1. Introducción

1.1 Antecedentes y Significado

Desde su lanzamiento en 2015, Ethereum ha emergido rápidamente como una fuerza central en el campo de las criptomonedas, ocupando una posición clave en el ecosistema blockchain. Ethereum no es solo una criptomoneda, sino que, lo que es más importante, es una plataforma blockchain pública de código abierto con funcionalidad de contratos inteligentes, proporcionando a los desarrolladores un entorno poderoso para construir y desplegar aplicaciones descentralizadas (DApps).

Desde una perspectiva de mercado, la criptomoneda nativa de Ethereum, Ether (ETH), ha sido durante mucho tiempo una de las principales criptomonedas en el mercado, solo superada por Bitcoin, y es uno de los principales activos criptográficos ampliamente observados y negociados por inversores globales. Una gran cantidad de fondos fluye al mercado de Ethereum, donde tanto inversores institucionales como individuales buscan oportunidades de inversión dentro del ecosistema de Ethereum. Sus fluctuaciones de precio tienen un impacto significativo en las tendencias generales del mercado de criptomonedas.

En términos de innovación tecnológica, Ethereum fue pionero en contratos inteligentes, lo que permite a los desarrolladores escribir e implementar código de contrato automatizado en la cadena de bloques. Esta innovación amplía considerablemente los límites de aplicación de la tecnología de la cadena de bloques, yendo más allá de simples transacciones de moneda digital a áreas como finanzas, cadena de suministro, atención médica, juegos y más. Por ejemplo, en el sector de finanzas descentralizadas (DeFi), varias aplicaciones construidas en Ethereum, como préstamos, comercio, seguros, etc., están prosperando, ofreciendo a los usuarios servicios financieros más abiertos, transparentes y eficientes, remodelando el panorama de las finanzas tradicionales. En el sector de tokens no fungibles (NFT), Ethereum también se ha convertido en la plataforma principal para digitalizar activos únicos como piezas de arte digital, coleccionables, etc., impulsando la prosperidad del mercado de activos digitales.

Sin embargo, con el rápido desarrollo y la continua expansión del ecosistema Ethereum, los problemas de seguridad son cada vez más importantes. Los incidentes de seguridad, como las vulnerabilidades de los contratos inteligentes, los ataques a la red, la gestión inadecuada de las claves privadas, etc., ocurren con frecuencia, causando pérdidas significativas a los inversores y desarrolladores. Por ejemplo, en 2016, el infame incidente de The DAO, en el que los hackers explotaron las vulnerabilidades de los contratos inteligentes para robar con éxito más de 50 millones de dólares estadounidenses en Ether, conmocionó a toda la industria de la cadena de bloques. Esto no solo llevó a una bifurcación dura de Ethereum, sino que también desencadenó una profunda reflexión sobre la seguridad de los contratos inteligentes. Abundan incidentes similares, como la vulnerabilidad de firma múltiple de la billetera Parity de 2017 que resultó en pérdidas de alrededor de 150 millones de dólares estadounidenses, así como los continuos ataques a proyectos DeFi en los últimos años, todo lo cual indica los graves desafíos que enfrenta la seguridad de Ethereum.

Por lo tanto, investigar la seguridad de Ethereum es de suma importancia práctica. Para los inversores, comprender a fondo los mecanismos de seguridad de Ethereum y los riesgos potenciales puede ayudarles a tomar decisiones de inversión más sabias, protegiendo efectivamente la seguridad de sus activos. Para los desarrolladores, dominar las tecnologías de seguridad de Ethereum y las mejores prácticas puede mejorar la seguridad de contratos inteligentes y aplicaciones descentralizadas, reducir los riesgos de vulnerabilidades y ataques, y promover el desarrollo saludable del ecosistema de Ethereum. Desde la perspectiva de todo el ecosistema de blockchain, salvaguardar la operación segura y estable de Ethereum ayuda a fortalecer la confianza de las personas en la tecnología blockchain, impulsar la aplicación y popularización de la tecnología blockchain en más campos, y sentar las bases para construir un sistema de economía digital más justo, transparente y eficiente.

2. Visión general de Ethereum

2.1 La Historia del Desarrollo de Ethereum

La historia de desarrollo de Ethereum está llena de innovación y cambio, lo que refleja vívidamente la continua evolución de la tecnología blockchain. Sus orígenes se remontan a 2013, cuando Vitalik Buterin, con solo 19 años en ese momento, publicó el whitepaper de Ethereum, detallando la visión y los conceptos de diseño de Ethereum. Vitalik previó la construcción de una plataforma descentralizada basada en la tecnología blockchain que no solo facilite las transacciones de criptomonedas, sino que también respalde el desarrollo y la operación de varias aplicaciones descentralizadas (DApps). Esta idea innovadora sentó las bases teóricas para el nacimiento de Ethereum.

En enero de 2014, Vitalik promocionó activamente Ethereum en la Conferencia Norteamericana de Bitcoin en Miami, atrayendo a muchos individuos con ideas afines. El equipo fundador de Ethereum se estableció inicialmente, compuesto por Vitalik y otros 7 cofundadores. En el mismo año, uno de los cofundadores, Gavin Wood, propuso el concepto de Web3, enriqueciendo aún más la visión ecológica de Ethereum y enfatizando el control autónomo de los usuarios sobre la identidad digital y los activos. En junio de 2014, Vitalik decidió construir Ethereum como una organización sin fines de lucro, iniciando el establecimiento de la Fundación Ethereum. La fundación tiene como objetivo reunir recursos de todas las partes, promover la construcción de infraestructuras de Ethereum, financiar proyectos de desarrollo y brindar apoyo organizativo para el desarrollo a largo plazo de Ethereum.

El 24 de julio de 2014, Ethereum lanzó un evento de preventa de 42 días, que atrajo la atención generalizada de inversores globales. El gran éxito de la preventa recaudó una gran cantidad de fondos para el proyecto Ethereum, proporcionando una sólida base material para el posterior desarrollo técnico y la construcción de la red. El 30 de julio de 2015, ocurrió un evento importante con el lanzamiento de la red Ethereum Frontier, marcando la operación oficial de la cadena de bloques Ethereum. En esta etapa, Ethereum se centró principalmente en los desarrolladores de blockchain, con participantes de nodos involucrados en la red a través de la minería, y la red admitía la implementación de contratos inteligentes. Aunque la interfaz de usuario inicial era rudimentaria y las operaciones debían ejecutarse a través de la línea de comandos, proporcionaba una plataforma para que los desarrolladores exploraran y practicaran, dando inicio al viaje de desarrollo de Ethereum.

El 14 de marzo de 2016, Ethereum lanzó la segunda etapa de la red Homestead, que fue la primera bifurcación dura de Ethereum y un hito importante en su desarrollo. Esta versión optimizó los contratos inteligentes, introdujo nuevo código para el lenguaje de contrato inteligente Solidity y lanzó la billetera de escritorio Mist, mejorando en gran medida la experiencia del usuario. Esto permitió a los usuarios comunes mantener, comerciar con ETH, escribir, implementar contratos inteligentes y propulsar a Ethereum desde la etapa de desarrollador hacia una base de usuarios más amplia.

El 18 de junio de 2016, Ethereum se enfrentó a un gran desafío cuando el proyecto The DAO en la plataforma fue hackeado. El hacker aprovechó las vulnerabilidades del contrato inteligente y robó con éxito alrededor de 100 millones de dólares estadounidenses en Ether. Este evento conmocionó a toda la industria de la cadena de bloques, lo que generó una amplia atención y discusiones. Con el fin de compensar las pérdidas de los inversores, después de intensas discusiones dentro de la comunidad de Ethereum, la mayoría de los participantes decidieron llevar a cabo una bifurcación dura, modificar las reglas de consenso, recuperar el ETH robado en las billeteras y parchear las vulnerabilidades. Sin embargo, esta bifurcación dura no recibió la aprobación unánime de todos los miembros de la comunidad. Algunos participantes continuaron minando y comerciando en la cadena original, lo que llevó a Ethereum a dividirse en dos cadenas de bloques separadas: ETH y Ethereum Classic (ETC).

En 2017, Ethereum entró en una etapa importante de desarrollo y se comenzó a implementar el plan de actualización de Metropolis. El plan de actualización es rico en contenido y se divide en dos etapas: Bizancio y Constantinopla. En octubre de 2017, la actualización de Bizancio se completó con éxito. Esta actualización permitió la operación Revert, fue compatible con el algoritmo ZK-Snarks (Zero-Knowledge Proof), pospuso la bomba de dificultad por un año y redujo la recompensa por bloque de 5ETH a 3ETH. Estas mejoras mejoraron la seguridad y la eficiencia de la red Ethereum, sentando las bases para el desarrollo posterior. A lo largo de 2017, el mercado de las criptomonedas experimentó un auge en las Ofertas Iniciales de Monedas (ICO), y los proyectos de ICO basados en la plataforma Ethereum surgieron en grandes cantidades. Un gran número de proyectos recaudaron fondos en Ethereum mediante la emisión de tokens. Esta tendencia hizo que el precio de ETH se disparara, alcanzando los 1400 dólares. Ethereum y su ecosistema se abrieron paso con éxito, atrayendo más atención de inversores y desarrolladores de todo el mundo, consolidando aún más su posición en el campo de la cadena de bloques.

El 28 de febrero de 2019, se desencadenó la bifurcación dura de Constantinopla, que incluye un total de 5 actualizaciones de protocolo: EIP 1234, EIP145, EIP 1014, EIP 1052 y EIP 1283. Estos protocolos optimizan las tarifas de gas, reduciendo los costos de transacción de los usuarios; retrasan la ‘bomba de dificultad’, dando a Ethereum más tiempo para hacer la transición a un mecanismo de consenso de Prueba de Participación (PoS); mejoran la eficiencia de la verificación de contratos inteligentes, reducen las recompensas por bloque, introducen un mecanismo de consenso PoW + PoS, mejorando significativamente el rendimiento y la seguridad de Ethereum.

A finales de 2019, Ethereum comenzó su viaje hacia la versión 2.0, que es una transformación integral y profunda destinada a abordar muchos problemas como la escalabilidad, la seguridad y el consumo de energía a los que actualmente se enfrenta Ethereum. Se planea que Ethereum 2.0 se implemente en al menos tres fases: la Fase 0 se lanzó en 2020, centrándose en poner en marcha a los validadores en la Beacon Chain, que es una nueva cadena PoS y un componente fundamental de Ethereum 2.0, sentando las bases para actualizaciones posteriores; la Fase 1 y la Fase 2 se lanzarán en los próximos años, completando las tareas de lanzar cadenas de fragmentos y lanzar la capa de ejecución, mejorando las capacidades de procesamiento de la red de Ethereum a través de la tecnología de fragmentación, logrando una mayor capacidad y tarifas de transacción más bajas, satisfaciendo así las crecientes demandas de las aplicaciones descentralizadas.

En abril de 2021, Ethereum se sometió a la actualización Shanghái, con el objetivo de mejorar la eficiencia de la red, reducir las tarifas de transacción y mejorar aún más la experiencia del usuario. En 2023, el desarrollo de Ethereum continúa avanzando, con planes para más actualizaciones y mejoras en el futuro, como la actualización anticipada de Caary en el cuarto trimestre, que tiene como objetivo optimizar aún más el rendimiento de la red e introducir nuevas funciones para adaptarse a las demandas cambiantes del mercado y las tendencias tecnológicas.

2.2 Arquitectura técnica de Ethereum

La arquitectura técnica de Ethereum es el soporte central para realizar aplicaciones descentralizadas y funciones de contratos inteligentes, integrando una variedad de conceptos tecnológicos avanzados y diseños innovadores, que incluyen principalmente blockchain, contratos inteligentes, Ethereum Virtual Machine (EVM) y mecanismos de consenso, etc., los componentes cooperan entre sí para garantizar conjuntamente el funcionamiento estable y las potentes funciones de la plataforma Ethereum.

Blockchain es la tecnología subyacente de Ethereum, que es un libro de contabilidad distribuido compuesto por una serie de bloques de datos dispuestos en orden cronológico. Cada bloque de datos contiene varios registros de transacciones y el valor hash del bloque anterior. Esta estructura de cadena le da a blockchain las características de inmutabilidad y trazabilidad. En Ethereum, la cadena de bloques no solo registra la información de las transacciones de Ether, sino que también almacena el código y el estado de los contratos inteligentes. Cuando un usuario inicia una transacción, la información de la transacción se transmite a varios nodos de la red Ethereum. Los nodos verifican y confirman la transacción a través de un mecanismo de consenso. Una vez que se confirma la transacción, se empaqueta en un nuevo bloque y se agrega a la cadena de bloques. De esta manera, Ethereum logra el registro y almacenamiento descentralizado de las transacciones, garantizando la seguridad y confiabilidad de los datos.

Los contratos inteligentes son una de las innovaciones fundamentales de Ethereum, que son contratos autoejecutables almacenados en la cadena de bloques, que consisten en código y datos. El código de los contratos inteligentes define las reglas y la lógica del contrato, mientras que los datos contienen el estado y las variables del contrato. Los contratos inteligentes se escriben en lenguajes de programación como Solidity, y los desarrolladores pueden escribir varias lógicas de contrato complejas de acuerdo con necesidades comerciales específicas. Por ejemplo, en aplicaciones de finanzas descentralizadas (DeFi), los contratos inteligentes pueden implementar funciones como préstamos, comercio y seguros; en el campo de los tokens no fungibles (NFT), los contratos inteligentes pueden definir la propiedad y las reglas de transacción de activos digitales. La ejecución de los contratos inteligentes se desencadena automáticamente. Cuando se cumplen las condiciones establecidas en el contrato, el código del contrato se ejecutará automáticamente en la máquina virtual de Ethereum, sin necesidad de intervención de terceros, logrando así la automatización y la confianza de las transacciones.

La Máquina Virtual Ethereum (EVM) es el entorno de ejecución para contratos inteligentes. Es una máquina virtual basada en pila que proporciona un espacio de ejecución aislado y seguro para los contratos inteligentes. La EVM se puede entender como software que se ejecuta en un nodo de Ethereum, capaz de interpretar y ejecutar el bytecode del contrato inteligente. Cada nodo de Ethereum contiene una EVM, y cuando se despliega un contrato inteligente en la cadena de bloques, su bytecode se almacena en la cadena de bloques. Cuando se llama al contrato, la EVM lee el bytecode del contrato de la cadena de bloques y ejecuta el código del contrato en orden de instrucciones. El diseño de la EVM permite que los contratos inteligentes se ejecuten de la misma manera en diferentes nodos de Ethereum, asegurando la consistencia y confiabilidad de la ejecución del contrato. Además, la EVM proporciona una serie de mecanismos de seguridad como gestión de memoria y control de permisos para evitar ataques maliciosos y abuso de recursos entre contratos inteligentes.

El mecanismo de consenso es una tecnología clave para garantizar la coherencia de los datos entre los nodos de la red Ethereum. En el desarrollo de Ethereum se han adoptado diferentes mecanismos de consenso. En los primeros días, Ethereum utilizaba el mecanismo de consenso Proof of Work (PoW), bajo el cual los mineros compiten para resolver problemas matemáticos complejos para competir por el derecho a crear nuevos bloques. Solo los mineros que resuelven con éxito el problema matemático pueden agregar un nuevo bloque a la cadena de bloques y recibir las recompensas de Ether correspondientes. La ventaja del mecanismo PoW es su alta seguridad y descentralización, ya que los atacantes necesitan una cantidad significativa de recursos informáticos para atacar la red. Sin embargo, el mecanismo PoW también tiene algunos inconvenientes obvios, como el alto consumo de energía y la lenta velocidad de procesamiento de transacciones. Para abordar estos problemas, Ethereum está haciendo una transición gradual al mecanismo de consenso Proof of Stake (PoS). En el mecanismo PoS, los validadores apuestan una cierta cantidad de Ether para obtener el derecho a validar transacciones y crear nuevos bloques. El sistema selecciona a los validadores en función de factores como la cantidad de Ether apostado y el tiempo de retención. En comparación con el mecanismo PoW, el mecanismo PoS tiene un menor consumo de energía, una mayor eficiencia en el procesamiento de transacciones, al tiempo que mantiene una alta seguridad y descentralización.

Además de los componentes principales anteriores, Ethereum también incluye algunos otros módulos técnicos importantes, como la red P2P, la gestión de cuentas y claves, el mecanismo de gas, etc. La red P2P se utiliza para realizar la comunicación y la transmisión de datos entre los nodos de Ethereum, lo que garantiza el intercambio oportuno de información de transacciones y datos de bloques entre nodos. La administración de cuentas y claves es responsable de administrar la información de la cuenta de usuario y las claves privadas, lo que garantiza la seguridad de los activos del usuario. El mecanismo Gas es un mecanismo de tarifas diseñado por Ethereum para evitar el abuso y el desperdicio de contratos inteligentes. Los usuarios deben pagar una cierta cantidad de gas cuando ejecutan contratos inteligentes o realizan transacciones, y el precio y el consumo de gas dependen de la complejidad de la operación.

3. Estado de Seguridad de Ethereum

3.1 Criptografía Básica Protección

La seguridad de Ethereum depende en gran medida de su sólida base criptográfica, que incluye principalmente tecnologías clave como la Criptografía de Curva Elíptica (ECC) y funciones hash, que proporcionan garantías de seguridad fundamentales para las cuentas y transacciones de Ethereum.

La criptografía de curva elíptica es una parte importante del sistema criptográfico de Ethereum, que se basa en el problema del logaritmo discreto de la curva elíptica, con alta seguridad y eficiencia. En Ethereum, la criptografía de curva elíptica se utiliza principalmente para generar pares de claves públicas y privadas de cuenta. La clave privada del usuario es un número generado aleatoriamente de 256 bits, que, a través de la operación de multiplicación de curva elíptica con un punto generador fijo, deriva la clave pública correspondiente. La clave pública es un punto en la curva elíptica representado por un par de coordenadas (x, y). Este método de cifrado basado en curvas elípticas hace que sea virtualmente imposible derivar la clave privada a partir de la clave pública, asegurando la seguridad de las cuentas de usuario. Por ejemplo, cuando un usuario inicia una transacción en Ethereum, la información de la transacción se firma con la clave privada, y el destinatario puede verificar la autenticidad de la firma utilizando la clave pública del remitente, asegurando que la transacción fue iniciada realmente por el usuario que posee la clave privada correspondiente y que el contenido de la transacción no ha sido manipulado durante la transmisión.

Las funciones hash también juegan un papel crucial en Ethereum, con Ethereum utilizando principalmente la función hash Keccak-256. Las funciones hash poseen características como determinismo, unidireccionalidad y resistencia a colisiones. En Ethereum, las funciones hash se aplican ampliamente en varios aspectos. En primer lugar, en la estructura de bloques de la cadena de bloques, cada bloque contiene el valor hash del bloque anterior. A través de esta estructura de cadena, se garantiza la inmutabilidad y trazabilidad de la cadena de bloques. Una vez que se manipula el contenido de un bloque, su valor hash cambia, lo que causa inconsistencias en los valores hash referenciados por los bloques posteriores, comprometiendo así la consistencia de toda la cadena de bloques y haciendo que la manipulación sea fácilmente detectable. En segundo lugar, las funciones hash se utilizan para calcular el valor hash de las transacciones, con cada transacción teniendo un valor hash único para su identificación. En los contratos inteligentes, las funciones hash también se utilizan para verificar la integridad y consistencia del código del contrato, asegurando que el contrato no haya sido alterado maliciosamente durante el despliegue y la ejecución.

Además, Ethereum también utiliza funciones hash para generar direcciones de cuenta. La dirección de la cuenta de Ethereum se calcula a partir de la clave pública a través de la función hash Keccak-256. El proceso específico es primero hashear la clave pública y luego tomar los últimos 20 bytes del valor hash como la dirección de la cuenta. Este método hace que la dirección de la cuenta sea única e inalterable, lo que permite a los usuarios recibir Ether y realizar transacciones a través de la dirección de la cuenta sin preocuparse por los riesgos de seguridad de la manipulación o falsificación de direcciones.

En conclusión, el cifrado de curva elíptica y las tecnologías criptográficas como las funciones hash se complementan entre sí, formando la piedra angular del sistema de seguridad de Ethereum. Juegan un papel crucial en garantizar la seguridad de las cuentas de Ethereum, la seguridad de las transacciones, así como la integridad e inmutabilidad de los datos de la cadena de bloques, lo que permite que Ethereum funcione de manera segura y confiable en un entorno descentralizado, brindando a los usuarios un alto nivel de garantía de confianza.

3.2 Consideraciones de seguridad para el mecanismo de consenso

3.2.1 Características de seguridad del mecanismo de PoW

El mecanismo de Prueba de Trabajo (PoW) es el mecanismo de consenso adoptado por Ethereum en sus primeros días, el cual tiene características y principios únicos para garantizar la seguridad de la red de Ethereum.

El principio fundamental del mecanismo de Prueba de Trabajo (PoW) es permitir que los mineros compitan para resolver problemas matemáticos complejos con el fin de competir por el derecho de crear nuevos bloques. En la red de Ethereum, cada nodo puede participar en la minería como minero. Cuando ocurren nuevas transacciones, estas transacciones se empaquetan en un bloque candidato, y los mineros necesitan realizar cálculos de hash en este bloque candidato. El objetivo del cálculo de hash es encontrar un valor de hash que cumpla con requisitos de dificultad específicos, los cuales son ajustados dinámicamente por la red de Ethereum para garantizar la producción promedio de un nuevo bloque cada 15 segundos aproximadamente. Para encontrar el valor de hash requerido, los mineros necesitan probar continuamente diferentes números aleatorios y realizar cálculos de hash junto con otros datos en el bloque candidato hasta obtener un valor de hash que cumpla con los requisitos de dificultad. Este proceso requiere una cantidad significativa de recursos informáticos y energía, ya que el cálculo de hash es un proceso completamente aleatorio sin atajos, solo intentos continuos para encontrar la respuesta.

Sin embargo, el mecanismo PoW también tiene algunas desventajas, la más evidente de las cuales es el gran consumo de energía. Dado que la minería requiere una gran cantidad de recursos informáticos y energía, esto no solo ejerce cierta presión sobre el medio ambiente, sino que también hace que los costos de minería sean altos, limitando la participación de más nodos. Además, la velocidad de procesamiento de transacciones del mecanismo PoW es relativamente lenta. Con el continuo aumento del volumen de transacciones en la red de Ethereum, los problemas de congestión de red se vuelven más graves, los tiempos de confirmación de transacciones se alargan, afectando la experiencia del usuario. Estos problemas han llevado a Ethereum a hacer una transición gradual hacia el mecanismo de Prueba de Participación (PoS).

3.2.2 Ventajas y desafíos de seguridad del mecanismo PoS

El mecanismo Proof of Stake (PoS) es un nuevo mecanismo de consenso introducido gradualmente por Ethereum para resolver muchos problemas del mecanismo Proof of Work (PoW). Tiene principios y ventajas únicos para mejorar la seguridad y la estabilidad, pero también se enfrenta a algunos riesgos potenciales de ataque.

El principio básico del mecanismo PoS es seleccionar validadores en función de la participación de los nodos (es decir, la cantidad de Ether apostada), en lugar de competir por el derecho a mantener cuentas a través de la potencia computacional como en el mecanismo PoW. Bajo el mecanismo PoS, los usuarios pueden apostar su Ether en la red Ethereum para convertirse en validadores. El sistema calculará el peso de la apuesta de cada validador en función de factores como la cantidad de Ether apostado y el tiempo de retención. Cuanto mayor sea el peso de participación de un validador, mayor será la probabilidad de ser seleccionado para crear nuevos bloques y validar transacciones. Cuando se selecciona un validador para crear un nuevo bloque, debe verificar las transacciones y empaquetar las transacciones verificadas en un nuevo bloque agregado a la cadena de bloques. Si el validador trabaja honestamente, verifica y empaqueta las transacciones correctamente, recibirá una cierta cantidad de Ether como recompensa; si el validador se comporta de forma maliciosa, como verificar intencionadamente transacciones incorrectas o intentar manipular la cadena de bloques, su Ether apostado se deducirá como penalización.

Además, el mecanismo PoS se enfrenta a otros desafíos, como la cuestión de la centralización de las estacas. Si unos pocos nodos tienen una gran cantidad de Ether y la apuestan, pueden tener una influencia significativa en la red, reduciendo así la descentralización de la red. Para abordar este problema, la comunidad de Ethereum está constantemente explorando e investigando, proponiendo algunas soluciones de mejora, como la introducción de la tecnología de fragmentación, dividiendo la cadena de bloques en múltiples fragmentos, cada uno validado por diferentes validadores, reduciendo así la influencia de un solo nodo en toda la red.

3.3 Estado de seguridad de contratos inteligentes

3.3.1 Análisis de Vulnerabilidades de Seguridad en Contratos Inteligentes

Los contratos inteligentes, como una de las aplicaciones principales de Ethereum, afectan directamente la estabilidad del ecosistema de Ethereum y la seguridad de los activos de los usuarios. Sin embargo, debido a la complejidad de los contratos inteligentes, la dificultad de la escritura de código y la novedad relativa de la tecnología blockchain, los contratos inteligentes han expuesto muchas vulnerabilidades de seguridad en aplicaciones prácticas, algunas de las cuales han dado lugar a graves incidentes de seguridad y pérdidas económicas significativas. El incidente de DAO es uno de los incidentes de seguridad de contratos inteligentes más famosos en la historia de Ethereum, y ha tenido un impacto profundo en el desarrollo de Ethereum.

El DAO es una organización autónoma descentralizada (DAO) basada en Ethereum, que recauda y gestiona fondos a través de contratos inteligentes. Los usuarios pueden invertir Ether en el contrato de The DAO y recibir tokens DAO correspondientes, que representan los intereses del usuario en The DAO. La intención original del diseño del contrato inteligente de The DAO es permitir a los usuarios decidir sobre la dirección de la inversión de fondos a través de votaciones, logrando capital de riesgo descentralizado. Sin embargo, el 17 de junio de 2016, un hacker descubrió una grave vulnerabilidad en el contrato inteligente de The DAO. Explotando esta vulnerabilidad, el hacker robó con éxito alrededor de 3.6 millones de Ether del contrato de The DAO, que en ese momento valía más de 50 millones de USD.

El principio de un ataque de hacker explota principalmente la vulnerabilidad de reentrancia en contratos inteligentes. En el contrato inteligente de The DAO, cuando un usuario solicita retirar fondos, el contrato primero envía los fondos al usuario, luego actualiza el saldo del usuario. El hacker crea un contrato malicioso, utilizando el mecanismo de devolución de llamada en el contrato. Durante el intervalo entre el envío de fondos del contrato al usuario y la actualización del saldo, el hacker vuelve a llamar a la función de retiro, logrando el propósito de múltiples retiros de fondos. Específicamente, el contrato malicioso creado por el hacker contiene una función de devolución de llamada. Cuando el contrato de The DAO envía fondos al contrato malicioso, activa esta función de devolución de llamada, que llama inmediatamente a la función de retiro del contrato de The DAO nuevamente. Dado que el contrato de The DAO no ha actualizado el saldo del usuario en este punto, enviará fondos al contrato malicioso nuevamente. Este ciclo continúa, lo que permite al hacker retirar infinitamente fondos del contrato de The DAO.

La ocurrencia del incidente de The DAO no solo trajo enormes pérdidas económicas a los inversores, sino que también desencadenó una profunda reflexión dentro de la comunidad de Ethereum sobre la seguridad de los contratos inteligentes. Este incidente expuso muchos problemas en el proceso de diseño y codificación de los contratos inteligentes, como lagunas lógicas en el código, consideración insuficiente de los riesgos para las llamadas externas y falta de auditorías de seguridad rigurosas. Con el fin de recuperar las pérdidas de los inversores, después de intensas discusiones, la comunidad de Ethereum finalmente decidió llevar a cabo un hard fork para recuperar el Ether robado de los hackers y corregir las vulnerabilidades en los contratos inteligentes. Sin embargo, este hard fork también causó una división en la comunidad de Ethereum, con algunas personas que creían que el hard fork violaba el principio de inmutabilidad de la cadena de bloques. Optaron por quedarse en la cadena original, formando así Ethereum Classic (ETC).

Además del incidente de The DAO, ha habido muchos otros incidentes de seguridad de contratos inteligentes, como la vulnerabilidad de firma múltiple de la billetera Parity en 2017, que provocó una pérdida de alrededor de $150 millones. En el incidente de la billetera Parity, debido a una función en el contrato de firma múltiple que se configuró incorrectamente como llamable públicamente, los hackers aprovecharon esta vulnerabilidad para transferir fondos de la billetera Parity a su propia cuenta. Estos incidentes de seguridad demuestran que los problemas de seguridad de los contratos inteligentes no pueden ser ignorados, ya que incluso una pequeña vulnerabilidad puede ser explotada por los hackers, lo que conduce a pérdidas económicas significativas y una crisis de confianza.

3.3.2 Auditoría de Seguridad y Verificación para Contratos Inteligentes

Para abordar los problemas de seguridad cada vez más graves de los contratos inteligentes y garantizar la estabilidad del ecosistema de Ethereum y la seguridad de los activos de los usuarios, la auditoría de seguridad y la verificación de los contratos inteligentes se han vuelto cruciales. Las herramientas de verificación formal y las firmas de auditoría externas desempeñan un papel indispensable en este proceso.

Las herramientas de verificación formal son un tipo de tecnología de verificación de contratos inteligentes basada en métodos matemáticos. Convierte el código de los contratos inteligentes en modelos matemáticos y luego utiliza un razonamiento matemático riguroso y pruebas para verificar si los contratos cumplen con propiedades de seguridad específicas y requisitos funcionales. La idea principal de la verificación formal es utilizar lenguajes formales para describir el comportamiento y las propiedades de los contratos inteligentes. Al analizar y razonar precisamente sobre estas descripciones, se asegura la corrección y seguridad de los contratos en diversos escenarios. Por ejemplo, mediante el uso de demostradores de teoremas, verificadores de modelos y otras herramientas para analizar el código de los contratos inteligentes, se comprueba problemas de seguridad comunes como errores de reentrancia, desbordamientos de enteros y control de permisos inadecuado. La ventaja de la verificación formal es su capacidad para proporcionar alta precisión y confiabilidad, detectando posibles vulnerabilidades y errores lógicos que los métodos de prueba tradicionales pueden pasar por alto. Sin embargo, la verificación formal también tiene ciertas limitaciones. Requiere una alta experiencia técnica, conocimientos especializados y habilidades para su uso. El proceso de verificación suele ser complejo y lleva tiempo. Para proyectos de contratos inteligentes a gran escala, puede requerir recursos computacionales y tiempo significativos.

Las empresas de auditoría de terceros también desempeñan un papel importante a la hora de garantizar la seguridad de los contratos inteligentes. Estas firmas de auditoría profesionales tienen una rica experiencia y equipos de seguridad profesionales, capaces de realizar auditorías exhaustivas y profundas de contratos inteligentes. Por lo general, utilizan una variedad de métodos y herramientas, combinando la revisión manual y el análisis automatizado para realizar comprobaciones detalladas del código de los contratos inteligentes. Durante el proceso de auditoría, los auditores examinan cuidadosamente la lógica, la funcionalidad, los mecanismos de seguridad y otros aspectos de los contratos inteligentes para identificar posibles vulnerabilidades y riesgos. Por ejemplo, comprueban si los controles de permisos del contrato son razonables, si hay acceso no autorizado; si existen riesgos de desbordamiento o subdesbordamiento de enteros en las operaciones matemáticas dentro del contrato; si el manejo de llamadas externas en el contrato es seguro y si existen vulnerabilidades a ataques de reentrada, etc. Las firmas de auditoría de terceros también proporcionan informes detallados y recomendaciones basadas en los resultados de la auditoría, lo que ayuda a los desarrolladores a identificar y solucionar oportunamente los problemas de seguridad en los contratos inteligentes. Algunas firmas de auditoría de terceros conocidas, como OpenZeppelin, ConsenSys Diligence, etc., tienen una gran reputación e influencia en la industria de la cadena de bloques, y sus servicios de auditoría han sido reconocidos y adoptados por numerosos proyectos.

Además de las herramientas de verificación formal y las firmas de auditoría de terceros, los desarrolladores de contratos inteligentes también deben tomar una serie de medidas de seguridad para mejorar la seguridad de los contratos. En primer lugar, los desarrolladores deben seguir estándares de codificación segura y escribir código seguro y de alta calidad. Por ejemplo, evitar el uso de funciones y operaciones inseguras, diseñar la lógica y estructura del contrato de manera razonable y garantizar la legibilidad y mantenibilidad del código. En segundo lugar, los desarrolladores deben realizar pruebas exhaustivas, incluidas pruebas unitarias, pruebas de integración, pruebas de fuzz, etc., para descubrir y solucionar posibles vulnerabilidades a través de varios métodos de prueba. Además, los desarrolladores pueden consultar algunas plantillas y bibliotecas maduras de contratos inteligentes, que suelen pasar por rigurosas revisiones de seguridad y pruebas, proporcionando un cierto nivel de garantía de seguridad.

En conclusión, la auditoría de seguridad y verificación de contratos inteligentes es una tarea integral que requiere herramientas de verificación formal, instituciones de auditoría de terceros y los esfuerzos conjuntos de los desarrolladores. Al combinar diversos medios, es posible mejorar eficazmente la seguridad de los contratos inteligentes, reducir los riesgos de seguridad y garantizar el desarrollo saludable del ecosistema de Ethereum.

4. Amenazas a la seguridad de ETH

4.1 Amenaza de Ataque Externo

4.1.1 Métodos y Casos de Ataque de Hackers

Como plataforma importante en el campo de la cadena de bloques, Ethereum ha atraído la atención de muchos piratas informáticos que utilizan varios métodos de ataque sofisticados para buscar ganancias, lo que conlleva importantes riesgos de seguridad para el ecosistema de Ethereum. El ataque de reentrada es una técnica de hackeo común y altamente destructiva basada en vulnerabilidades en el mecanismo de ejecución de los contratos inteligentes. En los contratos inteligentes de Ethereum, cuando un contrato llama a una función externa, el flujo de ejecución se desplaza temporalmente a la función externa y luego vuelve al contrato original una vez finalizado. Los ataques de reentrada explotan esta característica en la que los atacantes crean cuidadosamente código malicioso para volver a llamar a funciones relevantes del contrato durante el intervalo entre llamar a una función externa y completar las actualizaciones de estado, lo que permite múltiples repeticiones de ciertas operaciones para robar fondos o interrumpir el funcionamiento normal del contrato.

4.1.2 Riesgos de Malware y Phishing

El malware y el phishing son otra importante amenaza de seguridad a la que se enfrentan los usuarios de Ethereum, que roban de manera inteligente las claves privadas de los usuarios y otra información importante, lo que supone graves riesgos para la seguridad de los activos de los usuarios. El malware es un tipo de software diseñado específicamente para robar información de los usuarios, interrumpir sistemas o llevar a cabo otras actividades maliciosas. En el ecosistema de Ethereum, el malware a menudo se disfraza de software o aplicaciones legítimas, atrayendo a los usuarios a descargarlo e instalarlo. Una vez instalado, el malware se ejecuta en el dispositivo del usuario, registrando silenciosamente las pulsaciones de teclas, tomando capturas de pantalla, monitoreando las comunicaciones de red e intentando obtener la clave privada de Ethereum del usuario.

Los ataques de malware y phishing representan una seria amenaza para la seguridad de los activos de los usuarios de Ethereum. Para prevenir estos ataques, los usuarios deben mantenerse vigilantes y mejorar su conciencia de seguridad. Los usuarios solo deben descargar software y aplicaciones relacionados con Ethereum de fuentes oficiales y de confianza, evitando descargar e instalar software de fuentes desconocidas. Al usar una billetera de Ethereum, asegúrese de la seguridad del dispositivo, instale un software antivirus confiable y firewalls, y actualice regularmente los parches de seguridad del sistema y del software. Al mismo tiempo, los usuarios deben aprender a identificar los ataques de phishing, no hacer clic fácilmente en enlaces de fuentes desconocidas y evitar ingresar información personal sensible en sitios web no confiables. Si recibe correos electrónicos o mensajes sospechosos, verifique rápidamente con las instituciones relevantes para asegurar la autenticidad de la información.

4.2 Riesgos del mecanismo interno

4.2.1 Diseño de Fallas en Contratos Inteligentes

Los contratos inteligentes, como componente central de Ethereum, afectan directamente la estabilidad del ecosistema de Ethereum y la seguridad de los activos de los usuarios. Sin embargo, debido a la complejidad de los contratos inteligentes y diversos factores en el proceso de desarrollo, pueden existir varios defectos en el diseño de los contratos inteligentes que los hackers podrían aprovechar, lo que conllevaría graves problemas de seguridad. Los errores lógicos son uno de los problemas comunes en el diseño de contratos inteligentes. Durante el proceso de desarrollo de los contratos inteligentes, los desarrolladores necesitan escribir lógica de código compleja de acuerdo con requisitos comerciales específicos para implementar varias funciones del contrato. Sin embargo, debido a errores humanos o a una comprensión insuficiente de la lógica comercial, pueden producirse errores lógicos en el código del contrato. Estos errores lógicos pueden manifestarse como juicios condicionales incorrectos, controles de bucle inadecuados o diseños no razonables de máquinas de estado.

4.2.2 Los riesgos potenciales de los mecanismos de consenso

Ethereum se está trasladando gradualmente del mecanismo de consenso de Prueba de Trabajo (PoW) al mecanismo de consenso de Prueba de Participación (PoS). Aunque se ha logrado un progreso significativo en la mejora de la eficiencia y la reducción del consumo de energía, el mecanismo PoS también conlleva algunos riesgos potenciales, que representan ciertas amenazas para la seguridad y la descentralización de la red de Ethereum. Bajo el mecanismo PoS, los validadores apuestan una cierta cantidad de Ether para obtener el derecho de validar transacciones y crear nuevos bloques. El sistema selecciona a los validadores en función de factores como la cantidad de Ether apostado y el tiempo de tenencia. Este mecanismo afecta significativamente la distribución de las apuestas en la seguridad y descentralización de la red. Si una gran cantidad de apuestas se concentra en manos de unos pocos validadores, pueden surgir problemas de centralización.

La centralización del capital puede llevar a una disminución de la descentralización de la red, ya que unos pocos validadores tienen una influencia significativa y pueden dominar las decisiones y operaciones de la red. Esto contradice el concepto de descentralización perseguido por Ethereum y puede generar preocupaciones sobre la equidad y seguridad de la red entre los usuarios. La centralización del capital también aumenta el riesgo de ataques a la red. Si un atacante puede controlar una gran cantidad de capital, puede lanzar ataques como el doble gasto o manipulación de los datos de la cadena de bloques. Aunque en el mecanismo de Prueba de Participación, los atacantes necesitan apostar una gran cantidad de Ether, aumentando el costo del ataque, una vez exitoso, las recompensas que podrían obtener podrían ser sustanciales, lo que aún podría atraer a algunos delincuentes a intentar ataques.

Además del problema de la centralización de la equidad, el mecanismo de PoS también enfrenta el ‘Problema de Nada en Juego’. Bajo el mecanismo de PoS, las ganancias de los validadores provienen principalmente de apostar Ether y verificar las tarifas de transacción, sin un interés directo en la seguridad y estabilidad de la red. Esto puede llevar a los validadores a validar simultáneamente en múltiples bifurcaciones cuando se enfrentan a diferentes bifurcaciones de blockchain, por interés propio, ya que no incurrirán en pérdidas independientemente de qué bifurcación se convierta en la cadena principal, e incluso pueden recibir más recompensas. Este comportamiento puede llevar a múltiples bifurcaciones en la cadena de bloques, perturbando su consistencia y estabilidad, impactando severamente la operación normal de la red.

Para abordar estos riesgos potenciales, la comunidad de Ethereum está explorando y investigando constantemente medidas de mejora. Por ejemplo, introducir la tecnología shard, dividiendo el blockchain en múltiples shards, cada uno validado por diferentes validadores, para reducir la influencia de un solo validador en toda la red y mitigar el riesgo de centralización; adoptar mecanismos de penalización más estrictos para sancionar severamente a los validadores que validan en múltiples bifurcaciones simultáneamente para reducir la ocurrencia del problema de ‘nada en juego’. Además, se necesita un perfeccionamiento adicional del diseño del mecanismo PoS, optimizando la distribución de participaciones y los algoritmos de selección de validadores para mejorar la seguridad de la red y la descentralización.

5. Medidas de seguridad de Ethereum

5.1 Medidas técnicas de protección

5.1.1 Fortalecimiento de los algoritmos de cifrado

Ethereum siempre ha considerado la mejora de los algoritmos criptográficos como una medida clave para mejorar la seguridad, explorando e innovando continuamente en el campo de la criptografía para hacer frente a amenazas de seguridad cada vez más complejas. Con el rápido desarrollo de la tecnología blockchain y la continua expansión de los escenarios de aplicación, los algoritmos criptográficos tradicionales enfrentan cada vez más desafíos, como la amenaza potencial de la tecnología de computación cuántica. Los ordenadores cuánticos tienen capacidades de cálculo poderosas y teóricamente pueden descifrar los algoritmos de cifrado existentes basados en problemas matemáticos, lo que representa un riesgo potencial para la seguridad de Ethereum. Ante este desafío, Ethereum está investigando y explorando activamente la Criptografía Pos-Cuántica (PQC). La Criptografía Pos-Cuántica tiene como objetivo desarrollar nuevos algoritmos de cifrado que puedan resistir ataques de los ordenadores cuánticos. Estos algoritmos se basan en diferentes principios matemáticos, como la criptografía basada en retículos, la criptografía basada en hash, la criptografía multivariante, etc., y pueden mantener la seguridad en un entorno de computación cuántica. Los investigadores y desarrolladores en la comunidad de Ethereum están monitoreando de cerca el desarrollo de la criptografía pos-cuántica, evaluando su aplicabilidad y viabilidad en Ethereum, y preparándose para posibles actualizaciones de algoritmos en el futuro.

En términos de funciones hash, Ethereum también está optimizando continuamente. Las funciones hash son un componente clave de la tecnología blockchain, utilizadas para garantizar la integridad de los datos y la resistencia a la manipulación. Actualmente, Ethereum principalmente utiliza la función hash Keccak-256, que tiene buena seguridad y rendimiento. Sin embargo, a medida que avanza la tecnología, los requisitos de seguridad para las funciones hash también están aumentando constantemente. El equipo de investigación de Ethereum continúa realizando un análisis y mejora exhaustivos de Keccak-256 para garantizar su seguridad estable frente a varios métodos de ataque. Al mismo tiempo, también prestan atención a los nuevos resultados de investigación sobre funciones hash, explorando si existen mejores funciones hash que se puedan aplicar a Ethereum para mejorar aún más la seguridad y eficiencia de la cadena de bloques.

Además, Ethereum también se centra en los detalles de implementación de algoritmos de cifrado y en la reparación de vulnerabilidades de seguridad. En aplicaciones prácticas, incluso si los algoritmos de cifrado tienen un buen rendimiento de seguridad, si existen vulnerabilidades en el proceso de implementación, los atacantes podrían aprovecharlas. Los desarrolladores de Ethereum siguen estrictos estándares de codificación de seguridad, realizan revisiones meticulosas y pruebas del código de implementación de los algoritmos de cifrado para garantizar la corrección y la seguridad del código. Una vez que se descubren vulnerabilidades de seguridad en la implementación de los algoritmos de cifrado, la comunidad de Ethereum responderá de manera oportuna, publicará parches de seguridad de forma oportuna, corregirá las vulnerabilidades y garantizará el funcionamiento seguro de la red Ethereum.

5.1.2 Diseño de Seguridad y Revisión de Contratos Inteligentes

El diseño seguro y la revisión de los contratos inteligentes son eslabones fundamentales para garantizar la seguridad del ecosistema de Ethereum, directamente relacionados con la seguridad de los activos de los usuarios y la estabilidad de todo el ecosistema. En el proceso de desarrollo de contratos inteligentes, es esencial seguir estrictos estándares de seguridad. Los desarrolladores deben adherirse a los principios de programación concisa y clara, evitar escribir lógica de código excesivamente compleja, ya que el código complejo a menudo es más propenso a ocultar vulnerabilidades y difícil de auditar y probar de manera efectiva. Por ejemplo, al tratar con lógica empresarial compleja, los desarrolladores deben descomponerla en múltiples funciones y módulos simples, centrándose en la implementación de una sola función. Esto no solo facilita el mantenimiento y la depuración del código, sino que también ayuda a reducir los riesgos de seguridad.

Introducir un mecanismo de control de permisos efectivo es un aspecto clave del diseño seguro de contratos inteligentes. Al establecer modificadores de acceso como público, privado e interno de manera apropiada, se puede controlar con precisión el acceso de diferentes usuarios a funciones y datos en el contrato. Solo los usuarios autorizados pueden realizar operaciones específicas, evitando así el acceso no autorizado y las operaciones maliciosas. Por ejemplo, en un contrato inteligente que involucra la gestión de fondos, solo el propietario del contrato o los administradores autorizados pueden retirar fondos y modificar parámetros importantes, mientras que los usuarios regulares solo pueden realizar operaciones de consulta, protegiendo efectivamente la seguridad de los fondos.

La validación estricta de datos y la validación de la entrada también son aspectos importantes del diseño seguro de contratos inteligentes. Para los datos de entrada proporcionados por los usuarios, los contratos inteligentes deben someterse a una validación exhaustiva para garantizar que cumpla con el formato y los requisitos esperados. Esto incluye comprobaciones de tipos de datos, longitudes, rangos y manejo de casos especiales como valores nulos, valores cero y valores excepcionales. A través de una validación de datos efectiva, se puede evitar que los atacantes exploten vulnerabilidades en contratos inteligentes utilizando entradas maliciosas, como desbordamiento de enteros, ataques de desbordamiento de búfer. Por ejemplo, al procesar la cantidad de entrada del usuario, los contratos inteligentes deben verificar si la entrada es un número entero positivo y no excede el valor máximo preestablecido para evitar pérdidas financieras debido a errores de entrada o entradas maliciosas.

Las auditorías de seguridad regulares de los contratos inteligentes son un medio importante para identificar y corregir posibles vulnerabilidades. Las auditorías de seguridad se pueden realizar utilizando varios métodos, incluido el análisis de código estático, la ejecución simbólica dinámica y la verificación formal. El análisis de código estático implica verificar la sintaxis, estructura y semántica del código para identificar posibles vulnerabilidades de seguridad, como variables no inicializadas, bucles infinitos y otros problemas. La ejecución simbólica dinámica implica ejecutar el código del contrato inteligente y probar el código en diversas condiciones para descubrir posibles vulnerabilidades, como ataques de reentrada y control de permisos inadecuado. La verificación formal es una técnica de verificación basada en métodos matemáticos, que implica convertir el código del contrato inteligente en modelos matemáticos y luego utilizar un razonamiento y pruebas matemáticos rigurosos para verificar si el contrato satisface propiedades de seguridad específicas y requisitos funcionales. Puede proporcionar un alto nivel de precisión y confiabilidad, pero requiere un alto nivel de competencia técnica y el proceso de verificación suele ser complejo y que consume mucho tiempo.

Además de los métodos mencionados anteriormente, la revisión de seguridad de contratos inteligentes también puede ser asistida por firmas de auditoría profesionales de terceros. Estas firmas tienen una amplia experiencia y equipos de seguridad profesionales, capaces de realizar auditorías completas y en profundidad de contratos inteligentes. Combinarán la revisión manual y herramientas de análisis automatizado para realizar inspecciones detalladas del código de los contratos inteligentes, identificar posibles vulnerabilidades y riesgos, y proporcionar informes de auditoría detallados y recomendaciones de mejora. Algunas firmas de auditoría de terceros conocidas, como OpenZeppelin, ConsenSys Diligence, tienen una alta reputación e influencia en la industria blockchain, y muchos proyectos de Ethereum eligen estas firmas para auditorías de seguridad antes de desplegar contratos inteligentes para garantizar la seguridad de los contratos.

5.2 Recomendaciones de seguridad a nivel de usuario

5.2.1 Selección y Uso de Seguridad de la Cartera

En el ecosistema de Ethereum, las carteras son herramientas importantes para que los usuarios almacenen y administren activos de Ether, y la seguridad de la selección y el uso de la cartera está directamente relacionada con la seguridad de los activos del usuario. Las carteras de Ethereum se dividen principalmente en carteras calientes y carteras frías, cada una con sus propias características en cuanto a seguridad y conveniencia. Los usuarios deben tomar decisiones razonables basadas en sus propias necesidades y tolerancia al riesgo.

Una billetera caliente es una billetera en línea que requiere conexión a internet para su uso. Sus ventajas incluyen la conveniencia y la capacidad para que los usuarios realicen transacciones en cualquier momento y lugar. Las billeteras calientes comunes incluyen MetaMask, MyEtherWallet, etc., que suelen estar en forma de complementos de navegador o aplicaciones móviles. Los usuarios pueden acceder y gestionar directamente sus cuentas de Ethereum en navegadores o en teléfonos móviles. La seguridad de una billetera caliente depende principalmente de la seguridad del dispositivo y de los hábitos de operación del usuario. Para garantizar la seguridad de una billetera caliente, los usuarios deben descargar aplicaciones de billetera desde fuentes oficiales y de confianza, evitar descargar desde sitios web o fuentes no confiables para evitar software malicioso o billeteras de phishing. Al utilizar una billetera caliente, los usuarios deben proteger sus dispositivos, instalar software antivirus confiable y firewalls, actualizar regularmente los parches de seguridad del sistema y del software para evitar ataques de piratería. Además, es crucial establecer una contraseña sólida que incluya letras mayúsculas y minúsculas, números y caracteres especiales, tenga al menos 8 caracteres de longitud y evite el uso de contraseñas fáciles de adivinar como cumpleaños o números de teléfono. Además, para mejorar la seguridad de la cuenta, se recomienda habilitar la autenticación de dos factores, como códigos de verificación por SMS, Google Authenticator, etc., para que incluso si la contraseña se ve comprometida, los piratas informáticos no puedan acceder fácilmente a la cuenta del usuario.

Una billetera fría es una billetera de almacenamiento fuera de línea que no está conectada a la red, lo que reduce en gran medida el riesgo de ser hackeada y garantiza una alta seguridad. Los tipos comunes de billeteras frías incluyen billeteras de hardware (como Ledger Nano S, Trezor, etc.) y billeteras de papel. Una billetera de hardware es un dispositivo específicamente diseñado para almacenar criptomonedas, almacenando la clave privada en el dispositivo de hardware y requiriendo confirmación en el dispositivo para la firma de transacciones. Incluso cuando el dispositivo está conectado a la red, la clave privada no se expone. Una billetera de papel imprime la clave privada y la clave pública en papel, que los usuarios deben almacenar de forma segura para evitar pérdidas o filtraciones. Al usar una billetera fría, los usuarios deben garantizar la custodia segura del dispositivo de la billetera o del papel para evitar pérdidas, daños o robos. Para las billeteras de hardware, es importante establecer una contraseña sólida y hacer copias de seguridad regularmente de la frase mnemotécnica de la billetera, ya que la frase mnemotécnica es crucial para la recuperación de la billetera. Si se pierde, los activos en la billetera no se pueden recuperar. Para las billeteras de papel, deben mantenerse en un lugar seguro para evitar accesos no autorizados.

Ya sea que elijas una billetera caliente o una billetera fría, los usuarios deben prestar atención a la protección de sus claves privadas y mnemónicos durante el uso. La clave privada es la credencial única para acceder a las cuentas de Ethereum. Una vez filtrada, otros pueden transferir libremente los activos en la billetera del usuario. Los mnemónicos son otra forma de expresión de las claves privadas y son igualmente importantes. Los usuarios deben evitar ingresar claves privadas y mnemónicos en entornos inseguros, como redes públicas, dispositivos no confiables, etc. Además, no divulgar claves privadas y mnemónicos a otros, incluso si afirman ser el servicio al cliente oficial de Ethereum u otras personas de confianza. Ethereum oficial no solicitará de ninguna manera las claves privadas y mnemónicos de los usuarios. Si necesitas hacer una copia de seguridad de las claves privadas o mnemónicos, se recomienda utilizar métodos de respaldo sin conexión, como escribir los mnemónicos en papel, almacenarlos en un lugar seguro, evitando documentos electrónicos o almacenamiento en la nube para evitar piratería.

5.2.2 Métodos para Prevenir el Phishing y el Malware

En el proceso de uso de Ethereum, los usuarios enfrentan graves amenazas de ataques de phishing y malware, que pueden llevar a la filtración de información importante como las claves privadas y mnemónicos de los usuarios, lo que resulta en pérdidas de activos. Por lo tanto, es crucial contar con un enfoque efectivo para la prevención. La identificación de los ataques de phishing requiere un alto nivel de vigilancia y una cuidadosa evaluación de diversas fuentes de información. Los ataques de phishing a menudo se llevan a cabo mediante el envío de correos electrónicos falsos, mensajes de texto, mensajes en redes sociales o la creación de sitios web falsos, entre otras cosas. Estos mensajes falsos suelen estar disfrazados como entidades de confianza como instituciones oficiales de Ethereum, intercambios conocidos y proveedores de servicios de carteras para atraer la atención de los usuarios. Por ejemplo, los correos electrónicos de phishing pueden engañar a los usuarios para que hagan clic en un enlace con un contenido tentador como “Hay un problema de seguridad con tu cuenta de Ethereum, haz clic en el enlace para verificarlo ahora”, “Felicidades por ganar una recompensa de Ethereum, haz clic en el enlace para reclamarla”. Una vez que los usuarios hacen clic en estos enlaces de phishing, son dirigidos a un sitio web falso que se asemeja estrechamente al real. Este sitio web falso imita la interfaz y funcionalidad del sitio web real y pide a los usuarios que ingresen información sensible como claves privadas de Ethereum, frases de seguridad, contraseñas y más. Una vez que el usuario ingresa esta información sin su conocimiento, el hacker puede obtener esta información y luego tomar el control de la cuenta de Ethereum del usuario y robar sus activos.

Para prevenir ataques de phishing, los usuarios necesitan aprender a identificar primero los enlaces de phishing. Los enlaces de phishing suelen tener algunas características, como nombres de dominio mal escritos, el uso de dominios similares pero diferentes a los de los sitios web oficiales y parámetros extraños en el enlace. Por ejemplo, el dominio del sitio web oficial de Ethereum es ethereum.orgSin embargo, los sitios web de phishing pueden utilizar ethereum.com“ o “ethereum-org.comLos nombres de dominio como ‘等类似的域名’ se utilizan para confundir a los usuarios. Antes de hacer clic en cualquier enlace, los usuarios deben verificar cuidadosamente el nombre de dominio para asegurarse de que coincida con el sitio web oficial. Si tienen dudas sobre la autenticidad de un enlace, los usuarios pueden verificar la información relevante a través de canales oficiales como el sitio web oficial de Ethereum, cuentas de redes sociales, etc., para confirmar si hay notificaciones o anuncios relacionados. Además, los usuarios no deben confiar fácilmente en la información de fuentes desconocidas, especialmente la información relacionada con fondos, seguridad de la cuenta y otros contenidos importantes. Si reciben correos electrónicos o mensajes sospechosos, no hagan clic en ningún enlace ni respondan a la información, en su lugar, márcalo como correo no deseado o elimínalo rápidamente.

Prevenir el software malicioso también es una parte importante para garantizar la seguridad de Ethereum. El software malicioso es un tipo de software diseñado específicamente para robar información del usuario, perturbar sistemas o realizar otras actividades maliciosas. En el ecosistema de Ethereum, el software malicioso a menudo se disfraza de software o aplicaciones legítimas, atrayendo a los usuarios a descargarlo e instalarlo. Una vez que el usuario instala el software malicioso, se ejecuta en el dispositivo del usuario, registrando silenciosamente las pulsaciones de teclas del usuario, tomando capturas de pantalla, monitoreando las comunicaciones de red e intentando obtener las claves privadas de Ethereum del usuario. Para evitar la descarga de software malicioso, los usuarios solo deben descargar software y aplicaciones relacionados con Ethereum de fuentes oficiales y confiables. Por ejemplo, al descargar una billetera de Ethereum, esta debería ser descargada desde el sitio web oficial de la billetera o desde tiendas de aplicaciones de buena reputación, evitando las descargas de sitios web o foros no confiables. Antes de descargar software, verifique la información del desarrollador, las evaluaciones de los usuarios, etc., para garantizar la confiabilidad del software. Además, los usuarios deben instalar un software antivirus confiable y firewalls, y actualizar regularmente las bases de datos de virus y los parches de seguridad del sistema. El software antivirus puede monitorear el funcionamiento del dispositivo en tiempo real, detectar y eliminar software malicioso; los firewalls pueden bloquear el acceso no autorizado a la red, protegiendo la seguridad de la red del dispositivo. Además, al usar una billetera de Ethereum, los usuarios deben prestar atención a la seguridad física de su dispositivo, para evitar pérdidas o robos. Si el dispositivo se pierde, se deben tomar medidas rápidamente, como suspender la cuenta o cambiar contraseñas, para evitar que los activos sean robados.

5.3 Garantía a nivel de comunidad y ecosistema

5.3.1 Programa de Supervisión Comunitaria y Programa de Recompensas por Vulnerabilidades

La comunidad de Ethereum desempeña un papel crucial a la hora de garantizar la seguridad de Ethereum, siendo medidas importantes la supervisión de la comunidad y los programas de recompensas por errores. Ethereum tiene una comunidad de desarrolladores grande y activa, una comunidad de investigadores de seguridad y una comunidad de usuarios comunes, con miembros distribuidos por todo el mundo. Les apasiona el desarrollo de Ethereum y participan activamente en el mantenimiento de la seguridad de Ethereum. Los miembros de la comunidad monitorean de cerca el funcionamiento de la red Ethereum a través de varios canales, identificando rápidamente posibles problemas de seguridad y vulnerabilidades. Una vez que se descubren las anomalías, rápidamente discuten e intercambian información dentro de la comunidad, compartiendo sus hallazgos y conocimientos. Por ejemplo, cuando los miembros de la comunidad descubren un comportamiento anormal en las transacciones o posibles vulnerabilidades en un contrato inteligente, publicarán información relevante en plataformas como el foro de la comunidad Ethereum y los grupos de redes sociales para atraer la atención de otros miembros. Otros miembros analizarán y verificarán esta información, discutiendo colectivamente la gravedad del problema y las posibles soluciones. A través de este mecanismo de supervisión de la comunidad, se pueden identificar y abordar rápidamente muchos riesgos potenciales de seguridad, lo que garantiza el funcionamiento estable de la red Ethereum.

5.3.2 Desarrollo de normas de seguridad y cooperación industrial

En medio del rápido desarrollo de la industria blockchain, Ethereum colabora activamente con otros proyectos para abordar los desafíos de seguridad y se compromete a establecer normas de seguridad unificadas para mejorar el nivel de seguridad general del ecosistema blockchain. A medida que las aplicaciones de la tecnología blockchain continúan expandiéndose, las interacciones entre diferentes proyectos blockchain son cada vez más frecuentes, como las transacciones entre cadenas, las aplicaciones multi-cadena, etc. Estas interacciones traen nuevos riesgos de seguridad que los proyectos individuales encuentran difíciles de manejar solos. Por lo tanto, Ethereum colabora con otros proyectos blockchain para investigar y abordar conjuntamente problemas de seguridad. Por ejemplo, en términos de comunicación entre cadenas, Ethereum colabora con algunos proyectos de comunicación entre cadenas conocidos para explorar soluciones técnicas de intercambio seguro y confiable entre cadenas, garantizando la seguridad de las transferencias de activos y el intercambio de información entre diferentes blockchains. A través de la colaboración, las partes pueden compartir tecnologías de seguridad y experiencias para abordar colectivamente amenazas de seguridad complejas y mejorar las capacidades de resistencia al riesgo de todo el ecosistema blockchain.

6. Tendencias de desarrollo de seguridad ETH

6.1 El impacto de las actualizaciones técnicas en la seguridad

6.1.1 Mejoras de seguridad para Ethereum 2.0

La actualización de Ethereum 2.0 es un hito importante en el desarrollo de Ethereum. Sus mejoras en seguridad abarcan múltiples áreas clave, proporcionando una sólida garantía para el robusto desarrollo del ecosistema de Ethereum. La tecnología de fragmentación es una innovación central introducida en Ethereum 2.0, con el objetivo de mejorar la escalabilidad y el rendimiento de la red, al mismo tiempo que tiene un impacto positivo y de gran alcance en la seguridad. En la arquitectura tradicional de Ethereum 1.0, todos los nodos necesitan procesar y verificar cada transacción, lo que no solo limita la potencia de procesamiento de la red, sino que también aumenta el riesgo de que los nodos individuales sean atacados. La tecnología de fragmentación divide la red de Ethereum en múltiples subredes paralelas, llamadas fragmentos. Cada fragmento puede procesar de forma independiente una parte de las transacciones y contratos inteligentes, lo que permite el procesamiento de transacciones en paralelo. Esto significa que la capacidad de la red se incrementa considerablemente y la velocidad de procesamiento de transacciones se acelera significativamente.

Desde una perspectiva de seguridad, la tecnología de fragmentación reduce la carga y la presión en los nodos individuales, lo que dificulta que los atacantes interrumpan la operación normal de toda la red atacando un solo nodo. Dado que las transacciones y los datos se distribuyen en múltiples fragmentos, los atacantes necesitan atacar simultáneamente varios fragmentos para causar un daño sustancial a la red, aumentando en gran medida la dificultad y el costo del ataque. Por ejemplo, en una red Ethereum que consta de varios fragmentos, si un atacante quiere alterar un registro de transacción, necesitaría controlar nodos en múltiples fragmentos simultáneamente, lo cual es casi imposible de lograr en la práctica porque cada fragmento tiene numerosos nodos que participan en la verificación, y los nodos son independientes entre sí, lo que dificulta el control unificado.

La introducción del mecanismo de Prueba de Participación (PoS) es otro aspecto importante de la mejora de seguridad en Ethereum 2.0. A diferencia del mecanismo tradicional de Prueba de Trabajo (PoW), el mecanismo PoS selecciona validadores basados en factores como la cantidad de monedas Ether apostadas y el tiempo de retención. Los validadores obtienen el derecho de validar transacciones y crear nuevos bloques apostando una cierta cantidad de monedas Ether. Este mecanismo tiene ventajas significativas en la mejora de la seguridad. En primer lugar, el mecanismo PoS reduce el consumo de energía porque no requiere cálculos extensos de hash como el mecanismo PoW, lo que reduce el impacto ambiental y los costos de minería. Esto permite que más nodos participen en la red, mejorando la descentralización de la red. Un mayor nivel de descentralización significa una red más segura porque a los atacantes les resulta difícil controlar un número suficiente de nodos para lanzar ataques.

En segundo lugar, el mecanismo de PoS aumenta el costo de la mala conducta de los atacantes a través de mecanismos de apuesta y penalización. Bajo el mecanismo de PoW, los atacantes solo necesitan invertir recursos informáticos para intentar atacar la red, mientras que bajo el mecanismo de PoS, los atacantes necesitan apostar una gran cantidad de Ether. Si se detecta el ataque, el Ether apostado será deducido, obligando a los atacantes a considerar cuidadosamente los riesgos y recompensas antes de llevar a cabo los ataques. Por ejemplo, si un atacante intenta un ataque de doble gasto o altera los datos de la cadena de bloques, una vez descubierto y confirmado por otros validadores, su Ether apostado será confiscado, lo que resultará en pérdidas económicas significativas para el atacante y previniendo efectivamente comportamientos de ataque maliciosos.

Además, Ethereum 2.0 también ha realizado mejoras de seguridad en otros aspectos, como la optimización de contratos inteligentes. Las nuevas funciones mejoran significativamente la eficiencia de ejecución de los contratos inteligentes, lo que les permite manejar lógicas comerciales más complejas. También hay una mejora significativa en la seguridad, reduciendo vulnerabilidades y riesgos potenciales. Por ejemplo, al mejorar el modelo de programación y el entorno de ejecución de los contratos inteligentes, fortaleciendo la verificación y revisión del código de contrato, haciendo que los contratos inteligentes sean más robustos y confiables ante varios métodos de ataque.

Conclusión

Para los inversores, antes de invertir en proyectos relacionados con Ethereum, es esencial llevar a cabo una investigación y análisis exhaustivos y profundos. Es importante comprender completamente los principios técnicos del proyecto, los escenarios de aplicación, las perspectivas del mercado y los riesgos potenciales, y no depender únicamente de la publicidad del proyecto y la exageración del mercado. Prestar atención a los informes de auditoría de seguridad del proyecto para garantizar que los contratos inteligentes del proyecto hayan sido sometidos a un escrutinio riguroso por parte de empresas de auditoría profesionales y no contengan vulnerabilidades de seguridad importantes. Al mismo tiempo, diversificar las inversiones para evitar concentrar todos los fondos en un solo proyecto de Ethereum y reducir los riesgos de inversión. Monitorear regularmente la dinámica del mercado de Ethereum y el desarrollo de proyectos, ajustar las estrategias de inversión de manera oportuna para responder a los cambios del mercado y los posibles riesgos de seguridad.