Dans le domaine des réseaux blockchain, les menaces de cybersécurité se cachent dans l’ombre numérique, posant des risques pour les fondements mêmes des systèmes décentralisés. Dans ce contexte, une menace est insidieuse et lourde de conséquences : les attaques Eclipse. Comprendre ces attaques est primordial pour renforcer la sécurité des réseaux blockchain.
Une attaque d'éclipse dans le contexte de la blockchain est une tactique malveillante dans laquelle un utilisateur ou un nœud spécifique au sein d'un réseau peer-to-peer (P2P) est délibérément isolé. L'objectif principal de cette attaque est de masquer la vue de l'utilisateur ciblé sur le réseau P2P, ouvrant ainsi la voie à des cyberattaques plus complexes ou provoquant une perturbation générale du réseau. Bien que les attaques d'éclipse partagent des similitudes avec les attaques Sybil, elles diffèrent par leurs objectifs finaux.
Le réseau est inondé de faux homologues lors des attaques Eclipse et Sybil. Cependant, la principale distinction réside dans la cible. Dans une attaque d'éclipse, un seul nœud est au centre de l'attention, tandis que dans une attaque Sybil, l'ensemble du réseau est assiégé.
Pour compliquer encore les choses, les attaquants peuvent lancer une attaque d'éclipse en créant de nombreux nœuds de dent apparemment indépendants via une attaque Sybil. Cela leur permet d'exploiter le mécanisme de maintenance de superposition pour exécuter une attaque d'éclipse, rendant inefficaces les protections contre les attaques Sybil.
Notamment, les attaques d'éclipse ont été étudiées de manière approfondie dans un document de recherche de 2015 rédigé par des universitaires de l'Université de Boston et de l'Université hébraïque intitulé « Attaques d'éclipse sur le réseau peer-to-peer de Bitcoin ». Cet article s'est penché sur les conclusions des auteurs suite à la conduite d'attaques d'éclipse et a discuté des contre-mesures potentielles.
Lors d'une attaque d'éclipse, l'attaquant tente de rediriger les connexions entrantes et sortantes du participant au réseau cible des nœuds légitimes vers les nœuds de l'attaquant. Par conséquent, la cible se retrouve isolée du réseau authentique. Cette isolation permet à l'attaquant de manipuler le nœud déconnecté, ce qui pourrait entraîner des perturbations dans l'extraction de blocs et des confirmations de transactions non autorisées.
La facilité avec laquelle les attaques blockchain peuvent être exécutées dépend de la structure sous-jacente du réseau blockchain cible.
Comprendre le fonctionnement d'une attaque Eclipse
Les attaques Eclipse exploitent une vulnérabilité spécifique des réseaux blockchain, en particulier ceux dont la bande passante est limitée, ce qui entrave une communication transparente entre tous les nœuds. Cette vulnérabilité survient souvent lorsque les clients blockchain s'exécutent sur des appareils moins puissants, ce qui entrave le flux efficace d'informations entre les nœuds. Voici une explication simplifiée du fonctionnement des attaques Eclipse :
Limitations du réseau : dans les réseaux blockchain, tous les nœuds ne peuvent pas communiquer simultanément entre eux en raison des limitations de bande passante. Cette limitation crée une ouverture pour les attaquants.
Identifier les nœuds vulnérables : les attaquants ciblent les nœuds blockchain qui fonctionnent sur des appareils moins puissants, les rendant plus susceptibles d'être compromis dent
Isoler la cible : une fois qu'un attaquant compromet un nœud, il se concentre sur la manipulation de la communication entre le nœud infecté et un petit ensemble de nœuds avec lesquels il interagit régulièrement. Cet isolement est une étape cruciale dans les attaques Eclipse.
Comment les attaquants exécutent les attaques Eclipse
Pour mener des attaques Eclipse, les attaquants utilisent une technique impliquant un « botnet », qui est essentiellement un réseau formé par d'autres appareils infectés par le logiciel malveillant de l'attaquant. Voici comment fonctionne ce processus :
Déploiement de botnets : les attaquants créent un « botnet » en infectant un réseau d'appareils avec leurs logiciels malveillants. Ces appareils compromis font partie du réseau contrôlé par l'attaquant.
Infusion d'adresses IP : les nœuds contrôlés par l'attaquant au sein du « botnet » injectent de nombreuses adresses IP dans le réseau cible. Ces adresses IP correspondent aux emplacements des nœuds malveillants de l'attaquant.
Connexion trompeuse : Lorsque l'appareil ciblé se reconnecte au réseau blockchain, il établit involontairement des connexions avec ces nœuds malveillants contrôlés par l'attaquant.
Cette manipulation permet à l'attaquant d'influencer les connexions réseau de l'appareil envahi, ouvrant potentiellement la voie à diverses activités malveillantes au sein du réseau blockchain ciblé.
Comprendre la nature insaisissable des attaques DDoS
Ces cyberattaques, ou attaques par déni de service distribué (DDoS), utilisent une approche stratégique qui peut nécessiter plusieurs tentatives avant de réussir à se connecter au nœud cible. Une fois cette connexion établie, la victime est vulnérable aux actions de l'attaquant. Voici un aperçu du fonctionnement de ces attaques :
Attaques DDoS : les attaques par déni de service distribué (DDoS) sont l'arme de choix dans les attaques Eclipse. Ces attaques impliquent d’inonder le nœud cible d’un volume écrasant de tentatives de connexion, dépassant ainsi sa capacité.
La persistance est payante : l'attaquant effectue souvent plusieurs tentatives pour se connecter avec succès aux nœuds étrangers. Cette persistance est une caractéristique cruciale des attaques DDoS.
Assaut décentralisé : les attaques DDoS sont lancées à partir de nombreux appareils, ce qui les rend hautement décentralisées et difficiles à détecter. Cette nature décentralisée est ce qui les rend particulièrement insaisissables.
Pour souligner l’ampleur de ces attaques, considérons les exemples suivants
DDoS record : en septembre 2021, Yandex a signalé une attaque DDoS stupéfiante, le réseau ayant subi un nombre ahurissant de 22 millions de requêtes par seconde entre août et septembre 2021. Cela témoigne de l'ampleur de ces attaques.
Test d'endurance : L'attaque DDoS la plus longue jamais enregistrée a duré 776 heures, soit l'équivalent de plus d'un mois ! Ces cas illustrent clairement la nature insaisissable des attaques DDoS et leur capacité à perturber les réseaux à une dent .
Détection des attaques d'éclipse
La détection des attaques Eclipse dans les réseaux blockchain a fait l'objet de recherches approfondies, donnant lieu à deux méthodes de détection principales, chacune avec ses forces et ses inconvénients.
Détection d'éclipse basée sur la perception de la topologie de routage
- Cette méthode se concentre sur l'analyse de la structure de routage du réseau. Les attaquants Eclipse inondent la cible de demandes de connexion pour occuper la table de routage du nœud.
- Les détecteurs analysent des paramètres tels que la topologie du réseau blockchain et les états de la table de routage des nœuds clés. Les modifications de ces paramètres signalent l’apparition d’une attaque d’éclipse.
- Bien que cette approche soit très fiable et précieuse pour dent les vulnérabilités structurelles du réseau blockchain, elle nécessite de l'aide pour la généralisation de modèles complexes et l'adaptabilité à des modèles de trafic réseau en évolution dynamique.
Détection des attaques Eclipse basée sur l'analyse de l'état du trafic des liens
- Pour perturber la structure de routage, les attaquants Eclipse doivent inonder la cible de trafic de routage malveillant.
- Cette méthode capture et analyse le trafic en temps réel dans la couche réseau blockchain, en exploitant les principaux indicateurs des attaques d'éclipse.
- Des modèles statistiques ou d'apprentissage automatique sont ensuite utilisés pour dent les attaques d'éclipse, offrant ainsi une détection robuste en temps réel et une adaptabilité des modèles.
- Cependant, il peut avoir besoin d'aide pour percevoir les attaques dynamiques d'éclipse par trajets multiples et différencier le trafic d'attaque d'éclipse du trafic régulier, ce qui a un impact sur la précision de la détection.
Pour remédier à ces limitations, une nouvelle méthode de détection de classification est proposée. Il combine des ensembles de fonctionnalités personnalisées et un apprentissage en profondeur pour surmonter les problèmes de perception et de détection des fonctionnalités faibles causés par une distribution inégale des échantillons et des defi de fonctionnalités complexes. Cette méthode détecte et isole efficacement le trafic d'attaque d'éclipse, améliorant ainsi la sécurité des routeurs de couche réseau blockchain et des nœuds mineurs.
Répercussions des attaques d'éclipse
Les conséquences d’une attaque Eclipse peuvent avoir des conséquences importantes, mettant en lumière les motivations de ces attaques. Lorsque vous êtes confronté à une attaque Eclipse, il y a trois répercussions potentielles dont il faut être conscient :
Double dépense sans confirmation
La perturbation de la connexion réseau d'un utilisateur permet à l'attaquant d'introduire de fausses données de manière transparente, incitant ainsi la victime à doubler ses dépenses. Cela se produit parce que le nœud compromis communique exclusivement avec des nœuds hostiles, empêchant la confirmation et l'ajout de la transaction à la blockchain.
Par la suite, l'attaquant utilise ces données manipulées pour lancer une transaction légitime transférant les mêmes fonds vers une autre destination. Il est important de noter que si cette nouvelle transaction offre des frais de gaz plus élevés, les mineurs lui donneront la priorité pour l'authentification, rendant ainsi invalide la transaction initiale initiée par l'utilisateur.
Pour les commerçants qui acceptent les transactions sans confirmation, ce scénario peut être particulièrement dommageable. Les pièces semblent avoir été dépensées ailleurs, même si les marchandises ont déjà été livrées à l'acheteur, laissant le commerçant désemparé. De tels dent de double dépense peuvent avoir des implications financières importantes.
N-Confirmation double dépense
Pour exécuter cette attaque, l'agresseur doit éclipser le commerçant et le mineur dont les pièces sont ciblées pour être redirigées. Voici comment se déroule ce schéma sophistiqué :
Lorsqu'un acheteur passe une commande auprès du vendeur, la transaction est diffusée sur le réseau compromis, y compris sur le nœud malveillant se faisant passer pour le mineur.
Les nœuds compromis au sein de ce réseau fournissent de fausses confirmations, trompant le vendeur en lui faisant croire que la transaction a été ajoutée en toute sécurité à la blockchain. Cette fausse confirmation fait croire au vendeur que le paiement est authentique.
Satisfait de la fausse confirmation, le vendeur remet la marchandise à l'attaquant, en supposant que la transaction est légitime. À ce stade, l'attaquant récupère le produit acheté et les pièces de la victime, redirigeant intelligemment les fonds vers une autre destination.
Ce processus complexe illustre comment les attaquants exploitent la confiance et les fausses confirmations pour orchestrer des doubles dépenses de confirmation N, entraînant l'acquisition non autorisée de biens et de fonds alors que la victime ignore la tromperie.
Diminution de la puissance minière
À la suite d'une attaque Eclipse, les nœuds concernés poursuivent leurs opérations, ignorant leur isolement du véritable réseau. Cela inclut les mineurs dont les systèmes ont été compromis. Ces mineurs persistent dans les blocs miniers dans le cadre des règles établies de la blockchain.
Cependant, un problème critique se pose lorsque ces blocs extraits atteignent la blockchain. Étant donné que les nœuds honnêtes du réseau authentique n’ont jamais rencontré ces données, ils les rejettent rapidement comme peu fiables. Par conséquent, les fruits des efforts miniers du nœud infecté sont nuls, car ils sont jugés invalides par le réseau blockchain authentique.
La puissance minière du nœud infecté cesse de contribuer aux fonctionnalités de la blockchain, ne rapportant aucune récompense en retour. L’effet net est une réduction de l’efficacité globale de la blockchain.
Lorsqu’elles sont exécutées contre des mineurs majeurs, les attaques d’éclipse à grande échelle sont souvent le précurseur d’une attaque à 51 % sur un réseau blockchain. Cependant, la faisabilité de lancer avec succès une telle attaque sur un réseau aussi robuste que celui de Bitcoin reste mince en raison du coût immense que cela implique.
Dans le contexte du Bitcoin , où la puissance de hachage est d'environ 80 terahashes par seconde (TH/s), un attaquant devrait acquérir plus de 40 terahashes par seconde pour monter une attaque à 51 %. Cette exigence décourageante souligne le coût de la maîtrise de la majorité du pouvoir de hachage de Bitcoin .
Bien que l’idée d’une attaque à 51 % puisse être une préoccupation dans le monde de la blockchain, l’ampleur et les dépenses nécessaires pour y parvenir dans un réseau établi comme celui de Bitcoin ont un effet dissuasif considérable. Cela témoigne de la résilience et de la sécurité des réseaux blockchain bien établis contre de telles tentatives malveillantes.
Prévenir les attaques d'éclipse
Une approche proactive et une conception de réseau réfléchie sont primordiales pour contrecarrer les attaques d’éclipse. La mise en œuvre précoce de mesures préventives lors du développement d’un réseau blockchain peut atténuer considérablement les vulnérabilités. En se concentrant sur la prévention, le réseau peut renforcer ses défenses contre les attaques potentielles par éclipse, améliorant ainsi la sécurité globale.
Sélection de nœud aléatoire
Construire un réseau peer-to-peer avec un mécanisme garantissant que chaque nœud se connecte à un ensemble aléatoire d'adresses IP pendant la synchronisation est une stratégie efficace. Cette approche minimise les risques de liaison involontaire vers des nœuds sous le contrôle d'attaquants potentiels.
Sélection de nœuds déterministes
Contrairement à la sélection aléatoire de nœuds, la sélection déterministe de nœuds implique de placer des adresses IP de nœuds particulières dans des emplacements fixes pré-attribués lors des connexions. Cette stratégie ajoute de la complexité aux attaquants qui tentent de manipuler les nœuds et diminue l'efficacité des attaques Eclipse.
Connexions de nœuds accrues
L'augmentation du nombre de connexions entre les nœuds augmente la probabilité que les nœuds établissent des connexions avec de véritables utilisateurs. Il s’agit d’une mesure robuste pour renforcer la sécurité du réseau.
Nouvelles restrictions de nœuds
La mise en œuvre d'obstacles, tels que des exigences de coût ou de complexité, pour empêcher l'ajout de nouveaux nœuds au sein du réseau augmente le seuil pour les attaquants tentant d'inonder le réseau de nœuds malveillants : cette étape proactive renforce la sécurité du réseau.
Importance dans la sécurité de la blockchain
Les attaques Eclipse revêtent une importance primordiale au sein des réseaux blockchain, car elles constituent une menace grave pour les fondements de la confiance et de la sécurité dans les systèmes décentralisés. Ces attaques, si elles réussissent, peuvent démanteler les piliers de la fiabilité de la blockchain et éroder la sécurité sur laquelle comptent les utilisateurs.
Saper la confiance et la sécurité
Les attaques Eclipse frappent au cœur des principes fondamentaux de la blockchain : la transparence et la sécurité. En isolant les nœuds et en contrôlant leurs interactions, les attaquants peuvent manipuler les transactions, perturber le minage et exécuter des doubles dépenses avec une facilité alarmante.
De telles actions ternissent la confiance que les utilisateurs accordent aux systèmes blockchain, soulevant des doutes sur la fiabilité des transactions et l'intégrité du grand livre. Cette érosion de la confiance peut potentiellement dissuader les utilisateurs et les investisseurs de participer à l'écosystème de la blockchain, affaiblissant ainsi la sécurité globale du réseau.
Défense proactive dans les écosystèmes blockchain
Compte tenu de la gravité de la menace posée par les attaques Eclipse, une position de défense proactive au sein des écosystèmes blockchain n'est pas un choix mais une nécessité. La mise en œuvre de mesures de sécurité robustes, telles que la sélection aléatoire des nœuds, l’attribution déterministe des nœuds et l’augmentation des connexions de nœuds, devient impérative.
Ces mesures constituent la première ligne de défense, réduisant la probabilité de réussite des attaques Eclipse et préservant l'intégrité et la fiabilité de la blockchain.
Perturber la décentralisation
La principale force de la blockchain réside dans la décentralisation, offrant aux utilisateurs un registre transparent et inviolable. Les attaques Eclipse, en cas de succès, peuvent renverser cette décentralisation en isolant et en manipulant les nœuds. Cela peut conduire à une concentration du pouvoir, niant les principes fondamentaux d’égalité et d’équité que la blockchain vise à réaliser.
Menace pour l'immuabilité
L'immuabilité de la blockchain, le caractère inaltérable des transactions enregistrées, est la pierre angulaire de la confiance. Les attaques Eclipse peuvent compromettre cette immuabilité en permettant aux attaquants de manipuler des transactions ou de bloquer les confirmations. Une telle falsification peut éroder la confiance dans les données historiques de la blockchain, rendant impérative la défense contre ces attaques.
Conséquences économiques
Au-delà des perturbations techniques, les attaques Eclipse peuvent avoir de graves répercussions économiques. Ils peuvent entraîner des pertes financières, principalement en raison de doubles dépenses, dissuadant ainsi de nouveaux participants d’entrer dans l’écosystème blockchain. Cela a un impact sur la confiance des utilisateurs et entrave la croissance et l’adoption de la technologie blockchain.
La nécessité de stratégies de défense proactives au sein des écosystèmes blockchain est dent à la lumière de ces défis. La mise en œuvre de mesures de sécurité strictes devient primordiale pour protéger les principes fondamentaux de décentralisation, d'immuabilité et de confiance qui sous-tendent la promesse de la technologie blockchain.
Conclusion
Les attaques Eclipse ne sont pas seulement des vulnérabilités techniques ; ils représentent une grave menace pour la confiance et la sécurité promises par les réseaux blockchain. Ces attaques peuvent perturber la décentralisation, compromettre l’immuabilité et avoir des conséquences économiques désastreuses. Par conséquent, comprendre et prévenir les attaques Eclipse est d’une importance primordiale.
À mesure que le paysage de la cybersécurité évolue, il devient essentiel de rester informé et d’améliorer de manière proactive la sécurité des réseaux. Les écosystèmes blockchain peuvent renforcer leurs défenses en mettant en œuvre des mesures telles que la sélection aléatoire des nœuds, l'attribution déterministe des nœuds et l'augmentation des connexions des nœuds. Les utilisateurs, les développeurs et les parties prenantes doivent rester vigilants et travailler collectivement pour sauvegarder l’intégrité de la technologie blockchain à l’ère des cybermenaces en constante évolution.
