Dlaczego mosty kryptowalutowe są najbardziej wrażliwym punktem ekosystemu Web3 (i jak to się zmienia)

Mosty kryptowalutowe (ang. "bridges") umożliwiają przesyłanie aktywów i danych między różnymi sieciami blockchain, które same z siebie nie potrafią "porozumiewać się" ze sobą.

Bez nich nie istniałyby transfery ETH na Solanę, wrapped BTC na Ethereum ani płynność przepływająca między dziesiątkami rozwiązań Layer 2.

To właśnie ta rola pośrednika sprawiła jednak, że mosty stały się jednym z częstszych celów ataków w przestrzeni kryptowalutowej. Nie jest to kwestia przypadku, lecz wynika z samej architektury, na której zostały zbudowane.

Dlaczego mosty są strukturalnie wrażliwe

W swojej istocie każdy most robi jedno: blokuje (lub spala) aktywo w łańcuchu źródłowym i emituje jego równoważną, "wrapped" wersję w łańcuchu docelowym.

Oznacza to, że gdzieś musi istnieć kontrakt, tzw. vault, w którym przechowywana jest cała zablokowana wartość. Kontrakt ten stanowi unikalny, skoncentrowany punkt ryzyka: podczas gdy skutki ataku na pojedynczą platformę DeFi zwykle ograniczają się do jej własnych użytkowników, skutki ataku na most mogą dotknąć wszystkich, którzy kiedykolwiek przesłali przez niego środki.

Drugim problemem jest model zaufania. Większość mostów nadal opiera się na grupie walidatorów lub sygnatariuszy multisig, którzy potwierdzają, że transakcja w łańcuchu źródłowym rzeczywiście miała miejsce, zanim zatwierdzą uwolnienie środków w łańcuchu docelowym.

Ten model jest szybki i tani we wdrożeniu, ale sprowadza się do zaufania ograniczonej liczbie osób i ich kluczom prywatnym - a to właśnie te klucze są najczęstszym punktem kompromitacji, czy to poprzez kradzież, inżynierię społeczną, czy ataki phishingowe wymierzone w konkretnych sygnatariuszy.

Wreszcie, most musi pogodzić łańcuch źródłowy i docelowy: dwa systemy, które często mają zupełnie inną logikę konsensusu, szybkość finalizacji transakcji oraz sposób zapisywania stanu.

Przykładowo, Bitcoin rejestruje środki za pomocą modelu UTXO (pojedynczych "monet", które są wydawane), podczas gdy Ethereum czy Solana wykorzystują model kontowy (stan jest aktualizowany w ramach konta, podobnie jak w wyciągu bankowym).

Gdy most musi przełożyć zdarzenie z jednego systemu na drugi, zespół deweloperski musi ręcznie odwzorować tę różnicę w kodzie kontraktu - i to właśnie w tym przełożeniu, w logice sprawdzającej, czy podpis lub dowód jest rzeczywiście prawidłowy, najczęściej powstają subtelne błędy, trudne do wychwycenia nawet podczas dokładnych audytów.

Skala problemu

Historia potwierdza to liczbami.

Weźmy przykład mostu Ronin, który w 2022 roku obsługiwał grę Axie Infinity: most ten wymagał podpisów pięciu z dziewięciu walidatorów w celu zatwierdzenia transakcji.

Wyobraźcie sobie to jak sejf, który otwiera się tylko wtedy, gdy pięciu z dziewięciu strażników jednocześnie przekręci swój klucz.

Napastnicy powiązani z północnokoreańską grupą Lazarus nie złamali kryptografii - zamiast tego, za pomocą fałszywej oferty pracy, oszukali pracowników firmy kontrolującej cztery z dziewięciu kluczy.

Piąty klucz zdobyli, ponieważ pewna organizacja DAO (zdecentralizowana społeczność głosująca nad decyzjami) wcześniej tymczasowo udzieliła mostowi uprawnienia do korzystania z jej podpisu, a uprawnienie to nigdy nie zostało cofnięte.

Zamiast więc włamywać się do systemu, po prostu zebrali wystarczającą liczbę "strażników" - i wypłacili sobie 173 600 ETH oraz 25,5 miliona USDC.

W tym samym roku doszło do dwóch podobnych ataków.

Most Wormhole stracił 320 milionów dolarów, ponieważ udało się sfałszować podpis jednego z jego walidatorów "guardian"; kontrakt nie wykrył fałszerstwa i zatwierdził wypłatę.

Most Nomad stracił niemal 200 milionów dolarów w jeszcze bardziej nietypowy sposób: pierwsza osoba, która znalazła lukę umożliwiającą wypłatę środków bez ważnego dowodu, wykorzystała ją, a gdy tylko wiadomość się rozeszła, setki innych użytkowników powtórzyły tę samą transakcję, przez co w ciągu kilku godzin most utracił znaczną część swoich środków.

Sumując to wszystko, obraz staje się jasny. Według firmy analitycznej Chainalysis, tylko w latach 2021-2023 z mostów skradziono ponad 2,5 miliarda dolarów, podczas gdy szersze szacunki wskazują, że łączne straty mostów od 2021 roku do dziś przekraczają 2,8 miliarda dolarów.

Najbardziej uderzającym elementem tych liczb jest powtarzający się wzorzec: niemal wszystkie duże straty dotyczyły mostów, które polegają na ograniczonej liczbie osób lub walidatorów w celu potwierdzenia ważności transakcji (tzw. mostów o niższym poziomie zaufania).

Mosty, które zamiast ludzi wykorzystują weryfikację kryptograficzną i matematyczną - o czym piszemy szerzej w dalszej części - pozostały do tej pory niemal nietknięte. Innymi słowy, ryzyko rośnie wszędzie tam, gdzie bezpieczeństwo mostu zależy od działań pojedynczych osób, a nie od weryfikacji kryptograficznej.

Jak zmienia się sytuacja

Branża wyciągnęła jasną lekcję z tych ataków: długoterminowym rozwiązaniem nie jest silniejszy multisig, lecz całkowite wyeliminowanie czynnika ludzkiego z procesu weryfikacji.

Stąd wynikają trzy kierunki rozwoju, które obecnie kształtują bezpieczniejszą generację mostów.

Weryfikacja light client i zero-knowledge

Zamiast ufać grupie walidatorów, łańcuch docelowy samodzielnie sprawdza, co wydarzyło się w łańcuchu źródłowym, podobnie jak ktoś, kto sam przegląda dokumenty, zamiast wierzyć cudzemu słowu, że są w porządku.

W bardziej zaawansowanym wariancie stosuje się dowód zero-knowledge: matematyczny zapis potwierdzający, że transakcja rzeczywiście miała miejsce, bez konieczności ponownego weryfikowania całej historii łańcucha przez kogokolwiek.

Bezpieczeństwo mostu nie zależy więc już od tego, czy walidatorzy są uczciwi, lecz wyłącznie od tego, czy matematyka jest poprawna.

Protokół IBC Cosmos wykorzystuje to podejście od lat, a coraz więcej mostów Ethereum przechodzi na podobny model, choć taka infrastruktura jest trudniejsza i wolniejsza w budowie.

Mosty natywne i kanoniczne

Gdy most "wrappuje" aktywo, w rzeczywistości tworzy nową, syntetyczną wersję tokena, reprezentującą oryginał zablokowany gdzie indziej.

Na przykład wrapped BTC na Ethereum to nie prawdziwy Bitcoin, lecz zobowiązanie dłużne warte tyle, ile wart jest kontrakt, który je emituje. Każda taka wrappowana wersja stanowi dodatkowy punkt wymagający własnego poziomu zabezpieczeń.

Dlatego coraz więcej projektów przechodzi na inne podejście: zamiast wrappowania, token jest spalany w jednym łańcuchu, a identyczny, kanoniczny token emitowany jest w drugim.

Dokładnie tak działa protokół Circle dla USDC. Efektem jest mniejsza liczba różnych "wersji" tego samego tokena w obiegu, co upraszcza cały system i zmniejsza liczbę elementów, o które trzeba się martwić.

Rozproszone sieci walidatorów

Zamiast opierać całe bezpieczeństwo mostu na jednym, stałym zestawie walidatorów, nowsze architektury łączą kilka niezależnych sieci, które wzajemnie weryfikują swoją pracę, dzięki czemu każda dodatkowa sieć zwiększa ogólną niezawodność systemu.

Do tego coraz częściej dodawane są dodatkowe mechanizmy "hamujące": timelocki opóźniające większe wypłaty, aby zostawić czas na reakcję, automatyczne pauzy uruchamiane, gdy system wykryje coś nietypowego, oraz ubezpieczenia rekompensujące klientom straty, gdyby jednak doszło do naruszenia.

Praktyczne wskazówki

Przekaz jest prosty: każdy most to aktywny element systemu, a nie tylko neutralna rura, przez którą przepływają aktywa.

Każdy most niesie ze sobą własny profil ryzyka, w zależności od tego, czy opiera się na ludziach, czy na kryptografii.

Przed przesłaniem większej wartości przez dowolny most warto sprawdzić, jaki model weryfikacji stosuje, jak długo działa bez incydentów oraz czy przeszedł niezależny audyt.

Bezpieczniejsza przyszłość interoperacyjności Web3 buduje się właśnie poprzez zmniejszanie liczby miejsc, w których zaufanie musi być pokładane w ludziach, a coraz częściej w miejscach, w których zastępuje je po prostu matematyka.