Wat is blockchainbeveiliging?

Blockchainbeveiliging vervult een belangrijke rol als vertrouwensbasis voor alle deelnemers in de blockchainketen. Zonder robuuste openbare beveiliging is de integriteit van een decentraal grootboek wankel, wat de waarde ervan voor financiële transacties, supplychainmanagement en andere kritieke toepassingen ondermijnt.

Waarom beveiliging belangrijk is in blockchaintransacties

Beveiliging is essentieel voor blockchaintransacties, omdat ze vaak betrekking hebben op waardevolle activa, gevoelige informatie of kritieke overeenkomsten, die met slimme contracten zijn vastgelegd. 

Een beveiligingsinbreuk kan door kwaadaardige transacties tot onomkeerbare financiële verliezen in blockchains leiden, aangezien transacties op een blockchain definitief zijn en niet gemakkelijk kunnen worden teruggedraaid of terugbetaald. Bovendien kan gecompromitteerde beveiliging het publieke vertrouwen in het hele netwerk ondermijnen, wat een verminderde aanvaarding en een vertrouwensverlies in de technologie zelf tot gevolg heeft. 

Als blockchaintransacties horen te functioneren als een betrouwbaar systeem voor taken waar vertrouwen cruciaal is, vooral voor taken zoals digitale valuta-overdrachten of identiteitsverificatie, dan moet elke transactie bestand zijn tegen bedreigingen zoals dubbele uitgaven, ongeautoriseerde toegang en datamanipulatietools.

Consensusmechanismen

Consensusmechanismen zijn protocollen waarmee alle knooppunten die aan een gedecentraliseerd netwerk deelnemen, het eens kunnen worden over een enkele, daadwerkelijke staat van het grootboek. Ze zijn cruciaal om te voorkomen dat kwaadwillende partijen de blockchain manipuleren. Twee standaardmechanismen zijn:

• Proof of Work (PoW): In PoW wedijveren miners om complexe rekenpuzzels op te lossen. De eerste die het oplost, voegt het volgende blok aan de keten toe en ontvangt de beloning. Dit proces vergt veel middelen, waardoor het voor aanvallers kostbaar is om zeggenschap te verwerven.
• Proof of Stake (PoS): In PoS worden de validators, die nieuwe blokken mogen creëren, gekozen op basis van de hoeveelheid cryptovaluta die ze "staken" (als onderpand aanhouden). Dit stimuleert eerlijk gedrag, omdat kwaadwillige handelingen tot het verlies van hun ingezette activa kunnen leiden.

Er bestaan andere mechanismen, zoals Delegated Proof of Stake (DPoS) en Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT), elk met zijn eigen voordelen en beveiligingsoverwegingen.

Gebruikers, privésleutels en toegangsbeheer

De beveiliging van een blockchainnetwerk komt uiteindelijk neer op de acties en de waakzaamheid van blockchaingebruikers: ze dienen vooral slim om te gaan met hun privésleutels en toegangsbeheertools.

Privésleutels zijn alfanumerieke codes die eigendom van en controle over cryptovaluta of andere blockchainactiva verlenen. Ze zijn de allerbelangrijkste beveiligingscomponent voor gebruikers.

• Één eigenaar: Alleen de houder van de privésleutel van het blok kan de bijbehorende activa en tools openen en overdragen.
• Onomkeerbare transacties: Het verlies van een privésleutel betekent dat de toegang tot de blockchain, inclusief de eventueel aanwezige fondsen, verloren gaat. Als een privésleutel wordt gestolen, kunnen de fondsen onherroepelijk door de dief worden overgeboekt.
• Veilige opslag: Privésleutels moeten veilig opgeslagen worden, bij voorkeur offline in hardwarewallets of papieren portemonnees, om ongeautoriseerde toegang te voorkomen.

Bij toegangsbeheer wordt gecontroleerd wie toegang heeft tot specifieke middelen binnen een blockchainecosysteem.

• Multifactorauthenticatie (MFA): Het implementeren van MFA voegt een extra beveiligingslaag toe, waarbij gebruikers meerdere vormen van verificatie moeten aanleveren (bijvoorbeeld een wachtwoord plus een code van een mobiele app) voordat ze toegang krijgen.
• Role-based access control (RBAC): In sommige blockchaintoepassingen kunnen verschillende gebruikers uiteenlopende bevoegdheidsniveaus hebben. RBAC zorgt ervoor dat gebruikers alleen acties kunnen uitvoeren die relevant zijn voor de hun toegewezen rollen.

Het kiezen van gerenommeerde en veilige cryptovalutawallets (zowel software als hardware) is cruciaal om privésleutels te beschermen en de toegang tot fondsen te beheren. Gebruikers moeten oppassen voor slimme phishingpogingen en frauduleuze websites die pogen hun block-inloggegevens te stelen.

Kwetsbaarheden en exploits van slimme contracten

Terwijl slimme contracten in blockchains overeenkomsten automatiseren, is de code van hun contracten een veelvoorkomende bron van kwetsbaarheden. Een fout in de code kan bij uitbuiting catastrofale gevolgen hebben, aangezien de onveranderlijke aard van het contract het bijna onmogelijk maakt om het te repareren als het eenmaal geïmplementeerd is.

Een berucht type exploit is de re-entrancy-aanval, waarbij een kwaadaardig contract herhaaldelijk een functie op een kwetsbaar contract aanroept voordat dit laatste zijn status kan bijwerken. Zo wordt het geld meerdere keren weggesluisd.

Een ander kritisch probleem zijn integer overflow/underflow-aanvallen. Deze treden op wanneer een variabele in de code zijn gedefinieerde limiet over- of onderschrijdt. Dit leidt tot onjuiste berekeningen die kunnen worden uitgebuit om activa te creëren of te stelen.

Gegevenslekken

Gegevensinbreuken en informatiediefstal in de blockchainwereld komen vaak niet op protocolniveau voor, maar op de punten van publieke interactie met de gebruikte gecentraliseerde diensten.

Gecentraliseerde cryptovaluta-exchanges, wallets en platforms voor decentrale financiën (DeFi) kunnen bijvoorbeeld een single point of failure vormen. De Mt. Gox-hack in 2014 is dan wel een vroeg voorbeeld, maar heeft dit risico overduidelijk aangetoond.

Dit waren gecentraliseerde exchange-systemen waarop een groot deel van de wereldwijde Bitcoin bewaard werd. Een fout in hun beveiliging leidde tot de diefstal van honderden miljoenen dollars aan cryptovaluta, waardoor deze beurs uiteindelijk ineenstortte.

Veilige programmeerpraktijken voor slimme contracten

Aangezien slimme contracten onveranderlijk zijn zodra ze geïmplementeerd zijn, is het schrijven van veilige programmacode vanaf het begin een best practice waar men niet omheen kan. Ontwikkelaars moeten een "beveiliging-eerst" mentaliteit cultiveren, waarbij de veiligheid van de code belangrijker is dan de implementatiesnelheid.
Dit omvat rigoureuze leestoetsing, inclusief unittests, integratietests en formele verificatie om te bewijzen dat de code correct is.

Ontwikkelaars moeten ook alom geaccepteerde en gebruikte best practices hanteren, zoals het voorkomen van re-entrancy-aanvallen door het “checks-effects-interactions"-patroon te gebruiken en ze dienen zorgvuldig om te gaan met integerberekeningen om overflow- en underflow-kwetsbaarheden te vermijden.

Gebruikers opvoeden en bedacht zijn op phishing

Zelfs het technologisch veiligste blockchainsysteem is slechts zo sterk als de zwakste schakel. Vaak is dat de gebruiker van de web3-oplossing en de keten. Een aanzienlijk deel van de openbare beveiligingsincidenten is niet te wijten aan gebreken in het blockchainprotocol zelf, maar eerder aan menselijke fouten en social engineering.

Daarom is het opvoeden van gebruikers een cruciaal onderdeel van blockchainbeveiliging. Gebruikers moeten leren om veelvoorkomende oplichting te herkennen en te vermijden, met name phishingpogingen waarbij aanvallers zich voordoen als iemand anders om gebruikers te misleiden hun privésleutels of seed phrases te onthullen. 

Ze moeten het belang begrijpen van het nooit delen van hun in gebruik zijnde privésleutels. Ze moeten ook de risico's kennen die gepaard gaan met het klikken op verdachte links of het downloaden van niet-geverifieerde software.

Geavanceerde technologieën: Identiteitsbeheer en Zero-Knowledge Proofs

Naarmate blockchaintechnologie evolueert, evolueren ook de technologieën die worden gebruikt om het te beveiligen. Er komen steeds meer geavanceerde identiteitsbeheeroplossingen om privacy- en beveiligingsproblemen aan te pakken. Ze bieden gebruikers decentrale identiteiten (DIDs), die ze kunnen beheren zonder van een centrale autoriteit afhankelijk te zijn.

Deze manier om met contracten om te gaan voorkomt dat er grote, gecentraliseerde databases met persoonsgegevens ontstaan, die aantrekkelijke doelwitten zijn voor hackers.

Verder zijn Zero-Knowledge Proofs (ZKP’s) een krachtig cryptografisch hulpmiddel waarmee de ene partij aan de andere kan bewijzen dat een bewering waar is zonder enige informatie te onthullen, behalve het feit dat het waar is. Zo blijft men beter beschermd tegen aanvallen.