Η επίθεση επανάληψης (replay attack), καλούμενη και επίθεση αναπαραγωγής (playback attack), είναι μια κυβερνοεπίθεση κατά την οποία η κακόβουλη οντότητα υποκλέπτει και, στη συνέχεια, επαναλαμβάνει μια έγκυρη μετάδοση δεδομένων που περνά από ένα δίκτυο. Λόγω της εγκυρότητας των αρχικών δεδομένων (τα οποία συνήθως προέρχονται από έναν εξουσιοδοτημένο χρήστη), τα πρωτόκολλα ασφαλείας του δικτύου αντιμετωπίζουν την επίθεση σαν να ήταν μια κανονική μετάδοση δεδομένων. Δεδομένου ότι τα αρχικά μηνύματα έχουν υποκλαπεί και αναμεταδίδονται αυτούσια, οι χάκερ που χρησιμοποιούν επιθέσεις επανάληψης δεν χρειάζεται απαραίτητα να τα αποκρυπτογραφήσουν.
Τι μπορούν να κάνουν οι χάκερ με μια επίθεση επανάληψης;
Οι επιθέσεις επανάληψης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την απόκτηση πρόσβασης σε πληροφορίες που είναι αποθηκευμένες σε ένα κατά τα άλλα προστατευμένο δίκτυο παρέχοντάς του φαινομενικά έγκυρα διαπιστευτήρια. Μπορούν, επίσης, να χρησιμοποιηθούν για να εξαπατήσουν χρηματοπιστωτικά ιδρύματα, ώστε αυτά να επαναλαμβάνουν συναλλαγές, επιτρέποντας στους εισβολείς να αντλούν χρήματα απευθείας από τους λογαριασμούς των θυμάτων τους. Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι χάκερ θα συνδυάσουν τμήματα διαφορετικών κρυπτογραφημένων μηνυμάτων και θα εισαγάγουν το κρυπτογραφημένο κείμενο που προκύπτει στο δίκτυο, κάτι που είναι γνωστό ως επίθεση αποκοπής και επικόλλησης (cut-and-paste attack). Η αντίδραση του δικτύου σε αυτού του είδους την επίθεση συχνά δίνει στον χάκερ πολύτιμες πληροφορίες, τις οποίες μπορεί να χρησιμοποιήσει για να εκμεταλλευτεί περαιτέρω το σύστημα.
Παρά τους προφανείς κινδύνους που συνδέονται με αυτές τις επιθέσεις, υπάρχουν όρια σε αυτά που μπορούν να επιτύχουν οι χάκερ μόνο με επιθέσεις επανάληψης. Οι εισβολείς δεν μπορούν να αλλάξουν τα δεδομένα που αποστέλλονται χωρίς το δίκτυο να τα απορρίψει, περιορίζοντας την αποτελεσματικότητα της επίθεσης στην επανάληψη προηγούμενων ενεργειών. Αυτές οι επιθέσεις είναι, επίσης, σχετικά εύκολο να αντιμετωπιστούν. Η προστασία από απλές απόπειρες επανάληψης μπορεί να γίνει με μια πολύ απλή άμυνα, όπως η προσθήκη χρονοσήμανσης στη μετάδοση δεδομένων. Οι διακομιστές μπορούν, επίσης, να αποθηκεύσουν προσωρινά (cache) επαναλαμβανόμενα μηνύματα και να τα διακόψουν μετά από έναν ορισμένο αριθμό επαναλήψεων, ώστε να περιορίσουν τον αριθμό των αποπειρών που μπορεί να κάνει ένας εισβολέας επαναλαμβάνοντας μηνύματα αλλεπάλληλα.
Γιατί οι επιθέσεις επανάληψης είναι σημαντικές στον κόσμο των κρυπτονομισμάτων;
Αν και δεν είναι ένα φαινόμενο που συναντάται αποκλειστικά στα κρυπτονομίσματα, αυτές οι επιθέσεις σχετίζονται ιδιαίτερα με το περιβάλλον των συναλλαγών κρυπτονομισμάτων και των καθολικών των blockchain. Ο λόγος είναι ότι, ορισμένες φορές, πραγματοποιούνται στα καθολικά των blockchain αλλαγές πρωτοκόλλου ή αναβαθμίσεις γνωστές ως hard fork. Όταν πραγματοποιείται ένα hard fork, το υπάρχον καθολικό διαιρείται σε δύο κομμάτια, από τα οποία το ένα εκτελεί την παλαιού τύπου έκδοση του λογισμικού και το άλλο εκτελεί τη νέα, ενημερωμένη έκδοση. Ορισμένα hard fork αποσκοπούν απλώς στην αναβάθμιση του καθολικού, ενώ άλλα διακλαδώνονται και ουσιαστικά σχηματίζουν εντελώς νέα κρυπτονομίσματα. Ένα από τα πιο γνωστά παραδείγματα hard fork του δεύτερου τύπου είναι αυτό που επέτρεψε τη διακλάδωση του Bitcoin Cash από το κύριο blockchain του Bitcoin την 1η Αυγούστου 2017.
Όταν συμβαίνουν αυτά τα hard fork, οι εισβολείς μπορούν θεωρητικά να χρησιμοποιήσουν επιθέσεις επανάληψης σε καθολικά του blockchain. Μια συναλλαγή που διεκπεραιώθηκε στο ένα καθολικό από κάποιο άτομο του οποίου το πορτοφόλι ήταν έγκυρο πριν από το hard fork θα ισχύει και στο άλλο καθολικό. Ως αποτέλεσμα, ένα άτομο που έλαβε έναν ορισμένο αριθμό μονάδων κρυπτονομισμάτων από κάποιον άλλο μέσω ενός καθολικού θα μπορούσε να μεταβεί στο άλλο καθολικό, να επαναλάβει τη συναλλαγή και να μεταφέρει με δόλιο τρόπο τον ίδιο αριθμό μονάδων στον λογαριασμό του για δεύτερη φορά. Επειδή τα πορτοφόλια τους δεν αποτελούν μέρος της κοινής ιστορίας των καθολικών, οι χρήστες που έρχονται σε ένα blockchain μετά από ένα hard fork δεν είναι ευάλωτοι σε αυτές τις επιθέσεις.
Πώς μπορούν τα blockchain να προστατευτούν από αυτές τις επιθέσεις;
Αν και η ευπάθεια των διακλαδωμένων καθολικών των blockchain σε επιθέσεις επανάληψης αποτελεί σοβαρό πρόβλημα, τα περισσότερα hard fork περιλαμβάνουν πρωτόκολλα ασφαλείας που είναι ειδικά σχεδιασμένα για να αποτρέπουν την επιτυχία αυτών των επιθέσεων. Τα αποτελεσματικά μέτρα κατά των επιθέσεων επανάληψης σε blockchain χωρίζονται σε δύο κατηγορίες, γνωστές ως ενισχυμένη προστασία κατά των επαναλήψεων (strong replay protection) και μη αυτόματη προστασία κατά των επαναλήψεων (opt-in replay protection). Στην ενισχυμένη προστασία κατά των επαναλήψεων, ένας ειδικός δείκτης προστίθεται στο νέο καθολικό που προκύπτει από το hard fork για να διασφαλιστεί ότι οι συναλλαγές που πραγματοποιούνται σε αυτό δεν θα ισχύουν στο παλαιού τύπου καθολικό και αντίστροφα. Αυτός είναι ο τύπος προστασίας που εφαρμόστηκε όταν το Bitcoin Cash διακλαδώθηκε από το Bitcoin.
Όταν εφαρμόζεται, η ενισχυμένη προστασία κατά των επαναλήψεων εκτελείται αυτόματα μόλις συμβεί το hard fork. Ωστόσο, η μη αυτόματη προστασία κατά των επαναλήψεων απαιτεί από τους χρήστες να εκτελέσουν με μη αυτόματο τρόπο αλλαγές στις συναλλαγές τους για να διασφαλίσουν ότι αυτές δεν μπορούν να αναπαραχθούν ξανά. Η μη αυτόματη προστασία μπορεί να είναι χρήσιμη σε περιπτώσεις όπου το hard fork προορίζεται ως αναβάθμιση του κύριου καθολικού ενός κρυπτονομίσματος και όχι ως πλήρης διακλάδωση από αυτό.
Εκτός από αυτές τις λύσεις που εφαρμόζονται σε ολόκληρο το καθολικό, οι χρήστες μπορούν και μεμονωμένα να λαμβάνουν μέτρα για να προστατευθούν από επιθέσεις επανάληψης. Μια τέτοια μέθοδος είναι το κλείδωμα των νομισμάτων από τις μεταφορές έως ότου το καθολικό φτάσει σε έναν ορισμένο αριθμό block, αποτρέποντας με αυτόν τον τρόπο οποιαδήποτε επίθεση επανάληψης που περιλαμβάνει την επαλήθευση αυτών των μονάδων νομισμάτων από το δίκτυο. Θα πρέπει να σημειωθεί, ωστόσο, ότι αυτή η λειτουργία δεν προσφέρεται σε όλα τα πορτοφόλια ή τα καθολικά.
Συμπεράσματα
Οι επιθέσεις επανάληψης, όταν είναι επιτυχείς, αποτελούν μια πραγματική απειλή για την ασφάλεια του δικτύου. Σε αντίθεση με πολλούς άλλους τύπους επιθέσεων, οι επιθέσεις επανάληψης δεν βασίζονται στην αποκρυπτογράφηση δεδομένων, γεγονός που τις καθιστά μια αποτελεσματική λύση για κακόβουλους παράγοντες, οι οποίοι έρχονται ολοένα και περισσότερο αντιμέτωποι με ασφαλή πρωτόκολλα κρυπτογράφησης. Τα καθολικά των blockchain, λόγω των hard fork που χρησιμοποιούνται για την αναβάθμιση ή τη διακλάδωσή τους, είναι ιδιαίτερα ευάλωτα σε αυτού του είδους τις κυβερνοεπιθέσεις. Ωστόσο, υπάρχουν ισχυρές λύσεις που προστατεύουν ικανοποιητικά τα συστήματα blockchain από τις επιθέσεις αυτές. Συγκεκριμένα, η χρήση της ενισχυμένης προστασίας κατά των επαναλήψεων μπορεί να διασφαλίσει ότι οι εισβολείς δεν θα μπορούν να αναπαράγουν συναλλαγές μετά από ένα hard fork.