Artikel tentang Keamanan dalam Pengembangan Blockchain: Melindungi Jaringan, Aplikasi, dan Kontrak Pintar Blockchain Anda muncul pertama kali di Coinpedia Fintech News
Seiring teknologi blockchain semakin populer, mengamankan aplikasi blockchain menjadi semakin penting. Dengan kemajuan yang cepat, sangat penting bagi para pengembang untuk memahami cara melindungi jaringan blockchain dan mengamankan kontrak pintar. Kerentanan dapat menyebabkan kerugian finansial yang signifikan dan merusak reputasi, tetapi jangan khawatir—kami di sini untuk membantu!
Artikel ini mengeksplorasi kerentanan umum blockchain, prinsip kriptografi, praktik terbaik keamanan kontrak pintar, strategi untuk mencegah serangan 51%, dan bagaimana desentralisasi memengaruhi keamanan secara keseluruhan.
Apa yang Akan Anda Pelajari
Kerentanan Umum Blockchain dan bagaimana mereka dapat dieksploitasi.
Hashing Kriptografi
Keamanan kontrak pintar
Memahami serangan 51% dan strategi pencegahannya
Peran desentralisasi dalam keamanan
Mari kita selami!
Bagian 1: Kerentanan Blockchain
1.1 Kerentanan Blockchain
Kerentanan Blockchain adalah kerentanan dalam sistem yang dapat dieksploitasi oleh penyerang siber untuk melanggar integritas data, mengganggu layanan, atau mendapatkan akses yang tidak sah. Memahami kerentanan ini sangat penting untuk memperkuat keamanan jaringan blockchain. Beberapa jenis yang paling umum adalah:
1. Serangan Pengeluaran Ganda: Serangan Pengeluaran Ganda terjadi ketika penyerang menghabiskan mata uang digital yang sama lebih dari sekali. Ini terjadi ketika mereka memanfaatkan waktu yang dibutuhkan oleh jaringan untuk mengonfirmasi transaksi. Penyerang menipu sistem untuk menerima dua transaksi menggunakan jumlah yang sama. Serangan ini merupakan risiko potensial bagi seluruh sistem blockchain dan dapat mengakibatkan kerugian finansial yang besar.
Contoh dunia nyata: Pada tahun 2014, cryptocurrency Feathercoin mengalami kehilangan dan pencurian dana akibat serangan Pengeluaran Ganda. Penyerang berhasil mengirimkan transaksi ke bursa dan kemudian memanipulasi blockchain untuk membatalkan transaksi.
2. Serangan Race: Serangan race adalah jenis tertentu dari serangan Pengeluaran Ganda. Dalam serangan ini, penyerang menciptakan kondisi balapan dari dua transaksi yang saling bertentangan secara bersamaan. Di antara dua transaksi, satu dikirim ke pedagang dan yang lainnya disiarkan ke jaringan. Tujuannya adalah untuk memastikan bahwa transaksi yang menguntungkan penyerang dikonfirmasi sementara yang lainnya dibatalkan.
Contoh Dunia Nyata: ATM Bitcoin rentan terhadap kondisi balapan dan penyerang dapat melakukan pembelian instan dengan tanpa konfirmasi.
3. Serangan Finney: Serangan Finney adalah jenis tertentu dari serangan Pengeluaran Ganda, di mana penyerang menggunakan blok yang mereka tambang sendiri untuk mengeksekusi transaksi yang curang. Serangan ini dinamakan setelah Hal Finney, salah satu kontributor awal Bitcoin. Ini mengeksploitasi waktu transaksi dan proses terjadinya.
4. Serangan Vector76: Vector76 adalah serangan hibrida yang menggabungkan serangan Race dan Finney. Dalam skenario ini, seorang penyerang pertama-tama menambang blok yang berisi transaksi pengeluaran ganda. Mereka kemudian merilis blok ini ke jaringan hanya setelah mereka menyelesaikan serangan race, memastikan bahwa pengeluaran ganda dikonfirmasi.
5. Malleabilitas Transaksi: Ini adalah kelemahan yang memungkinkan penyerang untuk mengubah hash dari transaksi tanpa mengubah detail inti lainnya. Dengan mengubah ID transaksi memungkinkan penyerang untuk memanipulasi aliran transaksi.
Contoh Dunia Nyata: Kebangkrutan bursa Bitcoin Mt. Gox pada tahun 2014 sebagian disebabkan oleh serangan manipulasi transaksi, di mana peretas mengubah ID transaksi untuk membuatnya tampak seolah-olah transfer tidak terjadi.
6. Serangan Sybil: Dalam serangan Sybil, penyerang membuat beberapa identitas palsu dalam jaringan, membantu aktor jahat untuk memiliki pengaruh yang sangat tidak proporsional terhadap sistem. Dengan semakin banyak node yang dimiliki, penyerang kemudian memanipulasi proses pemungutan suara atau pengambilan keputusan yang mengganggu operasi blockchain.
Cuplikan kode Serangan Sybil:
// Membuat beberapa identitas palsu dalam node blockchainfor (let i = 0; i < 1000; i++) { createNode(`FakeNode${i}`);}function createNode(nodeName) { console.log(`Node ${nodeName} ditambahkan ke jaringan`);}
7. Serangan DDoS (Distributed Denial of Service): Contoh serangan DDoS adalah upaya untuk membanjiri sumber daya jaringan blockchain dengan banyak permintaan, yang akan membuatnya melambat atau crash. Ini mengkonsumsi sumber daya sistem dengan cara yang berdampak pada transaksi yang sah, yang tertunda atau terputus, dan umumnya mengurangi kinerja dan ketersediaan blockchain.
Contoh Dunia Nyata: Pada tahun 2016, Ethereum mengalami serangan DDoS yang mengeksploitasi kerentanan dalam pemrosesan transaksi jaringan, menyebabkan penundaan besar dan meningkatkan biaya transaksi.
1.2 Kerentanan dalam Mekanisme Konsensus
Mekanisme Konsensus adalah protokol yang disepakati oleh para peserta untuk memvalidasi transaksi. Namun, setiap mekanisme konsensus memiliki kerentanannya masing-masing yang dapat dieksploitasi oleh penyerang. Mari kita lihat kerentanan yang terkait dengan berbagai algoritma secara rinci:
1. Bukti Kerja (PoW): Bukti Kerja adalah mekanisme konsensus yang banyak digunakan, terutama dalam cryptocurrency seperti Bitcoin. PoW meskipun kuat memiliki beberapa kerentanan.
Serangan 51%: Dalam serangan ini, jika satu entitas atau organisasi mengontrol lebih dari 50% daya komputasi jaringan, maka mereka dapat memanipulasi blockchain. Ini bisa mencakup pengeluaran ganda, pemblokiran, dan mengubah penambahan blok baru.
Konsumsi Energi Tinggi: Ini bukan serangan yang jelas tetapi ini adalah kerentanan atau cacat dalam algoritma. Dalam PoW, karena daya komputasi yang diperlukan untuk penambangan sangat besar, maka ini membuatnya tidak efisien dan tidak berkelanjutan secara lingkungan.
Risiko Sentralisasi: Penambang dengan sumber daya besar dapat mendominasi jaringan, yang mengarah pada sentralisasi penambangan, yang menghilangkan sifat desentralisasi dari blockchain.
2. Bukti Staking (PoS): Meskipun PoS adalah alternatif yang efisien energi untuk PoW, ia masih memiliki beberapa kerentanan sendiri:
Nothing at Stake: Validator mungkin memvalidasi beberapa rantai secara bersamaan dan ini dapat mengakibatkan mereka tidak memiliki apa-apa untuk dipertaruhkan. Ini bisa menyebabkan pengeluaran ganda.
Konsentrasi Kekayaan & Sentralisasi: Dalam PoS, validator dengan lebih banyak koin untuk dipertaruhkan memiliki peluang lebih tinggi untuk dipilih dan memvalidasi transaksi. Oleh karena itu, seiring waktu ini dapat menyebabkan konsentrasi kekayaan di mana hanya peserta kaya yang mengontrol jaringan yang merusak desentralisasi.
Serangan jangka panjang: Penyerang dapat menggunakan kunci pribadi lama dan membuat rantai alternatif dari waktu yang lama dan membingungkan keadaan saat ini dari blockchain.
3. Bukti Staking Delegasi (DPoS): DPos adalah bentuk modifikasi dari PoS dengan otoritas yang didelegasikan.
Kekuasaan Terpusat: Dengan sedikit delegasi yang mempertahankan jaringan, sebuah sistem menjadi lebih terpusat dan mungkin meningkatkan kemungkinan kolusi atau manipulasi di antara para delegasi ini.
Serangan Suap: Metode ini juga rentan terhadap suap atau pembelian suara, di mana aktor jahat menawarkan insentif kepada pemilih sebagai imbalan atas suara mereka. Akibatnya, integritas proses konsensus terganggu.
Partisipasi Pemilih yang Rendah: Salah satu masalah utama dalam sistem DPoS adalah apatis pemilih, di mana hanya persentase kecil peserta yang memberikan suara. Ini sering berarti bahwa sedikit delegasi yang terpilih terpilih kembali berulang kali; dengan demikian, kekuasaan menjadi terkonsentrasi di antara mereka.
Fakta yang harus Anda ketahui: serangan 51% adalah salah satu serangan paling berbahaya pada blockchain Bukti Kerja seperti Bitcoin
Bagian 2: Hashing Kriptografi
Hashing kriptografi sangat penting untuk mengamankan data blockchain. Hash kriptografi menciptakan identifier unik untuk sebuah blok, berfungsi sebagai sidik jari digitalnya. Properti utama dari fungsi hash meliputi:
2.1 Prinsip Kriptografi dalam Blockchain
Blockchain memanfaatkan beberapa teknik kriptografi, termasuk:
Properti Fungsi Hash:
Deterministik: Input yang sama menghasilkan output yang sama menjaga konsistensi dan sifat deterministik.
Perhitungan cepat: Proses perhitungan hash harus cepat dan efisien, bahkan untuk dataset besar.
Resistensi pre-image: Ini harus secara komputasi tidak mungkin untuk membalikkan teknik input asli dari hash-nya.
Efek Avalanche: Perubahan kecil dalam input menghasilkan perubahan drastis dalam output
Algoritma Hash yang Populer:
SHA-256: Algoritma Hash yang Aman 256 banyak digunakan dan terkenal untuk mengamankan Bitcoin. Algoritma ini menghasilkan nilai hash 256-bit (64-karakter) yang unik dan tetap dari data input mana pun, memastikan bahwa bahkan perubahan terkecil dalam input menghasilkan output yang sama sekali berbeda. Algoritma ini digunakan untuk membuat tanda tangan digital yang memberikan autentikasi dan keamanan untuk blockchain.
import hashlib# Contoh datadata = “Keamanan blockchain didukung oleh SHA-256!”hash_value = hashlib.sha256(data.encode()).hexdigest()print(f”Hash SHA-256: {hash_value}”)
Keccak-256: Keccak -256 adalah fungsi hash yang digunakan untuk Ethereum. Ini digunakan untuk mengamankan transaksi dan interaksi kontrak pintar.
import sha3# Contoh datadata = “Ethereum mengandalkan Keccak-256!”hash_value = sha3.keccak_256(data.encode()).hexdigest()print(f”Hash Keccak-256: {hash_value}”)
2.2 Teknik Kriptografi untuk Keamanan Data
Infrastruktur Kunci Publik (PKI): PKI adalah teknik kriptografi di mana ada pembangkitan pasangan kunci: kunci publik dan pribadi untuk enkripsi dan dekripsi masing-masing. Dengan menggunakan kunci pribadi seseorang dapat mengautentikasi asal dan integritas transaksi dalam bentuk tanda tangan digital.
from cryptography.hazmat.primitives.asymmetric import rsa, paddingfrom cryptography.hazmat.primitives import hashes# Hasilkan kunci privat dan publikprivate_key = rsa.generate_private_key(public_exponent=65537, key_size=2048)public_key = private_key.public_key()# Data untuk ditandatangani pesan = b”Transaksi Blockchain yang Aman”signature = private_key.sign( message, padding.PSS(mgf=padding.MGF1(hashes.SHA256()), salt_length=padding.PSS.MAX_LENGTH), hashes.SHA256())print(f”Tanda Tangan Digital: {signature}”)
Tanda Tangan Digital: Tanda Tangan Digital mengautentikasi dan memvalidasi transaksi. Salah satu yang banyak digunakan adalah Algoritma Tanda Tangan Digital Kurva Eliptik (ECDSA).
Pohon Merkle: Pohon Merkle seperti namanya adalah struktur data yang digunakan untuk memverifikasi integritas blok data secara efisien. Mereka memungkinkan verifikasi cepat terhadap konsistensi dan validitas data tanpa perlu memeriksa setiap titik data individu.
Fakta yang harus Anda ketahui: Pohon adalah tulang punggung arsitektur Bitcoin yang mengamankan verifikasi dan integritas transaksi.
Bagian 3: Keamanan Kontrak Pintar
1. Serangan Reentrancy: Dalam serangan Reentrancy, sebuah fungsi memanggil kontrak lain sebelum menyelesaikan statusnya terlebih dahulu sehingga memungkinkan kontrak untuk memasuki fungsi asli lagi. Ini memungkinkan kontrak eksternal untuk memasuki fungsi yang memanggil dan memanipulasi status dengan cara yang tidak diinginkan, yang berpotensi menyebabkan penarikan dana yang tidak sah.
Contoh cuplikan kode:
pragma solidity ^0.8.0;contract VulnerableContract { mapping(address => uint256) publik balances; function deposit() publik payable { balances[msg.sender] += msg.value; } function withdraw(uint256 amount) publik { require(balances[msg.sender] >= amount, “Saldo tidak mencukupi”); // Rentan: Panggilan eksternal sebelum pembaruan status (bool sukses, ) = msg.sender.call{value: amount}(“”); require(sukses, “Transfer gagal”); balances[msg.sender] -= amount; // Pembaruan status setelah panggilan eksternal } }
Dalam contoh kode di atas, kontrak mengirim Ether ke msg.sender sebelum memperbarui saldonya. Sekarang penyerang dapat mengeksploitasi kerentanan ini dengan memanggil penarikan secara rekursif menguras dana.
2. Overflow dan Underflow Integer: Overflow dan underflow integer seperti namanya mengacu pada manipulasi operasi untuk melebihi atau kurang dari rentang data yang diizinkan yang dapat menyebabkan kontrak yang tidak valid.
uint8 publik totalSupply = 255;function incrementSupply() publik { totalSupply += 1; // Overflow ke 0}
3. Kerentanan Batas Gas: Kontrak pintar yang melebihi batas gas mungkin gagal untuk dieksekusi, yang mengarah pada transaksi yang tidak lengkap. Ini dapat dieksploitasi dalam serangan denial-of-service (DoS), terutama dalam loop pada struktur data dinamis tanpa batas.
3. Cacat Kontrol Akses: Kurangnya kontrol akses yang tepat mengakibatkan panggilan fungsi yang tidak sah.
4. Eksepsi yang Tidak Ditangani dan Fungsi Cadangan: Penanganan eksepsi yang buruk dapat menyebabkan perilaku yang tidak terduga dan kehilangan dana. Fungsi cadangan tanpa logika yang tepat dapat secara tidak sengaja menerima Ether atau memungkinkan interaksi yang tidak diinginkan.
3.2 Praktik Terbaik untuk Pengembangan Kontrak Pintar yang Aman
Menggunakan Perpustakaan SafeMath yang Didirikan seperti OpenZeppelin dan perpustakaan keamanan lainnya.
pragma solidity ^0.8.0;import “@openzeppelin/contracts/utils/math/SafeMath.sol”;contract SecureContract { using SafeMath untuk uint256; uint256 publik saldo; function deposit(uint256 amount) publik { saldo = saldo.add(amount); } }
Audit Kode dan Pengujian: Secara rutin tinjau kode, gunakan alat seperti MythX, dan Remix IDE untuk memindai dan menyelesaikan masalah.
Pola Upgradeability: Lindungi perubahan dan peningkatan di masa depan menggunakan kontrak proxy dan pola Diamond. Terapkan pola Checks-Effects-Interactions untuk mengelola pembaruan status sebelum melakukan panggilan eksternal.
Hindari Loop Tak Terbatas dan pastikan batas atas untuk mencegah melebihi batas gas.
Gunakan modifikasi kontrol akses dan batasi akses fungsi menggunakan kontrol berbasis peran
contract Ownable { address publik owner; modifier onlyOwner() { require(msg.sender == owner, “Penelepon bukan pemilik”); _; }}
function withdraw(uint256 amount) publik { require(balances[msg.sender] >= amount, “Saldo tidak mencukupi”); balances[msg.sender] -= amount; // Pembaruan status sebelum panggilan eksternal (bool sukses, ) = msg.sender.call{value: amount}(“”); require(sukses, “Transfer gagal”); }
Bagian 4: Serangan 51% dan Strategi Pencegahan
4.1 Memahami Serangan 51%
Serangan 51%, terjadi ketika satu entitas atau sekelompok entitas memperoleh kendali atas mayoritas daya komputasi jaringan, yang memungkinkan mereka untuk memanipulasi jaringan dan buku besar Blockchain.
Karena intensitas kontrol ini, penyerang dapat melakukan beberapa serangan berbahaya seperti Pengeluaran Ganda, dan juga dapat mengubah urutan transaksi yang dapat mengubah sejarah blockchain.
Apakah Anda Tahu: pada tahun 2019, Ethereum Classic mengalami serangan 51% yang mengakibatkan pengeluaran ganda dan mengalami kerugian finansial sebesar $1 juta.
4.2 Strategi untuk Mencegah Serangan 51%
Mendekentralisasikan Daya Hash: Motivasi untuk daya penambangan yang terdistribusi untuk mengurangi risiko serangan terpusat.
Batas Reorganisasi Rantai: Tetapkan batas untuk reorganisasi blok dalam protokol konsensus.
Mekanisme Checkpointing: Gunakan checkpoint reguler untuk mengamankan status blockchain.
Studi Kasus: Serangan DAO Ethereum:
Ethereum mengalami kerugian terbesar dan serangan paling signifikan pada tahun 2016 Serangan ini menargetkan organisasi otonom terdesentralisasi (DAO) yang disebut “The DAO,” yang dirancang sebagai dana modal ventura dengan dana yang diperoleh melalui penjualan token.
Kerentanan: Serangan ini didasarkan pada kerentanan serangan Reentrancy. Serangan reentrancy – ketika sebuah fungsi dalam kontrak pintar melakukan panggilan eksternal ke kontrak lain sebelum status kontrak asli diperbarui. Ini memungkinkan penyerang untuk menarik dana dari DAO berulang kali sebelum kontrak pintar dapat memperbarui saldonya.
Cuplikan kode contoh masalah inti:
// Contoh kontrak pintar yang rentan terhadap serangan reentrancypragma solidity ^0.8.0;contract VulnerableContract { mapping(address => uint) publik balances; // Fungsi untuk menyetor Ether ke dalam kontrak function deposit() publik payable { balances[msg.sender] += msg.value; } // Fungsi untuk menarik Ether dari kontrak function withdraw(uint _amount) publik { require(balances[msg.sender] >= _amount, “Saldo tidak mencukupi”); // Kode rentan: mentransfer Ether sebelum memperbarui status (bool sukses, ) = msg.sender.call{value: _amount}(“”); require(sukses, “Transfer gagal”); balances[msg.sender] -= _amount; // Pembaruan status setelah panggilan eksternal } }
Serangan ini mengakibatkan kehilangan 3,6 juta Ether senilai $50 juta. Peretasan ini sangat merusak reputasi Ethereum dan menyebabkan kepanikan di komunitas cryptocurrency.
Bagian 5: Peran Desentralisasi dalam Keamanan
Seperti yang kita ketahui, desentralisasi mendistribusikan kendali atas jaringan di antara semua node peserta. Ini membuat jaringan lebih kuat dan tahan terhadap serangan.
5.1 Pentingnya Desentralisasi dalam Blockchain
Desentralisasi memainkan peran kunci dalam Keamanan karena faktor-faktor berikut:
Ketahanan Terhadap Serangan
Konsensus Terdistribusi
Lingkungan Tanpa Kepercayaan
5.2 Tantangan Desentralisasi
Desentralisasi adalah hal utama dalam blockchain. Namun, masih ada tantangan yang perlu diatasi oleh para pengembang. Berikut adalah dua masalah utama:
Masalah Skalabilitas: Blockchain Terdesentralisasi memiliki kecepatan pemrosesan transaksi yang terbatas (TPS), misalnya, Bitcoin dapat menangani 7 TPS dan Ethereum sekitar 15-30 TPS yang jauh lebih sedikit dibandingkan dengan sistem terpusat. Misalnya, Visa dapat menangani ribuan TPS. Oleh karena itu, meningkatkan throughput transaksi adalah tantangan besar. Setelah ini meningkatkan latensi dan waktu Propagasi tetap menjadi tantangan bagi sistem Terdesentralisasi.
Serangan Pemisahan Jaringan: Dalam serangan pemisahan jaringan, penyerang bertujuan untuk mengisolasi seperangkat node tertentu dari sisa jaringan blockchain. Dengan memutuskan komunikasi dengan node lain, penyerang dapat membuat sejarah buku besar terpisah yang berbeda dari blockchain utama.
6.1 Latihan Praktis: Arena Pertempuran Pengembang
Simulasikan Serangan 51%: Buat lingkungan terkendali menggunakan testnets seperti Ropsten atau Rinkeby untuk menunjukkan bagaimana serangan 51% dapat dilaksanakan.
Langkah-langkah
Siapkan Jaringan Ethereum Pribadi
Konfigurasi Beberapa Node
Mengontrol Mayoritas Daya Hash
Melakukan Transaksi
Eksekusi serangan
Analisis hasil
Alat:
Geth: Klien Ethereum untuk menjalankan node
Testnets Ropsten atau Rinkeby: Ini adalah lingkungan pengujian
Pengujian Keamanan Kontrak Pintar: Gunakan alat seperti MythX atau Remix IDE untuk mengidentifikasi kerentanan dalam kontrak pintar.
Langkah-langkah:
Terapkan Kontrak di Remix IDE
Analisis dengan alat analisis statis
Identifikasi Kerentanan
Perbaiki Masalah
Analisis ulang
Tulis Uji Unit
Alat
Remix IDE
MythX
Slither
Contoh cuplikan kode:
// Contoh kontrak pintar yang rentan terhadap serangan reentrancypragma solidity ^0.8.0;contract VulnerableContract { mapping(address => uint) publik balances; // Fungsi untuk menyetor ether ke dalam kontrak function deposit() publik payable { balances[msg.sender] += msg.value; } // Fungsi untuk menarik ether dari kontrak function withdraw(uint _amount) publik { require(balances[msg.sender] >= _amount, “Saldo tidak mencukupi”); // Kode rentan: mentransfer ether sebelum memperbarui status (bool sukses, ) = msg.sender.call{value: _amount}(“”); require(sukses, “Transfer gagal”); balances[msg.sender] -= _amount; // Pembaruan status setelah panggilan eksternal }}
Kesimpulan
Keamanan blockchain adalah bidang yang memerlukan kewaspadaan yang tajam dan adaptasi terus-menerus terhadap ancaman baru. Dengan memahami teknik kriptografi dan hashing, mengamankan kontrak pintar dan mengurangi kerentanan kontrak pintar menjadi lebih mudah. Oleh karena itu, tetaplah penasaran dan terus belajar untuk tetap unggul dalam lanskap yang terus berkembang. Selamat coding dan Selamat Membangun Aman!!