Co sprawia, 偶e Blockchain jest bezpieczny?
Strona G艂贸wna
Artyku艂y
Co sprawia, 偶e Blockchain jest bezpieczny?

Co sprawia, 偶e Blockchain jest bezpieczny?

Pocz膮tkuj膮cy
Opublikowane Mar 4, 2019Zaktualizowane Jan 31, 2023
6m
Sieci blockchain s膮 zabezpieczane przy pomocy r贸偶nych mechanizm贸w, kt贸re obejmuj膮 m.in zaawansowane techniki kryptograficzne czy matematyczne modele聽zachowa艅 i podejmowania decyzji. Technologia Blockchain stoj膮 u podstaw wi臋kszo艣ci kryptowalut i zapobiegaj膮 ich powielaniu lub niszczeniu tego rodzaju cyfrowych pieni臋dzy.
Wykorzystanie technologii blockchain jest r贸wnie偶 obecnie badane w innych kontekstach, gdzie nie modyfikowalno艣膰 danych oraz ich bezpiecze艅stwo s膮 bardzo cenne. Mowa tutaj m.in o聽zbieraniu i 艣ledzeniu darowizn przekazywanych cele charytatywne, medycznych bazach danych i zarz膮dzaniem聽艂a艅cuchami dostaw.

Bezpiecze艅stwo blockchain nie jest jednak w 偶adnym wypadku prostym tematem. To w艂a艣nie dlatego tak wa偶ne jest zrozumienie podstawowych poj臋膰 i mechanizm贸w, stoj膮cych u podstawy tej innowacyjnej technologii.


Koncepcje niemodyfikalno艣ci i konsensusu

Chocia偶 na bezpiecze艅stwo sieci blockchain sk艂ada si臋 wiele element贸w, dwoma najwa偶niejszymi s膮 konsensus i niemodyfikowalno艣膰. Konsensus odnosi si臋 do zdolno艣ci w臋z艂贸w zgromadzonych w ramach rozproszonej sieci do uzgadniania jednego i prawdziwego stanu sieci oraz wa偶no艣ci transakcji. Proces osi膮gania konsensusu zazwyczaj zale偶y od tzw.聽algorytm贸w konsensusu.

Niemodyfikowalno艣膰 (ang. Immutability), z drugiej strony, odnosi si臋 do zdolno艣ci sieci blockchain do zapobiegania zmianom w transakcjach, kt贸re zosta艂y ju偶 potwierdzone. Chocia偶 transakcjami najcz臋艣ciej s膮 zwyczajne transfery (czyt. przelewy) kryptowalut, mog膮 one r贸wnie偶 odnosi膰 si臋 do zapisu innych niepieni臋偶nych form cyfrowych danych.

Konsensus i niemodyfikowalno艣膰 tworz膮 swoiste ramy bezpiecze艅stwa danych w sieciach typu "blockchain". Algorytmy konsensusu zapewniaj膮 przestrzeganie zasad systemu i poprawne uzgodnienie przez wszystkie zaanga偶owane w sie膰 strony aktualnego stanu sieci - niemodyfikowalno艣膰 z kolei gwarantuje integralno艣膰 danych i zapis贸w transakcji po potwierdzeniu wa偶no艣ci ka偶dego nowego bloku danych.


Rola kryptografii w bezpiecze艅stwie sieci blockchain

艁a艅cuchy blok贸w (czyt. dos艂. blockchainy) aby m贸c osi膮gn膮膰 odpowiedni poziom bezpiecze艅stwa danych, w du偶ym stopniu opieraj膮 si臋 na聽kryptografii. Jedn膮 z funkcji kryptograficznych, kt贸ra jest niezwykle wa偶na w tym kontek艣cie, jest funkcja tzw. Funkcja haszuj膮ca (ang. Hashing function). Hashowanie w du偶ym skr贸cie polega na tworzeniu warto艣ci (skr贸tu - output) na podstawie dostarczonych przez u偶ytkownika lub system danych wej艣ciowych (input).

Niezale偶nie od wielko艣ci danych wej艣ciowych, dane wyj艣ciowe zawsze b臋d膮 mia艂y tak膮 sam膮 d艂ugo艣膰. Je艣li input ulegnie zmianie, output b臋dzie zupe艂nie inny. Je艣li jednak input nie ulegnie zmianie, hash b臋dzie zawsze taki sam - bez wzgl臋du na to, ile razy uruchomisz funkcj臋 haszuj膮c膮.

W kontek艣cie sieci blockchain, warto艣ci wyj艣ciowe, znane jako hashe s膮 wykorzystywane jako unikalne identyfikatory blok贸w danych. Hash ka偶dego bloku danych generowany jest w powi膮zaniu z hashem poprzedniego bloku - to w艂a艣nie dlatego bloki danych w sieciach blockchain okre艣la si臋 艂a艅cuchem blok贸w. Co wa偶ne, hash danego bloku zale偶y od danych zawartych w tym bloku, co oznacza, 偶e jakakolwiek zmiana danych wi膮za膰 b臋dzie si臋 ze zmian膮 hashu tego bloku.

Innymi s艂owy, hash ka偶dego bloku generowany jest zar贸wno na podstawie danych zawartych w tym bloku, jak i na podstawie hashu poprzedniego bloku. Identyfikatory te odgrywaj膮 g艂贸wn膮 rol臋 w zapewnieniu聽bezpiecze艅stwa 艂a艅cucha blok贸w i jego niemodyfikowalno艣ci.

Hashe s膮 r贸wnie偶 wykorzystywane w algorytmach konsensusu do walidacji transakcji. Na przyk艂ad, w sieci blockchain Bitcoin algorytm Proof of Work (PoW) wykorzystywany w celu osi膮gni臋cia konsensusu pomi臋dzy uczestnikami sieci i kopania kryptowalut oparty jest o funkcj臋 haszuj膮c膮 o nazwie SHA-256. Jak sama nazwa wskazuje, SHA-256 pobiera dane wej艣ciowe i zwraca ich hash o d艂ugo艣ci 256 bit贸w lub, innymi s艂owy 64 znak贸w.

Poza zapewnieniem ochrony transakcji i zapisanych w nich danych, kryptografia odgrywa r贸wnie偶 rol臋 w zapewnieniu bezpiecze艅stwa portfeli u偶ywanych do przechowywania samych kryptowalut. Powi膮zane ze sob膮 klucze publiczne i prywatne, kt贸re odpowiednio umo偶liwiaj膮 u偶ytkownikom otrzymywanie i wysy艂anie p艂atno艣ci, s膮 tworzone przy u偶yciu聽asymetrycznej kryptografii - inaczej kryptografii klucza publicznego. Klucze prywatne s艂u偶膮 do generowania podpis贸w cyfrowych, kt贸rymi sygnowane s膮 transakcje, tym samym umo偶liwiaj膮c weryfikacj臋 autentyczno艣ci w艂asno艣ci przesy艂anych jednostek danej kryptowaluty.\

Pomimo tego, 偶e charakter kryptografii asymetrycznej zdecydowanie wykracza poza ramy tego artyku艂u, warto wspomnie膰 o tym, 偶e to w艂a艣nie dzi臋ki niej, nikt z wyj膮tkiem posiadacza klucza prywatnego nie mo偶e uzyska膰 dost臋pu do 艣rodk贸w przechowywanych w portfelu kryptowalut, zapewniaj膮c w ten spos贸b bezpiecze艅stwo tych 艣rodk贸w do momentu, gdy w艂a艣ciciel zdecyduje si臋 na ich wydanie (o ile klucz prywatny nie jest wsp贸艂dzielony lub ukradziony).


Kryptoekonomia

Poza sam膮 kryptografi膮, sieci blockchain zabezpieczane s膮 r贸wnie偶 przy u偶yciu stosunkowo nowej koncepcji znanej pod nazw膮 kryptoekonomi膮. Koncepcja ta w du偶ej mierze zwi膮zana jest 聽dziedzin膮 matematyki zajmuj膮c膮 si臋 teori膮 gier, kt贸ra za pomoc膮 matematycznych modeli opisuje proces podejmowania decyzji w sytuacjach, w kt贸rych obowi膮zuj膮 wcze艣niej okre艣lone regu艂y i nagrody. Podczas gdy tradycyjna聽teoria gier mo偶e by膰 stosowana w wielu r贸偶nych bran偶ach i przypadkach, kryptoekonomia sama w sobie zak艂ada konkretne modele i opisuje potencjalne zachowania w臋z艂贸w w okre艣lonych sytuacjach w rozproszonych systemach blockchain.
W skr贸cie, kryptoekonomia jest nauk膮 traktuj膮c膮 o ekonomii protoko艂贸w blockchain oraz mo偶liwych rezultatach (czyt. zachowaniach), kt贸re dany projekt mo偶e generowa膰 w艣r贸d swoich u偶ytkownik贸w. Kryptoekonomia zak艂ada, 偶e systemy blockchain zapewniaj膮 w臋z艂贸w wi臋cej zach臋t ani偶eli kar lub wad, co sk艂ania w臋z艂y do podejmowania pozytywnych (czyt. dobrych) zachowa艅. Algorytm konsesusu Proof of Work na kt贸rym oparte jest聽wydobycie Bitcoin贸w stanowi rewelacyjny przyk艂ad takiego motywacyjnego podej艣cia.
Framework stworzony przez聽Satoshiego Nakamoto na kt贸rym oparty zosta艂 proces miningu zosta艂 celowo zaprojektowany, aby by膰 kosztownym i wymagaj膮cym du偶ej ilo艣ci zasob贸w mocy obliczeniowej. Ze wzgl臋du na z艂o偶ono艣膰 ca艂ego procesu, jak i same wymagania dot. Mocy obliczeniowej, mining w ramach algorytmu PoW wi膮偶e si臋 z konieczno艣ci膮 dokonania znacz膮cych inwestycji pieni臋偶nych i czasowych - niezale偶nie od tego kto i gdzie zechce do艂膮czy膰 do sieci jako w臋ze艂 wydobywczy. To w艂a艣nie dzi臋ki tym w艂a艣ciwo艣ciom algorytmu wszyscy potencjalni 藕li aktorzy (czyt. hakerzy, atakuj膮cy) s膮 skutecznie zniech臋cani do jakiejkolwiek szkodliwej dzia艂alno艣ci i jednocze艣nie znacz膮co zach臋cani do wykonywania uczciwej dzia艂alno艣ci wydobywczej. W systemie PoW nieuczciwe lub nieefektywne w臋z艂y szybko usuwane s膮 z sieci blockchain, podczas gdy uczciwi oraz wydajni (pod wzgl臋dem wydobycia; posiadanej mocy obliczeniowej) g贸rnicy zyskuj膮 szans臋 na jeszcze wi臋kszy zarobek.
Taka konstrukcja jednocze艣nie zapewnia r贸wnie偶 odpowiedni stopie艅 ochrony sieci przed potencjalnymi atakami, kt贸re mog艂yby podwa偶y膰 stale osi膮gany w sieci konsensus, poprzez np. zdobycie wi臋kszo艣ci mocy obliczeniowej sieci blockchain przez jedn膮 osob臋 lub grup臋 os贸b. Tego typu atak, znany jako聽Atak 51%, w przypadku skutecznego przeprowadzenia mo偶e okaza膰 si臋 bardzo szkodliwy dla zaatakowanej sieci. Jednak bior膮c pod uwag臋 wysoki stopie艅 konkurencyjno艣ci procesu wydobycia Bitcoin贸w i szeroko poj臋t膮 wielko艣膰 sieci Bitcoin, prawdopodobie艅stwo uzyskania kontroli nad wi臋kszo艣ci膮 obecnej w sieci mocy obliczeniowej jest znikome.
Co wi臋cej, koszt zwi膮zany z uzyskaniem mocy obliczeniowej potrzebnej do osi膮gni臋cia 51-procentowej kontroli nad moc膮 obliczeniow膮 sieci by艂by astronomiczny, co z samego za艂o偶enia zniech臋ca kogokolwiek do podj臋cia si臋 tak du偶ej inwestycji przy stosunkowo niewielkiej potencjalnej nagrodzie, a nawet jej braku. W艂a艣ciwo艣膰 ta jest charakterystyczna dla wi臋kszo艣ci sieci blockchain i okre艣lana jest聽Odporno艣ci膮 (Tolerancj膮) na Bizantyjskie Wady (BFT). Zasadniczo cech臋 t臋 mo偶na stre艣ci膰 do: zdolno艣ci rozproszonego systemu (sieci) do kontynuowania normalnej pracy, nawet je艣li niekt贸re w臋z艂y ulegn膮 fragmentacji, zniszczeniu lub podejm膮 si臋 z艂o艣liwej dzia艂alno艣ci na rzecz systemu (sieci).

Dop贸ki koszt zdobycia wi臋kszo艣ci mocy obliczeniowej danej sieci b臋dzie wi臋kszy od potencjalnych korzy艣ci z tego wynikaj膮cych, dop贸ty ka偶dy rozproszony system b臋dzie m贸g艂 si臋 rozwija膰 bez znacz膮cych problem贸w. Warto jednak zauwa偶y膰, 偶e ma艂e sieci blockchain s膮 z pewno艣ci膮 bardziej podatne na tzw. Wi臋kszo艣ciowe ataki, poniewa偶 艂膮czna moc obliczeniowa zabezpieczaj膮ca ich sieci jest zdecydowanie ni偶sza ni偶 moc sieci Bitcoin.


Przemy艣lenia ko艅cowe

Dzi臋ki jednoczesnemu wykorzystaniu dokona艅, za艂o偶e艅 i koncept贸w obecnych zar贸wno w teorii gier jak i kryptografii, sieci blockchain zyskuj膮 wysok膮 odporno艣膰 na wszelkiego rodzaju niebezpiecze艅stwa zagra偶aj膮ce ich poprawnemu dzia艂aniu. Podobnie jednak jak w przypadku niemal wszystkich system贸w komputerowych, wa偶nym jest, aby te dwie dziedziny wiedzy by艂y jednak wykorzystywane we w艂a艣ciwy spos贸b. Odpowiednie roz艂o偶enie si艂 (czyt. r贸wnowaga) mi臋dzy decentralizacj膮, a bezpiecze艅stwem jest niezb臋dne do zbudowania niezawodnej i wydajnej sieci dla ka偶dej z kryptowalut.

Poniewa偶 zastosowania technologii blockchain stale ewoluuj膮, systemy bezpiecze艅stwa, algorytmy i zabezpieczenia r贸wnie偶 b臋d膮 ulega膰 zmianie, aby stale m贸c stawia膰 czo艂o rosn膮cym wymaganiom i coraz to nowym zastosowaniom dla w/wi. Z drugiej strony, prywatne sieci blockchain, kt贸re s膮 obecnie testowane i uruchamiane przez r贸偶ne przedsi臋biorstwa skupiaj膮 si臋 na zabezpieczeniu samego dost臋pu do niach, ani偶eli na mechanizmach opisanych w 聽teorii gier (inaczej kryptoekonomii), a kt贸re s膮 niezb臋dnym elementem bezpiecze艅stwa wi臋kszo艣ci publicznych sieci blockchain.

Udost臋pnij Posty
Zarejestruj konto
Wykorzystaj swoj膮 wiedz臋 w praktyce, otwieraj膮c konto Binance ju偶 dzi艣.