1. Giới thiệu

1.1 Lịch sử và Ý nghĩa

Kể từ khi ra mắt vào năm 2015, Ethereum nhanh chóng trở thành một lực lượng cốt lõi trong lĩnh vực tiền điện tử, chiếm vị trí then chốt trong hệ sinh thái blockchain. Ethereum không chỉ là một loại tiền điện tử, mà quan trọng hơn, đó là một nền tảng blockchain công cộng mã nguồn mở với chức năng hợp đồng thông minh, cung cấp cho các nhà phát triển một môi trường mạnh mẽ để xây dựng và triển khai ứng dụng phi tập trung (DApps).

Từ góc độ thị trường, tiền điện tử gốc của Ethereum Ether (ETH) từ lâu đã là một trong những loại tiền điện tử hàng đầu trên thị trường, chỉ đứng sau Bitcoin và là một trong những tài sản mật mã chính được các nhà đầu tư toàn cầu theo dõi và giao dịch rộng rãi. Một lượng lớn tiền chảy vào thị trường Ethereum, nơi cả nhà đầu tư tổ chức và cá nhân tìm kiếm cơ hội đầu tư trong hệ sinh thái Ethereum. Biến động giá của nó có tác động đáng kể đến xu hướng thị trường tiền điện tử nói chung.

Về đổi mới công nghệ, Ethereum đi tiên phong trong các hợp đồng thông minh, cho phép các nhà phát triển viết và triển khai mã hợp đồng tự động trên blockchain. Sự đổi mới này mở rộng đáng kể ranh giới ứng dụng của công nghệ blockchain, vượt ra ngoài các giao dịch tiền tệ kỹ thuật số đơn giản sang các lĩnh vực như tài chính, chuỗi cung ứng, chăm sóc sức khỏe, chơi game, v.v. Ví dụ, trong lĩnh vực tài chính phi tập trung (DeFi), các ứng dụng khác nhau được xây dựng trên Ethereum như cho vay, giao dịch, bảo hiểm, v.v., đang phát triển mạnh mẽ, cung cấp cho người dùng các dịch vụ tài chính cởi mở, minh bạch và hiệu quả hơn, định hình lại bối cảnh tài chính truyền thống. Trong lĩnh vực mã thông báo không thể thay thế (NFT), Ethereum cũng đã trở thành nền tảng chính để số hóa các tài sản độc đáo như tác phẩm nghệ thuật kỹ thuật số, đồ sưu tầm, v.v., thúc đẩy sự thịnh vượng của thị trường tài sản kỹ thuật số.

Tuy nhiên, với sự phát triển nhanh chóng và mở rộng liên tục của hệ sinh thái Ethereum, các vấn đề bảo mật ngày càng trở nên nổi bật. Các sự cố bảo mật như lỗ hổng hợp đồng thông minh, tấn công mạng, quản lý khóa riêng không đúng cách, v.v., xảy ra thường xuyên, gây thiệt hại đáng kể cho các nhà đầu tư và nhà phát triển. Ví dụ, vào năm 2016, sự cố The DAO khét tiếng, nơi tin tặc khai thác lỗ hổng trong các hợp đồng thông minh để đánh cắp thành công Ether trị giá hơn 50 triệu đô la Mỹ, đã gây sốc cho toàn bộ ngành công nghiệp blockchain. Điều này không chỉ dẫn đến một hard fork của Ethereum mà còn kích hoạt một sự phản ánh sâu sắc về tính bảo mật của các hợp đồng thông minh. Có rất nhiều sự cố tương tự, chẳng hạn như lỗ hổng đa chữ ký ví Parity năm 2017 dẫn đến thiệt hại khoảng 150 triệu đô la Mỹ, cũng như các cuộc tấn công đang diễn ra vào các dự án DeFi trong những năm gần đây, tất cả đều cho thấy những thách thức nghiêm trọng đối với bảo mật của Ethereum.

Do đó, nghiên cứu về sự an toàn của Ethereum là vô cùng quan trọng và có ý nghĩa thực tiễn. Đối với nhà đầu tư, việc hiểu rõ về cơ chế bảo mật của Ethereum và những rủi ro tiềm ẩn có thể giúp họ đưa ra quyết định đầu tư khôn ngoan, bảo vệ hiệu quả an toàn tài sản của họ. Đối với nhà phát triển, việc nắm vững các công nghệ và thực tiễn bảo mật của Ethereum có thể nâng cao sự an toàn của các hợp đồng thông minh và ứng dụng phi tập trung, giảm thiểu rủi ro về lỗ hổng và tấn công, và thúc đẩy sự phát triển lành mạnh của hệ sinh thái Ethereum. Từ quan điểm của toàn bộ hệ sinh thái blockchain, bảo vệ việc vận hành an toàn và ổn định của Ethereum giúp củng cố niềm tin của mọi người vào công nghệ blockchain, thúc đẩy việc ứng dụng và phổ biến công nghệ blockchain trong nhiều lĩnh vực hơn, và là nền tảng để xây dựng một hệ thống kinh tế số công bằng, minh bạch và hiệu quả hơn.

2. Tổng quan về Ethereum

2.1 Lịch sử Phát triển của Ethereum

Lịch sử phát triển của Ethereum đầy đủ sự đổi mới và thay đổi, một cách sinh động phản ánh sự tiến hóa liên tục của công nghệ blockchain. Nguyên gốc của nó có thể được truy vết về năm 2013, khi Vitalik Buterin, lúc đó chỉ mới 19 tuổi, công bố bản tóm tắt Ethereum, mô tả tầm nhìn và khái niệm thiết kế của Ethereum. Vitalik mơ ước xây dựng một nền tảng phi tập trung dựa trên công nghệ blockchain không chỉ hỗ trợ giao dịch tiền điện tử mà còn hỗ trợ phát triển và vận hành các ứng dụng phi tập trung (DApps) khác nhau. Ý tưởng đột phá này đã đặt nền tảng lý thuyết cho sự ra đời của Ethereum.

Vào tháng 1 năm 2014, Vitalik đã tích cực quảng bá Ethereum tại Hội nghị Bitcoin Bắc Mỹ ở Miami, thu hút nhiều cá nhân cùng chí hướng. Nhóm sáng lập Ethereum ban đầu được thành lập, bao gồm Vitalik và 7 người đồng sáng lập khác. Trong cùng năm đó, một trong những người đồng sáng lập, Gavin Wood, đã đề xuất khái niệm Web3, làm phong phú thêm tầm nhìn sinh thái của Ethereum và nhấn mạnh quyền kiểm soát tự chủ của người dùng đối với nhận dạng và tài sản kỹ thuật số. Vào tháng 6 năm 2014, Vitalik quyết định xây dựng Ethereum như một tổ chức phi lợi nhuận, khởi xướng việc thành lập Ethereum Foundation. Nền tảng này nhằm mục đích thu thập nguồn lực từ tất cả các bên, thúc đẩy xây dựng cơ sở hạ tầng của Ethereum, tài trợ cho các dự án phát triển và cung cấp hỗ trợ tổ chức cho sự phát triển lâu dài của Ethereum.

Vào ngày 24 tháng 7 năm 2014, Ethereum đã tung ra một sự kiện presale kéo dài 42 ngày, thu hút sự chú ý rộng rãi từ các nhà đầu tư toàn cầu. Thành công lớn của việc bán trước đã huy động được một số tiền lớn cho dự án Ethereum, cung cấp nền tảng vật chất vững chắc cho sự phát triển kỹ thuật và xây dựng mạng lưới tiếp theo. Vào ngày 30 tháng 7 năm 2015, một sự kiện quan trọng đã xảy ra với việc phát hành mạng Ethereum Frontier, đánh dấu hoạt động chính thức của chuỗi khối Ethereum. Ở giai đoạn này, Ethereum chủ yếu nhắm mục tiêu đến các nhà phát triển blockchain, với những người tham gia nút tham gia vào mạng thông qua khai thác và mạng hỗ trợ triển khai các hợp đồng thông minh. Mặc dù giao diện người dùng ban đầu còn thô và các hoạt động phải được thực hiện thông qua dòng lệnh, nhưng nó đã cung cấp một nền tảng cho các nhà phát triển khám phá và thực hành, khởi động hành trình phát triển của Ethereum.

Vào ngày 14 tháng 3 năm 2016, Ethereum phát hành mạng giai đoạn thứ hai Homestead, đó là hard fork đầu tiên của Ethereum và là một cột mốc quan trọng trong quá trình phát triển của nó. Phiên bản này tối ưu hóa hợp đồng thông minh, giới thiệu mã mới cho ngôn ngữ hợp đồng thông minh Solidity, và phát hành ví desktop Mist, cải thiện đáng kể trải nghiệm người dùng. Điều này cho phép người dùng thông thường thuận tiện hơn trong việc giữ, giao dịch ETH, viết, triển khai hợp đồng thông minh, và thúc đẩy Ethereum từ giai đoạn phát triển về phía người dùng rộng lớn hơn.

Vào ngày 18 tháng 6 năm 2016, Ethereum phải đối mặt với một thách thức lớn khi dự án DAO trên nền tảng này bị hack. Tin tặc đã khai thác các lỗ hổng trong hợp đồng thông minh và đánh cắp thành công khoảng 100 triệu đô la Mỹ Ether. Sự kiện này đã gây sốc cho toàn bộ ngành công nghiệp blockchain, dẫn đến sự chú ý và thảo luận rộng rãi. Để bù đắp cho tổn thất của các nhà đầu tư, sau các cuộc thảo luận căng thẳng trong cộng đồng Ethereum, phần lớn những người tham gia đã quyết định thực hiện một hard fork, sửa đổi các quy tắc đồng thuận, khôi phục ETH bị đánh cắp trong ví và vá các lỗ hổng. Tuy nhiên, hard fork này đã không nhận được sự chấp thuận nhất trí từ tất cả các thành viên trong cộng đồng. Một số người tham gia tiếp tục khai thác và giao dịch trên chuỗi ban đầu, dẫn đến Ethereum tách thành hai blockchain riêng biệt: ETH và Ethereum Classic (ETC).

Năm 2017, Ethereum bước vào giai đoạn phát triển quan trọng và kế hoạch nâng cấp Metropolis bắt đầu được thực hiện. Kế hoạch nâng cấp rất phong phú về nội dung và được chia thành hai giai đoạn: Byzantium và Constantinople. Vào tháng 10 năm 2017, việc nâng cấp Byzantium đã hoàn thành thành công. Nâng cấp này cho phép hoạt động Hoàn nguyên, tương thích với thuật toán ZK-Snarks (Zero-Knowledge Proof), hoãn quả bom độ khó một năm và giảm phần thưởng khối từ 5ETH xuống 3ETH. Những cải tiến này đã tăng cường tính bảo mật và hiệu quả của mạng Ethereum, đặt nền tảng cho sự phát triển tiếp theo. Trong suốt năm 2017, thị trường tiền điện tử đã chứng kiến sự bùng nổ trong các dịch vụ tiền xu ban đầu (ICO) và các dự án ICO dựa trên nền tảng Ethereum đã xuất hiện với số lượng lớn. Một số lượng lớn các dự án đã gây quỹ trên Ethereum bằng cách phát hành mã thông báo. Xu hướng này khiến giá ETH tăng vọt, lên tới 1400 USD. Ethereum và hệ sinh thái của nó đã đột phá thành công, thu hút nhiều sự chú ý hơn từ các nhà đầu tư và nhà phát triển trên toàn thế giới, tiếp tục củng cố vị trí của nó trong lĩnh vực blockchain.

Vào ngày 28 tháng 2 năm 2019, hard fork Constantinople đã được kích hoạt, bao gồm tổng cộng 5 nâng cấp giao thức: EIP 1234, EIP145, EIP 1014, EIP 1052 và EIP 1283. Các giao thức này tối ưu hóa phí gas, giảm chi phí giao dịch của người dùng; trì hoãn 'quả bom độ khó', giúp Ethereum có thêm thời gian để chuyển đổi sang cơ chế đồng thuận Proof of Stake (PoS); cải thiện hiệu quả xác minh hợp đồng thông minh, giảm phần thưởng khối, giới thiệu cơ chế đồng thuận PoW + PoS, nâng cao đáng kể hiệu suất và bảo mật của Ethereum.

Vào cuối năm 2019, Ethereum bắt đầu hành trình hướng tới phiên bản 2.0, đây là một sự chuyển đổi toàn diện và sâu sắc nhằm giải quyết nhiều vấn đề như khả năng mở rộng, bảo mật và tiêu thụ năng lượng mà Ethereum hiện đang phải đối mặt. Ethereum 2.0 được lên kế hoạch triển khai trong ít nhất ba giai đoạn: Giai đoạn 0 ra mắt vào năm 2020, tập trung vào việc thiết lập và chạy các trình xác thực trên Beacon Chain, một blockchain PoS hoàn toàn mới và là thành phần cốt lõi của Ethereum 2.0, đặt nền tảng cho các nâng cấp tiếp theo; Giai đoạn 1 và Giai đoạn 2 sẽ được phát hành trong những năm tới, hoàn thành các nhiệm vụ khởi chạy chuỗi phân đoạn và khởi chạy lớp thực thi, cải thiện khả năng xử lý của mạng Ethereum thông qua công nghệ sharding, đạt được thông lượng cao hơn và phí giao dịch thấp hơn, do đó đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ứng dụng phi tập trung.

Vào tháng 4 năm 2021, Ethereum đã trải qua quá trình nâng cấp Thượng Hải, nhằm cải thiện hiệu quả mạng, giảm phí giao dịch và nâng cao hơn nữa trải nghiệm người dùng. Vào năm 2023, sự phát triển của Ethereum tiếp tục phát triển, với kế hoạch nâng cấp và cải tiến nhiều hơn trong tương lai, chẳng hạn như nâng cấp Caary dự kiến vào quý IV, nhằm mục đích tối ưu hóa hơn nữa hiệu suất mạng và giới thiệu các tính năng mới để thích ứng với nhu cầu thị trường và xu hướng công nghệ đang phát triển.

2.2 Kiến trúc kỹ thuật của Ethereum

Kiến trúc kỹ thuật của Ethereum là hỗ trợ cốt lõi để thực hiện các ứng dụng phi tập trung và chức năng hợp đồng thông minh, tích hợp nhiều khái niệm công nghệ tiên tiến và thiết kế sáng tạo, chủ yếu bao gồm blockchain, hợp đồng thông minh, Máy ảo Ethereum (EVM) và cơ chế đồng thuận, v.v., các thành phần hợp tác với nhau để cùng đảm bảo hoạt động ổn định và các chức năng mạnh mẽ của nền tảng Ethereum.

Blockchain là công nghệ cơ bản của Ethereum, một cuốn sổ phân phối bao gồm một loạt các khối dữ liệu được sắp xếp theo thứ tự thời gian. Mỗi khối dữ liệu chứa nhiều bản ghi giao dịch và giá trị băm của khối trước đo. Cấu trúc chuỗi này mang lại cho blockchain những đặc tính của tính không thể sửa đổi và tính rõ ràng. Trong Ethereum, blockchain không chỉ ghi lại thông tin giao dịch của Ether, mà còn lưu trữ mã và trạng thái của hợp đồng thông minh. Khi người dùng khởi xướng một giao dịch, thông tin giao dịch được phát sóng đến các nút khác nhau trong mạng lưới Ethereum. Các nút xác minh và xác nhận giao dịch thông qua cơ chế đồng thuận. Khi giao dịch được xác nhận, nó được đóng gói vào một khối mới và được thêm vào blockchain. Như vậy, Ethereum đạt được việc ghi và lưu trữ phi tập trung của giao dịch, đảm bảo an toàn và đáng tin cậy của dữ liệu.

Hợp đồng thông minh là một trong những đổi mới cốt lõi của Ethereum, đó là những hợp đồng tự thực hiện được lưu trữ trên blockchain, bao gồm mã và dữ liệu. Mã của hợp đồng thông minh xác định các quy tắc và logic của hợp đồng, trong khi dữ liệu chứa trạng thái và biến của hợp đồng. Hợp đồng thông minh được viết bằng các ngôn ngữ lập trình như Solidity, và các nhà phát triển có thể viết các logic hợp đồng phức tạp theo nhu cầu kinh doanh cụ thể. Ví dụ, trong các ứng dụng tài chính phi tập trung (DeFi), hợp đồng thông minh có thể thực hiện các chức năng như cho vay, giao dịch và bảo hiểm; trong lĩnh vực token không thể thay thế (NFT), hợp đồng thông minh có thể xác định quy định sở hữu và giao dịch của tài sản số. Việc thực hiện hợp đồng thông minh được kích hoạt tự động. Khi điều kiện được đặt trong hợp đồng được đáp ứng, mã hợp đồng sẽ được thực hiện tự động trên máy ảo Ethereum, mà không cần sự can thiệp của bên thứ ba, do đó đạt được sự tự động hóa và tin cậy của các giao dịch.

Máy ảo Ethereum (EVM) là môi trường thực thi cho các hợp đồng thông minh. Nó là một máy ảo dựa trên ngăn xếp cung cấp một không gian thực thi biệt lập và an toàn cho các hợp đồng thông minh. EVM có thể hiểu là phần mềm chạy trên nút Ethereum, có khả năng diễn giải và thực thi bytecode hợp đồng thông minh. Mỗi nút Ethereum chứa một EVM và khi một hợp đồng thông minh được triển khai trên blockchain, bytecode của nó được lưu trữ trong blockchain. Khi hợp đồng được gọi, EVM đọc bytecode hợp đồng từ blockchain và thực thi mã hợp đồng theo thứ tự hướng dẫn. Thiết kế của EVM cho phép các hợp đồng thông minh chạy theo cùng một cách trên các nút Ethereum khác nhau, đảm bảo tính nhất quán và độ tin cậy của việc thực hiện hợp đồng. Ngoài ra, EVM cung cấp một loạt các cơ chế bảo mật như quản lý bộ nhớ và kiểm soát quyền để ngăn chặn các cuộc tấn công độc hại và lạm dụng tài nguyên giữa các hợp đồng thông minh.

Cơ chế đồng thuận là một công nghệ quan trọng để đảm bảo tính nhất quán dữ liệu giữa các nút trong mạng Ethereum. Trong sự phát triển của Ethereum, các cơ chế đồng thuận khác nhau đã được áp dụng. Trong những ngày đầu, Ethereum đã sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Work (PoW), theo đó các thợ đào cạnh tranh để giải quyết các vấn đề toán học phức tạp để cạnh tranh quyền tạo các khối mới. Chỉ những thợ đào giải quyết thành công vấn đề toán học mới có thể thêm một khối mới vào blockchain và nhận phần thưởng Ether tương ứng. Ưu điểm của cơ chế PoW là tính bảo mật và phân cấp cao, vì những kẻ tấn công cần một lượng tài nguyên máy tính đáng kể để tấn công mạng. Tuy nhiên, cơ chế PoW cũng có một số nhược điểm rõ ràng, chẳng hạn như tiêu thụ năng lượng cao và tốc độ xử lý giao dịch chậm. Để giải quyết những vấn đề này, Ethereum đang dần chuyển sang cơ chế đồng thuận Proof of Stake (PoS). Trong cơ chế PoS, người xác nhận đặt cược một lượng Ether nhất định để có quyền xác thực giao dịch và tạo các khối mới. Hệ thống chọn trình xác thực dựa trên các yếu tố như số lượng Ether được đặt cọc và thời gian nắm giữ. So với cơ chế PoW, cơ chế PoS có mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn, hiệu quả xử lý giao dịch cao hơn, trong khi vẫn duy trì tính bảo mật và phân quyền cao.

Ngoài các thành phần cốt lõi trên, Ethereum cũng bao gồm một số mô-đun kỹ thuật quan trọng khác, như mạng P2P, quản lý tài khoản và khóa, cơ chế Gas, v.v. Mạng P2P được sử dụng để thực hiện giao tiếp và truyền dữ liệu giữa các nút Ethereum, đảm bảo chia sẻ thông tin giao dịch và dữ liệu khối giữa các nút một cách kịp thời. Quản lý tài khoản và khóa chịu trách nhiệm quản lý thông tin tài khoản người dùng và khóa riêng tư, đảm bảo an ninh cho tài sản người dùng. Cơ chế Gas là cơ chế phí được thiết kế bởi Ethereum để ngăn chặn lạm dụng và lãng phí của các hợp đồng thông minh. Người dùng cần phải trả một lượng Gas nhất định khi thực hiện các hợp đồng thông minh hoặc tiến hành giao dịch, và giá cả và tiêu thụ Gas phụ thuộc vào độ phức tạp của hoạt động.

3. Trạng thái bảo mật Ethereum

3.1 Cơ bản về Mật mã Bảo vệ

Tính bảo mật của Ethereum phần lớn phụ thuộc vào nền tảng mật mã vững chắc của nó, chủ yếu bao gồm các công nghệ chính như Mật mã đường cong Elliptic (ECC) và các hàm băm, cung cấp đảm bảo bảo mật cốt lõi cho các tài khoản và giao dịch Ethereum.

Mật mã đường cong elip là một phần quan trọng của hệ thống mật mã Ethereum, dựa trên bài toán logarit rời rạc đường cong elip, với tính bảo mật và hiệu quả cao. Trong Ethereum, mật mã đường cong elip chủ yếu được sử dụng để tạo các cặp khóa công khai-riêng tư của tài khoản. Khóa riêng của người dùng là một số 256 bit được tạo ngẫu nhiên, thông qua phép toán nhân đường cong elip với điểm tạo cố định, lấy được khóa công khai tương ứng. Khóa công khai là một điểm trên đường cong elip được biểu thị bằng một cặp tọa độ (x, y). Phương pháp mã hóa này dựa trên các đường cong elip làm cho hầu như không thể lấy được khóa riêng từ khóa công khai, đảm bảo tính bảo mật của tài khoản người dùng. Ví dụ: khi người dùng bắt đầu giao dịch Ethereum, thông tin giao dịch được ký bằng khóa riêng và người nhận có thể xác minh tính xác thực của chữ ký bằng khóa công khai của người gửi, đảm bảo rằng giao dịch thực sự được bắt đầu bởi người dùng sở hữu khóa riêng tương ứng và nội dung giao dịch không bị giả mạo trong quá trình truyền.

Các hàm băm cũng đóng một vai trò quan trọng trong Ethereum, với Ethereum chủ yếu sử dụng hàm băm Keccak-256. Các hàm băm sở hữu các đặc điểm như tính xác định, tính một chiều và khả năng chống va chạm. Trong Ethereum, các hàm băm được áp dụng rộng rãi ở nhiều khía cạnh khác nhau. Thứ nhất, trong cấu trúc khối của blockchain, mỗi khối chứa giá trị băm của khối trước đó. Thông qua cấu trúc chuỗi này, tính bất biến và khả năng truy xuất nguồn gốc của blockchain được đảm bảo. Khi nội dung của một khối bị giả mạo, giá trị băm của nó sẽ thay đổi, gây ra sự không nhất quán trong các giá trị băm được tham chiếu bởi các khối tiếp theo, do đó ảnh hưởng đến tính nhất quán của toàn bộ blockchain và làm cho việc giả mạo dễ dàng bị phát hiện. Thứ hai, hàm băm được sử dụng để tính giá trị băm của các giao dịch, với mỗi giao dịch có một giá trị băm duy nhất để nhận dạng. Trong các hợp đồng thông minh, các hàm băm cũng được sử dụng để xác minh tính toàn vẹn và nhất quán của mã hợp đồng, đảm bảo rằng hợp đồng không bị thay đổi độc hại trong quá trình triển khai và thực hiện.

Ngoài ra, Ethereum cũng sử dụng các hàm băm để tạo địa chỉ tài khoản. Địa chỉ tài khoản Ethereum được tính từ khóa công khai thông qua hàm băm Keccak-256. Quá trình cụ thể là trước tiên băm khóa công khai, sau đó lấy 20 byte cuối cùng của giá trị băm làm địa chỉ tài khoản. Phương pháp này làm cho địa chỉ tài khoản trở nên duy nhất và không thể thay đổi, cho phép người dùng nhận Ether và thực hiện giao dịch thông qua địa chỉ tài khoản mà không cần lo lắng về các rủi ro bảo mật của việc thay đổi địa chỉ hoặc làm giả.

Kết luận, mã hóa đường cong elliptic và các công nghệ mật mã như các chức năng băm bổ sung lẫn nhau, tạo nên nền tảng của hệ thống bảo mật của Ethereum. Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn của các tài khoản Ethereum, an toàn giao dịch, cũng như tính nguyên vẹn và không thể thay đổi của dữ liệu blockchain, giúp Ethereum hoạt động một cách an toàn và đáng tin cậy trong môi trường phi tập trung, cung cấp người dùng mức độ tin cậy cao.

3.2 Xem xét về an ninh cho cơ chế đồng thuận

3.2.1 Các tính năng bảo mật của cơ chế PoW

Cơ chế Proof of Work (PoW) là cơ chế đồng thuận được Ethereum áp dụng vào những ngày đầu tiên, có đặc điểm và nguyên tắc duy nhất trong việc đảm bảo an ninh của mạng Ethereum.

Nguyên tắc cốt lõi của cơ chế PoW là cho phép các thợ đào cạnh tranh để giải quyết các vấn đề toán học phức tạp nhằm cạnh tranh quyền tạo các khối mới. Trong mạng Ethereum, mọi nút đều có thể tham gia khai thác với tư cách là thợ đào. Khi các giao dịch mới xảy ra, các giao dịch này được đóng gói thành một khối ứng cử viên và các thợ đào cần thực hiện các phép tính băm trên khối ứng cử viên này. Mục tiêu của tính toán băm là tìm ra giá trị băm đáp ứng các yêu cầu độ khó cụ thể, được điều chỉnh động bởi mạng Ethereum để đảm bảo sản xuất trung bình của một khối mới cứ sau 15 giây hoặc lâu hơn. Để tìm giá trị băm cần thiết, các thợ đào cần liên tục thử các số ngẫu nhiên khác nhau và thực hiện các phép tính băm cùng với các dữ liệu khác trong khối ứng cử viên cho đến khi họ có được giá trị băm đáp ứng các yêu cầu về độ khó. Quá trình này đòi hỏi một lượng tài nguyên tính toán và năng lượng đáng kể, vì tính toán băm là một quá trình hoàn toàn ngẫu nhiên không có phím tắt, chỉ có những nỗ lực liên tục để tìm câu trả lời.

Tuy nhiên, cơ chế PoW cũng có một số nhược điểm, trong đó rõ ràng nhất là mức tiêu thụ năng lượng rất lớn. Vì việc khai thác đòi hỏi một lượng lớn tài nguyên tính toán và năng lượng, điều này không chỉ gây áp lực nhất định lên môi trường mà còn khiến chi phí khai thác cao, hạn chế nhiều nút tham gia hơn. Ngoài ra, tốc độ xử lý giao dịch của cơ chế PoW tương đối chậm. Với sự gia tăng liên tục về khối lượng giao dịch trên mạng Ethereum, vấn đề tắc nghẽn mạng ngày càng trở nên nghiêm trọng, thời gian xác nhận giao dịch ngày càng dài hơn, ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng. Những vấn đề này đã thúc đẩy Ethereum dần chuyển sang cơ chế Proof of Stake (PoS).

3.2.2 Ưu điểm và thách thức bảo mật của cơ chế PoS

Cơ chế Proof of Stake (PoS) là một cơ chế đồng thuận mới được Ethereum giới thiệu dần dần để giải quyết nhiều vấn đề của cơ chế Proof of Work (PoW). Nó có nguyên tắc và ưu điểm độc đáo trong việc cải thiện bảo mật và ổn định, nhưng cũng đối mặt với một số nguy cơ tấn công tiềm ẩn.

Nguyên tắc cốt lõi của cơ chế PoS là chọn ra những người xác nhận dựa trên số cổ phần mà các nút sở hữu (tức là số lượng Ether đã đặt cược), thay vì cạnh tranh để giữ quyền ghi nhận giao dịch thông qua sức mạnh tính toán như trong cơ chế PoW. Dưới cơ chế PoS, người dùng có thể đặt cược Ether của họ vào mạng lưới Ethereum để trở thành người xác nhận. Hệ thống sẽ tính toán trọng số cổ phần của mỗi người xác nhận dựa trên các yếu tố như số lượng Ether đã đặt cược và thời gian sở hữu. Trọng số cổ phần càng cao, khả năng được chọn để tạo ra các khối mới và xác nhận giao dịch càng lớn. Khi một người xác nhận được chọn để tạo ra một khối mới, họ cần xác minh các giao dịch và đóng gói các giao dịch đã được xác minh vào một khối mới được thêm vào chuỗi khối. Nếu người xác nhận làm việc một cách trung thực, xác minh và đóng gói giao dịch đúng cách, họ sẽ nhận được một số lượng Ether nhất định như một phần thưởng; nếu người xác nhận hành vi độc ác, chẳng hạn như cố ý xác minh các giao dịch không chính xác hoặc cố gắng can thiệp vào chuỗi khối, số Ether đã đặt cược của họ sẽ bị trừ đi như một hình phạt.

Ngoài ra, cơ chế PoS phải đối mặt với một số thách thức khác, chẳng hạn như vấn đề tập trung cổ phần. Nếu một vài nút nắm giữ một lượng lớn Ether và đặt cược nó, chúng có thể có ảnh hưởng đáng kể đến mạng, do đó làm giảm sự phân cấp của mạng. Để giải quyết vấn đề này, cộng đồng Ethereum không ngừng khám phá và nghiên cứu, đề xuất một số giải pháp cải tiến, chẳng hạn như giới thiệu công nghệ sharding, chia blockchain thành nhiều phân đoạn, mỗi phân đoạn được xác thực bởi các trình xác thực khác nhau, do đó làm giảm ảnh hưởng của một nút duy nhất trên toàn bộ mạng.

3.3 Trạng thái Bảo mật của Hợp đồng Thông minh

3.3.1 Phân tích Các Lỗ Hổng Bảo Mật trong Hợp Đồng Thông Minh

Hợp đồng thông minh, như một trong những ứng dụng cốt lõi của Ethereum, trực tiếp ảnh hưởng đến sự ổn định của hệ sinh thái Ethereum và an ninh của tài sản người dùng. Tuy nhiên, do sự phức tạp của hợp đồng thông minh, khó khăn trong việc viết mã và sự mới mẻ tương đối của công nghệ blockchain, hợp đồng thông minh đã tiết lộ nhiều lỗ hổng bảo mật trong các ứng dụng thực tế, một số trong số đó đã dẫn đến các sự cố bảo mật nghiêm trọng và thiệt hại kinh tế đáng kể. Sự cố DAO là một trong những sự cố bảo mật của hợp đồng thông minh nổi tiếng nhất trong lịch sử Ethereum, và nó đã có tác động sâu sắc đến sự phát triển của Ethereum.

DAO là một tổ chức tự trị phi tập trung (DAO) dựa trên Ethereum, huy động và quản lý tiền thông qua các hợp đồng thông minh. Người dùng có thể đầu tư Ether vào hợp đồng DAO và nhận token DAO tương ứng, đại diện cho lợi ích của người dùng trong DAO. Mục đích ban đầu của thiết kế hợp đồng thông minh của DAO là cho phép người dùng quyết định hướng đầu tư quỹ thông qua bỏ phiếu, đạt được vốn đầu tư mạo hiểm phi tập trung. Tuy nhiên, vào ngày 17 tháng 6 năm 2016, một hacker đã phát hiện ra một lỗ hổng nghiêm trọng trong hợp đồng thông minh DAO. Khai thác lỗ hổng này, hacker đã đánh cắp thành công khoảng 3,6 triệu Ether từ hợp đồng DAO, trị giá hơn 50 triệu USD vào thời điểm đó.

Nguyên tắc của cuộc tấn công của hacker chủ yếu khai thác lỗ hổng tái nhập trong hợp đồng thông minh. Trong hợp đồng thông minh của The DAO, khi người dùng yêu cầu rút tiền, hợp đồng trước tiên gửi tiền cho người dùng, sau đó cập nhật số dư của người dùng. Hacker tạo ra một hợp đồng độc hại, sử dụng cơ chế gọi lại trong hợp đồng. Trong khoảng thời gian giữa hợp đồng gửi tiền cho người dùng và chưa cập nhật số dư, hacker gọi lại chức năng rút tiền một lần nữa, đạt được mục đích rút nhiều lần. Cụ thể, hợp đồng độc hại được tạo ra bởi hacker chứa một chức năng gọi lại. Khi hợp đồng The DAO gửi tiền cho hợp đồng độc hại, nó kích hoạt chức năng gọi lại này, ngay lập tức gọi lại chức năng rút tiền của hợp đồng The DAO một lần nữa. Vì hợp đồng DAO chưa cập nhật số dư của người dùng tại điểm này, nó sẽ gửi tiền cho hợp đồng độc hại một lần nữa. Chu kỳ này tiếp tục, cho phép hacker rút tiền vô hạn từ hợp đồng The DAO.

Sự xuất hiện của sự cố DAO không chỉ mang lại thiệt hại kinh tế lớn cho các nhà đầu tư mà còn gây ra sự phản ánh sâu sắc trong cộng đồng Ethereum về tính bảo mật của các hợp đồng thông minh. Sự cố này đã phơi bày nhiều vấn đề trong quá trình thiết kế và mã hóa các hợp đồng thông minh, chẳng hạn như các lỗ hổng logic trong mã, không xem xét đầy đủ các rủi ro cho các cuộc gọi bên ngoài và thiếu kiểm toán bảo mật nghiêm ngặt. Để phục hồi tổn thất của các nhà đầu tư, sau các cuộc thảo luận căng thẳng, cộng đồng Ethereum cuối cùng đã quyết định thực hiện một hard fork để lấy lại Ether bị đánh cắp từ tin tặc và sửa chữa các lỗ hổng trong các hợp đồng thông minh. Tuy nhiên, hard fork này cũng gây ra sự chia rẽ trong cộng đồng Ethereum, với một số người tin rằng hard fork đã vi phạm nguyên tắc bất biến của blockchain. Họ đã chọn ở lại chuỗi ban đầu, do đó hình thành Ethereum Classic (ETC).

Ngoài sự cố The DAO, đã có nhiều sự cố an ninh hợp đồng thông minh khác, như lỗ hổng ví đa chữ ký Parity năm 2017, dẫn đến mất khoảng 150 triệu đô la Mỹ. Trong sự cố ví Parity, do một chức năng trong hợp đồng đa chữ ký được thiết lập sai là có thể gọi công khai, hacker đã lợi dụng lỗ hổng này để chuyển tiền từ ví Parity vào tài khoản của họ. Những sự cố an ninh này cho thấy rằng các vấn đề an ninh hợp đồng thông minh không thể bị bỏ qua, vì ngay cả một lỗ hổng nhỏ cũng có thể bị hacker lợi dụng, dẫn đến mất mát kinh tế đáng kể và khủng hoảng tin cậy.

3.3.2 Kiểm định và Xác minh Bảo mật cho Hợp đồng Thông minh

Để giải quyết các vấn đề bảo mật ngày càng nghiêm trọng của hợp đồng thông minh và đảm bảo sự ổn định của hệ sinh thái Ethereum và an toàn của tài sản người dùng, việc kiểm tra và xác minh bảo mật cho hợp đồng thông minh trở nên quan trọng. Công cụ xác minh hình thức và các công ty kiểm toán bên thứ ba đóng một vai trò không thể thiếu trong quá trình này.

Công cụ xác minh chính thức là một loại công nghệ xác minh hợp đồng thông minh dựa trên các phương pháp toán học. Nó chuyển đổi mã của hợp đồng thông minh thành các mô hình toán học và sau đó sử dụng lý luận và bằng chứng toán học nghiêm ngặt để xác minh xem các hợp đồng có đáp ứng các thuộc tính bảo mật và yêu cầu chức năng cụ thể hay không. Ý tưởng cốt lõi của xác minh chính thức là sử dụng các ngôn ngữ chính thức để mô tả hành vi và tính chất của các hợp đồng thông minh. Bằng cách phân tích và lý luận chính xác về các mô tả này, nó đảm bảo tính đúng đắn và bảo mật của hợp đồng trong các tình huống khác nhau. Ví dụ: bằng cách sử dụng các trình chứng minh định lý, trình kiểm tra mô hình và các công cụ khác để phân tích mã của các hợp đồng thông minh, nó kiểm tra các vấn đề bảo mật phổ biến như lỗi reentrancy, tràn số nguyên và kiểm soát quyền không đúng cách. Ưu điểm của xác minh chính thức là khả năng cung cấp độ chính xác và độ tin cậy cao, phát hiện các lỗ hổng tiềm ẩn và lỗi logic mà các phương pháp kiểm tra truyền thống có thể bỏ qua. Tuy nhiên, việc xác minh chính thức cũng có những hạn chế nhất định. Nó đòi hỏi chuyên môn kỹ thuật cao, kiến thức chuyên ngành và kỹ năng để sử dụng. Quá trình xác minh thường phức tạp và tốn thời gian. Đối với các dự án hợp đồng thông minh quy mô lớn, nó có thể đòi hỏi nguồn lực và thời gian tính toán đáng kể.

Các công ty kiểm toán bên thứ ba cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính bảo mật của các hợp đồng thông minh. Các công ty kiểm toán chuyên nghiệp này có kinh nghiệm phong phú và đội ngũ bảo mật chuyên nghiệp, có khả năng tiến hành kiểm toán toàn diện và chuyên sâu về hợp đồng thông minh. Họ thường sử dụng nhiều phương pháp và công cụ khác nhau, kết hợp đánh giá thủ công và phân tích tự động để tiến hành kiểm tra chi tiết mã của hợp đồng thông minh. Trong quá trình kiểm toán, kiểm toán viên kiểm tra cẩn thận logic, chức năng, cơ chế bảo mật và các khía cạnh khác của hợp đồng thông minh để xác định các lỗ hổng và rủi ro tiềm ẩn. Ví dụ, họ kiểm tra xem các biện pháp kiểm soát quyền của hợp đồng có hợp lý hay không, liệu có truy cập trái phép hay không; liệu có rủi ro tràn số nguyên hoặc tràn trong các hoạt động toán học trong hợp đồng hay không; liệu việc xử lý các cuộc gọi bên ngoài trong hợp đồng có an toàn hay không và liệu có lỗ hổng đối với các cuộc tấn công reentrancy hay không, v.v. Các công ty kiểm toán bên thứ ba cũng cung cấp các báo cáo và khuyến nghị chi tiết dựa trên kết quả kiểm toán, giúp các nhà phát triển xác định và khắc phục kịp thời các vấn đề bảo mật trong hợp đồng thông minh. Một số công ty kiểm toán bên thứ ba nổi tiếng, chẳng hạn như OpenZeppelin, ConsenSys Diligence, v.v., có uy tín và ảnh hưởng cao trong ngành công nghiệp blockchain, và các dịch vụ kiểm toán của họ đã được công nhận và áp dụng bởi nhiều dự án.

Ngoài các công cụ xác minh chính thức và các công ty kiểm toán bên thứ ba, các nhà phát triển hợp đồng thông minh cũng nên thực hiện một loạt các biện pháp bảo mật để tăng cường bảo mật cho hợp đồng. Thứ nhất, các nhà phát triển nên tuân theo các tiêu chuẩn mã hóa an toàn và viết mã chất lượng cao, an toàn. Ví dụ: tránh sử dụng các chức năng và hoạt động không an toàn, thiết kế logic và cấu trúc của hợp đồng một cách hợp lý và đảm bảo khả năng đọc và bảo trì mã. Thứ hai, các nhà phát triển nên tiến hành kiểm thử kỹ lưỡng, bao gồm kiểm thử đơn vị, kiểm tra tích hợp, kiểm tra mờ, v.v., để phát hiện và khắc phục các lỗ hổng tiềm ẩn thông qua các phương pháp kiểm thử khác nhau. Ngoài ra, các nhà phát triển có thể tham khảo một số mẫu và thư viện hợp đồng thông minh trưởng thành, thường trải qua các đánh giá và kiểm tra bảo mật nghiêm ngặt, cung cấp một mức độ đảm bảo bảo mật nhất định.

Kết luận, việc kiểm định và xác minh an ninh cho hợp đồng thông minh là một nhiệm vụ toàn diện đòi hỏi các công cụ xác minh chính thức, tổ chức kiểm định bên thứ ba và sự nỗ lực chung của các nhà phát triển. Bằng cách kết hợp các phương tiện khác nhau, có thể hiệu quả nâng cao an ninh của hợp đồng thông minh, giảm thiểu rủi ro an ninh và đảm bảo sự phát triển lành mạnh của hệ sinh thái Ethereum.

4. Mối đe dọa đối với An ninh ETH

4.1 Đe doạ Tấn công Từ Bên Ngoài

4.1.1 Phương pháp và trường hợp tấn công của hacker

Là một nền tảng quan trọng trong lĩnh vực blockchain, Ethereum đã thu hút sự chú ý của rất nhiều hacker sử dụng các phương pháp tấn công phức tạp để tìm kiếm lợi nhuận, đem đến rủi ro bảo mật đáng kể cho hệ sinh thái Ethereum. Cuộc tấn công tái nhập (Reentrancy attack) là một kỹ thuật hack phổ biến và cực kỳ phá hoại dựa trên các lỗ hổng trong cơ chế thực thi của hợp đồng thông minh. Trong các hợp đồng thông minh Ethereum, khi một hợp đồng gọi một hàm bên ngoài, luồng thực thi tạm thời chuyển sang hàm bên ngoài và sau đó quay trở lại hợp đồng gốc khi hoàn thành. Các cuộc tấn công tái nhập tận dụng tính năng này nơi mà các kẻ tấn công cẩn thận tạo ra mã độc hại để gọi các chức năng liên quan của hợp đồng lại trong khoảng thời gian giữa việc gọi một hàm bên ngoài và hoàn thành cập nhật trạng thái, cho phép lặp lại nhiều lần các hoạt động nhất định để đánh cắp tiền hoặc làm gián đoạn hoạt động bình thường của hợp đồng.

4.1.2 Rủi ro Malware và lừa đảo

Phần mềm độc hại và lừa đảo là một mối đe dọa bảo mật lớn khác mà người dùng Ethereum phải đối mặt, chúng khéo léo đánh cắp khóa riêng của người dùng và các thông tin quan trọng khác, gây rủi ro nghiêm trọng cho bảo mật tài sản của người dùng. Phần mềm độc hại là một loại phần mềm được thiết kế đặc biệt để đánh cắp thông tin người dùng, làm gián đoạn hệ thống hoặc tham gia vào các hoạt động độc hại khác. Trong hệ sinh thái Ethereum, phần mềm độc hại thường giả mạo là phần mềm hoặc ứng dụng hợp pháp, lôi kéo người dùng tải xuống và cài đặt nó. Sau khi cài đặt, phần mềm độc hại chạy trên thiết bị của người dùng, lặng lẽ ghi lại các lần gõ phím, chụp ảnh màn hình, giám sát thông tin liên lạc mạng và cố gắng lấy khóa riêng Ethereum của người dùng.

Các cuộc tấn công malware và lừa đảo đặt ra mối đe dọa nghiêm trọng đối với an ninh tài sản của người dùng Ethereum. Để ngăn chặn những cuộc tấn công này, người dùng cần duy trì sự cảnh giác và nâng cao nhận thức về an ninh. Người dùng chỉ nên tải xuống phần mềm và ứng dụng liên quan đến Ethereum từ nguồn tin cậy và chính thức, tránh tải xuống và cài đặt phần mềm từ các nguồn không xác định. Khi sử dụng ví Ethereum, đảm bảo an ninh của thiết bị, cài đặt phần mềm diệt virus và tường lửa đáng tin cậy, và thường xuyên cập nhật các bản vá bảo mật hệ thống và phần mềm. Đồng thời, người dùng nên học cách nhận diện các cuộc tấn công lừa đảo, không dễ dàng nhấp vào các liên kết từ các nguồn không quen thuộc và tránh nhập thông tin cá nhân nhạy cảm trên các trang web không tin cậy. Nếu nhận được email hoặc tin nhắn đáng ngờ, hãy xác minh ngay với các cơ quan liên quan để đảm bảo tính xác thực của thông tin.

4.2 Rủi ro cơ chế nội bộ

4.2.1 Thiết kế Lỗi trong Hợp đồng Thông minh

Hợp đồng thông minh, như một thành phần cốt lõi của Ethereum, trực tiếp ảnh hưởng đến sự ổn định của hệ sinh thái Ethereum và an ninh của tài sản người dùng. Tuy nhiên, do sự phức tạp của hợp đồng thông minh và các yếu tố khác nhau trong quá trình phát triển, có thể xuất hiện các khuyết điểm khác nhau trong thiết kế của hợp đồng thông minh, mà các hacker có thể lợi dụng, dẫn đến các vấn đề an ninh nghiêm trọng. Lỗi logic là một trong những vấn đề phổ biến trong thiết kế hợp đồng thông minh. Trong quá trình phát triển hợp đồng thông minh, các nhà phát triển cần viết logic mã phức tạp theo yêu cầu kinh doanh cụ thể để triển khai các chức năng khác nhau của hợp đồng. Tuy nhiên, do lỗi của con người hoặc sự hiểu biết không đủ về logic kinh doanh, lỗi logic có thể xảy ra trong mã hợp đồng. Những lỗi logic này có thể biểu hiện dưới dạng nhận xét điều kiện không chính xác, kiểm soát vòng lặp không đúng, hoặc thiết kế máy trạng thái không hợp lý.

4.2.2 Những Rủi ro Tiềm ẩn của Cơ chế Đồng thuận

Ethereum đang dần chuyển đổi từ cơ chế đồng thuận Proof of Work (PoW) sang cơ chế đồng thuận Proof of Stake (PoS). Mặc dù đã có những tiến bộ đáng kể trong việc cải thiện hiệu quả và giảm tiêu thụ năng lượng, cơ chế PoS cũng mang lại một số rủi ro tiềm ẩn, gây ra những mối đe dọa nhất định đối với bảo mật và phân cấp của mạng Ethereum. Theo cơ chế PoS, người xác nhận đặt cược một lượng Ether nhất định để có quyền xác thực giao dịch và tạo các khối mới. Hệ thống chọn trình xác thực dựa trên các yếu tố như số lượng Ether được đặt cọc và thời gian nắm giữ. Cơ chế này ảnh hưởng đáng kể đến việc phân phối cổ phần về bảo mật và phân cấp của mạng. Nếu một lượng lớn cổ phần tập trung trong tay của một vài trình xác thực, các vấn đề tập trung có thể phát sinh.

Tích hợp vốn có thể dẫn đến sự giảm sút về tính phân quyền của mạng, khi một số người xác minh có ảnh hưởng đáng kể và có thể chi phối các quyết định và hoạt động của mạng. Điều này mâu thuẫn với khái niệm phân quyền mà Ethereum theo đuổi và có thể gây ra lo ngại về sự công bằng và an ninh của mạng trong cộng đồng người dùng. Tích hợp vốn cũng tăng nguy cơ của các cuộc tấn công mạng. Nếu một kẻ tấn công có thể kiểm soát một lượng lớn vốn, họ có thể tiến hành các cuộc tấn công như chi tiêu kép hoặc gian lận dữ liệu blockchain. Mặc dù trong cơ chế PoS, kẻ tấn công cần đặt cược một lượng lớn Ether, tăng chi phí của cuộc tấn công, nhưng một khi thành công, phần thưởng mà họ có thể nhận được có thể rất lớn, điều này vẫn có thể thu hút một số tội phạm cố gắng tấn công.

Ngoài vấn đề tập trung vốn, cơ chế PoS cũng đối mặt với ‘Vấn đề Không có Gì để Đặt Cược.’ Dưới cơ chế PoS, lợi nhuận của các nhà xác minh chủ yếu đến từ việc đặt cược Ether và xác minh phí giao dịch, mà không có lợi ích trực tiếp vào sự an toàn và ổn định của mạng. Điều này có thể dẫn đến việc các nhà xác minh đồng thời xác minh trên nhiều bifurcation khi đối mặt với các bifurcation khác nhau của blockchain, vì lợi ích cá nhân, vì họ sẽ không gánh tổn thất bất kể bifurcation nào trở thành chuỗi chính, và thậm chí có thể nhận thêm phần thưởng. Hành vi này có thể dẫn đến nhiều bifurcation trong blockchain, làm gián đoạn tính nhất quán và ổn định của nó, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hoạt động bình thường của mạng.

Để giải quyết những rủi ro tiềm ẩn này, cộng đồng Ethereum liên tục khám phá và nghiên cứu các biện pháp cải tiến. Ví dụ, việc giới thiệu công nghệ shard, chia blockchain thành nhiều shard khác nhau, mỗi shard được xác thực bởi các validator khác nhau, nhằm giảm ảnh hưởng của một validator duy nhất đối với toàn bộ mạng và giảm thiểu rủi ro tập trung quá mức; áp dụng cơ chế phạt nghiêm ngặt hơn để phạt các validator kiểm chứng trên nhiều nhánh đồng thời nhằm giảm thiểu vấn đề 'không có gì để đánh cược'. Ngoài ra, việc tinh chỉnh tiếp theo của thiết kế cơ chế PoS là cần thiết, tối ưu hóa phân phối cổ phần và thuật toán lựa chọn validator để tăng cường bảo mật mạng và phân cực.

5. Biện pháp bảo mật Ethereum

5.1 Biện pháp bảo vệ kỹ thuật

5.1.1 Tăng cường thuật toán mã hóa

Ethereum luôn coi việc tăng cường các thuật toán mật mã là một biện pháp chính để cải thiện bảo mật, liên tục khám phá và đổi mới trong lĩnh vực mật mã để đối phó với các mối đe dọa bảo mật ngày càng phức tạp. Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ blockchain và sự mở rộng liên tục của các kịch bản ứng dụng, các thuật toán mật mã truyền thống đang phải đối mặt với ngày càng nhiều thách thức, chẳng hạn như mối đe dọa tiềm tàng của công nghệ điện toán lượng tử. Máy tính lượng tử có khả năng tính toán mạnh mẽ và về mặt lý thuyết có thể bẻ khóa các thuật toán mã hóa hiện có dựa trên các vấn đề toán học, gây ra rủi ro tiềm ẩn đối với tính bảo mật của Ethereum. Để đối phó với thách thức này, Ethereum đang tích cực nghiên cứu và khám phá Mật mã hậu lượng tử (PQC). Mật mã hậu lượng tử nhằm mục đích phát triển các thuật toán mã hóa mới có thể chống lại các cuộc tấn công từ máy tính lượng tử. Các thuật toán này dựa trên các nguyên tắc toán học khác nhau, chẳng hạn như mật mã dựa trên mạng tinh thể, mật mã dựa trên hàm băm, mật mã đa biến, v.v. và có thể duy trì bảo mật trong môi trường điện toán lượng tử. Các nhà nghiên cứu và nhà phát triển trong cộng đồng Ethereum đang theo dõi chặt chẽ sự phát triển của mật mã hậu lượng tử, đánh giá khả năng ứng dụng và tính khả thi của nó trong Ethereum và chuẩn bị cho việc nâng cấp thuật toán có thể trong tương lai.

Về chức năng băm, Ethereum cũng liên tục tối ưu hóa. Các hàm băm là một thành phần cốt lõi của công nghệ blockchain, được sử dụng để đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu và khả năng chống giả mạo. Ethereum hiện chủ yếu sử dụng hàm băm Keccak-256, có tính bảo mật và hiệu suất tốt. Tuy nhiên, khi công nghệ tiến bộ, các yêu cầu bảo mật cho các hàm băm cũng không ngừng tăng lên. Nhóm nghiên cứu của Ethereum tiếp tục tiến hành phân tích chuyên sâu và cải tiến Keccak-256 để đảm bảo tính bảo mật ổn định của nó khi đối mặt với các phương thức tấn công khác nhau. Đồng thời, họ cũng đang chú ý đến các kết quả nghiên cứu mới về các hàm băm, khám phá xem liệu có các hàm băm tốt hơn có thể được áp dụng cho Ethereum để tăng cường hơn nữa tính bảo mật và hiệu quả của blockchain hay không.

Ngoài ra, Ethereum cũng tập trung vào việc triển khai các chi tiết của các thuật toán mã hóa và sửa chữa các lỗ hổng bảo mật. Trong các ứng dụng thực tế, ngay cả khi các thuật toán mã hóa có hiệu suất bảo mật tốt, nếu có lỗ hổng trong quá trình thực hiện, kẻ tấn công có thể khai thác chúng. Các nhà phát triển Ethereum tuân theo các tiêu chuẩn mã hóa bảo mật nghiêm ngặt, tiến hành đánh giá tỉ mỉ và kiểm tra mã thực hiện các thuật toán mã hóa để đảm bảo tính chính xác và bảo mật của mã. Khi các lỗ hổng bảo mật trong việc triển khai các thuật toán mã hóa được phát hiện, cộng đồng Ethereum sẽ phản hồi kịp thời, phát hành các bản vá bảo mật kịp thời, khắc phục các lỗ hổng và đảm bảo hoạt động an toàn của mạng Ethereum.

5.1.2 Thiết kế bảo mật và Đánh giá của Hợp đồng Thông minh

Thiết kế an toàn và xem xét hợp đồng thông minh là liên kết cốt lõi để đảm bảo an ninh của hệ sinh thái Ethereum, liên quan trực tiếp đến an ninh của tài sản người dùng và sự ổn định của toàn bộ hệ sinh thái. Trong quá trình phát triển hợp đồng thông minh, việc tuân thủ các tiêu chuẩn an ninh nghiêm ngặt là rất quan trọng. Các nhà phát triển nên tuân theo nguyên tắc lập trình súc tích và rõ ràng, tránh việc viết mã logic quá phức tạp, vì mã phức tạp thường dễ ẩn chứa lỗ hổng và khó kiểm tra và thử nghiệm một cách hiệu quả. Ví dụ, khi xử lý logic kinh doanh phức tạp, các nhà phát triển nên chia nhỏ nó thành nhiều chức năng và mô-đun đơn giản, mỗi mô-đun tập trung vào việc triển khai một chức năng duy nhất. Điều này không chỉ giúp việc bảo trì và gỡ lỗi mã một cách dễ dàng mà còn giúp giảm thiểu các rủi ro an ninh.

Việc giới thiệu một cơ chế điều khiển quyền hiệu quả là một khía cạnh quan trọng của thiết kế hợp đồng thông minh an toàn. Bằng cách thiết lập các bộ điều chỉnh truy cập như public, private và internal một cách thích hợp, việc truy cập của các người dùng khác nhau đến các chức năng và dữ liệu trong hợp đồng có thể được kiểm soát chính xác. Chỉ có những người dùng được ủy quyền mới có thể thực hiện các hoạt động cụ thể, từ đó ngăn chặn việc truy cập trái phép và các hoạt động độc hại. Ví dụ, trong một hợp đồng thông minh liên quan đến quản lý quỹ, chỉ chủ hợp đồng hoặc các quản trị viên được ủy quyền mới có thể rút quỹ và sửa đổi các tham số quan trọng, trong khi người dùng thông thường chỉ có thể thực hiện các hoạt động truy vấn, bảo vệ hiệu quả an toàn của quỹ.

Việc xác thực dữ liệu nghiêm ngặt và kiểm tra đầu vào cũng là các khía cạnh quan trọng của thiết kế hợp đồng thông minh an toàn. Đối với dữ liệu đầu vào được người dùng cung cấp, các hợp đồng thông minh nên trải qua quá trình xác thực toàn diện để đảm bảo rằng nó đáp ứng đúng định dạng và yêu cầu dự kiến. Điều này bao gồm kiểm tra loại dữ liệu, độ dài, phạm vi và xử lý các trường hợp đặc biệt như giá trị null, giá trị không, và giá trị ngoại lệ. Thông qua việc xác thực dữ liệu hiệu quả, kẻ tấn công có thể bị ngăn chặn khỏi việc khai thác lỗ hổng trong các hợp đồng thông minh bằng cách sử dụng đầu vào độc hại, như tràn số nguyên, cuộc tấn công tràn bộ đệm. Ví dụ, khi xử lý số lượng dữ liệu đầu vào của người dùng, các hợp đồng thông minh nên kiểm tra xem đầu vào có phải là số nguyên dương và không vượt quá giá trị tối đa đã thiết lập để tránh mất mát tài chính do lỗi đầu vào hoặc đầu vào độc hại.

Kiểm tra bảo mật thường xuyên của các hợp đồng thông minh là một phương tiện quan trọng để xác định và sửa chữa các lỗ hổng tiềm ẩn. Kiểm toán bảo mật có thể được tiến hành bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm phân tích mã tĩnh, thực thi biểu tượng động và xác minh chính thức. Phân tích mã tĩnh liên quan đến việc kiểm tra cú pháp, cấu trúc và ngữ nghĩa của mã để xác định các lỗ hổng bảo mật tiềm ẩn, chẳng hạn như các biến chưa được khởi tạo, vòng lặp vô hạn và các vấn đề khác. Thực thi biểu tượng động liên quan đến việc thực thi mã hợp đồng thông minh và kiểm tra mã trong các điều kiện khác nhau để phát hiện các lỗ hổng tiềm ẩn, chẳng hạn như các cuộc tấn công reentrancy và kiểm soát quyền không đúng cách. Xác minh chính thức là một kỹ thuật xác minh dựa trên các phương pháp toán học, liên quan đến việc chuyển đổi mã hợp đồng thông minh thành các mô hình toán học và sau đó sử dụng lý luận và bằng chứng toán học nghiêm ngặt để xác minh xem hợp đồng có đáp ứng các thuộc tính bảo mật và yêu cầu chức năng cụ thể hay không. Nó có thể cung cấp độ chính xác và độ tin cậy cao, nhưng nó đòi hỏi trình độ kỹ thuật cao và quá trình xác minh thường phức tạp và tốn thời gian.

Ngoài các phương pháp trên, việc xem xét bảo mật của các hợp đồng thông minh cũng có thể được hỗ trợ bởi các công ty kiểm toán bên thứ ba chuyên nghiệp. Các công ty này có kinh nghiệm phong phú và đội ngũ bảo mật chuyên nghiệp, có khả năng thực hiện các cuộc kiểm toán toàn diện và sâu sắc về các hợp đồng thông minh. Họ sẽ kết hợp kiểm tra thủ công và các công cụ phân tích tự động để tiến hành kiểm tra chi tiết mã nguồn của các hợp đồng thông minh, xác định các lỗ hổng và rủi ro tiềm năng, và cung cấp báo cáo kiểm toán chi tiết và đề xuất cải tiến. Một số công ty kiểm toán bên thứ ba nổi tiếng, như OpenZeppelin, ConsenSys Diligence, có uy tín và ảnh hưởng cao trong ngành công nghiệp blockchain, và nhiều dự án Ethereum chọn các công ty này để kiểm toán bảo mật trước khi triển khai các hợp đồng thông minh để đảm bảo an toàn của các hợp đồng.

5.2 Đề xuất an ninh cấp độ người dùng

5.2.1 Lựa Chọn và Sử Dụng Bảo Mật Ví

Trong hệ sinh thái Ethereum, ví là công cụ quan trọng giúp người dùng lưu trữ và quản lý tài sản Ether, và việc lựa chọn và sử dụng ví an toàn trực tiếp liên quan đến việc bảo mật tài sản của người dùng. Ví Ethereum chủ yếu được chia thành ví nóng và ví lạnh, mỗi loại có đặc điểm riêng về mặt an toàn và tiện lợi. Người dùng nên lựa chọn một cách hợp lý dựa trên nhu cầu và sự chịu đựng rủi ro của họ.

Ví nóng là một ví trực tuyến yêu cầu kết nối internet để sử dụng. Ưu điểm của nó bao gồm sự tiện lợi và khả năng cho người dùng thực hiện giao dịch mọi lúc, mọi nơi. Các ví nóng phổ biến bao gồm MetaMask, MyEtherWallet, v.v., thường ở dạng plugin trình duyệt hoặc ứng dụng di động. Người dùng có thể trực tiếp truy cập và quản lý tài khoản Ethereum của họ trong trình duyệt hoặc trên điện thoại di động. Tính bảo mật của ví nóng chủ yếu phụ thuộc vào tính bảo mật của thiết bị và thói quen hoạt động của người dùng. Để đảm bảo tính bảo mật của ví nóng, người dùng nên tải ứng dụng ví từ các nguồn chính thức và đáng tin cậy, tránh tải xuống từ các trang web hoặc nguồn không đáng tin cậy để ngăn chặn phần mềm độc hại hoặc ví lừa đảo. Khi sử dụng ví nóng, người dùng nên bảo vệ thiết bị của mình, cài đặt phần mềm chống vi-rút và tường lửa đáng tin cậy, thường xuyên cập nhật các bản vá bảo mật hệ thống và phần mềm để ngăn chặn các cuộc tấn công hack. Ngoài ra, việc đặt mật khẩu mạnh là rất quan trọng, bao gồm chữ hoa và chữ thường, số và ký tự đặc biệt, dài ít nhất 8 ký tự và tránh sử dụng mật khẩu dễ đoán như sinh nhật hoặc số điện thoại. Hơn nữa, để tăng cường bảo mật tài khoản, bạn nên bật xác thực hai yếu tố, chẳng hạn như mã xác minh SMS, Google Authenticator, v.v., vì vậy ngay cả khi mật khẩu bị xâm phạm, tin tặc không thể dễ dàng truy cập vào tài khoản của người dùng.

Ví lạnh là ví lưu trữ ngoại tuyến không được kết nối mạng, giảm đáng kể nguy cơ bị tấn công và đảm bảo tính bảo mật cao. Các loại ví lạnh phổ biến bao gồm ví cứng (chẳng hạn như Ledger Nano S, Trezor, v.v.) và ví giấy. Ví phần cứng là một thiết bị phần cứng được thiết kế đặc biệt để lưu trữ tiền điện tử, lưu trữ khóa riêng trên thiết bị phần cứng và yêu cầu xác nhận trên thiết bị để ký giao dịch. Ngay cả khi thiết bị được kết nối với mạng, khóa riêng không bị lộ. Ví giấy in khóa riêng và khóa công khai trên giấy, người dùng cần lưu trữ an toàn để tránh mất mát hoặc rò rỉ. Khi sử dụng ví lạnh, người dùng cần đảm bảo an toàn cho thiết bị ví hoặc giấy để tránh mất mát, hư hỏng hoặc trộm cắp. Đối với ví cứng, điều quan trọng là phải đặt mật khẩu mạnh và thường xuyên sao lưu cụm từ ghi nhớ của ví, vì cụm từ ghi nhớ rất quan trọng để khôi phục ví. Nếu bị mất, tài sản trong ví không thể lấy lại được. Đối với ví giấy, chúng nên được giữ ở nơi an toàn để ngăn chặn truy cập trái phép.

Cho dù bạn chọn ví nóng hay ví lạnh, người dùng nên chú ý bảo vệ các khóa riêng và mật mã của mình trong quá trình sử dụng. Khóa riêng là thông tin đăng nhập duy nhất để truy cập vào tài khoản Ethereum. Một khi thông tin này bị rò rỉ, người khác có thể tự do chuyển tài sản trong ví của người dùng. Mật mã là một hình thức khác của khóa riêng và cũng quan trọng không kém. Người dùng nên tránh nhập khóa riêng và mật mã trong môi trường không an toàn, như mạng công cộng, thiết bị không tin cậy, v.v. Ngoài ra, đừng tiết lộ khóa riêng và mật mã cho người khác, ngay cả khi họ tuyên bố là dịch vụ khách hàng chính thức của Ethereum hoặc cá nhân đáng tin cậy khác. Ethereum chính thức sẽ không yêu cầu khóa riêng và mật mã của người dùng theo bất kỳ cách nào. Nếu bạn cần sao lưu khóa riêng hoặc mật mã, nên sử dụng các phương pháp sao lưu ngoại tuyến, chẳng hạn như viết mật mã trên giấy, lưu trữ chúng ở nơi an toàn, tránh tài liệu điện tử hoặc lưu trữ đám mây để tránh bị hack.

5.2.2 Phương pháp để Ngăn chặn Phishing và Phần mềm độc hại

Trong quá trình sử dụng Ethereum, người dùng phải đối mặt với các mối đe dọa nghiêm trọng từ các cuộc tấn công lừa đảo và phần mềm độc hại, có thể dẫn đến rò rỉ thông tin quan trọng như khóa riêng và ghi nhớ của người dùng, dẫn đến mất mát tài sản. Do đó, điều quan trọng là phải có một cách tiếp cận hiệu quả để phòng ngừa. Xác định các cuộc tấn công lừa đảo đòi hỏi mức độ cảnh giác cao và sàng lọc cẩn thận các nguồn thông tin khác nhau. Các cuộc tấn công lừa đảo thường được thực hiện bằng cách gửi email, tin nhắn văn bản, tin nhắn truyền thông xã hội giả mạo hoặc tạo trang web giả mạo, trong số những thứ khác. Những tin nhắn giả mạo này thường được ngụy trang thành các thực thể đáng tin cậy như các tổ chức Ethereum chính thức, các sàn giao dịch nổi tiếng và các nhà cung cấp dịch vụ ví để thu hút sự chú ý của người dùng. Ví dụ: email lừa đảo có thể thu hút người dùng nhấp vào liên kết có nội dung hấp dẫn như "Có vấn đề bảo mật với tài khoản Ethereum của bạn, vui lòng nhấp vào liên kết để xác minh ngay bây giờ", "Chúc mừng bạn đã giành được phần thưởng Ethereum, vui lòng nhấp vào liên kết để nhận giải thưởng". Khi người dùng nhấp vào các liên kết lừa đảo này, họ sẽ được chuyển hướng đến một trang web giả mạo gần giống với trang web thật. Trang web giả mạo này bắt chước giao diện và chức năng của trang web thật và yêu cầu người dùng nhập thông tin nhạy cảm như khóa riêng Ethereum, cụm từ hạt giống, mật khẩu, v.v. Khi người dùng nhập thông tin này mà họ không biết, tin tặc có thể lấy thông tin này và sau đó kiểm soát tài khoản Ethereum của người dùng và đánh cắp tài sản của người dùng.

Để ngăn chặn các cuộc tấn công lừa đảo, người dùng cần phải học cách nhận diện các liên kết lừa đảo trước. Các liên kết lừa đảo thường có một số đặc điểm nhất định, như tên miền bị viết sai chính tả, sử dụng tên miền tương tự nhưng khác biệt so với trang web chính thức, và các tham số lạ trong liên kết. Ví dụ, tên miền của trang web chính thức Ethereum là ethereum.orgTuy nhiên, các trang web lừa đảo có thể sử dụng ethereum.com“ hoặc “ethereum-org.comTên miền như '等类似的域名' được sử dụng để làm rối người dùng. Trước khi nhấp vào bất kỳ liên kết nào, người dùng nên kiểm tra kỹ tên miền để đảm bảo rằng nó khớp với trang web chính thức. Nếu không chắc chắn về tính xác thực của một liên kết, người dùng có thể kiểm tra thông tin liên quan qua các kênh chính thức như trang web chính thức của Ethereum, tài khoản truyền thông xã hội, v.v., để xác nhận xem có thông báo hoặc thông báo liên quan nào không. Ngoài ra, người dùng không nên dễ dàng tin tưởng thông tin từ các nguồn không xác định, đặc biệt là thông tin liên quan đến quỹ, bảo mật tài khoản và nội dung quan trọng khác. Nếu nhận được email hoặc tin nhắn đáng ngờ, đừng nhấp vào bất kỳ liên kết nào hoặc trả lời thông tin, thay vào đó, hãy đánh dấu nó là rác hoặc xóa ngay.

Ngăn chặn phần mềm độc hại cũng là một phần quan trọng trong việc đảm bảo tính bảo mật của Ethereum. Phần mềm độc hại là một loại phần mềm được thiết kế đặc biệt để đánh cắp thông tin người dùng, làm gián đoạn hệ thống hoặc tham gia vào các hoạt động độc hại khác. Trong hệ sinh thái Ethereum, phần mềm độc hại thường ngụy trang thành phần mềm hoặc ứng dụng hợp pháp, lôi kéo người dùng tải xuống và cài đặt nó. Khi người dùng cài đặt phần mềm độc hại, nó sẽ chạy trên thiết bị của người dùng, lặng lẽ ghi lại các lần gõ phím của người dùng, chụp ảnh màn hình, giám sát thông tin liên lạc mạng và cố gắng lấy khóa riêng Ethereum của người dùng. Để ngăn chặn việc tải xuống phần mềm độc hại, người dùng chỉ nên tải xuống phần mềm và ứng dụng liên quan đến Ethereum từ các nguồn chính thức và đáng tin cậy. Ví dụ: khi tải xuống ví Ethereum, nó nên được tải xuống từ trang web ví chính thức hoặc các cửa hàng ứng dụng có uy tín, tránh tải xuống từ các trang web hoặc diễn đàn không đáng tin cậy. Trước khi tải xuống phần mềm, hãy kiểm tra thông tin nhà phát triển, đánh giá của người dùng, v.v., để đảm bảo độ tin cậy của phần mềm. Ngoài ra, người dùng nên cài đặt phần mềm chống vi-rút và tường lửa đáng tin cậy, đồng thời thường xuyên cập nhật cơ sở dữ liệu vi-rút và các bản vá bảo mật hệ thống. Phần mềm chống vi-rút có thể giám sát hoạt động của thiết bị trong thời gian thực, phát hiện và loại bỏ phần mềm độc hại; Tường lửa có thể chặn truy cập mạng trái phép, bảo vệ an ninh mạng của thiết bị. Ngoài ra, khi sử dụng ví Ethereum, người dùng nên chú ý đến tính bảo mật vật lý của thiết bị, để tránh mất mát hoặc trộm cắp. Nếu thiết bị bị mất, cần thực hiện các biện pháp kịp thời, chẳng hạn như đình chỉ tài khoản hoặc thay đổi mật khẩu, để ngăn chặn tài sản bị đánh cắp.

5.3 Bảo đảm tại cộng đồng và cấp độ hệ sinh thái

5.3.1 Chương trình giám sát cộng đồng và Tiền thưởng sự yếu đuối

Cộng đồng Ethereum đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính bảo mật của Ethereum, với sự giám sát của cộng đồng và các chương trình tiền thưởng lỗi là những biện pháp quan trọng. Ethereum có một cộng đồng nhà phát triển lớn và tích cực, cộng đồng nhà nghiên cứu bảo mật và cộng đồng người dùng thông thường, với các thành viên được phân phối trên toàn cầu. Họ đam mê sự phát triển của Ethereum và tích cực tham gia vào việc bảo trì bảo mật của Ethereum. Các thành viên cộng đồng giám sát chặt chẽ hoạt động của mạng Ethereum thông qua các kênh khác nhau, xác định kịp thời các vấn đề bảo mật và lỗ hổng tiềm ẩn. Khi sự bất thường được phát hiện, họ nhanh chóng thảo luận và trao đổi thông tin trong cộng đồng, chia sẻ những phát hiện và hiểu biết của họ. Ví dụ: khi các thành viên cộng đồng phát hiện ra hành vi giao dịch bất thường hoặc lỗ hổng tiềm ẩn trong hợp đồng thông minh, họ sẽ đăng thông tin liên quan lên các nền tảng như diễn đàn cộng đồng Ethereum và các nhóm truyền thông xã hội để thu hút sự chú ý của các thành viên khác. Các thành viên khác sẽ phân tích và xác minh thông tin này, thảo luận chung về mức độ nghiêm trọng của vấn đề và các giải pháp khả thi. Thông qua cơ chế giám sát cộng đồng này, nhiều rủi ro bảo mật tiềm ẩn có thể được xác định và giải quyết kịp thời, đảm bảo hoạt động ổn định của mạng Ethereum.

5.3.2 Hợp tác ngành và Phát triển Tiêu chuẩn Bảo mật

Trong bối cảnh sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp blockchain, Ethereum tích cực hợp tác với các dự án khác để giải quyết các thách thức về an ninh và cam kết thành lập các tiêu chuẩn an ninh thống nhất nhằm nâng cao mức độ an toàn tổng thể của hệ sinh thái blockchain. Khi ứng dụng công nghệ blockchain tiếp tục mở rộng, tương tác giữa các dự án blockchain khác nhau trở nên ngày càng phổ biến, như giao dịch qua chuỗi, ứng dụng đa chuỗi, v.v. Những tương tác này mang đến những rủi ro an ninh mới mà các dự án cá nhân gặp khó khăn khi đối phó một mình. Do đó, Ethereum hợp tác với các dự án blockchain khác nhau để cùng nghiên cứu và giải quyết các vấn đề về an ninh. Ví dụ, đối với giao tiếp qua chuỗi, Ethereum hợp tác với một số dự án giao chuỗi nổi tiếng để tìm kiếm các giải pháp kỹ thuật giao chuỗi an toàn và đáng tin cậy, đảm bảo an toàn cho việc chuyển tài sản và trao đổi thông tin giữa các blockchain khác nhau. Thông qua việc hợp tác, các bên có thể chia sẻ công nghệ an ninh và kinh nghiệm để cùng giải quyết các mối đe dọa an ninh phức tạp và nâng cao khả năng chống chịu rủi ro của toàn bộ hệ sinh thái blockchain.

6. Xu hướng Phát triển Bảo mật ETH

6.1 Tác động của việc nâng cấp kỹ thuật đối với bảo mật

6.1.1 Cải tiến bảo mật cho Ethereum 2.0

Việc nâng cấp Ethereum 2.0 là một cột mốc quan trọng trong sự phát triển của Ethereum. Cải tiến bảo mật của nó bao gồm nhiều lĩnh vực chính, cung cấp một sự đảm bảo vững chắc cho sự phát triển mạnh mẽ của hệ sinh thái Ethereum. Công nghệ Sharding là một cải tiến cốt lõi được giới thiệu trong Ethereum 2.0, nhằm nâng cao khả năng mở rộng và hiệu suất của mạng, đồng thời có tác động tích cực và sâu rộng đến bảo mật. Trong kiến trúc Ethereum 1.0 truyền thống, tất cả các nút cần xử lý và xác minh từng giao dịch, điều này không chỉ hạn chế sức mạnh xử lý của mạng mà còn làm tăng nguy cơ các nút riêng lẻ bị tấn công. Công nghệ Sharding chia mạng Ethereum thành nhiều mạng con song song, được gọi là phân đoạn. Mỗi phân đoạn có thể xử lý độc lập một phần giao dịch và hợp đồng thông minh, cho phép xử lý giao dịch song song. Điều này có nghĩa là thông lượng của mạng được tăng lên rất nhiều và tốc độ xử lý giao dịch được tăng tốc đáng kể.

Từ quan điểm bảo mật, công nghệ sharding giảm tải và áp lực trên các node cá nhân, làm cho việc tấn công của kẻ tấn công gây rối hoạt động bình thường của toàn bộ mạng khó khăn bằng cách tấn công một node duy nhất. Khi giao dịch và dữ liệu được phân phối trên nhiều shards, kẻ tấn công cần tấn công đồng thời nhiều shards để gây thiệt hại đáng kể cho mạng, tăng đáng kể độ khó và chi phí của cuộc tấn công. Ví dụ, trong một mạng Ethereum bao gồm nhiều shards, nếu kẻ tấn công muốn làm thay đổi một bản ghi giao dịch, họ sẽ cần kiểm soát các node trên nhiều shards đồng thời, điều này gần như không thể thực hiện trong thực tế vì mỗi shard có nhiều node tham gia xác minh, và các node này độc lập với nhau, làm cho việc kiểm soát thống nhất trở nên khó khăn.

Sự ra đời của cơ chế Proof of Stake (PoS) là một khía cạnh quan trọng khác của cải tiến bảo mật trong Ethereum 2.0. Không giống như cơ chế Proof of Work (PoW) truyền thống, cơ chế PoS chọn trình xác thực dựa trên các yếu tố như số lượng đồng Ether được đặt cọc và thời gian nắm giữ. Người xác thực có quyền xác thực các giao dịch và tạo các khối mới bằng cách đặt một lượng tiền Ether nhất định. Cơ chế này có những lợi thế đáng kể trong việc tăng cường bảo mật. Đầu tiên, cơ chế PoS làm giảm tiêu thụ năng lượng vì nó không yêu cầu tính toán băm rộng rãi như cơ chế PoW, do đó giảm tác động môi trường và giảm chi phí khai thác. Điều này cho phép nhiều nút tham gia vào mạng hơn, tăng cường sự phân cấp của mạng. Mức độ phân cấp cao hơn có nghĩa là một mạng an toàn hơn vì những kẻ tấn công gặp khó khăn trong việc kiểm soát đủ số lượng nút để khởi động các cuộc tấn công.

Thứ hai, cơ chế PoS tăng chi phí của hành vi phạm tội của kẻ tấn công thông qua cơ chế đặt cược và phạt. Dưới cơ chế PoW, kẻ tấn công chỉ cần đầu tư tài nguyên máy tính để cố gắng tấn công mạng, trong khi dưới cơ chế PoS, kẻ tấn công cần đặt cược một lượng lớn Ether. Nếu cuộc tấn công được phát hiện, Ether đã đặt cược sẽ bị trừ, buộc kẻ tấn công phải cân nhắc cẩn thận về các rủi ro và phần thưởng trước khi tiến hành tấn công. Ví dụ, nếu kẻ tấn công cố gắng tấn công double-spending hoặc thay đổi dữ liệu blockchain, khi phát hiện và xác nhận bởi các validator khác, Ether đã đặt cược của họ sẽ bị tịch thu, dẫn đến thiệt hại kinh tế đáng kể cho kẻ tấn công và hiệu quả ngăn chặn các hành vi tấn công độc hại.

Ngoài ra, Ethereum 2.0 cũng đã thực hiện cải tiến về bảo mật ở các khía cạnh khác như tối ưu hóa hợp đồng thông minh. Các tính năng mới cải thiện đáng kể hiệu suất thực thi của hợp đồng thông minh, cho phép chúng xử lý logic kinh doanh phức tạp hơn. Có cải tiến đáng kể về mặt bảo mật, giảm thiểu các lỗ hổng và rủi ro tiềm ẩn. Ví dụ, thông qua việc cải thiện mô hình lập trình và môi trường thực thi của hợp đồng thông minh, tăng cường xác minh và kiểm tra mã hợp đồng, làm cho hợp đồng thông minh mạnh mẽ và đáng tin cậy hơn trước các phương pháp tấn công khác nhau.

Kết luận

Đối với các nhà đầu tư, trước khi đầu tư vào các dự án liên quan đến Ethereum, điều cần thiết là phải tiến hành nghiên cứu và phân tích toàn diện và chuyên sâu. Điều quan trọng là phải hiểu đầy đủ các nguyên tắc kỹ thuật, kịch bản ứng dụng, triển vọng thị trường và rủi ro tiềm ẩn của dự án, và không chỉ dựa vào sự công khai và cường điệu thị trường của dự án. Hãy chú ý đến các báo cáo kiểm toán bảo mật của dự án để đảm bảo rằng các hợp đồng thông minh của dự án đã trải qua sự giám sát nghiêm ngặt của các công ty kiểm toán chuyên nghiệp và không chứa các lỗ hổng bảo mật lớn. Đồng thời, đa dạng hóa các khoản đầu tư để tránh tập trung tất cả các quỹ vào một dự án Ethereum duy nhất để giảm rủi ro đầu tư. Thường xuyên theo dõi động lực của thị trường Ethereum và sự phát triển của các dự án, điều chỉnh chiến lược đầu tư kịp thời để ứng phó với những thay đổi của thị trường và rủi ro bảo mật tiềm ẩn.