Revolucionando las cadenas L2: construyendo seguridad intrínseca desde los secuenciadores

Antecedentes

Las cadenas L2, con la ventaja de mejorar la escalabilidad de blockchain, han experimentado un rápido crecimiento en los últimos años. Según los datos de L2BEAT, hay 58 proyectos L2 activos, y el TVL (al 26 de junio de 2024) supera los $43 mil millones.

La motivación de las cadenas L2 es resolver el problema de escalabilidad en las cadenas L1, por ejemplo, Ethereum. Un método al respecto se denomina rollups, que agrupa las transacciones L2 en las cadenas L1. Las transacciones se ejecutan en las cadenas L2 y los resultados (estados) se confirman en L1. De esta manera, la seguridad de L2 está garantizada por las cadenas L1, que a su vez están aseguradas por su mecanismo de consenso. La siguiente figura muestra la idea básica de las cadenas L2 basadas en rollups.

Rollups

Actualmente, la implementación de rollups se divide principalmente en dos categorías, es decir, zero-knowledge rollups y optimistic rollups. La idea básica del zero-knowledge rollup es que emite un lote de transacciones y solo confirma el resumen necesario en la cadena L1, que muestra los cambios de estado de las transacciones L2 y las pruebas de estos cambios que pueden verificarse mediante algoritmos criptográficos.

Los optimistic rollups se llaman "optimistas" porque asumen que las transacciones son válidas y no proporcionan pruebas de los cambios de estado en las cadenas L1. Cualquiera puede desafiar los datos enviados en una ventana de tiempo con prueba de fraude. Si el desafío es legítimo (es decir, los datos confirmados en L1 contienen datos inválidos), entonces el secuenciador responsable de incluir las transacciones fraudulentas recibirá una penalización.

Secuenciador

Los secuenciadores en los Rollups son partes críticas, responsables de ejecutar y agrupar transacciones L2 y enviarlas a las cadenas L1. Por ejemplo, en los optimistic rollups, un secuenciador típicamente contiene un nodo que recibe transacciones L2, una máquina virtual de ejecución (Geth), proponentes (o remitentes) de lotes para enviar el lote a las cadenas L1, y algunos otros componentes auxiliares. En resumen, el secuenciador es el componente que empaqueta las transacciones en las cadenas L2.

Los secuenciadores pueden operar de manera centralizada o descentralizada. En la forma centralizada, un secuenciador (o varios secuenciadores) está controlado por entidades centralizadas. Por el contrario, los secuenciadores descentralizados se seleccionarán en un grupo de manera sin permisos. Ambas formas tienen sus pros y contras. Específicamente, los secuenciadores centralizados son más eficientes y fáciles de implementar, pero con la posibilidad de un punto único de falla. Los secuenciadores descentralizados son más robustos pero tienen un diseño y esfuerzos de implementación más complicados.

Según L2BEAT, los secuenciadores centralizados son la forma más común para las cadenas L2, incluyendo arbitrum, Optimism, zkSync Era, etc.

Por qué la seguridad es importante para las cadenas L2

Dado que L2 resuelve el problema de escalabilidad, agiliza la experiencia del usuario, reduce los costos del usuario y atrae mucha atención de los usuarios. Sin embargo, la seguridad sigue siendo un problema desde la perspectiva de los usuarios, porque los hackeos a los protocolos causarán grandes pérdidas. Por ejemplo, el hackeo a SonneFinance en Optimism causó más de 20 millones de USD en pérdidas debido a pérdida de precisión. Linea incluso pausó su secuenciador para evitar que el atacante volcara el token en el incidente de seguridad de Velocore.

La seguridad es crucial para los operadores de cadenas L2 debido al panorama altamente competitivo de las cadenas L2. La seguridad mejorada atrae a más usuarios y aumenta el Valor Total Bloqueado (TVL), fomentando un ecosistema próspero. Esto crea un ciclo de retroalimentación positivo, donde la seguridad mejorada conduce a una mayor adopción, lo que a su vez estimula un mayor crecimiento y prosperidad. Por lo tanto, priorizar la seguridad es esencial para que las cadenas L2 se destaquen y tengan éxito en el mercado.

Soluciones actuales

Actualmente, la seguridad de las cadenas L2 depende en gran medida de las auditorías de seguridad de los propios protocolos y de soluciones de monitoreo ad hoc. Estas soluciones tienen los siguientes inconvenientes.

Auditoría de código

La auditoría de seguridad por sí sola no puede abordar todas las preocupaciones de seguridad.

Primero, la auditoría de código es una solución de seguridad previa al lanzamiento. Después del despliegue de los contratos inteligentes en la cadena, las vulnerabilidades de día cero que se pasaron por alto durante la auditoría de código podrían ser explotadas. Incidentes de seguridad anteriores han demostrado que algunos protocolos hackeados habían pasado auditorías de auditores reconocidos (sin mencionar que algunos protocolos pueden no poder permitirse el costo de dicha auditoría).

Segundo, la auditoría de código solo puede auditar la vista estática del código. Se perderá los estados en tiempo de ejecución que serán cambiados por la actualización de la configuración y los parámetros de los contratos inteligentes.

Monitoreo ad hoc de ataques

Algunos protocolos adoptarán herramientas de monitoreo (ya sea de algunos proveedores o mediante desarrollo interno). Sin embargo, el sistema de monitoreo de ataques depende del conocimiento especializado de expertos en seguridad de alto nivel para ser efectivo y mantener una baja tasa de falsos positivos. Lo más importante, carecen de una forma automática de responder a los incidentes de seguridad detectados. Las intervenciones manuales a menudo resultan ser demasiado tardías. En el caso del ataque a Nomad Bridge el pasado agosto, el equipo del proyecto tardó más de tres horas en responder. El reciente ataque a KyberSwap también tuvo un tiempo de respuesta de casi dos horas.

Lo más importante, esto requiere que el protocolo implemente este sistema de monitoreo con su propio costo de tiempo y esfuerzos de integración. Si podemos lograr una seguridad integrada a nivel de cadena, esto ofrece una solución superior tanto para los protocolos como para los usuarios. Garantiza una seguridad continua sin necesidad de integraciones costosas, proporcionando un marco de seguridad más robusto y fluido.

Nuestra solución: Sequencer Threat Overwatch Program

BlockSec es pionero en esta dirección. Ya en 2022, propusimos el concepto de "hacer que los ataques a blockchain sean bloqueables" y bloqueamos con éxito una serie de hackeos y rescatamos más de 20 millones de USD. Con el desarrollo de las cadenas L2, llevamos esta dirección un poco más lejos y presentamos una solución de seguridad innovadora para hacer que L2 tenga seguridad integrada, utilizando la capacidad de detección de ataques de nuestro producto Phalcon Security. Definimos esta solución de seguridad integrada a nivel de secuenciador, potenciada por Phalcon Security, como el Sequencer Threat Overwatch Program (STOP).

La idea básica de STOP es que podemos integrar el motor de detección de ataques en el secuenciador de las cadenas L2. Cada transacción L2 pasará por el motor de detección de ataques antes de ser incluida en las cadenas L2. Si el motor de detección de ataques considera que se trata de una transacción maliciosa, puede ponerse en cuarentena para una inspección adicional. De esta manera, se puede evitar que las transacciones de ataque entren en las cadenas L2 desde el principio, sin ningún esfuerzo ni costo por parte de los protocolos y usuarios.

Aunque esta idea parece sencilla, implementar este sistema presenta considerables desafíos de diseño.

• Primero, ¿cómo hacer que el sistema sea no intrusivo? Esto es porque si la integración requiere un gancho profundo en el secuenciador, esto puede generar problemas de compatibilidad, robustez y mantenimiento.

• Segundo, ¿cómo hacer que este sistema sea eficiente? Esto es porque pueden tener miles de transacciones que necesitan procesarse en segundos. Se necesita abordar cómo integrarse con el secuenciador sin afectar al mismo tiempo el rendimiento de las cadenas L2.

• Tercero, ¿cómo mantener una baja tasa de falsos positivos para no afectar las transacciones legítimas? Si las transacciones legítimas se clasifican erróneamente y se ponen en cuarentena, afectará en gran medida la usabilidad de la cadena e incluso hará que el usuario pierda oportunidades de beneficio.

Nuestra solución resuelve con éxito el desafío con una arquitectura no intrusiva, con un motor de detección de ataques impulsado por Phalcon Security. Específicamente, introducimos un nodo de inspección de amenazas en la cadena L2 antes del secuenciador. Este nodo de inspección de amenazas se comunica con Phalcon Security para escanear cada transacción y devolver el resultado. Las transacciones maliciosas reconocidas por Phalcon Security se pondrán en cuarentena, y las que pasen irán al mempool del secuenciador. La siguiente figura muestra la arquitectura general del sistema.

Nuestro motor de detección de ataques es altamente eficiente y preciso. Normalmente puede completar la detección de una transacción en un par de milisegundos, con una tasa de falsos positivos inferior al 0.0001%. Combinado con otras reglas autodefinidas, esta tasa de falsos positivos se puede reducir aún más. Tenga en cuenta que este motor ha sido probado en batalla con la historia exitosa de detectar y bloquear múltiples hackeos. Vea la lista de incidentes de seguridad (públicos) divulgados detectados por nuestro motor y la historia exitosa de bloqueo de ataques.

Además, el sistema STOP se combina con un panel de control para que el operador de la cadena pueda examinar más a fondo las transacciones dentro de la cuarentena. Con la ayuda de nuestro Phalcon Explorer, el analista puede identificar completamente la causa raíz de las transacciones de hackeo y tomar medidas adicionales.

Manta: La primera L2 con seguridad integrada

Estamos encantados de asociarnos con Manta para hacer realidad esta iniciativa, convirtiendo a Manta Pacific en la primera L2 con seguridad integrada. Específicamente, BlockSec y Manta co-desarrollaron STOP, una solución de seguridad innovadora para Layer 2. Cada transacción en Manta Pacific será escaneada por el motor de detección de ataques de BlockSec Phalcon Security, evitando que las transacciones de ataque entren en las cadenas L2 desde el principio.

La colaboración aporta mejoras robustas de seguridad a Manta Pacific mientras garantiza que su usabilidad y eficiencia permanezcan inalteradas. Al mismo tiempo, los protocolos y usuarios están protegidos sin invertir tiempo y esfuerzo adicionales. Elogiamos el enfoque proactivo de Manta hacia la seguridad a nivel de secuenciador y su compromiso de hacer que Manta Pacific sea una cadena L2 tan segura, de alto rendimiento y fácil de usar. Es alentador ver que más cadenas y proyectos de protocolos priorizan la seguridad, permitiendo a los usuarios interactuar con confianza y seguridad.

Conclusión

En este blog, proponemos la arquitectura para proporcionar seguridad integrada a las cadenas L2. Esperamos que esta dirección pionera y estos conocimientos puedan ayudar a toda la comunidad a resolver los problemas de seguridad desde la base y proteger a los usuarios. En el futuro, continuaremos explorando y ofreciendo soluciones de seguridad aún más innovadoras, asegurando que nuestros sistemas permanezcan a la vanguardia de la seguridad en blockchain y proporcionen el más alto nivel de protección para nuestros usuarios.

Referencias

https://blocksec.com/blog/blocksec-perspectives-and-solutions-on-the-security-of-l2-blockchains

https://blocksec.com/blog/how-L2-blockchains-can-do-better-to-protect-their-users

https://ethereum.org/en/layer-2/

https://docs.optimism.io/stack/components

https://l2beat.com/

Acerca de BlockSec

BlockSec es un proveedor de servicios de seguridad Web3 de pila completa. La empresa se compromete a mejorar la seguridad y la usabilidad para el emergente mundo Web3 con el fin de facilitar su adopción masiva. Para ello, BlockSec proporciona servicios de auditoría de seguridad de contratos inteligentes y cadenas EVM, la plataforma Phalcon Security para el desarrollo de seguridad y el bloqueo proactivo de amenazas, la plataforma MetaSleuth para el seguimiento e investigación de fondos, y la extensión MetaSuites para que los desarrolladores de web3 naveguen eficientemente en el mundo cripto.

Hasta la fecha, la empresa ha atendido a más de 1,000 clientes como Uniswap Foundation, Compound, Forta y PancakeSwap, y ha recibido decenas de millones de dólares estadounidenses en dos rondas de financiación de inversores destacados, incluyendo Matrix Partners, Vitalbridge Capital y Fenbushi Capital.

• Sitio web: https://blocksec.com/

• Correo electrónico: [email protected]

• Twitter：https://twitter.com/BlockSecTeam

• MetaSleuth: https://metasleuth.io/

• MetaSuites: https://blocksec.com/metasuites