1. Introdução

1.1 Antecedentes e Significância

Desde o seu lançamento em 2015, o Ethereum rapidamente se destacou como uma força central no campo das criptomoedas, ocupando uma posição fundamental no ecossistema blockchain. O Ethereum não é apenas uma criptomoeda, mas, mais importante ainda, é uma plataforma blockchain pública de código aberto com funcionalidade de contrato inteligente, fornecendo aos desenvolvedores um ambiente poderoso para construir e implantar aplicativos descentralizados (DApps).

Do ponto de vista do mercado, a criptomoeda nativa do Ethereum, Ether (ETH), tem sido há muito tempo uma das principais criptomoedas no mercado, ficando em segundo lugar apenas para o Bitcoin, e é um dos principais ativos criptográficos amplamente observados e negociados por investidores globais. Uma grande quantidade de fundos flui para o mercado do Ethereum, onde tanto investidores institucionais quanto individuais buscam oportunidades de investimento dentro do ecossistema do Ethereum. Suas flutuações de preço têm um impacto significativo nas tendências gerais do mercado de criptomoedas.

Em termos de inovação tecnológica, o Ethereum foi pioneiro em contratos inteligentes, permitindo que os desenvolvedores escrevessem e implantassem código de contrato automatizado no blockchain. Essa inovação expande muito os limites de aplicação da tecnologia blockchain, indo além de simples transações de moeda digital para áreas como finanças, cadeia de suprimentos, saúde, jogos e muito mais. Por exemplo, no setor de finanças descentralizadas (DeFi), vários aplicativos construídos no Ethereum, como empréstimos, negociação, seguros, etc., estão florescendo, fornecendo aos usuários serviços financeiros mais abertos, transparentes e eficientes, remodelando o cenário das finanças tradicionais. No setor de tokens não fungíveis (NFT), o Ethereum também se tornou a principal plataforma para digitalizar ativos exclusivos, como peças de arte digital, colecionáveis, etc., impulsionando a prosperidade do mercado de ativos digitais.

No entanto, com o rápido desenvolvimento e contínua expansão do ecossistema Ethereum, as questões de segurança estão se tornando cada vez mais proeminentes. Incidentes de segurança, como vulnerabilidades de contratos inteligentes, ataques de rede, má gestão de chaves privadas, etc., ocorrem com frequência, causando perdas significativas para investidores e desenvolvedores. Por exemplo, em 2016, o infame incidente The DAO, onde hackers exploraram vulnerabilidades em contratos inteligentes para roubar com sucesso mais de 50 milhões de dólares em Ether, chocou toda a indústria blockchain. Isso não apenas levou a um hard fork do Ethereum, mas também desencadeou uma reflexão profunda sobre a segurança dos contratos inteligentes. Incidentes semelhantes abundam, como a vulnerabilidade de assinatura múltipla da carteira Parity em 2017 resultando em perdas de cerca de 150 milhões de dólares, bem como os ataques contínuos aos projetos DeFi nos últimos anos, todos indicando os desafios severos enfrentados pela segurança do Ethereum.

Portanto, pesquisar a segurança do Ethereum é de extrema importância prática. Para investidores, um profundo entendimento dos mecanismos de segurança do Ethereum e dos riscos potenciais pode ajudá-los a tomar decisões de investimento mais sábias, protegendo eficazmente a segurança de seus ativos. Para desenvolvedores, dominar as tecnologias de segurança do Ethereum e as melhores práticas pode aumentar a segurança de contratos inteligentes e aplicações descentralizadas, reduzir os riscos de vulnerabilidades e ataques, e promover o desenvolvimento saudável do ecossistema Ethereum. Do ponto de vista de todo o ecossistema de blockchain, salvaguardar a operação segura e estável do Ethereum ajuda a fortalecer a confiança das pessoas na tecnologia blockchain, impulsionar a aplicação e popularização da tecnologia blockchain em mais campos, e estabelecer as bases para a construção de um sistema econômico digital mais justo, transparente e eficiente.

2. Visão Geral do Ethereum

2.1 A História de Desenvolvimento do Ethereum

A história de desenvolvimento do Ethereum é cheia de inovação e mudança, o que reflete vividamente a evolução contínua da tecnologia blockchain. Suas origens podem ser rastreadas até 2013, quando Vitalik Buterin, com apenas 19 anos na época, publicou o whitepaper do Ethereum, detalhando a visão e os conceitos de design do Ethereum. Vitalik imaginou a construção de uma plataforma descentralizada baseada na tecnologia blockchain que não apenas facilita as transações de criptomoedas, mas também apoia o desenvolvimento e a operação de vários aplicativos descentralizados (DApps). Essa ideia inovadora lançou a base teórica para o nascimento do Ethereum.

Em janeiro de 2014, Vitalik promoveu ativamente o Ethereum na North American Bitcoin Conference em Miami, atraindo muitos indivíduos com ideias semelhantes. A equipe fundadora do Ethereum foi estabelecida inicialmente, composta por Vitalik e outros 7 co-fundadores. No mesmo ano, um dos co-fundadores, Gavin Wood, propôs o conceito de Web3, enriquecendo ainda mais a visão ecológica do Ethereum e enfatizando o controle autônomo dos usuários sobre a identidade digital e ativos. Em junho de 2014, Vitalik decidiu construir o Ethereum como uma organização sem fins lucrativos, iniciando a fundação da Ethereum Foundation. A fundação tem como objetivo reunir recursos de todas as partes, promover a construção da infraestrutura do Ethereum, financiar projetos de desenvolvimento e oferecer suporte organizacional para o desenvolvimento de longo prazo do Ethereum.

Em 24 de julho de 2014, o Ethereum lançou um evento de pré-venda de 42 dias, que atraiu a atenção generalizada de investidores globais. O enorme sucesso da pré-venda levantou uma grande quantidade de fundos para o projeto Ethereum, fornecendo uma base material sólida para o desenvolvimento técnico subsequente e construção de rede. Em 30 de julho de 2015, um evento marcante ocorreu com o lançamento da rede Ethereum Frontier, marcando a operação oficial da blockchain Ethereum. Nesta fase, o Ethereum visou principalmente desenvolvedores de blockchain, com participantes de nó envolvidos na rede por meio de mineração, e a rede apoiou a implantação de contratos inteligentes. Embora a interface de usuário inicial fosse áspera e as operações tivessem que ser executadas através da linha de comando, ela forneceu uma plataforma para os desenvolvedores explorarem e praticarem, dando início à jornada de desenvolvimento do Ethereum.

Em 14 de março de 2016, o Ethereum lançou a rede de segundo estágio Homestead, que foi o primeiro hard fork do Ethereum e um marco importante em seu desenvolvimento. Esta versão otimizou contratos inteligentes, introduziu um novo código para a linguagem de contrato inteligente Solidity e lançou a carteira de desktop Mist, melhorando consideravelmente a experiência do usuário. Isso permitiu que os usuários comuns segurassem, negociassem ETH, escrevessem, implantassem contratos inteligentes e impulsionassem o Ethereum do estágio de desenvolvedor para uma base de usuários mais ampla.

Em 18 de junho de 2016, o Ethereum enfrentou um grande desafio quando o projeto The DAO na plataforma foi hackeado. O hacker explorou vulnerabilidades no contrato inteligente e conseguiu roubar cerca de 100 milhões de dólares em Ether. Esse evento chocou toda a indústria blockchain, levando a uma ampla atenção e discussões. Para compensar as perdas dos investidores, após intensas discussões dentro da comunidade Ethereum, a maioria dos participantes decidiu realizar um hard fork, modificar as regras de consenso, recuperar o ETH roubado em carteiras e corrigir as vulnerabilidades. No entanto, este hard fork não recebeu aprovação unânime de todos os membros da comunidade. Alguns participantes continuaram minerando e negociando na cadeia original, levando o Ethereum a se dividir em duas blockchains separadas: ETH e Ethereum Classic (ETC).

Em 2017, o Ethereum entrou em uma etapa importante de desenvolvimento, e o plano de atualização Metropolis começou a ser implementado. O plano de atualização é rico em conteúdo e é dividido em duas fases: Bizâncio e Constantinopla. Em outubro de 2017, a atualização de Bizâncio foi concluída com sucesso. Essa atualização permitiu a operação de Revert, foi compatível com o algoritmo ZK-Snarks (Prova de Conhecimento Zero), adiou a bomba de dificuldade por um ano e reduziu a recompensa do bloco de 5ETH para 3ETH. Essas melhorias aumentaram a segurança e eficiência da rede Ethereum, lançando as bases para o desenvolvimento subsequente. Ao longo de 2017, o mercado de criptomoedas viu um boom em Ofertas Iniciais de Moedas (ICOs), e projetos de ICO baseados na plataforma Ethereum surgiram em grande número. Um grande número de projetos levantou fundos no Ethereum emitindo tokens. Essa tendência fez o preço do ETH disparar, atingindo até US $1400. O Ethereum e seu ecossistema conseguiram romper com sucesso, atraindo mais atenção de investidores e desenvolvedores em todo o mundo, consolidando ainda mais sua posição no campo de blockchain.

Em 28 de fevereiro de 2019, o hard fork Constantinople foi acionado, que inclui um total de 5 atualizações de protocolo: EIP 1234, EIP145, EIP 1014, EIP 1052 e EIP 1283. Esses protocolos otimizam as taxas de gás, reduzindo os custos de transação dos usuários; atrasam a 'bomba de dificuldade', dando mais tempo ao Ethereum para fazer a transição para um mecanismo de consenso de Prova de Participação (PoS); melhoram a eficiência da verificação de contratos inteligentes, reduzem as recompensas de bloco, introduzem um mecanismo de consenso PoW+PoS, melhorando significativamente o desempenho e a segurança do Ethereum.

No final de 2019, o Ethereum começou sua jornada em direção à versão 2.0, que é uma transformação abrangente e profunda destinada a abordar muitas questões como escalabilidade, segurança e consumo de energia que o Ethereum enfrenta atualmente. O Ethereum 2.0 está planejado para ser lançado em pelo menos três fases: a Fase 0 lançada em 2020, com foco em colocar os validadores em funcionamento na Beacon Chain, que é uma nova blockchain PoS e um componente principal do Ethereum 2.0, estabelecendo as bases para atualizações subsequentes; A Fase 1 e a Fase 2 serão lançadas nos próximos anos, completando as tarefas de lançamento de cadeias de fragmentos e lançamento da camada de execução, melhorando as capacidades de processamento da rede Ethereum por meio da tecnologia de fragmentação, alcançando maior taxa de transferência e taxas de transação mais baixas, atendendo assim às crescentes demandas de aplicativos descentralizados.

Em abril de 2021, o Ethereum passou pela atualização de Xangai, com o objetivo de melhorar a eficiência da rede, reduzir as taxas de transação e aprimorar ainda mais a experiência do usuário. Em 2023, o desenvolvimento do Ethereum continua avançando, com planos para mais atualizações e melhorias no futuro, como a aguardada atualização de Caary no quarto trimestre, que visa otimizar ainda mais o desempenho da rede e introduzir novos recursos para se adaptar às demandas de mercado em evolução e às tendências tecnológicas.

2.2 Arquitetura técnica do Ethereum

A arquitetura técnica do Ethereum é o suporte principal para realizar aplicações descentralizadas e funções de contratos inteligentes, integrando uma variedade de conceitos tecnológicos avançados e designs inovadores, incluindo principalmente blockchain, contratos inteligentes, Máquina Virtual Ethereum (EVM) e mecanismos de consenso, etc., os componentes cooperam entre si para garantir conjuntamente a operação estável e as funções poderosas da plataforma Ethereum.

Blockchain é a tecnologia subjacente do Ethereum, que é um livro-razão distribuído composto por uma série de blocos de dados dispostos em ordem cronológica. Cada bloco de dados contém vários registros de transações e o valor de hash do bloco anterior. Essa estrutura em cadeia confere à blockchain as características de imutabilidade e rastreabilidade. No Ethereum, a blockchain não só registra as informações de transação do Ether, mas também armazena o código e estado dos contratos inteligentes. Quando um usuário inicia uma transação, as informações da transação são transmitidas para vários nós na rede Ethereum. Os nós verificam e confirmam a transação por meio de um mecanismo de consenso. Uma vez que a transação é confirmada, ela é empacotada em um novo bloco e adicionada à blockchain. Dessa forma, o Ethereum alcança o registro e armazenamento descentralizados de transações, garantindo a segurança e confiabilidade dos dados.

Os contratos inteligentes são uma das inovações centrais do Ethereum, que são contratos autoexecutáveis armazenados na blockchain, compostos por código e dados. O código dos contratos inteligentes define as regras e lógica do contrato, enquanto os dados contêm o estado e variáveis do contrato. Os contratos inteligentes são escritos em linguagens de programação como Solidity, e os desenvolvedores podem escrever várias lógicas de contrato complexas de acordo com necessidades empresariais específicas. Por exemplo, em aplicações de finanças descentralizadas (DeFi), os contratos inteligentes podem implementar funções como empréstimos, negociações e seguros; no campo dos tokens não fungíveis (NFT), os contratos inteligentes podem definir a propriedade e regras de transação de ativos digitais. A execução dos contratos inteligentes é acionada automaticamente. Quando as condições estabelecidas no contrato são atendidas, o código do contrato será executado automaticamente na máquina virtual Ethereum, sem a necessidade de intervenção de terceiros, alcançando assim a automação e confiança das transações.

A Máquina Virtual Ethereum (EVM) é o ambiente de execução para contratos inteligentes. É uma máquina virtual baseada em pilha que fornece um espaço de execução isolado e seguro para contratos inteligentes. A EVM pode ser entendida como software em execução em um nó Ethereum, capaz de interpretar e executar o bytecode do contrato inteligente. Cada nó Ethereum contém uma EVM e, quando um contrato inteligente é implantado na blockchain, seu bytecode é armazenado na blockchain. Quando o contrato é chamado, a EVM lê o bytecode do contrato na blockchain e executa o código do contrato em ordem de instrução. O design da EVM permite que os contratos inteligentes funcionem da mesma maneira em diferentes nós Ethereum, garantindo consistência e confiabilidade na execução do contrato. Além disso, a EVM fornece uma série de mecanismos de segurança, como gerenciamento de memória e controle de permissões, para evitar ataques maliciosos e abusos de recursos entre contratos inteligentes.

O mecanismo de consenso é uma tecnologia-chave para garantir a consistência dos dados entre os nós na rede Ethereum. No desenvolvimento do Ethereum, diferentes mecanismos de consenso foram adotados. Nos primeiros dias, o Ethereum utilizava o mecanismo de consenso Proof of Work (PoW), no qual os mineradores competem para resolver problemas matemáticos complexos e assim conquistar o direito de criar novos blocos. Apenas os mineradores que conseguem resolver com sucesso o problema matemático podem adicionar um novo bloco ao blockchain e receber recompensas de Ether correspondentes. A vantagem do mecanismo PoW é sua alta segurança e descentralização, já que os atacantes precisam de uma quantidade significativa de recursos computacionais para atacar a rede. No entanto, o mecanismo PoW também possui algumas desvantagens óbvias, como alto consumo de energia e baixa velocidade de processamento de transações. Para lidar com essas questões, o Ethereum está gradualmente fazendo a transição para o mecanismo de consenso Proof of Stake (PoS). No mecanismo PoS, os validadores apostam uma certa quantidade de Ether para obter o direito de validar transações e criar novos blocos. O sistema seleciona os validadores com base em fatores como a quantidade de Ether apostada e o tempo de posse. Em comparação com o mecanismo PoW, o mecanismo PoS possui um menor consumo de energia, maior eficiência no processamento de transações, mantendo alta segurança e descentralização.

Além dos componentes principais acima, o Ethereum também inclui alguns outros módulos técnicos importantes, como a rede P2P, gerenciamento de contas e chaves, mecanismo de gás, etc. A rede P2P é usada para realizar a comunicação e transmissão de dados entre os nós Ethereum, garantindo o compartilhamento oportuno de informações de transação e dados de bloco entre nós. O gerenciamento de contas e chaves é responsável por gerenciar as informações da conta do usuário e as chaves privadas, garantindo a segurança dos ativos do usuário. O mecanismo Gas é um mecanismo de taxa projetado pelo Ethereum para evitar o abuso e o desperdício de contratos inteligentes. Os usuários precisam pagar uma certa quantidade de Gás ao executar contratos inteligentes ou realizar transações, e o preço e o consumo de Gás dependem da complexidade da operação.

3. Estado de Segurança do Ethereum

3.1 Criptografia Básica Proteção

A segurança do Ethereum depende em grande parte de sua sólida base criptográfica, incluindo principalmente tecnologias-chave como Criptografia de Curva Elíptica (ECC) e funções de hash, que fornecem garantias de segurança essenciais para contas e transações do Ethereum.

A criptografia de curva elíptica é uma parte importante do sistema criptográfico Ethereum, que é baseado no problema do logaritmo discreto da curva elíptica, com alta segurança e eficiência. No Ethereum, a criptografia de curva elíptica é principalmente usada para gerar pares de chaves públicas-privadas de conta. A chave privada do usuário é um número aleatório gerado de 256 bits, que, através da operação de multiplicação da curva elíptica com um ponto gerador fixo, deriva a chave pública correspondente. A chave pública é um ponto na curva elíptica representado por um par de coordenadas (x, y). Este método de criptografia baseado em curvas elípticas torna virtualmente impossível derivar a chave privada a partir da chave pública, garantindo a segurança das contas de usuário. Por exemplo, quando um usuário inicia uma transação Ethereum, as informações da transação são assinadas com a chave privada, e o destinatário pode verificar a autenticidade da assinatura usando a chave pública do remetente, garantindo que a transação seja realmente iniciada pelo usuário que possui a chave privada correspondente e que o conteúdo da transação não tenha sido adulterado durante a transmissão.

As funções de hash também desempenham um papel crucial no Ethereum, sendo o Ethereum principalmente usando a função de hash Keccak-256. As funções de hash possuem características como determinismo, unilateralidade e resistência à colisão. No Ethereum, as funções de hash são amplamente aplicadas em vários aspectos. Em primeiro lugar, na estrutura de blocos da blockchain, cada bloco contém o valor de hash do bloco anterior. Através desta estrutura em cadeia, a imutabilidade e rastreabilidade da blockchain são garantidas. Uma vez que o conteúdo de um bloco é alterado, seu valor de hash muda, causando inconsistências nos valores de hash referenciados pelos blocos subsequentes, comprometendo assim a consistência de toda a blockchain e tornando a alteração facilmente detectável. Em segundo lugar, as funções de hash são usadas para calcular o valor de hash das transações, sendo que cada transação possui um valor de hash único para identificação. Nos contratos inteligentes, as funções de hash também são usadas para verificar a integridade e consistência do código do contrato, garantindo que o contrato não tenha sido alterado maliciosamente durante a implantação e execução.

Além disso, o Ethereum também usa funções de hash para gerar endereços de conta. O endereço da conta Ethereum é calculado a partir da chave pública através da função de hash Keccak-256. O processo específico é primeiro aplicar hash à chave pública e depois pegar os últimos 20 bytes do valor de hash como o endereço da conta. Este método torna o endereço da conta único e à prova de adulteração, permitindo que os usuários recebam Ether e realizem transações através do endereço da conta sem se preocupar com os riscos de segurança de adulteração ou falsificação de endereço.

Em conclusão, a criptografia de curva elíptica e tecnologias criptográficas, como funções de hash, se complementam, formando a base do sistema de segurança do Ethereum. Elas desempenham um papel crucial na garantia da segurança das contas do Ethereum, na segurança das transações, bem como na integridade e imutabilidade dos dados da blockchain, possibilitando que o Ethereum opere de forma segura e confiável em um ambiente descentralizado, fornecendo aos usuários um alto nível de garantia de confiança.

3.2 Considerações de Segurança para Mecanismo de Consenso

3.2.1 Recursos de segurança do mecanismo PoW

O mecanismo de Prova de Trabalho (PoW) é o mecanismo de consenso adotado pelo Ethereum nos primeiros dias, que tem características e princípios únicos para garantir a segurança da rede Ethereum.

O princípio básico do mecanismo de PoW é permitir que os mineradores compitam para resolver problemas matemáticos complexos a fim de competir pelo direito de criar novos blocos. Na rede Ethereum, cada nó pode participar da mineração como minerador. Quando novas transações ocorrem, essas transações são empacotadas em um bloco candidato, e os mineradores precisam realizar cálculos de hash neste bloco candidato. O objetivo do cálculo de hash é encontrar um valor de hash que atenda a requisitos específicos de dificuldade, que são ajustados dinamicamente pela rede Ethereum para garantir a produção média de um novo bloco a cada 15 segundos aproximadamente. Para encontrar o valor de hash necessário, os mineradores precisam tentar continuamente diferentes números aleatórios e realizar cálculos de hash juntamente com outros dados no bloco candidato até obterem um valor de hash que atenda aos requisitos de dificuldade. Esse processo requer uma quantidade significativa de recursos computacionais e energia, pois o cálculo de hash é um processo completamente aleatório sem atalhos, apenas tentativas contínuas para encontrar a resposta.

No entanto, o mecanismo PoW também tem algumas desvantagens, sendo a mais óbvia o enorme consumo de energia. Como a mineração requer uma grande quantidade de recursos de computação e energia, isso não só coloca uma certa pressão sobre o meio ambiente, mas também torna os custos de mineração elevados, limitando mais nós de participar. Além disso, a velocidade de processamento de transações do mecanismo PoW é relativamente lenta. Com o aumento contínuo do volume de transações na rede Ethereum, os problemas de congestionamento de rede estão se tornando mais sérios, os tempos de confirmação de transações estão ficando mais longos, afetando a experiência do usuário. Esses problemas levaram o Ethereum a fazer a transição gradual para o mecanismo de Prova de Participação (PoS).

3.2.2 Vantagens e Desafios de Segurança do Mecanismo PoS

O mecanismo de Prova de Participação (PoS) é um novo mecanismo de consenso introduzido gradualmente pelo Ethereum para resolver muitos problemas do mecanismo de Prova de Trabalho (PoW). Ele tem princípios e vantagens únicas para melhorar a segurança e a estabilidade, mas também enfrenta alguns riscos potenciais de ataque.

O princípio central do mecanismo PoS é selecionar validadores com base na participação detida pelos nós (ou seja, a quantidade de Ether apostada), em vez de competir pelo direito de manter contas através do poder computacional como no mecanismo PoW. Sob o mecanismo PoS, os usuários podem apostar seu Ether na rede Ethereum para se tornarem validadores. O sistema calculará o peso da estaca de cada validador com base em fatores como a quantidade de Ether apostado e o tempo de retenção. Quanto maior o peso de participação de um validador, maior a probabilidade de ser selecionado para criar novos blocos e validar transações. Quando um validador é selecionado para criar um novo bloco, ele precisa verificar as transações e empacotar as transações verificadas em um novo bloco adicionado ao blockchain. Se o validador trabalhar honestamente, verificar e empacotar as transações corretamente, ele receberá uma certa quantidade de Ether como recompensa; se o validador se comportar maliciosamente, como verificar intencionalmente transações incorretas ou tentar adulterar o blockchain, seu Ether apostado será deduzido como uma penalidade.

Além disso, o mecanismo de PoS enfrenta alguns desafios, como o problema da centralização da participação. Se alguns nós possuírem uma grande quantidade de Ether e a apostarem, podem ter uma influência significativa na rede, reduzindo assim a descentralização da rede. Para resolver esse problema, a comunidade Ethereum está constantemente explorando e pesquisando, propondo algumas soluções de melhoria, como a introdução da tecnologia de fragmentação, dividindo o blockchain em vários fragmentos, cada um validado por diferentes validadores, reduzindo assim a influência de um único nó em toda a rede.

3.3 Status de Segurança dos Contratos Inteligentes

3.3.1 Análise de Vulnerabilidades de Segurança em Contratos Inteligentes

Contratos inteligentes, como uma das aplicações principais do Ethereum, afetam diretamente a estabilidade do ecossistema do Ethereum e a segurança dos ativos do usuário. No entanto, devido à complexidade dos contratos inteligentes, à dificuldade de escrever código e à relativa novidade da tecnologia blockchain, os contratos inteligentes expuseram muitas vulnerabilidades de segurança em aplicações práticas, algumas das quais levaram a incidentes de segurança graves e a perdas econômicas significativas. O incidente DAO é um dos incidentes de segurança de contratos inteligentes mais famosos na história do Ethereum, e teve um impacto profundo no desenvolvimento do Ethereum.

A DAO é uma organização autônoma descentralizada (DAO) baseada em Ethereum, que levanta e gerencia fundos por meio de contratos inteligentes. Os usuários podem investir Ether no contrato DAO e receber tokens DAO correspondentes, que representam os interesses do usuário no DAO. A intenção original do projeto de contrato inteligente da DAO é permitir que os usuários decidam sobre a direção do investimento do fundo por meio de votação, alcançando capital de risco descentralizado. No entanto, em 17 de junho de 2016, um hacker descobriu uma vulnerabilidade grave no contrato inteligente DAO. Explorando essa vulnerabilidade, o hacker roubou com sucesso cerca de 3,6 milhões de Ether do contrato DAO, que valia mais de 50 milhões de dólares na época.

O princípio de um ataque de hacker explora principalmente a vulnerabilidade de reentrada em contratos inteligentes. No contrato inteligente da The DAO, quando um usuário solicita a retirada de fundos, o contrato primeiro envia os fundos para o usuário e, em seguida, atualiza o saldo do usuário. O hacker cria um contrato malicioso, utilizando o mecanismo de retorno de chamada no contrato. Durante o intervalo entre o contrato enviar fundos para o usuário e ainda não atualizar o saldo, o hacker chama a função de retirada novamente, alcançando o objetivo de múltiplas retiradas de fundos. Especificamente, o contrato malicioso criado pelo hacker contém uma função de retorno de chamada. Quando o contrato da The DAO envia fundos para o contrato malicioso, ele aciona essa função de retorno de chamada, que chama imediatamente a função de retirada do contrato da The DAO novamente. Como o contrato da DAO ainda não atualizou o saldo do usuário neste ponto, ele enviará fundos novamente para o contrato malicioso. Este ciclo continua, permitindo que o hacker retire fundos infinitamente do contrato da The DAO.

A ocorrência do incidente do The DAO não apenas trouxe enormes perdas econômicas aos investidores, mas também desencadeou uma reflexão profunda dentro da comunidade Ethereum sobre a segurança dos contratos inteligentes. Este incidente expôs muitos problemas no processo de design e codificação de contratos inteligentes, como lacunas lógicas no código, consideração insuficiente de riscos para chamadas externas e falta de auditorias de segurança rigorosas. Para recuperar as perdas dos investidores, após intensas discussões, a comunidade Ethereum decidiu realizar um hard fork para recuperar o Ether roubado dos hackers e corrigir as vulnerabilidades nos contratos inteligentes. No entanto, este hard fork também causou uma divisão na comunidade Ethereum, com algumas pessoas acreditando que o hard fork violou o princípio de imutabilidade do blockchain. Eles optaram por permanecer na cadeia original, formando assim o Ethereum Classic (ETC).

Além do incidente do DAO, houve muitos outros incidentes de segurança de contratos inteligentes, como a vulnerabilidade de multi-assinatura da carteira Parity em 2017, que levou a uma perda de cerca de $150 milhões. No incidente da carteira Parity, devido a uma função no contrato de multi-assinatura ter sido incorretamente configurada como publicamente chamável, os hackers exploraram essa vulnerabilidade para transferir fundos da carteira Parity para sua própria conta. Esses incidentes de segurança demonstram que as questões de segurança de contratos inteligentes não podem ser ignoradas, já que mesmo uma pequena vulnerabilidade pode ser explorada por hackers, levando a perdas econômicas significativas e a uma crise de confiança.

3.3.2 Auditoria de Segurança e Verificação para Contratos Inteligentes

Para lidar com os problemas de segurança cada vez mais graves dos contratos inteligentes e garantir a estabilidade do ecossistema Ethereum e a segurança dos ativos dos usuários, a auditoria de segurança e verificação para contratos inteligentes se tornou crucial. Ferramentas de verificação formal e empresas de auditoria de terceiros desempenham um papel indispensável nesse processo.

Ferramentas de verificação formal são um tipo de tecnologia de verificação de contratos inteligentes baseada em métodos matemáticos. Ele converte o código dos contratos inteligentes em modelos matemáticos e, em seguida, utiliza raciocínio matemático rigoroso e provas para verificar se os contratos satisfazem propriedades de segurança específicas e requisitos funcionais. A ideia central da verificação formal é usar linguagens formais para descrever o comportamento e as propriedades dos contratos inteligentes. Ao analisar e raciocinar precisamente sobre essas descrições, garante a correção e segurança dos contratos em vários cenários. Por exemplo, ao usar provadores de teoremas, verificadores de modelos e outras ferramentas para analisar o código dos contratos inteligentes, ele verifica problemas de segurança comuns, como bugs de reentrância, estouro de inteiros e controle de permissão impróprio. A vantagem da verificação formal é sua capacidade de fornecer alta precisão e confiabilidade, detectando vulnerabilidades potenciais e erros lógicos que os métodos de teste tradicionais podem ignorar. No entanto, a verificação formal também tem certas limitações. Requer alta expertise técnica, conhecimento especializado e habilidades para ser utilizada. O processo de verificação é frequentemente complexo e demorado. Para projetos de contratos inteligentes em grande escala, pode ser necessário recursos computacionais e tempo significativos.

As empresas de auditoria de terceiros também desempenham um papel importante na garantia da segurança dos contratos inteligentes. Essas empresas de auditoria profissionais têm uma vasta experiência e equipes de segurança especializadas, capazes de realizar auditorias abrangentes e aprofundadas de contratos inteligentes. Geralmente, eles utilizam uma variedade de métodos e ferramentas, combinando revisão manual e análise automatizada para realizar verificações detalhadas no código dos contratos inteligentes. Durante o processo de auditoria, os auditores examinam cuidadosamente a lógica, funcionalidade, mecanismos de segurança e outros aspectos dos contratos inteligentes para identificar vulnerabilidades e riscos potenciais. Por exemplo, eles verificam se os controles de permissão do contrato são razoáveis, se há acesso não autorizado; se existem riscos de overflow ou underflow de inteiros em operações matemáticas dentro do contrato; se o tratamento de chamadas externas no contrato é seguro e se há vulnerabilidades a ataques de reentrância, etc. As empresas de auditoria de terceiros também fornecem relatórios detalhados e recomendações com base nos resultados da auditoria, ajudando os desenvolvedores a identificar e corrigir problemas de segurança nos contratos inteligentes de forma oportuna. Algumas empresas de auditoria de terceiros conhecidas, como OpenZeppelin, ConsenSys Diligence, etc., têm alta reputação e influência na indústria blockchain, e seus serviços de auditoria têm sido reconhecidos e adotados por inúmeros projetos.

Além das ferramentas de verificação formal e empresas de auditoria de terceiros, os desenvolvedores de contratos inteligentes também devem adotar uma série de medidas de segurança para aprimorar a segurança dos contratos. Em primeiro lugar, os desenvolvedores devem seguir padrões de codificação segura e escrever código seguro e de alta qualidade. Por exemplo, evite usar funções e operações inseguras, projete a lógica e a estrutura do contrato de maneira razoável e garanta a legibilidade e a manutenção do código. Em segundo lugar, os desenvolvedores devem realizar testes abrangentes, incluindo testes unitários, testes de integração, testes de fuzz, etc., para descobrir e corrigir vulnerabilidades potenciais por meio de vários métodos de teste. Além disso, os desenvolvedores podem consultar alguns modelos e bibliotecas maduros de contratos inteligentes, que geralmente passam por revisões de segurança rigorosas e testes, fornecendo um certo nível de garantia de segurança.

Em conclusão, a auditoria e verificação de segurança para contratos inteligentes é uma tarefa abrangente que requer ferramentas de verificação formais, instituições de auditoria terceirizadas e esforços conjuntos de desenvolvedores. Ao combinar vários meios, é possível aumentar efetivamente a segurança dos contratos inteligentes, reduzir os riscos de segurança e garantir o desenvolvimento saudável do ecossistema Ethereum.

4. Ameaças à Segurança do ETH

4.1 Ameaça de Ataque Externo

4.1.1 Métodos e Casos de Ataque de Hackers

Como uma plataforma importante no campo da blockchain, Ethereum atraiu a atenção de muitos hackers que usam vários métodos de ataque sofisticados para buscar lucros, trazendo riscos significativos para a segurança do ecossistema Ethereum. O ataque de recorrência é uma técnica de hacking comum e altamente destrutiva baseada em vulnerabilidades no mecanismo de execução de contratos inteligentes. Nos contratos inteligentes do Ethereum, quando um contrato chama uma função externa, o fluxo de execução muda temporariamente para a função externa e depois retorna ao contrato original ao ser concluído. Os ataques de recorrência exploram essa característica, onde os atacantes elaboram cuidadosamente um código malicioso para chamar novamente funções relevantes do contrato durante o intervalo entre a chamada de uma função externa e a conclusão das atualizações de estado, permitindo múltiplas repetições de certas operações para roubar fundos ou interromper a operação normal do contrato.

4.1.2 Riscos de malware e phishing

Malware e phishing são outra grande ameaça de segurança enfrentada pelos usuários do Ethereum, que roubam de forma inteligente as chaves privadas dos usuários e outras informações importantes, representando sérios riscos para a segurança dos ativos dos usuários. Malware é um tipo de software projetado especificamente para roubar informações do usuário, interromper sistemas ou se envolver em outras atividades maliciosas. No ecossistema do Ethereum, o malware muitas vezes se disfarça de software ou aplicativos legítimos, incentivando os usuários a baixá-lo e instalá-lo. Uma vez instalado, o malware é executado no dispositivo do usuário, gravando silenciosamente as teclas pressionadas, tirando capturas de tela, monitorando comunicações de rede e tentando obter a chave privada do Ethereum do usuário.

Os ataques de malware e phishing representam uma séria ameaça à segurança de ativos dos usuários do Ethereum. Para evitar esses ataques, os usuários precisam permanecer vigilantes e aumentar sua consciência de segurança. Os usuários devem apenas baixar software e aplicativos relacionados ao Ethereum de fontes oficiais e confiáveis, evitando baixar e instalar software de fontes desconhecidas. Ao usar uma carteira Ethereum, garanta a segurança do dispositivo, instale software antivírus confiável e firewalls e atualize regularmente os patches de segurança do sistema e do software. Ao mesmo tempo, os usuários devem aprender a identificar ataques de phishing, não clicar facilmente em links de fontes desconhecidas e evitar inserir informações pessoais sensíveis em sites não confiáveis. Se você receber e-mails ou mensagens suspeitos, verifique prontamente com as instituições relevantes para garantir a autenticidade das informações.

4.2 Riscos de Mecanismo Interno

4.2.1 Design Flaws in Smart Contracts

Os contratos inteligentes, como um componente central do Ethereum, afetam diretamente a estabilidade do ecossistema Ethereum e a segurança dos ativos do usuário. No entanto, devido à complexidade dos contratos inteligentes e vários fatores no processo de desenvolvimento, pode haver vários defeitos no design de contratos inteligentes, que os hackers podem explorar, levando a sérios problemas de segurança. Erros lógicos são um dos problemas comuns no design de contratos inteligentes. Durante o processo de desenvolvimento de contratos inteligentes, os desenvolvedores precisam escrever lógica de código complexa de acordo com requisitos de negócios específicos para implementar várias funções do contrato. No entanto, devido a erro humano ou compreensão insuficiente da lógica de negócios, erros lógicos podem ocorrer no código do contrato. Esses erros lógicos podem se manifestar como julgamentos condicionais incorretos, controles de loop impróprios ou projetos de máquina de estado não razoáveis.

4.2.2 Os Riscos Potenciais dos Mecanismos de Consenso

Ethereum está gradualmente fazendo a transição do mecanismo de consenso Proof of Work (PoW) para o mecanismo de consenso Proof of Stake (PoS). Embora tenha havido progressos significativos na melhoria da eficiência e na redução do consumo de energia, o mecanismo PoS também traz alguns riscos potenciais, que representam certas ameaças à segurança e descentralização da rede Ethereum. Sob o mecanismo PoS, os validadores apostam uma certa quantidade de Ether para obter o direito de validar transações e criar novos blocos. O sistema seleciona validadores com base em fatores como a quantidade de Ether apostado e o tempo de retenção. Esse mecanismo afeta significativamente a distribuição das apostas na segurança e descentralização da rede. Se uma grande quantidade de apostas estiver concentrada nas mãos de alguns validadores, problemas de centralização podem surgir.

A centralização do patrimônio pode levar a uma redução na descentralização da rede, uma vez que alguns validadores têm influência significativa e podem dominar as decisões e operações da rede. Isso contradiz o conceito de descentralização perseguido pelo Ethereum e pode levantar preocupações sobre a justiça e segurança da rede entre os usuários. A centralização do patrimônio também aumenta o risco de ataques à rede. Se um atacante puder controlar uma grande quantidade de patrimônio, ele poderá lançar ataques como gastos duplos ou adulteração de dados do blockchain. Embora no mecanismo de PoS, os atacantes precisem apostar uma grande quantidade de Ether, aumentando o custo do ataque, uma vez bem-sucedidos, as recompensas que podem obter podem ser substanciais, o que ainda pode atrair alguns criminosos para tentar ataques.

Além da questão da centralização da equidade, o mecanismo de PoS também enfrenta o 'Problema do Nada em Jogo'. Sob o mecanismo de PoS, os lucros dos validadores vêm principalmente do staking de Ether e da verificação das taxas de transação, sem um interesse direto na segurança e estabilidade da rede. Isso pode levar os validadores a validar simultaneamente em múltiplos forks ao enfrentar diferentes forks de blockchain, por interesse próprio, já que não incorrerão em perdas independentemente de qual fork se torne a cadeia principal e até mesmo podem receber mais recompensas. Esse comportamento pode levar a múltiplos forks no blockchain, interrompendo sua consistência e estabilidade, impactando severamente a operação normal da rede.

Para lidar com esses riscos potenciais, a comunidade Ethereum está constantemente explorando e pesquisando medidas de melhoria. Por exemplo, a introdução da tecnologia de fragmentação, dividindo o blockchain em vários fragmentos, cada um validado por diferentes validadores, para reduzir a influência de um único validador em toda a rede e mitigar o risco de centralização; adotando mecanismos de penalização mais rígidos para penalizar severamente os validadores que validam em múltiplos forks simultaneamente para reduzir a ocorrência do problema de ‘nada em jogo’. Além disso, é necessária uma refinamento adicional do design do mecanismo de PoS, otimizando a distribuição de participações e os algoritmos de seleção de validadores para melhorar a segurança e descentralização da rede.

5. Medidas de segurança do Ethereum

5.1 Medidas de Proteção Técnica

5.1.1 Fortalecimento de Algoritmos de Criptografia

O Ethereum sempre considerou o aprimoramento dos algoritmos criptográficos como uma medida-chave para melhorar a segurança, explorando e inovando continuamente no campo da criptografia para lidar com ameaças de segurança cada vez mais complexas. Com o rápido desenvolvimento da tecnologia blockchain e a contínua expansão dos cenários de aplicação, os algoritmos criptográficos tradicionais estão enfrentando cada vez mais desafios, como a ameaça potencial da tecnologia de computação quântica. Os computadores quânticos têm capacidades de computação poderosas e teoricamente podem quebrar os algoritmos de criptografia existentes com base em problemas matemáticos, representando um risco potencial para a segurança do Ethereum. Em resposta a esse desafio, o Ethereum está pesquisando ativamente e explorando a Criptografia Pós-Quântica (PQC). A Criptografia Pós-Quântica tem como objetivo desenvolver novos algoritmos de criptografia que possam resistir a ataques de computadores quânticos. Esses algoritmos são baseados em diferentes princípios matemáticos, como criptografia baseada em lattice, criptografia baseada em hash, criptografia multivariada, etc., e podem manter a segurança em um ambiente de computação quântica. Pesquisadores e desenvolvedores na comunidade Ethereum estão monitorando de perto o desenvolvimento da criptografia pós-quântica, avaliando sua aplicabilidade e viabilidade no Ethereum, e se preparando para possíveis atualizações de algoritmos no futuro.

Em termos de funções de hash, o Ethereum também está continuamente otimizando. As funções de hash são um componente essencial da tecnologia blockchain, usadas para garantir a integridade dos dados e a resistência à adulteração. Atualmente, o Ethereum usa principalmente a função de hash Keccak-256, que possui boa segurança e desempenho. No entanto, à medida que a tecnologia avança, os requisitos de segurança para funções de hash também estão constantemente aumentando. A equipe de pesquisa do Ethereum continua a realizar análises aprofundadas e melhorias no Keccak-256 para garantir sua segurança estável diante de vários métodos de ataque. Ao mesmo tempo, eles também estão atentos a novos resultados de pesquisa sobre funções de hash, explorando se existem melhores funções de hash que podem ser aplicadas ao Ethereum para aumentar ainda mais a segurança e eficiência da blockchain.

Além disso, o Ethereum também se concentra nos detalhes de implementação de algoritmos de criptografia e na correção de vulnerabilidades de segurança. Em aplicações práticas, mesmo que os algoritmos de criptografia tenham bom desempenho de segurança, se houver vulnerabilidades no processo de implementação, os atacantes podem explorá-las. Os desenvolvedores do Ethereum seguem rigorosos padrões de codificação de segurança, realizam revisões meticulosas e testes do código de implementação dos algoritmos de criptografia para garantir a correção e segurança do código. Uma vez que vulnerabilidades de segurança na implementação de algoritmos de criptografia são descobertas, a comunidade do Ethereum responderá prontamente, lançará patches de segurança de forma oportuna, corrigirá as vulnerabilidades e garantirá a operação segura da rede Ethereum.

5.1.2 Design de Segurança e Revisão de Contratos Inteligentes

O design seguro e a revisão dos contratos inteligentes são elos fundamentais para garantir a segurança do ecossistema Ethereum, diretamente relacionados à segurança dos ativos dos usuários e à estabilidade de todo o ecossistema. No processo de desenvolvimento de contratos inteligentes, é essencial seguir rigorosos padrões de segurança. Os desenvolvedores devem aderir aos princípios de programação concisa e clara, evitando escrever lógica de código excessivamente complexa, pois o código complexo geralmente está mais propenso a esconder vulnerabilidades e é difícil de auditar e testar efetivamente. Por exemplo, ao lidar com lógica de negócios complexa, os desenvolvedores devem dividi-la em várias funções e módulos simples, com cada módulo focando na implementação de uma função única. Isso não só facilita a manutenção e depuração do código, mas também ajuda a reduzir os riscos de segurança.

Introduzir um mecanismo eficaz de controle de permissão é um aspecto-chave do design seguro de contratos inteligentes. Ao definir modificadores de acesso como público, privado e interno adequadamente, o acesso de diferentes usuários a funções e dados no contrato pode ser controlado de forma precisa. Apenas usuários autorizados podem realizar operações específicas, evitando assim acesso não autorizado e operações maliciosas. Por exemplo, em um contrato inteligente envolvendo gerenciamento de fundos, apenas o proprietário do contrato ou administradores autorizados podem sacar fundos e modificar parâmetros importantes, enquanto usuários regulares só podem realizar operações de consulta, protegendo efetivamente a segurança dos fundos.

A validação estrita de dados e a validação de entrada também são aspectos importantes do design seguro de contratos inteligentes. Para os dados de entrada fornecidos pelos usuários, os contratos inteligentes devem passar por uma validação abrangente para garantir que atendam ao formato e aos requisitos esperados. Isso inclui verificações de tipos de dados, comprimentos, intervalos e tratamento de casos especiais, como valores nulos, valores zero e valores excepcionais. Através da validação eficaz de dados, os atacantes podem ser impedidos de explorar vulnerabilidades em contratos inteligentes usando entradas maliciosas, como estouro de inteiro, ataques de estouro de buffer. Por exemplo, ao processar a quantidade de entrada do usuário, os contratos inteligentes devem verificar se a entrada é um inteiro positivo e não excede o valor máximo predefinido para evitar perdas financeiras devido a erros de entrada ou entradas maliciosas.

Auditorias de segurança regulares de contratos inteligentes são um meio importante de identificar e corrigir possíveis vulnerabilidades. As auditorias de segurança podem ser conduzidas usando vários métodos, incluindo análise estática de código, execução simbólica dinâmica e verificação formal. A análise de código estático envolve a verificação da sintaxe, estrutura e semântica do código para identificar possíveis vulnerabilidades de segurança, como variáveis não inicializadas, loops infinitos e outros problemas. A execução simbólica dinâmica envolve a execução de código de contrato inteligente e o teste do código sob várias condições para descobrir possíveis vulnerabilidades, como ataques de reentrância e controle de permissão impróprio. A verificação formal é uma técnica de verificação baseada em métodos matemáticos, que envolve a conversão do código do contrato inteligente em modelos matemáticos e, em seguida, usando raciocínio matemático rigoroso e provas para verificar se o contrato satisfaz propriedades de segurança específicas e requisitos funcionais. Ele pode fornecer um alto nível de precisão e confiabilidade, mas requer alta proficiência técnica, e o processo de verificação geralmente é complexo e demorado.

Além dos métodos acima, a revisão de segurança de contratos inteligentes também pode ser assistida por empresas de auditoria de terceiros profissionais. Essas empresas têm uma rica experiência e equipes de segurança profissionais, capazes de realizar auditorias abrangentes e aprofundadas de contratos inteligentes. Elas combinarão revisão manual e ferramentas de análise automatizada para realizar inspeções detalhadas do código de contratos inteligentes, identificar vulnerabilidades e riscos potenciais e fornecer relatórios de auditoria detalhados e recomendações de melhoria. Algumas empresas de auditoria de terceiros bem conhecidas, como OpenZeppelin, ConsenSys Diligence, têm uma alta reputação e influência na indústria blockchain, e muitos projetos Ethereum escolhem essas empresas para auditorias de segurança antes de implantar contratos inteligentes para garantir a segurança dos contratos.

5.2 Recomendações de Segurança em Nível de Usuário

5.2.1 Seleção e Uso da Segurança da Carteira

No ecossistema do Ethereum, as carteiras são ferramentas importantes para os usuários armazenarem e gerenciarem ativos de Ether, e a segurança na escolha e uso da carteira está diretamente relacionada à segurança dos ativos do usuário. As carteiras Ethereum são principalmente divididas em carteiras quentes e carteiras frias, cada uma com suas próprias características em termos de segurança e conveniência. Os usuários devem fazer escolhas razoáveis com base em suas próprias necessidades e tolerância ao risco.

Uma carteira quente é uma carteira online que requer conexão com a internet para ser utilizada. Suas vantagens incluem conveniência e a capacidade para os usuários realizarem transações a qualquer momento e em qualquer lugar. As carteiras quentes comuns incluem MetaMask, MyEtherWallet, etc., que geralmente se apresentam na forma de plugins de navegador ou aplicativos móveis. Os usuários podem acessar e gerenciar diretamente suas contas Ethereum em navegadores ou em telefones celulares. A segurança de uma carteira quente depende principalmente da segurança do dispositivo e dos hábitos de operação do usuário. Para garantir a segurança de uma carteira quente, os usuários devem baixar aplicativos de carteira de fontes oficiais e confiáveis, evitar fazer downloads de sites ou fontes não confiáveis para evitar softwares maliciosos ou carteiras de phishing. Ao usar uma carteira quente, os usuários devem proteger seus dispositivos, instalar um software antivírus confiável e firewalls, atualizar regularmente patches de segurança do sistema e do software para evitar ataques de hackers. Além disso, é crucial definir uma senha forte, que deve incluir letras maiúsculas e minúsculas, números e caracteres especiais, ter no mínimo 8 caracteres e evitar o uso de senhas facilmente adivinháveis como datas de nascimento ou números de telefone. Além disso, para aumentar a segurança da conta, é recomendável ativar a autenticação de dois fatores, como códigos de verificação SMS, Google Authenticator, etc., para que mesmo se a senha for comprometida, os hackers não possam acessar facilmente a conta do usuário.

Uma cold wallet é uma carteira de armazenamento offline que não está conectada à rede, reduzindo significativamente o risco de ser hackeada e garantindo alta segurança. Os tipos comuns de cold wallets incluem carteiras de hardware (como Ledger Nano S, Trezor, etc.) e paper wallets. Uma carteira de hardware é um dispositivo de hardware especificamente projetado para armazenar criptomoedas, armazenando a chave privada no dispositivo de hardware e exigindo confirmação no dispositivo para assinatura de transações. Mesmo quando o dispositivo está conectado à rede, a chave privada não é exposta. Uma paper wallet imprime a chave privada e a chave pública em papel, que os usuários precisam armazenar com segurança para evitar perdas ou vazamentos. Ao usar uma cold wallet, os usuários precisam garantir a guarda segura do dispositivo da carteira ou do papel para evitar perdas, danos ou roubos. Para carteiras de hardware, é importante definir uma senha forte e fazer backups regulares da frase mnemônica da carteira, já que a frase mnemônica é crucial para a recuperação da carteira. Se perdida, os ativos na carteira não podem ser recuperados. Para paper wallets, eles devem ser mantidos em um local seguro para evitar acesso não autorizado.

Independentemente de escolher uma carteira quente ou uma carteira fria, os usuários devem prestar atenção à proteção de suas chaves privadas e mnemônicos durante o uso. A chave privada é a credencial exclusiva para acessar contas Ethereum. Uma vez vazada, outros podem transferir livremente os ativos na carteira do usuário. Mnemônicos são outra forma de expressão de chaves privadas e são igualmente importantes. Os usuários devem evitar inserir chaves privadas e mnemônicos em ambientes inseguros, como redes públicas, dispositivos não confiáveis, etc. Além disso, não divulguem chaves privadas e mnemônicos a outros, mesmo que afirmem ser do serviço de atendimento ao cliente oficial da Ethereum ou de pessoas confiáveis. O oficial da Ethereum não solicitará de forma alguma as chaves privadas e mnemônicos dos usuários. Se precisar fazer backup das chaves privadas ou mnemônicos, é recomendável usar métodos de backup offline, como escrever mnemônicos em papel, armazená-los em um local seguro, evitando documentos eletrônicos ou armazenamento em nuvem para evitar hacking.

5.2.2 Métodos para Prevenir Phishing e Malware

No processo de uso do Ethereum, os usuários enfrentam sérias ameaças de ataques de phishing e malware, que podem levar ao vazamento de informações importantes, como chaves privadas e mnemônicos dos usuários, resultando em perdas de ativos. Portanto, é crucial ter uma abordagem eficaz para a prevenção. A identificação de ataques de phishing requer um alto nível de vigilância e triagem cuidadosa de várias fontes de informação. Os ataques de phishing são frequentemente realizados por meio de envio de e-mails falsos, mensagens de texto, mensagens em redes sociais ou criação de sites falsos, entre outras coisas. Essas mensagens falsas muitas vezes se disfarçam de entidades confiáveis, como instituições oficiais do Ethereum, exchanges conhecidas e provedores de serviços de carteira para atrair a atenção dos usuários. Por exemplo, e-mails de phishing podem atrair os usuários a clicar em um link com conteúdo tentador, como “Há um problema de segurança com a sua conta Ethereum, clique no link para verificá-lo agora”, “Parabéns por ganhar uma recompensa Ethereum, clique no link para reivindicá-la”. Uma vez que os usuários clicam nesses links de phishing, são direcionados a um site falso que se assemelha muito ao real. Este site falso imita a interface e funcionalidade do site real e pede aos usuários que insiram informações sensíveis, como chaves privadas do Ethereum, frases de segurança, senhas e muito mais. Uma vez que o usuário insere essas informações sem o seu conhecimento, o hacker pode obter essas informações e então assumir o controle da conta Ethereum do usuário e roubar os ativos do usuário.

Para evitar ataques de phishing, os usuários precisam aprender a identificar primeiro os links de phishing. Os links de phishing geralmente têm algumas características, como nomes de domínio com erros de digitação, uso de domínios semelhantes, mas diferentes dos sites oficiais e parâmetros estranhos no link. Por exemplo, o domínio do site oficial do Ethereum é ethereum.orgNo entanto, os sites de phishing podem usar ethereum.comouethereum-org.comOs nomes de domínio, como ‘等类似的域名’, são usados para confundir os usuários. Antes de clicar em qualquer link, os usuários devem verificar cuidadosamente o nome de domínio para garantir que corresponda ao site oficial. Se estiver em dúvida sobre a autenticidade de um link, os usuários podem verificar informações relevantes através de canais oficiais, como o site oficial do Ethereum, contas de mídia social, etc., para confirmar se existem notificações ou anúncios relacionados. Além disso, os usuários não devem confiar facilmente em informações de fontes desconhecidas, especialmente informações relacionadas a fundos, segurança da conta e outros conteúdos importantes. Se receber e-mails ou mensagens suspeitos, não clique em nenhum link ou responda à informação, em vez disso, marque-o imediatamente como spam ou exclua-o.

Prevenir software malicioso também é uma parte importante para garantir a segurança do Ethereum. O software malicioso é um tipo de software projetado especificamente para roubar informações do usuário, interromper sistemas ou se envolver em outras atividades maliciosas. No ecossistema do Ethereum, o software malicioso muitas vezes se disfarça de software ou aplicativos legítimos, tentando os usuários a baixá-lo e instalá-lo. Uma vez que o usuário instala o software malicioso, ele é executado no dispositivo do usuário, silenciosamente gravando as teclas do usuário, tirando capturas de tela, monitorando comunicações de rede e tentando obter as chaves privadas do Ethereum do usuário. Para evitar baixar software malicioso, os usuários devem baixar apenas software e aplicativos relacionados ao Ethereum de fontes oficiais e confiáveis. Por exemplo, ao baixar uma carteira Ethereum, ela deve ser baixada do site oficial da carteira ou de lojas de aplicativos respeitáveis, evitando downloads de sites ou fóruns não confiáveis. Antes de baixar um software, verifique as informações do desenvolvedor, avaliações de usuários, etc., para garantir a confiabilidade do software. Além disso, os usuários devem instalar software antivírus confiável e firewalls, e atualizar regularmente bancos de dados de vírus e correções de segurança do sistema. O software antivírus pode monitorar a operação do dispositivo em tempo real, detectar e remover software malicioso; os firewalls podem bloquear o acesso não autorizado à rede, protegendo a segurança da rede do dispositivo. Além disso, ao usar uma carteira Ethereum, os usuários devem prestar atenção à segurança física de seu dispositivo, para evitar perdas ou roubos. Se o dispositivo for perdido, medidas devem ser tomadas prontamente, como suspender a conta ou alterar senhas, para evitar que os ativos sejam roubados.

5.3 Garantia no nível da comunidade e do ecossistema

5.3.1 Programa de Supervisão Comunitária e Recompensa por Vulnerabilidade

A comunidade Ethereum desempenha um papel crucial na garantia da segurança do Ethereum, com supervisão da comunidade e programas de recompensa por bugs sendo medidas importantes. Ethereum possui uma comunidade de desenvolvedores grande e ativa, uma comunidade de pesquisadores de segurança e uma comunidade de usuários comuns, com membros distribuídos globalmente. Eles são apaixonados pelo desenvolvimento do Ethereum e participam ativamente da manutenção de segurança do Ethereum. Os membros da comunidade monitoram de perto a operação da rede Ethereum por meio de vários canais, identificando prontamente possíveis problemas de segurança e vulnerabilidades. Uma vez que anomalias são descobertas, eles discutem e trocam informações rapidamente dentro da comunidade, compartilhando suas descobertas e insights. Por exemplo, quando os membros da comunidade descobrem comportamentos de transações anormais ou vulnerabilidades potenciais em um contrato inteligente, eles postam informações relevantes em plataformas como o fórum da comunidade Ethereum e grupos de mídia social para atrair a atenção de outros membros. Outros membros analisarão e verificarão essas informações, discutindo coletivamente a gravidade do problema e possíveis soluções. Através desse mecanismo de supervisão da comunidade, muitos riscos de segurança potenciais podem ser prontamente identificados e solucionados, garantindo a operação estável da rede Ethereum.

5.3.2 Cooperação da Indústria e Desenvolvimento do Padrão de Segurança

Diante do rápido desenvolvimento da indústria blockchain, o Ethereum colabora ativamente com outros projetos para enfrentar desafios de segurança e está comprometido em estabelecer padrões de segurança unificados para aprimorar o nível geral de segurança do ecossistema blockchain. À medida que as aplicações da tecnologia blockchain continuam a se expandir, as interações entre diferentes projetos blockchain estão se tornando cada vez mais frequentes, como transações entre blockchains, aplicações multi-cadeias, etc. Essas interações trazem novos riscos de segurança com os quais projetos individuais têm dificuldade em lidar sozinhos. Portanto, o Ethereum colabora com outros projetos blockchain para pesquisar e abordar conjuntamente questões de segurança. Por exemplo, em termos de comunicação entre blockchains, o Ethereum colabora com alguns projetos de comunicação entre blockchains bem conhecidos para explorar soluções técnicas entre blockchains seguras e confiáveis, garantindo a segurança das transferências de ativos e troca de informações entre diferentes blockchains. Através da colaboração, as partes podem compartilhar tecnologias de segurança e experiências para abordar coletivamente ameaças de segurança complexas e melhorar as capacidades de resistência a riscos de todo o ecossistema blockchain.

6. Tendências de Desenvolvimento de Segurança do Ethereum

6.1 O impacto das atualizações técnicas na segurança

6.1.1 Melhorias de segurança para Ethereum 2.0

A atualização do Ethereum 2.0 é um marco importante no desenvolvimento do Ethereum. Suas melhorias de segurança abrangem várias áreas-chave, fornecendo uma garantia sólida para o desenvolvimento robusto do ecossistema Ethereum. A tecnologia de fragmentação é uma inovação central introduzida no Ethereum 2.0, com o objetivo de aprimorar a escalabilidade e o desempenho da rede, ao mesmo tempo em que tem um impacto positivo e de longo alcance na segurança. Na arquitetura tradicional do Ethereum 1.0, todos os nós precisam processar e verificar cada transação, o que não só limita o poder de processamento da rede, mas também aumenta o risco de ataques a nós individuais. A tecnologia de fragmentação divide a rede Ethereum em várias sub-redes paralelas, chamadas fragmentos. Cada fragmento pode processar independentemente uma parte das transações e contratos inteligentes, permitindo o processamento de transações em paralelo. Isso significa que a capacidade da rede é muito aumentada e a velocidade de processamento de transações é significativamente acelerada.

Do ponto de vista da segurança, a tecnologia de fragmentação reduz a carga e a pressão sobre os nós individuais, tornando difícil para os atacantes interromper a operação normal de toda a rede atacando um único nó. Como as transações e os dados estão distribuídos em vários fragmentos, os atacantes precisam atacar simultaneamente vários fragmentos para causar danos substanciais à rede, aumentando significativamente a dificuldade e o custo do ataque. Por exemplo, em uma rede Ethereum composta por vários fragmentos, se um atacante quiser adulterar um registro de transação, ele precisaria controlar nós em vários fragmentos simultaneamente, o que é quase impossível de alcançar na prática, pois cada fragmento tem inúmeros nós participando da verificação, e os nós são independentes uns dos outros, tornando o controle unificado difícil.

A introdução do mecanismo de Prova de Participação (PoS) é outro aspecto importante da melhoria de segurança no Ethereum 2.0. Ao contrário do mecanismo tradicional de Prova de Trabalho (PoW), o mecanismo PoS seleciona validadores com base em fatores como a quantidade de moedas Ether em jogo e o tempo de retenção. Os validadores ganham o direito de validar transações e criar novos blocos apostando uma certa quantidade de moedas Ether. Esse mecanismo tem vantagens significativas na melhoria da segurança. Primeiramente, o mecanismo PoS reduz o consumo de energia porque não requer extensos cálculos de hash como o mecanismo PoW, reduzindo assim o impacto ambiental e os custos de mineração. Isso permite que mais nós participem da rede, aumentando a descentralização da rede. Um nível mais alto de descentralização significa uma rede mais segura porque os atacantes acham difícil controlar um número suficiente de nós para lançar ataques.

Em segundo lugar, o mecanismo de PoS aumenta o custo do comportamento dos atacantes por meio de mecanismos de aposta e penalidade. Sob o mecanismo de PoW, os atacantes só precisam investir recursos de computação para tentar atacar a rede, enquanto sob o mecanismo de PoS, os atacantes precisam apostar uma grande quantidade de Ether. Se o ataque for detectado, o Ether apostado será deduzido, forçando os atacantes a considerar cuidadosamente os riscos e recompensas antes de realizar ataques. Por exemplo, se um atacante tentar um ataque de gasto duplo ou alterar dados da blockchain, uma vez descoberto e confirmado por outros validadores, o Ether apostado será confiscado, resultando em perdas econômicas significativas para o atacante e efetivamente impedindo comportamentos de ataque maliciosos.

Além disso, o Ethereum 2.0 também fez melhorias de segurança em outros aspectos, como otimizando contratos inteligentes. As novas funcionalidades melhoram significativamente a eficiência de execução de contratos inteligentes, permitindo que lidem com lógicas de negócio mais complexas. Há também uma melhoria significativa na segurança, reduzindo vulnerabilidades e riscos potenciais. Por exemplo, ao melhorar o modelo de programação e ambiente de execução de contratos inteligentes, fortalecendo a verificação e revisão do código do contrato, tornando os contratos inteligentes mais robustos e confiáveis diante de vários métodos de ataque.

Conclusão

Para investidores, antes de investir em projetos relacionados ao Ethereum, é essencial realizar uma pesquisa e análise abrangentes e aprofundadas. É importante compreender totalmente os princípios técnicos do projeto, os cenários de aplicação, as perspectivas de mercado e os riscos potenciais, e não depender apenas da publicidade e do hype de mercado do projeto. Preste atenção aos relatórios de auditoria de segurança do projeto para garantir que os contratos inteligentes do projeto tenham passado por escrutínio rigoroso de empresas de auditoria profissional e não contenham vulnerabilidades de segurança importantes. Ao mesmo tempo, diversifique os investimentos para evitar concentrar todos os fundos em um único projeto Ethereum e reduzir os riscos de investimento. Monitore regularmente a dinâmica do mercado Ethereum e o desenvolvimento de projetos, ajuste as estratégias de investimento de maneira oportuna para responder às mudanças de mercado e aos riscos de segurança potenciais.