC em direção à segunda camada. O BTC é como um trem que todos querem pegar, apesar dos desafios, o futuro do ecossistema BTC está cheio de possibilidades ilimitadas. Desde o Consenso de distribuição justa até soluções de escalabilidade baseadas em inscrição, passando por soluções de escalabilidade maduras que buscam compartilhar forte segurança com o BTC, o ecossistema BTC está passando por uma mudança histórica:

• Desbloquear o mercado de Finanças Descentralizadas: Ao habilitar recursos como soluções de Camada 2 compatíveis com EVM, o BTC pode entrar em um mercado de Finanças Descentralizadas de bilhões de dólares. Isso não apenas expande a utilidade do BTC, mas também desbloqueia novos mercados financeiros anteriormente acessíveis apenas por meio de Ethereum e blockchains programáveis semelhantes.
• Ampliar cenários de uso: Estas plataformas Camada 2 não só suportam transações financeiras, mas também suportam uma variedade de aplicações nos campos financeiro, de jogos, NFT ou sistemas de identidade, ampliando significativamente o alcance original do BTC como moeda simples.

As redes de segunda camada usam a Prova de Conhecimento Zero para aumentar a segurança, a tecnologia Rollup para aumentar a escalabilidade e a prova de fraude para garantir a segurança de suas transações. Essas tecnologias não só têm o potencial de melhorar significativamente a escalabilidade e a eficiência da rede BTC, mas também introduzirão novos tipos de ativos e formas de transações, abrindo novas oportunidades para usuários e desenvolvedores. No entanto, alcançar esses objetivos de sucesso requer esforços conjuntos da comunidade em termos de consenso, maturidade tecnológica e validação prática. No processo de explorar as soluções L2 mais eficazes, a segurança, descentralização e otimização da experiência do usuário continuarão sendo de extrema importância. No futuro, com o avanço da tecnologia e a colaboração da comunidade, a tecnologia L2 do BTC tem o potencial de liberar novos potenciais para o ecossistema BTC, trazendo mais inovação e valor para o mundo das criptomoedas.

Conclusão

Com a enorme demanda do mercado, o livre mercado certamente trará inovações tecnológicas. O futuro da solução L2 está intimamente ligado ao desenvolvimento geral da tecnologia Blockchain. Através de uma análise aprofundada das soluções e potenciais desafios de segurança do BTC Camada 2, revelamos os riscos que enfrenta em contratos inteligentes, autenticação, proteção de dados, entre outros. Apesar das várias medidas de proteção atuais, o BTC Camada 2 ainda precisa inovar constantemente em tecnologias como ZK, segurança de interação entre cadeias, e até mesmo encriptação quântica, para enfrentar os desafios de segurança futuros. Com o amadurecimento contínuo da tecnologia Blockchain, podemos antecipar mais inovações e mudanças. Primeiro, com o amadurecimento e padronização contínuos da tecnologia, as soluções L2 se tornarão mais estáveis e confiáveis. Em segundo lugar, com a expansão contínua do ecossistema, o BTC será aplicado em mais cenários e setores, impulsionando ainda mais o desenvolvimento geral da criptomoeda. Em resumo, o lançamento intensivo do projeto BTC Camada 2 na rede principal marca um novo marco para a rede BTC.

A Chain Source Technology é uma empresa focada na segurança da blockchain. O nosso trabalho principal inclui pesquisa de segurança da blockchain, análise de dados na cadeia, e resgate de ativos e contratos com falhas, tendo recuperado com sucesso vários ativos digitais roubados para indivíduos e instituições. Ao mesmo tempo, estamos empenhados em fornecer relatórios de análise de segurança de projetos para instituições do setor, rastreabilidade na cadeia e serviços de consultoria técnica de suporte.

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