Nel regno delle reti blockchain, le minacce alla sicurezza informatica si nascondono nell’ombra digitale, mettendo a rischio le fondamenta stesse dei sistemi decentralizzati. In questo contesto, una minaccia è insidiosa e consequenziale: gli attacchi Eclipse. Comprendere questi attacchi è fondamentale per rafforzare la sicurezza delle reti blockchain.
Un attacco Eclipse nel contesto della blockchain è una tattica dannosa in cui un utente o un nodo specifico all'interno di una rete peer-to-peer (P2P) viene deliberatamente isolato. L'obiettivo principale di questo attacco è oscurare la visione della rete P2P da parte dell'utente preso di mira, ponendo le basi per attacchi informatici più complessi o causando interruzioni generali della rete. Sebbene gli attacchi Eclipse condividano somiglianze con gli attacchi Sybil, differiscono nei loro obiettivi finali.
La rete è inondata di falsi peer sia negli attacchi Eclipse che in quelli Sybil. Tuttavia, la distinzione fondamentale sta nell’obiettivo. In un attacco Eclipse, il focus è un singolo nodo, mentre in un attacco Sybil, l’intera rete è sotto assedio.
Per complicare ulteriormente le cose, gli aggressori possono avviare un attacco Eclipse creando numerosi nodi dent apparentemente indipendenti attraverso un attacco Sybil. Ciò consente loro di sfruttare il meccanismo di mantenimento dell'overlay per eseguire un assalto Eclipse, rendendo inefficaci le misure di protezione contro gli attacchi Sybil.
In particolare, gli attacchi Eclipse sono stati esplorati in modo esauriente in un documento di ricerca del 2015 degli studiosi della Boston University e della Hebrew University intitolato "Eclipse Attacks on Bitcoin 's Peer-to-Peer Network". Questo articolo ha approfondito le scoperte degli autori relative alla conduzione di attacchi di eclissi e ha discusso le potenziali contromisure.
Durante un attacco Eclipse, l'aggressore tenta di reindirizzare le connessioni in entrata e in uscita del partecipante alla rete bersaglio lontano dai nodi legittimi verso i nodi dell'aggressore. Di conseguenza, l'obiettivo viene isolato dalla rete autentica. Questo isolamento consente all'aggressore di manipolare il nodo disconnesso, causando potenzialmente interruzioni nel block mining e conferme di transazioni non autorizzate.
La facilità con cui possono essere eseguiti gli attacchi blockchain dipende dalla struttura sottostante della rete blockchain presa di mira.
Comprendere come funziona un attacco Eclipse
Gli attacchi Eclipse sfruttano una vulnerabilità specifica nelle reti blockchain, in particolare quelle con larghezza di banda limitata che ostacola la comunicazione senza soluzione di continuità tra tutti i nodi. Questa vulnerabilità si verifica spesso quando i client blockchain vengono eseguiti su dispositivi meno potenti, impedendo il flusso efficiente di informazioni tra i nodi. Ecco una spiegazione semplificata di come funzionano gli attacchi Eclipse:
Limitazioni di rete : nelle reti blockchain, non tutti i nodi possono comunicare tra loro contemporaneamente a causa delle limitazioni della larghezza di banda. Questa limitazione crea un'apertura per gli aggressori.
Identificazione dei nodi vulnerabili dent i nodi blockchain che operano su dispositivi meno potenti, rendendoli più suscettibili alla compromissione.
Isolamento del bersaglio : una volta che un utente malintenzionato compromette un nodo, si concentra sulla manipolazione della comunicazione tra il nodo infetto e un piccolo insieme di nodi con cui interagisce regolarmente. Questo isolamento è un passaggio cruciale negli attacchi Eclipse.
Come gli aggressori eseguono gli attacchi Eclipse
Per eseguire gli attacchi Eclipse, gli aggressori utilizzano una tecnica che coinvolge una "botnet", che è essenzialmente una rete formata da altri dispositivi infettati dal software dannoso dell'aggressore. Ecco come funziona questo processo:
Distribuzione di botnet : gli aggressori creano una "botnet" infettando una rete di dispositivi con il loro malware. Questi dispositivi compromessi diventano parte della rete controllata dall'aggressore.
Infusione di indirizzi IP: i nodi controllati dagli aggressori all'interno della "botnet" inseriscono numerosi indirizzi IP nella rete di destinazione. Questi indirizzi IP corrispondono alle posizioni dei nodi canaglia dell'aggressore.
Connessione ingannevole : quando il dispositivo preso di mira si riconnette alla rete blockchain, stabilisce involontariamente connessioni con questi nodi dannosi controllati dall'aggressore.
Questa manipolazione consente all’aggressore di influenzare le connessioni di rete del dispositivo invaso, aprendo potenzialmente la strada a varie attività dannose all’interno della rete blockchain presa di mira.
Comprendere la natura sfuggente degli attacchi DDoS
Questi attacchi informatici, o attacchi DDoS (Distributed Denial-of-Service), utilizzano un approccio strategico che può richiedere più tentativi prima di connettersi con successo al nodo di destinazione. Una volta stabilita questa connessione, la vittima è vulnerabile alle azioni dell'aggressore. Ecco una ripartizione di come funzionano questi attacchi:
Attacchi DDoS : gli attacchi DDoS (Distributed Denial-of-Service) sono l'arma preferita negli attacchi Eclipse. Questi attacchi comportano l’inondazione del nodo bersaglio con un volume enorme di tentativi di connessione, travolgendone la capacità.
La persistenza ripaga : l’aggressore spesso effettua diversi tentativi per connettersi con successo a nodi stranieri. Questa persistenza è una caratteristica cruciale degli attacchi DDoS.
Assalto decentralizzato : gli attacchi DDoS vengono lanciati da molti dispositivi, rendendoli altamente decentralizzati e difficili da rilevare. Questa natura decentralizzata è ciò che li rende particolarmente sfuggenti.
Per sottolineare la portata di questi attacchi, si considerino i seguenti esempi
DDoS da record : nel settembre 2021, Yandex ha segnalato uno sbalorditivo attacco DDoS, con la rete che ha sopportato l'incredibile cifra di 22 milioni di richieste al secondo tra agosto e settembre 2021. Ciò serve a testimoniare la vastità di questi attacchi.
Test di resistenza : l'attacco DDoS più lungo mai registrato è durato 776 ore, equivalenti a oltre un mese! Questi casi illustrano vividamente la natura sfuggente degli attacchi DDoS e la loro capacità di interrompere le reti su una dent .
Rilevamento degli attacchi di Eclipse
Il rilevamento degli attacchi Eclipse nelle reti blockchain è stato oggetto di ricerche approfondite, che hanno prodotto due metodi di rilevamento principali, ciascuno con i suoi punti di forza e i suoi svantaggi.
Rilevamento di Eclipse basato sulla percezione della topologia di routing
- Questo metodo si concentra sull'analisi della struttura di routing della rete. Gli aggressori di Eclipse inondano il bersaglio con richieste di connessione per occupare la tabella di routing del nodo.
- I rilevatori analizzano parametri come la topologia della rete blockchain e gli stati delle tabelle di instradamento dei nodi chiave. I cambiamenti in questi parametri segnalano il verificarsi di un attacco di eclissi.
- Sebbene questo approccio sia altamente affidabile e prezioso per dent le vulnerabilità strutturali nella rete blockchain, necessita di aiuto con la generalizzazione di modelli complessi e l’adattabilità ai modelli di traffico di rete che cambiano dinamicamente.
Rilevamento degli attacchi Eclipse basato sull'analisi dello stato del traffico dei collegamenti
- Per interrompere la struttura di routing, gli aggressori di Eclipse devono inondare la destinazione con traffico di routing dannoso.
- Questo metodo cattura e analizza il traffico in tempo reale nel livello di rete blockchain, estraendo gli indicatori principali degli attacchi Eclipse.
- Modelli statistici o di machine learning vengono quindi utilizzati per dent gli attacchi Eclipse, offrendo un robusto rilevamento in tempo reale e adattabilità del modello.
- Tuttavia, potrebbe aver bisogno di aiuto per percepire gli attacchi Eclipse multipercorso dinamici e differenziare il traffico degli attacchi Eclipse dal traffico normale, incidendo sulla precisione del rilevamento.
Per affrontare queste limitazioni, viene proposto un nuovo metodo di rilevamento della classificazione. Combina set di funzionalità personalizzate e deep learning per superare le sfide legate alla percezione debole delle funzionalità e al rilevamento causate da una distribuzione non uniforme del campione e da defi di funzionalità complesse. Questo metodo rileva e isola in modo efficiente il traffico degli attacchi Eclipse, migliorando la sicurezza dei router del livello di rete blockchain e dei nodi minerari.
Ripercussioni degli attacchi Eclipse
Le conseguenze di un attacco Eclipse possono avere conseguenze significative, facendo luce sui motivi dietro tali attacchi. Di fronte a un attacco Eclipse, ci sono tre potenziali ripercussioni di cui essere consapevoli:
Doppia spesa a conferma zero
L'interruzione della connessione di rete di un utente consente all'aggressore di introdurre dati falsi senza problemi, inducendo la vittima a spendere due volte. Ciò accade perché il nodo compromesso comunica esclusivamente con nodi ostili, impedendo che la transazione venga confermata e aggiunta alla blockchain.
Successivamente, l'aggressore utilizza questi dati manipolati per avviare una transazione legittima trasferendo gli stessi fondi a un'altra destinazione. È importante sottolineare che, se questa nuova transazione offre commissioni sul gas più elevate, i minatori le daranno la priorità per l'autenticazione, rendendo non valida la transazione iniziale avviata dall'utente.
Per i commercianti che accettano transazioni senza conferma, questo scenario può essere particolarmente dannoso. Sembra che le monete siano state spese altrove, anche se la merce è già stata consegnata all'acquirente, lasciando il commerciante in perdita. Tali dent di doppia spesa possono avere implicazioni finanziarie significative.
N-Conferma doppia spesa
Per eseguire questo attacco, l’aggressore deve eclissare il commerciante e il minatore le cui monete vengono prese di mira per il reindirizzamento. Ecco come si svolge questo sofisticato schema:
Quando un acquirente effettua un ordine con il venditore, la transazione viene trasmessa alla rete compromessa, incluso il nodo canaglia che si spaccia per il minatore.
I nodi compromessi all'interno di questa rete forniscono false conferme, inducendo il venditore a credere che la transazione sia stata aggiunta in modo sicuro alla blockchain. Questa falsa conferma induce in errore il venditore a pensare che il pagamento sia autentico.
Soddisfatto della falsa conferma, il venditore consegna la merce all'aggressore, presupponendo che la transazione sia legittima. A questo punto, l'aggressore si impossessa del prodotto acquistato e delle monete della vittima, dirottando astutamente i fondi verso un'altra destinazione.
Questo intricato processo illustra come gli aggressori sfruttano la fiducia e le false conferme per orchestrare una doppia spesa di N-conferme, con conseguente acquisizione non autorizzata di beni e fondi mentre la vittima rimane ignara dell’inganno.
Diminuzione del potere minerario
Sulla scia di un attacco Eclipse, i nodi colpiti continuano le loro operazioni, ignari del loro isolamento dalla rete vera e propria. Ciò include i minatori i cui sistemi sono stati compromessi. Questi minatori persistono nei blocchi minerari secondo le regole stabilite dalla blockchain.
Tuttavia, sorge un problema critico quando questi blocchi estratti raggiungono la blockchain. Poiché i nodi onesti sulla rete autentica non hanno mai riscontrato questi dati, li scartano immediatamente perché inaffidabili. Di conseguenza, i frutti degli sforzi di mining del nodo infetto sono nulli, poiché ritenuti non validi dall'autentica rete blockchain.
Il potere di mining del nodo infetto cessa di contribuire alla funzionalità della blockchain, senza ottenere alcuna ricompensa in cambio. L’effetto netto è una riduzione dell’efficienza complessiva della blockchain.
Quando vengono eseguiti contro i principali miner, gli attacchi Eclipse su larga scala sono spesso un precursore di un attacco del 51% su una rete blockchain. Tuttavia, la fattibilità di lanciare con successo un simile attacco su una rete robusta come quella di Bitcoin rimane scarsa a causa degli immensi costi coinvolti.
Nel contesto di Bitcoin , dove il potere di hashing è di circa 80 terahash al secondo (TH/s), un utente malintenzionato dovrebbe acquisire più di 40 terahash al secondo per sferrare un attacco del 51%. Questo requisito scoraggiante sottolinea il costo di sopraffare la maggioranza dell’hashing power di Bitcoin .
Sebbene l’idea di un attacco del 51% possa essere una preoccupazione nel mondo blockchain, la portata e i costi necessari per realizzarlo in una rete consolidata come Bitcoin agiscono come deterrenti sostanziali. Ciò serve come testimonianza della resilienza e della sicurezza delle reti blockchain consolidate contro tali tentativi dannosi.
Prevenire gli attacchi di Eclipse
Un approccio proattivo e una progettazione attenta della rete sono fondamentali per contrastare gli attacchi Eclipse. L’implementazione tempestiva di misure preventive durante lo sviluppo di una rete blockchain può mitigare sostanzialmente le vulnerabilità. Concentrandosi sulla prevenzione, la rete può rafforzare le proprie difese contro potenziali attacchi Eclipse, migliorando la sicurezza generale.
Selezione casuale del nodo
Costruire una rete peer-to-peer con un meccanismo che garantisca che ogni nodo si connetta a un insieme casuale di indirizzi IP durante la sincronizzazione è una strategia efficace. Questo approccio riduce al minimo le possibilità di collegamento involontario a nodi sotto il controllo di potenziali aggressori.
Selezione dei nodi deterministici
A differenza della selezione casuale dei nodi, la selezione deterministica dei nodi implica l'inserimento di particolari indirizzi IP dei nodi in slot fissi preassegnati durante le connessioni. Questa strategia aggiunge complessità agli aggressori che tentano di manipolare i nodi e diminuisce l’efficacia degli attacchi Eclipse.
Aumento delle connessioni dei nodi
Aumentare il numero di connessioni tra i nodi aumenta la probabilità che i nodi stabiliscano connessioni con utenti autentici. Ciò costituisce una misura efficace per rafforzare la sicurezza della rete.
Nuove restrizioni sui nodi
L’implementazione di barriere, come requisiti di costo o complessità, per ostacolare l’aggiunta di nuovi nodi all’interno della rete aumenta la soglia per gli aggressori che tentano di inondare la rete con nodi dannosi: questo passaggio proattivo rafforza la sicurezza della rete.
Importanza nella sicurezza blockchain
Gli attacchi Eclipse rivestono un significato fondamentale all’interno delle reti blockchain, poiché rappresentano una grave minaccia alle basi di fiducia e sicurezza nei sistemi decentralizzati. Questi attacchi, se hanno successo, possono smantellare i pilastri dell’affidabilità della blockchain ed erodere la sicurezza su cui fanno affidamento gli utenti.
Minare fiducia e sicurezza
Gli attacchi Eclipse colpiscono il cuore dei principi fondamentali della blockchain: trasparenza e sicurezza. Isolando i nodi e controllandone le interazioni, gli aggressori possono manipolare le transazioni, interrompere il mining ed eseguire doppie spese con allarmante facilità.
Tali azioni minano la fiducia che gli utenti ripongono nei sistemi blockchain, sollevando dubbi sull’affidabilità delle transazioni e sull’integrità del registro. Questa erosione della fiducia ha il potenziale per dissuadere utenti e investitori dal partecipare all’ecosistema blockchain, indebolendo così la sicurezza complessiva della rete.
Difesa proattiva negli ecosistemi blockchain
Data la gravità della minaccia rappresentata dagli attacchi Eclipse, una posizione di difesa proattiva all’interno degli ecosistemi blockchain non è una scelta ma una necessità. Diventa fondamentale l’implementazione di solide misure di sicurezza, come la selezione casuale dei nodi, l’assegnazione deterministica dei nodi e l’aumento delle connessioni dei nodi.
Queste misure fungono da prima linea di difesa, riducendo la probabilità di successo degli attacchi Eclipse e preservando l’integrità e l’affidabilità della blockchain.
Interrompere il decentramento
La forza principale della Blockchain risiede nella decentralizzazione, offrendo agli utenti un registro trasparente e resistente alle manomissioni. Gli attacchi Eclipse, in caso di successo, possono sovvertire questo decentramento isolando e manipolando i nodi. Ciò può portare a una concentrazione di potere, negando i principi fondamentali di uguaglianza ed equità che la blockchain mira a raggiungere.
Minaccia all'immutabilità
L'immutabilità della Blockchain, la natura inalterabile delle transazioni registrate, è una pietra angolare della fiducia. Gli attacchi Eclipse possono compromettere questa immutabilità consentendo agli aggressori di manipolare le transazioni o bloccare le conferme. Tali manomissioni possono erodere la fiducia nei dati storici della blockchain, rendendo imperativo difendersi da questi attacchi.
Conseguenze economiche
Oltre alle interruzioni tecniche, gli attacchi Eclipse possono avere gravi ripercussioni economiche. Possono portare a perdite finanziarie, principalmente attraverso la doppia spesa, dissuadendo nuovi partecipanti dall’entrare nell’ecosistema blockchain. Ciò influisce sulla fiducia degli utenti e ostacola la crescita e l’adozione della tecnologia blockchain.
Alla luce di queste sfide, la necessità di strategie di difesa proattive all’interno degli ecosistemi blockchain è dent . L'implementazione di rigorose misure di sicurezza diventa fondamentale per proteggere i principi fondamentali di decentralizzazione, immutabilità e fiducia alla base della promessa della tecnologia blockchain.
Conclusione
Gli attacchi Eclipse non sono solo vulnerabilità tecniche; rappresentano una grave minaccia alla fiducia e alla sicurezza promesse dalle reti blockchain. Questi attacchi possono interrompere il decentramento, compromettere l’immutabilità e avere conseguenze economiche disastrose. Pertanto, comprendere e prevenire gli attacchi Eclipse è di fondamentale importanza.
Con l’evoluzione del panorama della sicurezza informatica, rimanere informati e migliorare in modo proattivo la sicurezza della rete diventa essenziale. Gli ecosistemi blockchain possono rafforzare le proprie difese implementando misure come la selezione casuale dei nodi, l’assegnazione deterministica dei nodi e l’aumento delle connessioni dei nodi. Utenti, sviluppatori e parti interessate devono rimanere vigili e lavorare collettivamente per salvaguardare l’integrità della tecnologia blockchain in un’era di minacce informatiche in evoluzione.
