크로스체인 브리지에서의 공격 모니터링 및 식별을 위한 XChainWatcher

핵심 개념

XChainWatcher는 크로스체인 모델을 활용하여 크로스체인 브리지의 예상 동작을 정의하고, 실제 활동과 비교하여 편차를 식별함으로써 공격 및 의도하지 않은 동작을 탐지하는 메커니즘이다.

초록

이 논문은 크로스체인 브리지의 보안 문제를 다룹니다. 크로스체인 브리지는 다양한 블록체인 간 상호운용성을 제공하지만, 이러한 브리지에는 취약점이 존재하여 2021년 5월 이후 32억 달러의 손실을 초래했습니다. 기존 연구는 이러한 취약점을 밝혀냈지만, 정량적 연구가 부족하고 이를 보호할 수 있는 메커니즘이 없었습니다.
이 논문에서는 XChainWatcher를 제안합니다. XChainWatcher는 크로스체인 모델을 기반으로 한 모니터링 및 탐지 메커니즘으로, Datalog 엔진을 사용하여 예상 동작과 실제 활동을 비교하여 편차를 식별합니다. 이를 통해 공격 및 의도하지 않은 동작을 탐지할 수 있습니다.
Ronin 브리지와 Nomad 브리지에 XChainWatcher를 적용한 결과, 각각 6억 11백만 달러와 1억 9천만 달러의 손실을 초래한 공격 트랜잭션을 성공적으로 식별했습니다. 또한 이 도구는 브리지가 수락해서는 안 되는 37건의 크로스체인 트랜잭션, Nomad 브리지에서 7백만 8천 달러가 잠겨있는 문제, Ronin 브리지에서 2백만 달러가 손실된 문제 등을 발견했습니다. 이 논문은 또한 Nomad와 Ronin 브리지에 걸쳐 81,000건의 크로스체인 트랜잭션 데이터셋을 공개합니다.

통계

크로스체인 트랜잭션 중 39건에서 토큰 계약에서 발행된 이벤트와 브리지 계약에서 발행된 이벤트 간 불일치가 발견되었습니다.
Nomad 브리지에서 3건의 잘못된 이더리움 주소로 자금이 인출되었습니다.
Nomad 브리지에서 7건의 공격 시도가 발견되었지만 모두 실패했습니다.
Ronin 브리지에서 2건의 매핑되지 않은 토큰 인출 시도가 발견되었습니다.
Nomad 브리지에서 $93.86K, Ronin 브리지에서 $113.00K의 자금이 브리지 주소로 직접 전송되었지만 크로스체인 트랜잭션으로 처리되지 않았습니다.

인용구

"크로스체인 생태계가 성장하고 있습니다. 2023년 동안 크로스체인 프로토콜은 5억 달러 이상의 투자 라운드를 진행했으며, 매일 수백만 건의 크로스체인 트랜잭션을 처리했습니다."
"2021년 5월부터 2024년 8월까지 해커들은 무려 32억 달러를 훔쳤습니다."
"일부 브리지는 여러 번 공격을 받았습니다."

핵심 통찰 요약

XChainWatcher: Monitoring and Identifying Attacks in Cross-Chain Bridges

by Andr... 게시일 arxiv.org 10-04-2024

https://arxiv.org/pdf/2410.02029.pdf

더 깊은 질문

크로스체인 브리지의 보안 취약점을 해결하기 위해 어떤 추가적인 메커니즘이 필요할까요?

크로스체인 브리지의 보안 취약점을 해결하기 위해서는 여러 가지 추가적인 메커니즘이 필요합니다. 첫째, 실시간 모니터링 시스템을 구축하여 모든 트랜잭션을 실시간으로 감시하고, 비정상적인 활동을 즉시 탐지할 수 있어야 합니다. XChainWatcher와 같은 모니터링 도구는 이러한 역할을 수행할 수 있으며, Datalog 엔진을 활용하여 예상되는 행동과 실제 행동 간의 불일치를 식별할 수 있습니다. 둘째, 다중 서명 및 분산 검증 메커니즘을 도입하여 브리지의 트랜잭션 승인 과정을 더욱 안전하게 만들 필요가 있습니다. 이를 통해 단일 실패 지점을 줄이고, 공격자가 브리지를 악용하기 어렵게 만들 수 있습니다. 셋째, 스마트 계약의 정기적인 감사와 보안 패치를 통해 알려진 취약점을 사전에 차단해야 합니다. 마지막으로, 사용자 교육을 통해 피싱 공격과 같은 사회공학적 공격에 대한 인식을 높이는 것도 중요합니다. 이러한 메커니즘들은 크로스체인 브리지의 보안을 강화하고, 사용자 자산의 안전성을 높이는 데 기여할 것입니다.

크로스체인 트랜잭션의 무결성을 보장하기 위해 사용자와 브리지 운영자 간의 역할과 책임을 어떻게 재정립할 수 있을까요?

크로스체인 트랜잭션의 무결성을 보장하기 위해서는 사용자와 브리지 운영자 간의 역할과 책임을 명확히 재정립해야 합니다. 사용자에게는 정확한 정보 제공과 자산 관리 책임을 부여해야 합니다. 예를 들어, 사용자는 트랜잭션을 수행하기 전에 브리지의 규칙과 절차를 충분히 이해하고, 올바른 주소로 자산을 전송해야 합니다. 이를 위해 브리지 플랫폼은 사용자에게 명확한 가이드라인과 경고 메시지를 제공해야 합니다. 반면, 브리지 운영자는 트랜잭션의 유효성 검증과 보안 유지에 대한 책임을 져야 합니다. 운영자는 모든 트랜잭션이 규정된 프로토콜을 준수하는지 확인하고, 비정상적인 활동이 감지될 경우 즉시 대응할 수 있는 시스템을 마련해야 합니다. 이러한 역할 분담은 크로스체인 트랜잭션의 무결성을 높이고, 사용자와 운영자 간의 신뢰를 구축하는 데 기여할 것입니다.

크로스체인 생태계의 발전을 위해 어떤 새로운 기술 혁신이 필요할까요?

크로스체인 생태계의 발전을 위해서는 몇 가지 새로운 기술 혁신이 필요합니다. 첫째, 상호운용성 프로토콜의 개발이 필요합니다. 다양한 블록체인 간의 원활한 데이터 및 자산 전송을 가능하게 하는 표준화된 프로토콜이 필요하며, 이를 통해 크로스체인 트랜잭션의 복잡성을 줄일 수 있습니다. 둘째, AI 기반의 보안 솔루션을 도입하여 비정상적인 트랜잭션 패턴을 실시간으로 분석하고, 자동으로 경고를 발송하는 시스템이 필요합니다. 이러한 시스템은 공격을 사전에 탐지하고, 사용자에게 즉각적인 대응을 가능하게 합니다. 셋째, 스마트 계약의 자동화 및 최적화를 통해 트랜잭션 처리 속도를 높이고, 비용을 절감할 수 있는 기술이 필요합니다. 마지막으로, 탈중앙화된 신뢰 모델을 구축하여 사용자와 운영자 간의 신뢰를 높이는 것이 중요합니다. 이러한 기술 혁신들은 크로스체인 생태계의 안전성과 효율성을 높이는 데 기여할 것입니다.