Warum Krypto-Brücken der verwundbarste Punkt des Web3-Ökosystems sind (und wie sich das ändert)

Krypto-Brücken (engl. "bridges") ermöglichen die Übertragung von Vermögenswerten und Daten zwischen verschiedenen Blockchain-Netzwerken, die von sich aus nicht miteinander "kommunizieren" können.

Ohne sie gäbe es keine Übertragungen von ETH nach Solana, kein wrapped BTC auf Ethereum und keine Liquidität, die zwischen Dutzenden Layer-2-Lösungen fließt.

Doch gerade diese Rolle als Vermittler hat Brücken zu einem der häufigeren Ziele von Angriffen im Kryptobereich gemacht. Der Grund dafür liegt nicht im Zufall, sondern in der Architektur selbst, auf der sie aufgebaut sind.

Warum Brücken strukturell verwundbar sind

Im Kern tut jede Brücke eine einzige Sache: Sie sperrt (oder verbrennt) den Vermögenswert auf der Ausgangs-Chain und gibt eine entsprechende, "wrapped" Version auf der Ziel-Chain aus.

Das bedeutet, dass irgendwo ein Vertrag existieren muss, der sogenannte Vault, in dem der gesamte gesperrte Wert liegt. Dieser Vertrag stellt einen einzigartigen, konzentrierten Risikopunkt dar: Während sich die Folgen eines Angriffs auf eine einzelne DeFi-Plattform in der Regel auf deren eigene Nutzer beschränken, können sich die Folgen eines Angriffs auf eine Brücke auf alle auswirken, die jemals Gelder über sie übertragen haben.

Das zweite Problem ist das Vertrauensmodell. Die meisten Brücken verlassen sich auch heute noch auf eine Gruppe von Validatoren oder Multisig-Unterzeichnern, die bestätigen, dass eine Transaktion auf der Ausgangs-Chain tatsächlich stattgefunden hat, bevor sie die Freigabe von Geldern auf der Ziel-Chain genehmigen.

Dieses Modell ist schnell und kostengünstig umzusetzen, läuft aber darauf hinaus, einer begrenzten Anzahl von Menschen und ihren privaten Schlüsseln zu vertrauen - und genau diese Schlüssel sind der häufigste Angriffspunkt, sei es durch Diebstahl, Social Engineering oder Phishing-Angriffe, die auf einzelne Unterzeichner abzielen.

Schließlich muss eine Brücke die Ausgangs- und die Ziel-Chain miteinander in Einklang bringen: zwei Systeme, die oft eine völlig unterschiedliche Konsenslogik, Geschwindigkeit der Transaktionsfinalität und Art der Zustandsspeicherung aufweisen.

Bitcoin beispielsweise verbucht Guthaben über das UTXO-Modell (einzelne "Münzen", die ausgegeben werden), während Ethereum oder Solana ein Kontomodell verwenden (der Zustand wird innerhalb eines Kontos aktualisiert, ähnlich einem Kontoauszug).

Wenn eine Brücke ein Ereignis von einem System in ein anderes übersetzen muss, muss das Entwicklungsteam diesen Unterschied manuell im Code des Vertrags nachbilden - und genau bei dieser Übersetzung, in der Logik, die prüft, ob eine Signatur oder ein Nachweis wirklich gültig ist, entstehen am häufigsten subtile Fehler, die selbst bei gründlichen Audits schwer zu erkennen sind.

Das Ausmaß des Problems

Die Geschichte bestätigt dies mit Zahlen.

Nehmen wir das Beispiel der Ronin-Brücke, die 2022 das Spiel Axie Infinity unterstützte: Diese Brücke benötigte die Signaturen von fünf der insgesamt neun Validatoren, um Transaktionen zu genehmigen.

Stellen Sie sich das wie einen Safe vor, der sich nur öffnet, wenn fünf von neun Wächtern gleichzeitig ihren Schlüssel drehen.

Die Angreifer, die mit der nordkoreanischen Lazarus-Gruppe in Verbindung stehen, haben nicht die Kryptografie geknackt, sondern die Mitarbeiter des Unternehmens, das vier der neun Schlüssel kontrollierte, mit einem gefälschten Stellenangebot getäuscht.

Den fünften Schlüssel erhielten sie, weil eine DAO-Organisation (eine dezentrale Gemeinschaft, die über Entscheidungen abstimmt) der Brücke zuvor vorübergehend die Berechtigung erteilt hatte, ihre Signatur zu verwenden - eine Berechtigung, die nie wieder entzogen wurde.

So sammelten sie, anstatt das System zu hacken, einfach genügend "Wächter" - und zahlten sich selbst 173.600 ETH und 25,5 Millionen USDC aus.

Im selben Jahr ereigneten sich zwei weitere ähnliche Angriffe.

Die Wormhole-Brücke verlor 320 Millionen Dollar, nachdem es gelungen war, die Signatur eines ihrer "Guardian"-Validatoren zu fälschen; der Vertrag erkannte die Fälschung nicht und ließ die Auszahlung zu.

Die Nomad-Brücke verlor fast 200 Millionen Dollar auf eine noch ungewöhnlichere Weise: Die erste Person, die eine Sicherheitslücke fand, die das Abheben von Geldern ohne gültigen Nachweis ermöglichte, nutzte diese aus, und sobald sich das herumsprach, wiederholten Hunderte weiterer Nutzer dieselbe Transaktion - wodurch die Brücke innerhalb weniger Stunden einen erheblichen Teil ihrer Gelder verlor.

Rechnet man das alles zusammen, wird das Bild klar. Laut dem Analyseunternehmen Chainalysis wurden allein im Zeitraum 2021-2023 mehr als 2,5 Milliarden Dollar aus Brücken gestohlen, während breitere Schätzungen die Gesamtverluste von Brücken seit 2021 bis heute auf über 2,8 Milliarden Dollar beziffern.

Das Auffälligste an all diesen Zahlen ist das sich wiederholende Muster: Fast alle größeren Verluste ereigneten sich bei Brücken, die sich auf eine begrenzte Anzahl von Personen oder Validatoren verlassen, um die Gültigkeit einer Transaktion zu bestätigen (sogenannte Brücken mit geringerem Vertrauensniveau).

Brücken, die statt auf Menschen auf kryptografische, mathematische Verifikation setzen - worauf wir im Folgenden noch näher eingehen - sind bisher weitgehend unangetastet geblieben. Mit anderen Worten: Das Risiko steigt überall dort, wo die Sicherheit einer Brücke vom Verhalten Einzelner abhängt und nicht von kryptografischer Verifikation.

Wie sich die Lage verändert

Die Branche hat aus diesen Angriffen eine klare Lehre gezogen: Die langfristige Lösung ist nicht ein stärkeres Multisig, sondern die vollständige Beseitigung des menschlichen Faktors aus dem Verifikationsprozess.

Daraus ergeben sich drei Entwicklungsrichtungen, die derzeit eine sicherere Generation von Brücken prägen.

Light-Client- und Zero-Knowledge-Verifikation

Anstatt sich auf eine Gruppe von Validatoren zu verlassen, prüft die Ziel-Chain selbst, was auf der Ausgangs-Chain geschehen ist - ähnlich wie wenn jemand Dokumente selbst überprüft, statt der Aussage einer anderen Person zu vertrauen, dass alles in Ordnung ist.

In einer fortgeschritteneren Variante wird ein Zero-Knowledge-Nachweis verwendet: ein mathematischer Beleg, der bestätigt, dass eine Transaktion tatsächlich stattgefunden hat, ohne dass jemand die gesamte Geschichte der Chain erneut überprüfen muss.

Die Sicherheit der Brücke hängt somit nicht mehr davon ab, ob die Validatoren ehrlich sind, sondern nur noch davon, ob die Mathematik korrekt ist.

Das IBC-Protokoll von Cosmos nutzt diesen Ansatz bereits seit Jahren, und immer mehr Ethereum-Brücken gehen zu einem ähnlichen Modell über, auch wenn eine solche Infrastruktur schwieriger und langsamer zu entwickeln ist.

Native und kanonische Brücken

Wenn eine Brücke einen Vermögenswert "wrapped", erzeugt sie in Wirklichkeit eine neue, synthetische Version des Tokens, die das an anderer Stelle gesperrte Original repräsentiert.

Wrapped BTC auf Ethereum ist beispielsweise kein echtes Bitcoin, sondern ein Schuldschein, der nur so viel wert ist wie der Vertrag, der ihn ausgibt. Jede solche wrapped Version stellt einen zusätzlichen Punkt dar, der ein eigenes Sicherheitsniveau erfordert.

Deshalb gehen immer mehr Projekte zu einem anderen Ansatz über: Statt den Token zu wrappen, wird er auf einer Chain verbrannt und ein identischer, kanonischer Token auf der anderen ausgegeben.

Genau das tut Circles Protokoll für USDC. Das Ergebnis ist eine geringere Anzahl unterschiedlicher "Versionen" desselben Tokens im Umlauf, was das gesamte System vereinfacht und die Anzahl der Komponenten reduziert, um die man sich sorgen muss.

Verteilte Verifizierer-Netzwerke

Anstatt die gesamte Sicherheit der Brücke auf einen einzigen, festen Satz von Validatoren zu stützen, kombinieren neuere Architekturen mehrere unabhängige Netzwerke, die gegenseitig ihre Arbeit überprüfen, wodurch jedes zusätzliche Netzwerk die Gesamtzuverlässigkeit des Systems erhöht.

Hinzu kommen zunehmend weitere "Brems"-Mechanismen: Timelocks, die größere Auszahlungen verzögern, um Raum für eine Reaktion zu schaffen, automatische Pausen, sobald das System etwas Ungewöhnliches feststellt, sowie Versicherungen, die Kunden im Falle einer Sicherheitsverletzung für ihre Verluste entschädigen.

Praktische Hinweise

Die Botschaft ist einfach: Jede Brücke ist eine aktive Komponente des Systems, nicht nur ein neutrales Rohr, durch das Vermögenswerte hindurchfließen.

Jede Brücke trägt ihr eigenes Risikoprofil, abhängig davon, ob sie sich auf Menschen oder auf Kryptografie stützt.

Vor der Übertragung eines größeren Betrags über eine Brücke lohnt es sich zu prüfen, welches Verifikationsmodell sie nutzt, wie lange sie bereits ohne Vorfälle im Einsatz ist und ob sie unabhängig geprüft wurde.

Eine sicherere Zukunft für die Interoperabilität von Web3 baut sich genau darauf auf, die Anzahl der Stellen zu verringern, an denen Vertrauen in Menschen gesetzt werden muss - und zunehmend auf jene Stellen, an denen dieses Vertrauen einfach durch Mathematik ersetzt wird.