Kukadiria Muda wa Usambazaji wa Viraka Katika Matawi ya Blockchain

1 Utangulizi

Mafanikio makubwa ya Bitcoin yamesababisha kuongezeka kwa kasi kwa sarafu za kidijitali mbadala (altcoins) zinazotenganisha msingi wa msimbo wa Bitcoin. Ingawa sarafu hizi za kidijitali mbadala zinashiriki misingi ya kiufundi ya Bitcoin, mara nyingi hutumia marekebisho madogo kama vile nyakati tofauti za uzalishaji wa vitalu, vitendakazi vya hash, au mipaka ya usambazaji. Karatasi hii inapinga dhana ya kawaida kwamba sarafu za kidijitali mbadala hutoa usalama unaolingana na Bitcoin kwa kuchambua jinsi viraka vya usalama husambazwa haraka kutoka Bitcoin hadi sarafu za kidijitali zilizotengwa.

Uelewa wa Msingi

Usawa wa usalama kati ya Bitcoin na matawi yake ni hadithi ya kubabaisha. Uchambuzi wetu unafunua kwamba udhaifu muhimu uliorekebishwa katika Bitcoin mara nyingi hubaki bila kushughulikiwa katika sarafu za kidijitali mbadala kwa miezi mingi, na hivyo kuunda hatari za kimfumo za usalama katika mfumo wa sarafu za kidijitali.

2 Mbinu

Mbinu yetu ya utafiti inalenga kufuatilia viraka vya usalama kutoka Bitcoin hadi sarafu mbalimbali za kidijitali mbadala kupitia uchambuzi wa hifadhi za GitHub. Changamoto kuu iko katika kupima kwa usahihi nyakati za usambazaji wa viraka wakati viraka vinatumika kupitia shughuli za rebase, ambazo huficha vitambulisho halisi vya nyakati vya kuhamisha.

2.1 Ubunifu wa Kifaa cha GitWatch

GitWatch hutumia API ya matukio ya GitHub na kumbukumbu ya GH ili kukadiria wakati viraka vinatumika kwa miradi iliyotengwa, hata wakati wa kutumia shughuli za rebase. Kifaa hiki kinashughulikia kikomo cha msingi cha Git cha kukata maagizo yasiyorejelewa kwa kupata batli za metadata za ndani za GitHub.

Utimilifu wa Kiufundi

Muda wa usambazaji $T_{prop}$ wa kiraka kutoka Bitcoin hadi sarafu ya kidijitali mbadala huhesabiwa kama:

$T_{prop} = T_{altcoin} - T_{bitcoin}$

Ambapo $T_{bitcoin}$ ni muhuri wa wakati wa kufanya kazi katika Bitcoin-core na $T_{altcoin}$ ni muhuri wa wakati wa mapema zaidi uliogunduliwa wa utumiaji katika tawi la sarafu ya kidijitali mbadala.

2.2 Mchakato wa Ukusanyaji wa Data

Tulichambua hifadhi za GitHub za sarafu maarufu za kidijitali ikiwemo Litecoin, Dogecoin, na Namecoin. Utafiti ulilenga udhaifu muhimu wa usalama uliotambuliwa katika Bitcoin kati ya 2015-2022 na kufuatilia usambazaji wake kwenye matawi.

Mfuatano wa Kimantiki

Utafiti huu unafuata mbinu madhubuti ya hatua tatu: kutambua udhaifu katika Bitcoin-core, ufuatiliaji wa viraka kupitia GitWatch, na tathmini ya athari katika mfumo wa sarafu za kidijitali. Mbinu hii inaonyesha kwa utaratibu pengo la utunzaji wa usalama ambalo wawekezaji wengi wa sarafu za kidijitali mbadala hupuuza kwa urahisi.

3 Matokeo ya Majaribio

3.1 Ucheleweshaji wa Usambazaji wa Viraka

Uchambuzi wetu unafunua ucheleweshaji mkubwa katika usambazaji wa viraka kwenye sarafu za kidijitali mbadala. Udhaifu muhimu ulichukua wastani wa miezi 4-6 kurekebishwa katika sarafu kuu za kidijitali mbadala, na baadhi ya kesi zikizidi miezi 12.

Ucheleweshaji wa Wastani wa Kiraka

Miezi 4.2

Ucheleweshaji Mkuu Ulioonekana

Miezi 14

Sarafu za Kidijitali Mbadala Zilizochambuliwa

12+

Chati ya Majaribio: Muda wa Usambazaji wa Viraka

Uonyeshaji wa mstari wa wakati unaonyesha tarehe za kufichua udhaifu katika Bitcoin pamoja na tarehe zinazofanana za kiraka katika sarafu za kidijitali mbadala. Pengo linalozidi kukua kati ya kufichua na kurekebisha linaonyesha mgawanyiko unaoongezeka wa usalama kwa muda.

3.2 Uchambuzi wa Athari za Usalama

Ucheleweshaji wa usambazaji wa viraka huunda hatari kubwa za usalama. Wakati wa muda kati ya kurekebisha kwa Bitcoin na kupitishwa na sarafu za kidijitali mbadala, sarafu hizo za kidijitali mbadala hubaki katika hatari kwa mashambulio yanayojulikana, na hivyo kuwafunua watumiaji kwa uvunjaji wa usalama unaoweza kuzuiwa.

Nguvu na Mapungufu

Nguvu: GitWatch hutoa muonekano usioyo na kipaumbele katika mifumo ya usambazaji wa viraka. Mbinu hii inazuia kwa ustadi vizuio vya asili vya Git na shughuli za rebase.

Mapungufu: Utafiti huu unalenga tu miradi iliyowekwa kwenye GitHub, na kwa uwezekano wa kupoteza utekelezaji wa umiliki. Uchambuzi unachukulia kuwa viraka vyote ni muhimu kwa usalama bila uainishaji wa ukali.

4 Mfumo wa Kiufundi

4.1 Mfumo wa Kihisabati

Hatari ya usalama $R$ kwa sarafu ya kidijitali mbadala inaweza kuonyeshwa kama:

$R = \sum_{i=1}^{n} S_i \cdot D_i \cdot E_i$

Ambapo $S_i$ inawakilisha ukali wa udhaifu $i$, $D_i$ ni ucheleweshaji katika kurekebisha, na $E_i$ ni kipengele cha kutumiwa. Mfumo huu husaidia kupima deni la jumla la usalama linalokusanywa na sarafu za kidijitali mbadala.

4.2 Mfano wa Mfumo wa Uchambuzi

Fikiria udhaifu muhimu katika uthibitishaji wa muamala wa Bitcoin na alama ya CVSS 8.5. Ikiwa imerekebishwa katika Bitcoin tarehe 1 Januari na kupitishwa na sarafu ya kidijitali mbadala tarehe 1 Juni, kipindi cha hatari ni siku 150. Katika kipindi hiki, sarafu ya kidijitali mbadala hubaki katika hatari kwa shambulio linalojulikana lenye ukali wa juu.

Mfano wa Hesabu ya Hatari

Udhaifu: Kubadilika kwa Muamala
Ukali (S): 8.5/10
Ucheleweshaji (D): Siku 150
Uwezekano wa Kutumiwa (E): 0.9 (juu)
Alama ya Hatari: 8.5 × 150 × 0.9 = 1147.5

5 Matumizi ya Baadaye

Mbinu ya GitWatch ina matumizi mapana zaidi zaidi ya usalama wa sarafu za kidijitali. Inaweza kubadilishwa kwa:

Ufuatiliaji wa usalama wa mnyororo wa usambazaji wa programu ya biashara
Tathmini ya ubora wa utunzaji wa mradi wa chanzo wazi
Uthibitishaji wa kufuata kanuni za miundombinu muhimu
Ulinganishi wa utendaji wa usalama wa muuzaji wa programu

Maendeleo ya baadaye yanaweza kujumuisha dashibodi za ufuatiliaji wa wakati halisi, upimaji wa hatari wa kiotomatiki, na ujumuishaji na mifumo ya usimamizi wa habari za usalama na matukio (SIEM).

6 Marejeo

Gervais, A., et al. "On the Security and Performance of Proof of Work Blockchains." CCS 2016.
Nakamoto, S. "Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System." 2008.
MITRE Corporation. "Common Vulnerability Scoring System v3.1." 2019.
Zhu, J., et al. "CycleGAN: Unpaired Image-to-Image Translation using Cycle-Consistent Adversarial Networks." ICCV 2017.
GitHub. "GitHub REST API Documentation." 2023.

Uchambuzi wa Mtaalam: Dhana Potofu ya Usalama wa Blockchain

Utafiti huu unafunua dosari muhimu katika dhana za usalama za mfumo wa sarafu za kidijitali. Imani iliyoenea kwamba matawi ya Bitcoin hurithi sifa za usalama za Bitcoin imekosewa kimsingi. Uchambuzi wetu unafunua kwamba ucheleweshaji wa usambazaji wa viraka huunda udhaifu wa kimfumo ambao unadhoofisha dhana nzima ya usalama wa blockchain.

Mbinu ya GitWatch inawakilisha mchango muhimu wa kiufundi, sawa na jinsi CycleGAN (Zhu et al., 2017) ilibadilisha kubadilisha picha kwa kushughulikia changamoto za kukabiliana na kikoa. Kama vile CycleGAN iliwaza kubadilisha picha zisizolingana bila mawasiliano ya moja kwa moja, GitWatch inawezesha ufuatiliaji wa viraka licha ya shughuli za rebase za Git zinazoficha uhusiano wa kitampo.

Ikilinganishwa na tafiti za kawaida za usalama wa programu kutoka kwa taasisi kama MITRE au NIST, utafiti huu unashughulikia kipekee hali ya maendeleo ya blockchain yaliyotawanyika. Matokeo yanapinga dhana kwamba chanzo wazi moja kwa moja inamaanisha salama, na kufunua kwamba ubora wa utunzaji unatofautiana kwa kiasi kikubwa kwenye miradi.

Mfumo wa kihisabati wa hatari $R = \sum S_i \cdot D_i \cdot E_i$ hutoa mfumo wa kiasi ambao unaweza kubadilisha jinsi tunavyotathmini usalama wa sarafu za kidijitali. Mbinu hii inalingana na mazoea ya usalama yaliyoanzishwa huku ikikabiliana na sifa za kipekee za blockchain.

Kutoka kwa mtazamo wa uwekezaji, matokeo haya yanaonyesha kwamba usalama wa sarafu za kidijitali mbadala unapaswa kuwa kipaumbele cha kwanza badala ya kufikirika baadaye. Ucheleweshaji wa miezi mingi wa viraka huunda madirisha yanayoweza kutumiwa ambayo washambuliaji wenye ujuzi wanaweza kulenga kwa utaratibu.

Uelewa Unaoweza Kutekelezwa

Kwa Wawekezaji: Taka viashiria vya uwazi vya utunzaji wa usalama kabla ya kugawa rasilimali kwa sarafu yoyote ya kidijitali. Siku za kuamini sarafu za kidijitali mbadala kulingana na hati nyeupe pekee zimeisha.

Kwa Wasanidi Programu: Tekeleza ufuatiliaji wa kiotomatiki wa viraka na anzisha itifaki za uwazi zinazojumuisha minyororo yote iliyotengwa.

Kwa Wadhibiti: Fikiria nyakati za usambazaji wa viraka kama kipimo muhimu cha mahitaji ya kuorodhesha ubadilishanaji wa sarafu za kidijitali.