لقد شهد الطلب على تنفيذ تقنية Blockchain لتعزيز أمان المعاملات عبر الإنترنت والعمليات التجارية الحيوية زيادة كبيرة. لقد ظهرت Blockchain كأكثر التطبيقات أمانًا للبنية التحتية التجارية الحيوية، وخاصة في قطاعات مثل المالية والنقل والصناعات الطبية. ومع ذلك، مع زيادة اعتماد هذه التكنولوجيا، فقد أظهر أيضًا تهديدات أمان محتملة متعددة ونقاط ضعف. يمكن تصنيف هذه التهديدات الأمنية على أنها متعمدة وعرضية. التهديدات المتعمدة هي تلك المخطط لها من قبل فريق مخصص بهدف محدد وضحايا مستهدفين، وغالبًا ما يُشار إليها على أنها هجمات. من ناحية أخرى، يمكن أن تكون التهديدات العرضية، المعروفة أيضًا بالتهديدات غير المخطط لها، ناجمة عن كوارث طبيعية أو أي أفعال قد تؤدي إلى ضرر لنظام ما. يُعترف على نطاق واسع من قبل الخبراء أن Blockchain عرضة لنقاط الضعف الناجمة عن عيوب تصميم البرمجيات ومتطلبات الأجهزة وقضايا تتعلق بالبروتوكولات، والتي يمكن أن تؤدي إلى أنواع مختلفة من التهديدات داخل التكنولوجيا وتطبيقاتها.

لقد جرى الإقرار بقابلية التشفير غير المتماثل للاختراق ضمن تقنية سلسلة الكتل، وتحديدًا خوارزمية التوقيع الرقمي بالمنحنيات الإهليلجية (ECDSA) المستخدمة لمصادقة المعاملات، في سياق الهجمات الكمومية. وتُستخدم خوارزمية ECDSA على نطاق واسع للتوقيع في البيتكوين، وهي تقنية بارزة في مجال سلسلة الكتل. وعلى خلاف شبكات #centralized ، تعمل سلسلة الكتل بوصفها شبكة لامركزية، ما يعزز مقاومتها للعبث. وكشف باحثون من جامعة سنغافورة الوطنية (NUS) أن التشفير الكمومي يقلل الإنتروبيا داخل النظام، وبالتالي يحد من الضوضاء. غير أن تطبيق التشفير الكمومي يكشف عن نقاط ضعف في التشفير غير المتماثل المستخدم للتوقيعات الرقمية. واستجابةً لهذه الثغرة، اقتُرح نظام جديد لمصادقة التوقيعات في سلسلة الكتل، يستعين بتوقيع شجرة بونساي القائم على الشبكات بوصفه إجراءً وقائيًا (Hasan وآخرون، 2020). ويُعد فقدان المفاتيح الخاصة أثناء الهجمات السيبرانية تهديدًا شائعًا في مجال الأمن السيبراني. ولمعالجة ذلك، اقترح المؤلفون نموذجًا لحماية المفاتيح الخاصة، يقوم على تخزين العناصر الفرعية للمفتاح الخاص بأمان ضمن ملفات تعريف تشغيلية مختلفة، وإدراج أملاح متعددة مكوّنة من محارف باعتبارها تتابعًا فرعيًا مشتركًا في كل ملف تعريف. كما طبّق المؤلفون ضوابط أمان نحوية ودلالية ومعرفية لإقامة ترابط متبادل بين هذه الملفات. ومن التهديدات الناشئة الأخرى الاختطاف التشفيري، المعروف أيضًا باسم التعدين العابر، الذي يستغل أجهزة الأفراد سرًا لتعدين #Cryptocurrencies دون موافقتهم أو علمهم. ولمواجهة هذا التهديد، اقتُرح نهج للكشف يُسمى MineSweeper، ويعتمد على الوظائف التشفيرية لرموز #Cryptojacking عبر التحليل الساكن والمراقبة الآنية لذاكرة التخزين المؤقت لوحدة المعالجة المركزية. علاوة على ذلك، يشكل التعدين الأناني تهديدًا كبيرًا لسلامة شبكة البيتكوين، إذ تتعمد مجموعة من المعدّنين حجب حل صحيح عن بقية الشبكة لتقويض جهود المعدّنين النزيهين. وللحد من ذلك، اقتُرح تعديل بروتوكول البيتكوين لمنع مجمعات التعدين التي تقل قوتها عن ربع إجمالي قوة التعدين من تحقيق أرباح عبر التعدين الأناني. كما كُشف عن وجود ثغرات في طبقة الند للند (P2P) لشبكات العملات المشفرة، تتيح ربط المعاملات بعناوين IP الخاصة بالمستخدمين بدقة تتجاوز 30%. ولمعالجة ذلك، اقتُرح Dandelion++، وهو حل خفيف وقابل للتوسع، لتعزيز إخفاء الهوية باستخدام رسم بياني لإخفاء الهوية رباعي الانتظام. وأدى وجود عُقد بيتكوين تُظهر أنماطًا سلوكية شاذة مرتبطة بمصالح غير قانونية إلى تطوير خوارزمية لتجميع أنماط السلوك بهدف معالجة هذه المشكلة. إضافة إلى ذلك، استُخدمت أنماط محددة للمعاملات لتجميع العُقد التي تملكها الجهة نفسها، بهدف استخراج البيانات بكفاءة من شبكة البيتكوين الواسعة.

تشكل هجمات التوجيه، التي تنطوي على تقسيم شبكة البيتكوين وإبطائها، تحديات إضافية. وللحد من هذه التهديدات، أُوصي باتخاذ تدابير مضادة قصيرة الأجل، مثل زيادة تنوع اتصالات العُقد وقياس زمن الذهاب والإياب، إلى جانب تدابير طويلة الأجل، مثل تشفير اتصالات البيتكوين واستخدام اتصالات #UDPN .