В современном цифровом мире блокчейн-сети играют ключевую роль в обеспечении безопасности и децентрализации различных приложений и финансовых систем. Однако, несмотря на их устойчивость, они не застрахованы от угроз, одной из которых являются DDoS-атаки. Эти атаки могут значительно нарушить работу блокчейн-сетей, перегружая их мошенническими транзакциями и компрометируя смарт-контракты.
Что представляют собой DDoS-атаки?
Распределенная атака типа «отказ в обслуживании» (DDoS) нацелена на выведение из строя веб-сайта, компьютера или онлайн-сервиса, путем перегрузки их запросами. Это приводит к истощению пропускной способности и ухудшению способности обрабатывать легитимные запросы.
Во время DDoS-атаки хакеры заражают тысячи интернет-устройств вредоносным ПО, создавая так называемый ботнет. Затем они заставляют устройства одновременно отправлять огромные объемы запросов в целевую систему. Скомпрометированные устройства, известные как боты или зомби, могут включать мобильные телефоны, настольные компьютеры, серверы или устройства интернета вещей (IoT). Злоумышленники получают контроль над ботами, заражая их вредоносным ПО без ведома владельцев.
Поток входящего трафика из ботнета снижает способность целевой системы обрабатывать легитимные запросы, поскольку атака потребляет избыточную пропускную способность, вычислительные ресурсы или память. В своем отчете о DDoS-угрозах за первый квартал 2024 года Cloudflare отметила тревожный рост числа DDoS-атак на 50%, в сравнении с прошлым годом.
Можно ли провести DDoS-атаку на блокчейн-сеть?
Теоретически, блокчейн-сеть может стать целью DDoS-атаки, но это сложнее, чем атака на централизованные системы, такие как веб-сайты или серверы. Децентрализация блокчейн-сетей делает их более устойчивыми к подобным атакам.
Блокчейн представляет собой децентрализованный распределенный реестр, работающий через множество узлов, которые проверяют и обрабатывают транзакции, а также создают блоки. В отличие от традиционных систем, в блокчейне отсутствует центральная точка управления. Это затрудняет атаку на сеть, так как злоумышленникам приходится справляться с большим количеством узлов.
Один из способов нарушить работу сети – заполнить блокчейн спам-транзакциями, перегружая сеть и замедляя пропускную способность, что мешает своевременной проверке транзакций. В результате транзакции от подлинных пользователей остаются в очереди в mempool – механизме узлов блокчейна, который хранит неподтвержденные транзакции.
Примером успешной DDoS-атаки является инцидент в блокчейн-сети Solana в сентябре 2021 года, когда сеть была недоступна в течение 17 часов. Во время проведения Grape Protocol на децентрализованной бирже Raydium, работающей на Solana, боты наводнили сеть 400 000 транзакций в секунду, что вызвало перегрузку.
Кроме того, DDoS-атаки могут быть направлены на децентрализованные приложения (dApps), работающие поверх блокчейна, а не на саму сеть. Криптовалютные биржи, играющие ключевую роль в обеспечении ликвидности блокчейн-экосистемы, также часто становятся целями DDoS-атак, что приводит к временным сбоям в обслуживании.
Как DDoS-атаки могут повлиять на блокчейн-сети?
DDoS-атаки могут воздействовать на блокчейн-сети, переполняя их транзакциями и нарушая работу смарт-контрактов. Цель атак – засорить сеть мошенническими транзакциями, замедляя ее работу или даже полностью останавливая.
Перегрузка транзакциями
Злоумышленники могут намеренно перегружать блокчейн-сеть огромным количеством транзакций, нарушая ее нормальное функционирование. Для этого они запускают поток транзакционных запросов, используя автоматизированные скрипты или специализированное ПО. Эти транзакции похожи на легитимные, но их цель – перегрузить сеть.
Хакеры транслируют транзакции узлам сети. Для достижения консенсуса сеть распространяет транзакции по множеству узлов, которые их обрабатывают. Однако количество входящих транзакций может превышать вычислительные возможности узлов. Сеть становится перегруженной, и даже легитимные транзакции остаются в очереди.
Смарт-контракты
Хакеры могут атаковать уязвимые смарт-контракты в блокчейне, отправляя им множество запросов на транзакции. Эти запросы могут содержать мошеннические инструкции или требовать чрезмерных вычислений, что перегружает контракт и базовую сеть. Выполнение кода смарт-контрактов становится трудоемким, что приводит к значительным задержкам в проверке транзакций.
Так как смарт-контракты являются важной частью блокчейна, их компрометация может нарушить работу всей сети, влияя на другие контракты и транзакции, что приводит к сбоям в работе и делает сервисы недоступными для пользователей.
Сбои программного обеспечения
Основное программное обеспечение блокчейнов имеет ограничения по памяти и количеству транзакций, которые оно может обработать в блоке и сохранить в mempool. При резком увеличении числа транзакций ПО может работать некорректно или даже выйти из строя.
Неизменяемость транзакций в блокчейне означает, что их нельзя изменить после записи в блок. Это усложняет ситуацию при DDoS-атаке, так как сеть перегружается бесполезными транзакциями, которые могут превысить возможности ПО.
Сбой узлов
Узлы, выполняющие роль валидаторов или майнеров, работают на надежном оборудовании, способном справляться с высокими требованиями. Во время DDoS-атаки, когда злоумышленники передают большое количество данных, узлы могут исчерпать память или вычислительные ресурсы и выйти из строя. Это увеличивает нагрузку на другие узлы сети.
Блокчейны состоят из узлов, которые отслеживают состояние сети и передают информацию о транзакциях другим узлам. Поток мошеннических транзакций замедляет работу узлов и может вывести сеть из строя.
Как предотвратить DDoS-атаки в блокчейн-сетях
Чтобы защитить блокчейн-сети от DDoS-атак, необходимо внедрять меры безопасности как на уровне узлов, так и на уровне всей сети. Регулярные аудиты помогают выявлять и устранять уязвимости, а избыточная инфраструктура и стресс-тестирование способствуют поддержанию стабильной работы сети даже в условиях атаки.
Меры безопасности на уровне узлов
Узлы должны иметь достаточные ресурсы по хранилищу, вычислительной мощности и пропускной способности сети для противодействия DDoS-атакам. Использование надежных методов аутентификации и контроля доступа защищает сетевые узлы. Внедрение CAPTCHA позволяет только законным пользователям отправлять запросы на транзакции, предотвращая проникновение ботов в сеть. Балансировка нагрузки распределяет трафик, уменьшая эффект атак на уровне узлов.
Защита на сетевом уровне
Создание надежных механизмов защиты на сетевом уровне является ключевым для защиты блокчейна. Брандмауэры и системы обнаружения/предотвращения вторжений (IDS/IPS) эффективны для выявления и уменьшения воздействия DDoS-атак. Сети доставки контента (CDN) также полезны для рассеивания и поглощения атакующего трафика.
Аудиты
Регулярные аудиты различных аспектов блокчейна важны для поиска и устранения уязвимостей. Это включает анализ смарт-контрактов, проверку целостности структуры данных блокчейна и оценку алгоритмов консенсуса. Механизмы консенсуса должны быть достаточно отказоустойчивыми, чтобы противостоять атакам. Постоянное обновление кода помогает поддерживать высокий уровень безопасности и предотвращать действия злоумышленников.
Стресс-тестирование
Периодическое стресс-тестирование протоколов блокчейна помогает оценить их устойчивость к DDoS-атакам. Это позволяет своевременно выявлять потенциальные уязвимости, улучшать сетевую инфраструктуру и модернизировать защитные механизмы.
Резервирование и резервное копирование
Протоколы блокчейна и dApps должны иметь резервные инфраструктуры и серверы, чтобы система могла продолжать функционировать даже в условиях атаки. Распределение узлов по разным географическим регионам помогает противостоять регионально ограниченным DDoS-атакам.