Pertimbangan keamanan dalam kombinasi zk-SNARKs dan Blockchain

zk-SNARKs(ZKP) sebagai salah satu teknologi kriptografi canggih, semakin banyak diadopsi oleh proyek-proyek Blockchain. Seiring dengan solusi Layer 2 seperti zkSync dan Scroll, serta blockchain khusus seperti Filecoin dan Aleo yang dibangun berdasarkan ZKP, ditambah dengan praktik proyek koin anonim sebelumnya, penggabungan ZKP dan Blockchain semakin mendalam. Namun, karena kompleksitas sistem, proses ini juga dapat membawa risiko keamanan baru. Artikel ini akan membahas dari sudut pandang keamanan, kemungkinan celah yang muncul dalam proses penggabungan ZKP dan Blockchain, untuk memberikan referensi bagi perlindungan keamanan proyek terkait.

Ciri-ciri Inti dari ZKP

Sebelum menganalisis keamanan sistem ZKP, kita perlu terlebih dahulu memahami fitur inti nya. Sebuah sistem zero-knowledge proof yang memenuhi syarat harus sekaligus memenuhi tiga atribut kunci: kelengkapan, keandalan, dan zero-knowledge.

1. Kecukupan: Untuk pernyataan yang benar, pembuktian selalu dapat berhasil membuktikan kebenarannya kepada verifier.

2. Keandalan: Untuk pernyataan yang salah, pembuktian jahat tidak dapat menipu validator.

3. Sifat Zero-Knowledge: Dalam proses verifikasi, verifier tidak akan memperoleh informasi apapun dari prover tentang data itu sendiri.

Jika sistem tidak memenuhi kelengkapan, mungkin dalam beberapa kasus ekstrem tidak dapat membuktikan dengan benar, yang mengakibatkan penolakan layanan. Jika tidak memenuhi keandalan, penyerang mungkin dapat menipu validator dengan memalsukan bukti atau membangun struktur khusus, yang menyebabkan masalah pelanggaran otoritas yang serius. Dan jika sifat zero-knowledge tidak cukup, mungkin ada kebocoran parameter asli selama proses interaksi, memungkinkan penyerang untuk membangun bukti serangan atau menyebabkan pembuktian berbuat jahat.

Oleh karena itu, memastikan integritas dari ketiga karakteristik ini adalah kunci untuk keamanan dan efektivitas sistem ZKP.

ZKP dalam Blockchain Fokus Keamanan

Untuk proyek blockchain yang menggunakan teknologi ZKP, perlu memperhatikan beberapa arah keamanan berikut:

1. zk-SNARKs

Sirkuit ZKP yang digunakan dalam proyek harus memenuhi persyaratan dalam hal keamanan, efektivitas, dan skalabilitas. Fokus utama termasuk:

• Desain sirkuit: Mungkin ada kesalahan logika yang menyebabkan proses pembuktian tidak memenuhi atribut keamanan seperti zero knowledge, keutuhan, atau keandalan.
• Implementasi primitif kriptografi: Kesalahan dalam implementasi fungsi hash, algoritma enkripsi, dan lainnya dapat membahayakan keamanan seluruh sistem bukti.
• Jaminan Keacakan: Jika ada masalah dalam proses penghasil angka acak, hal ini dapat menyebabkan keamanan bukti terganggu.

2. Keamanan Kontrak Pintar

Untuk proyek koin privasi yang diimplementasikan melalui Layer 2 atau kontrak pintar, keamanan kontrak sangat penting. Selain kerentanan umum seperti reentrancy, injection, overflow, dan privilege bypass, kontrak pintar proyek ZKP memainkan peran kunci dalam lintas rantai aset dan verifikasi proof. Kerentanan dalam verifikasi pesan lintas rantai dan verifikasi proof dapat langsung menyebabkan kegagalan keandalan sistem.

3. Ketersediaan data

Proyek perlu mengatasi masalah ketersediaan data dengan baik, memastikan bahwa data off-chain dapat diakses dan diverifikasi dengan aman dan efektif saat diperlukan. Fokus pada keamanan dalam aspek penyimpanan data, mekanisme verifikasi, dan proses transmisi. Selain menggunakan bukti ketersediaan data, perlindungan host dan pemantauan status data juga dapat diperkuat.

4. Mekanisme insentif ekonomi

Menilai mekanisme insentif proyek untuk memastikan bahwa itu dapat secara efektif mendorong validator, pengguna, dan pihak lain untuk berpartisipasi secara wajar dan menjaga keamanan serta stabilitas sistem. Fokus pada desain model insentif, distribusi hadiah, dan mekanisme hukuman.

5. Perlindungan Privasi

Untuk proyek yang melibatkan perlindungan privasi, perlu dilakukan audit yang teliti terhadap implementasi skema privasi mereka. Pastikan data pengguna dilindungi dengan baik selama proses transmisi, penyimpanan, dan verifikasi, sambil menjaga ketersediaan dan keandalan sistem. Risiko kebocoran privasi dari pembuktian dapat diindikasikan dengan menganalisis proses komunikasi protokol.

6. Optimalisasi Kinerja

Menilai strategi optimisasi kinerja proyek, seperti kecepatan pemrosesan transaksi, efisiensi proses verifikasi, dll. Mengaudit langkah-langkah optimisasi dalam implementasi kode untuk memastikan proyek dapat memenuhi kebutuhan kinerja.

7. Mekanisme Toleransi Kesalahan dan Pemulihan

Strategi toleransi kesalahan dan pemulihan untuk proyek audit saat menghadapi situasi tak terduga (seperti gangguan jaringan, serangan jahat, dll). Memastikan sistem dapat memulihkan diri secara otomatis dan mempertahankan operasi normal jika memungkinkan.

8. Kualitas kode

Menilai kualitas keseluruhan kode proyek audit, dengan fokus pada keterbacaan, pemeliharaan, dan ketahanan kode. Mengevaluasi apakah ada praktik pemrograman yang tidak sesuai, kode redundan, atau masalah potensial lainnya.

Kesimpulan

Dalam mengevaluasi keamanan proyek ZKP, pertama-tama perlu untuk memperjelas di mana proyek tersebut menerapkan ZKP, karena fokus keamanan dari berbagai jenis proyek (seperti Layer 2, koin privasi, dan blockchain publik) berbeda-beda. Namun demikian, memastikan tiga karakteristik inti ZKP — kelengkapan, keandalan, dan efektivitas pengetahuan nol selalu menjadi tugas utama. Hanya dengan memahami pertimbangan keamanan ini dengan baik, kita dapat memberikan jaminan keamanan yang komprehensif dan efektif untuk kombinasi ZKP dan Blockchain.