Navigating security challenges in Web3: from Ethereum smart-contracts to IPFS content

Abstract

Το Web3 δεν αποτελεί απλώς μια τεχνολογική εξέλιξη, αλλά μια ριζική μετατόπιση με βαθιές φιλοσοφικές προεκτάσεις. Οραματίζεται ένα Διαδίκτυο όπου οι χρήστες βρίσκονται στο επίκεντρο, χωρίς την ανάγκη ύπαρξης κεντρικής αρχής. Στόχος του είναι να διασφαλίσει ότι οι χρήστες έχουν την πλήρη ιδιοκτησία τόσο των δεδομένων που παράγουν όσο και της αξίας — οικονομικής ή πληροφοριακής — που προκύπτει από αυτά. Αυτή η μετάβαση σε ένα νέο τεχνολογικό υπόδειγμα βρίσκει εφαρμογή σε ποικίλους τομείς, όπως η Αποκεντρωμένη Αποθήκευση (Decentralized Storage), η οποία επιτρέπει ασφαλείς, κατανεμημένες λύσεις αποθήκευσης δεδομένων με αυξημένη ανθεκτικότητα στη λογοκρισία· τα Μη Ανταλλάξιμα Διακριτικά (Non-Fungible Tokens – NFTs), που εγγυώνται την ιδιοκτησία και την αυθεντικότητα ψηφιακών περιουσιακών στοιχείων· και τα Αποκεντρωμένα Παιχνίδια (Decentralized Gaming), τα οποία αξιοποιούν την τεχνολογία blockchain για να δημιουργήσουν οικονομίες που ανήκουν στους παίκτες, αποδεικτικά σπάνια ψηφιακά αγαθά και διαφανείς μηχανισμούς παιχνιδιού. Μαζί με πλήθος άλλων καινοτομιών, οι παραπάνω τεχνολογίες διαμορφώνουν τη νέα εποχή του Διαδικτύου. Όπως είναι αναμενόμενο, το Web3 έχει προσελκύσει το ενδιαφέρον της ερευνητικής κοινότητας, η οποία προσπαθεί να το θεμελιώσει εκ νέου, βασιζόμενη σε αναδυόμενες και ακόμη ανώριμες τεχνολογίες. Παράλληλα όμως, έχει κινήσει και το ενδιαφέρον κακόβουλων παραγόντων, που εκμεταλλεύονται τον πρώιμο χαρακτήρα και την πολυπλοκότητα αυτών των αλληλένδετων συστημάτων προς ίδιον όφελος. Η πρόκληση, επομένως, είναι να εξασφαλιστεί ότι η ασφάλεια θα εξελίσσεται παράλληλα με την ανάπτυξη του οικοσυστήματος του Web3, ώστε να μην εξελιχθεί σε ένα ασταθές ή εχθρικό περιβάλλον. Η συμβολή της παρούσας διατριβής σε αυτήν την προσπάθεια είναι πολυδιάστατη. Αρχικά, μελετούμε τη σχετική βιβλιογραφία σχετικά με την αλυσίδα συστοιχιών (blockchain) του Ethereum, τα NFTs και το Interplanetary File System (IPFS), το οποίο αποτελεί θεμελιώδες στοιχείο του επιπέδου αποθήκευσης δεδομένων του Web3, με στόχο τον εντοπισμό ευπαθειών και την ανάλυση του βαθμού ύπαρξης κακόβουλης δραστηριότητας. Στη συνέχεια, υιοθετώντας την οπτική των κακόβουλων χρηστών, εξετάζουμε πιθανούς τρόπους εκμετάλλευσης των παραπάνω τεχνολογιών και τεκμηριώνουμε πιθανούς διαύλους επίθεσης, ώστε να είναι ευκολότερος ο εντοπισμός και η αντιμετώπισή τους. Τέλος, προτείνουμε βελτιώσεις στον σχεδιασμό κρίσιμων υπηρεσιών του επιπέδου εφαρμογών του Web3, οι οποίες ενισχύουν τη διαθεσιμότητα και την επεκτασιμότητά τους, θέτοντας έτσι τα θεμέλια για πιο ανθεκτικές, επεκτάσιμες και μελλοντικά βιώσιμες αποκεντρωμένες εφαρμογές.