Статья Блокчейн и информационная безопасность: потенциал, риски и технологии будущего

[BOOX]

Технология блокчейн вышла за рамки криптовалюты и активно внедряется в сферу информационной безопасности.

С одной стороны — это надежный инструмент защиты данных и построения доверенных систем. С другой — новая поверхность атак и вызовы, особенно в условиях публичных и permissionless-сетей. Cyber Media разбирает, как блокчейн влияет на ИБ, какие уязвимости с ним связаны, и как современные технологии помогают повысить устойчивость систем к атакам.

Основные свойства блокчейна и его потенциал в ИБ​

Блокчейн — это особая архитектура хранения данных, изначально созданная для обеспечения доверия, целостности и устойчивости информации в распределенных системах. С точки зрения информационной безопасности, его ключевые свойства тесно связаны с классической моделью CIA (Confidentiality, Integrity, Availability) и позволяют решать важные задачи защиты данных, управления доступом и повышения прозрачности процессов.

​

Свойство блокчейна​	Описание и ИБ-функция​	Практическое применение в ИБ​
Неизменяемость​	Гарантирует, что данные не могут быть изменены без следа​	Использование блокчейна как цифрового нотариата для защиты логов, аудитов и доказательств​
Децентрализация​	Отсутствие единой точки отказа, высокая устойчивость​	Обеспечение доступности и устойчивости систем при сбоях и атаках​
Криптографическая защита​	Хеши, цифровые подписи, шифрование для целостности и приватности​	Защита данных от подделки, использование Zero-Knowledge Proofs для приватности​
Смарт-контракты​	Автоматизация правил доступа и управления​	Гибкие системы аутентификации и авторизации без централизованного контроля​
Прозрачность​	Открытый и проверяемый журнал транзакций​	Повышение доверия и упрощение аудита операций​
Доверие без посредников​	Криптографические гарантии вместо централизованного доверия​	Надежное взаимодействие между независимыми участниками без риска подделки​

Таким образом, блокчейн выступает не просто технологией хранения информацией, а мощным инструментом для повышения уровня безопасности и контроля в различных ИТ-инфраструктурах. Его внедрение особенно эффективно там, где необходимы прозрачность, устойчивость к атакам и независимость от посредников.

Как атакуют блокчейн: уязвимости и ошибки архитектуры​

Блокчейн кажется неприступной крепостью: неизменяемость, децентрализация, криптография — все звучит надежно. Но даже у самой устойчивой архитектуры есть слабые места, и злоумышленники уже научились в них бить.

Одна из самых частых и дорогих проблем — уязвимости в смарт-контрактах. Код в блокчейне нельзя «пропатчить» на лету, а значит, ошибка в логике или уязвимость вроде reentrancy может стоить миллионы. Часто контракты пишут в спешке, копируя шаблоны, не проводя аудитов — в результате даже простая арифметическая ошибка превращается в катастрофу.

Формальная верификация на сегодня — это самое надежное решение в плане безопасности смарт-контактов. Это, по сути, математика: контракт проверяется на соответствие заданным свойствам еще до запуска в сеть, чтобы исключить возможные ошибки и уязвимости.

Особенно хорошо себя показывают подходы model checking и теоремное доказательство (proof assistants).

Model checking позволяет автоматически проверять логику контрактов на соответствие безопасности, но у него есть сложности с масштабированием, когда система становится большой и сложной.

А вот теоремное доказательство, наоборот, более гибкое и мощное, хотя требует больше ручного труда экспертов.

В итоге получается некий баланс: простые контракты проверяются быстро и легко, а для комплексных dApps приходится искать компромиссы между автоматизацией и ручным трудом.

Опасности подстерегают и на уровне самого консенсуса. В сетях на Proof-of-Work возможна атака 51%, когда захват вычислительной мощности позволяет переписать историю транзакций. В Proof-of-Stake схемы могут быть еще изощреннее: long-range атаки, атаки через уязвимости в выборе валидаторов или ошибочную синхронизацию клиента. Иногда достаточно задержки в сети или бага в коде — и появляются форки, возможность двойной траты и потеря доверия.

Одним из наиболее зрелых подходов является использование языков с формальной семантикой — например, Vyper (в Ethereum) или Michelson (в Tezos), где смарт-контракты можно верифицировать статически до запуска.

Однако ключевая проблема — масштабируемость: по мере роста сложности dApp-экосистем традиционные SMT-солверы и проверочные фреймворки (например, MythX, Certora, Coq) начинают «тормозить». Здесь на первый план выходят гибридные подходы: формальная верификация «ядра» логики + fuzz-тестирование и ручной аудит интерфейсных зон. Это не панацея, но рабочий компромисс при высоком уровне сложности.

Есть и менее очевидный риск — отсутствие приватности. Публичный блокчейн — это открытая база данных, где каждый шаг виден. Формально адреса не содержат личной информации, но их можно деанонимизировать при наличии достаточных данных и времени. Сбор данных о транзакциях, связях между адресами, поведенческие шаблоны — все это используется для фишинга, слежки и шантажа.

А когда поверх блокчейна строятся мосты, DeFi-протоколы, DAO и NFT — появляется целый новый уровень уязвимостей. Взлом кроссчейн-мостов, подмена данных от оракулов, манипуляции результатами голосований — это уже не просто киберугрозы, а атаки на бизнес-логику. Web3-проекты открывают мощный функционал, но часто без должного уровня защиты и тестирования.

Блокчейн — мощный инструмент, но точно не магия. Он требует не только понимания криптографии, но и глубокого аудита архитектуры, логики и всех вспомогательных компонентов. Иначе риски догоняют быстрее, чем растет капитализация проекта.

Баланс между приватностью и требованиями к прозрачности​

Блокчейн изначально строился на прозрачности: каждую транзакцию можно отследить, каждую сумму — проверить. Но в этой открытости кроется и парадокс: в какой момент прозрачность начинает угрожать приватности?

Для обычного пользователя конфиденциальность — это не роскошь, а необходимость. Никто не хочет, чтобы любой желающий мог видеть, сколько средств у него на кошельке, кому он платит и как часто. В корпоративной среде это еще критичнее: раскрытие финансовых потоков, стратегических сделок или зарплатных начислений может нанести серьезный ущерб.

Стоит упомянуть о том, что прогресс не стоит на месте и появляются новые ZKP:

• ZK-STARK (Scalable Transparent ARguments of Knowledge) — альтернатива SNARK’ам без необходимости trusted setup и с большей прозрачностью в плане криптографии. Они масштабируемы, но генерируют более объемные доказательства. Используются, например, в StarkNet.
• PLONK — универсальная zk-конструкция, поддерживающая произвольные цепочки вычислений с одной общей настройкой. Протоколы, как Scroll и Mina, активно внедряют.

Эти подходы критичны для масштабируемости и приватности одновременно, особенно при построении универсальных zk-VM или zk-WASM. И все это важно, потому что на практике приватность — это не только защита данных, но и уязвимость системы, если ее плохо реализовать.

Чтобы сохранить приватность, разработчики используют разные подходы:

• Микшеры — самые известные инструменты: они «перемешивают» транзакции между пользователями, чтобы скрыть исходные связи. Работают просто и эффективно, но именно из-за этой анонимности часто попадают под пристальное внимание регуляторов — слишком уж удобно использовать их для отмывания средств.
• Механизмы избирательного раскрытия и приватные аудит-схемы — попытка найти компромисс между приватностью и требованиями законодательства. Например, можно открыть данные только для конкретного аудитора или представить доказательства в формате zero-knowledge без полного раскрытия деталей.

Но вместе с этими возможностями приходит и вызов: как проводить проверку, если все зашифровано? Как убедиться, что не нарушены законы и правила, если доступ к информации ограничен? Ответов пока нет, но индустрия активно экспериментирует.

На практике строятся «секретные шлюзы» — публичная часть (Public Input) трассируется как ID-транзакции и смарт-контракта, а «чувствительные детали» доступны только по судебному предписанию/на запрос регулируемой платформы.

Как пример, Tornado Cash (2022-24): закрытие по санкциям OFAC подтолкнуло лидирующие zk-разработки к интеграции функций «compliance-in-a-box», позволяющих по запросу раскрывать часть данных для AML/KYC. ZKP позволяют достичь почти банковской анонимности, сохранив прозрачность системы — но успех Web3 в том, чтобы договариваться о «режимах раскрытия» с конкретными юрисдикциями. Это горячая точка: слишком много приватности, то нет интеграции с банками и официальными биржами, слишком мало — нет притока пользователей.

Вопрос не в том, приватность или прозрачность — это не выбор «или-или». Важно найти правильный баланс: защитить личное, но сохранить проверяемость, дать приватность пользователю, но не дать ей превратиться в щит для злоумышленника.

Актуальные угрозы для современных консенсусных протоколов​

Современные консенсусные протоколы — это не просто механизм, который «решает, кто прав», а основа безопасности и устойчивости блокчейна. Но с переходом от Proof-of-Work к более энергоэффективным моделям вроде PoS, Delegated PoS и Proof-of-Authority появляются и новые векторы атак.

• Long-range-атаки. Утечка старых ключей валидатора позволила бы «переписать» историю с нулевой энергией; Insertable PoSW draft фиксирует это чек-пойнтами каждые ~24 ч вне цепочки.
• Restaking-контингентность. Один и тот же ETH-стейк размещен в трех AVS (Actively Validated Service)-сетях: при коррелированном слэше оператор теряет до 33% депозита сразу на трех «фронтах», то есть если один и тот же валидатор рестейкнул 32 ETH сразу в три AVS и нарушил правила хотя бы одной, слэш (slashing), штрафной механизм в сетях Proof-of-Stake, может сжечь залог сразу во всех сервисах.
• Liquid-staking централизация. Если LST-пул превышает 33% сети, картель из пяти операторов может задержать финализацию на > 2 эпохи — риск «run on validators» для розничных пользователей.

Кибербезопасность PoS — это уже risk-management: мы хеджируем не только баги в коде, но и ценовые колебания деривативов на этот код.

Proof-of-Stake и его вариации строятся на доверии к валидаторам, которые ставят собственные средства на кон. Это делает атаки менее затратными с точки зрения энергии, но открывает двери для новых сценариев:

• Атаки на валидаторов. Если валидатор становится ключевой точкой верификации, на него можно нацелить DDoS, эксплуатацию уязвимостей или даже физическое давление — особенно в публичных сетях.
• Liveness-атаки. В отличие от классических атак на целостность, тут злоумышленник добивается отказа от включения транзакций или замедления сети, чтобы повлиять на работу системы или спровоцировать откат.
• Подкуп и цензурирование. В сетях с небольшим количеством активных валидаторов, например, DPoS, становится реальным сценарий сговора, где за небольшую награду валидаторы могут игнорировать «неудобные» транзакции или саботировать конкурентов.

Эти угрозы заставляют пересматривать классические подходы к защите распределенных систем. Уже недостаточно просто полагаться на криптографию и децентрализацию — приходится внедрять системы репутации, динамические алгоритмы выбора валидаторов и защиту от внутрипротокольных манипуляций. Особенно остро это ощущается в Web3-инфраструктурах, где на кону не только данные, но и большие деньги.

В таких системах наиболее актуальны модели угроз, связанные с атакой типа nothing-at-stake, где валидаторы могут одновременно подписывать конфликтующие цепочки без риска потери стейка, особенно в условиях отсутствия штрафов. Кроме того, модели на базе делегирования уязвимы к governance manipulation — ситуации, когда крупные стейкхолдеры захватывают механизмы голосования и, как следствие, контроль над протоколом.

В результате данные модели угроз требуют расширения традиционных понятий кибербезопасности: кроме защиты сетевого периметра, критически важно обеспечить устойчивость криптоэкономических стимулов, реализацию механизма объективного слешинга (наказаний), защиту мета-протокольных интерфейсов (включая smart-контракты управления стейкингом и обновлениями сети), а также безопасность хранения и управления валидаторскими ключами. Новая парадигма безопасности распределенных систем на базе PoS требует синтеза технической устойчивости, моделирования поведенческих угроз и постоянного анализа валидаторской активности для выявления потенциального сговора или неэтичного поведения.

Так что переход к новым протоколам — это не только выигрыш в скорости и энергоэффективности, но и необходимость адаптироваться к принципиально новому ландшафту угроз.

Вызовы внедрения блокчейн-технологий​

Внедрять блокчейн сегодня — это не просто «взять и подключить технологию». Это всегда столкновение с реальностью: как технической, так и организационной. Да, блокчейн обещает децентрализацию, прозрачность и неизменность, но на практике путь к этим целям полон препятствий:

• Масштабируемость и производительность. Многие блокчейн-сети не справляются с высокой нагрузкой: транзакции медленные и дорогие. Для бизнеса это тормоз, особенно в системах, где критически важна скоростью отклика.
• Комплексность интеграции с существующей ИБ-инфраструктурой. Действующие ИБ-системы заточены под централизованные модели. Встроить в них блокчейн — значит перестраивать процессы, политики и логику работы с инцидентами.
• Недостаток квалифицированных специалистов. Эксперты, которые одновременно работают с блокчейном, безопасностью и архитектурой корпоративных ИТ — редкость. Рынок остро ощущает дефицит таких кадров.
• Юридические и нормативные ограничения. Не все юрисдикции признают смарт-контракты. А еще сложнее с персональными данными в блокчейне: как проверять, если данные децентрализованы и зашифрованы?

Именно поэтому многие компании выбирают частные или гибридные блокчейны — с сохранением контроля, соответствием комплаенсу и хоть частичным, но использованием преимуществ технологии. Это компромисс между идеей и реалиями.

Будущее блокчейна в ИБ​

Будущее блокчейна в информационной безопасности открывает широкие перспективы, которые уже сегодня стоит внимательно изучать и внедрять.

• Формальная верификация и автоматизированный анализ помогут создавать более надежные смарт-контракты, снижая риски дорогостоящих ошибок и уязвимостей.
• Приватные блокчейны и консорциумные сети обеспечат баланс между прозрачностью и контролем доступа, отвечая требованиям современного бизнеса и регуляторов.
• Сочетание искусственного интеллекта и блокчейна открывает новые возможности для проактивного обнаружения угроз, анализа поведения и интеллектуальной защиты инфраструктуры.
• Интеграция блокчейна в архитектуры Zero Trust усилит безопасность, позволяя контролировать доступ и аутентификацию без необходимости доверять единственному центру.

Однако важно помнить: блокчейн — это не универсальное решение. Внедрение технологии требует глубокого понимания, тщательного планирования и постоянного аудита, чтобы избежать новых уязвимостей и сохранить баланс между приватностью и прозрачностью.

Вызов для индустрии — объединить инновации и зрелые подходы к безопасности, чтобы блокчейн стал действительно надежным фундаментом цифрового доверия.

Заключение​

Технология блокчейн уже меняет подходы к информационной безопасности, предлагая новые возможности для создания прозрачных, надежных и защищенных систем. Вместе с тем, внедрение блокчейна приносит и новые риски, которые нельзя игнорировать.

Чтобы использовать эту технологию эффективно, необходимо глубокое понимание принципов работы, квалифицированные специалисты и адаптация существующих процессов и нормативов. Только сочетание инноваций с проверенными подходами позволит блокчейну стать прочным фундаментом цифрового доверия и безопасности будущего.

Для просмотра ссылки необходимо нажать Вход или Регистрация