Einrichtung einer Kryptowährungsbörse sowie der erforderlichen Hardware und Software

Welche technischen und betrieblichen Voraussetzungen müssen für die Gründung einer Kryptowährungsbörse erfüllt sein?

Dies ist die Kernfrage für jedes technische Team, das eine sichere Austauschplattform aufbauen möchte. Niedrige Latenz Und Stabil In diesem Leitfaden führen wir Sie Schritt für Schritt durch Architektur, Hardware, Software, Netzwerk, Sicherheit, Überwachung und Datensicherung, um Ihr System optimal auszustatten. Fehlertoleranz haben Immer verfügbar Bleiben Sie und lassen Sie sich vor Angriffen schützen.

Allgemeine Architektur- und Gestaltungsprinzipien

Entwerfen Sie die Architektur in Schichten und isolieren Sie jede Schicht von den anderen, um Fehler zu begrenzen und die Skalierbarkeit zu erleichtern.

• Schichttrennung: Gateway/API → Anwendung (zustandslos) → Matching-Engine (niedrige Latenz) → Orderbuch (im Arbeitsspeicher + dauerhaft) → Datenbank (persistent) → Wallet & Signierung (HSM/kalt) → Überwachung/Protokollierung.
• Grundsatz der Zugänglichkeit: Jede Schicht sollte in mindestens zwei geografischen Gebieten eingesetzt werden (aktiv-aktiv oder aktiv-passiv).
• Zustandsloses Prinzip in Anwendungen: Sitzungen werden in Redis oder JWT gespeichert, sodass Server hinzugefügt und ersetzt werden können.
• Netzwerkisolation: Management-, API-, Blockchain-Node- und Wallet-Server sollten in separaten VLANs oder VPCs untergebracht werden.

Empfohlene Hardware je nach Rolle

Beachten Sie die Mindestanforderungen und HA-Tipps für jede Hardwarerolle.

Matching-Engine (sehr latenzempfindlich)

• CPU: 16–64 Kerne Hohe Frequenz (Intel Xeon / AMD EPYC).
• RAM: 128–512 GB Abhängig von der Größe des Auftragsbuchs.
• Speicher: NVMe Enterprise mit hoher IOPS; RAID1/10 für WAL.
• Netzwerk: 10–40 Gbit/s Mit Netzwerkkarten mit niedriger Latenz (SR-IOV).
• Empfehlung: Dedizierter/Bare-Metal-Server an einem Standort in der Nähe von LPs und Zielmärkten.

Datenbank (PostgreSQL / Zeitreihen)

• CPU: 16–64 Kerne.
• RAM: 256–1024 GB.
• Speicher: NVMe Enterprise + RAID10; separates WAL und Daten auf verschiedenen Festplatten.
• Netzwerk: 10 Gbit/s.
• HA: Streaming-Replikation + Patroni + etcd/consul.

Orderbuch / Cache (Redis / Aerospike)

• Redis-Cluster mit AOF+RDB-Persistenz; Knoten mit hohem RAM und NVMe für Speicherknoten.

Wallet-/Signaturserver

• Hot Wallet: spärlich, isoliert, mit HSM oder HSM as a Service.
• Cold Wallet: Eine vom Internet getrennte oder Hardware-Wallet, die offline verwaltet wird.
• HSM: FIPS 140-2 Level 3 Empfohlen.

Gateway / API / Frontend

• CPU: 4–16 Kerne.
• Arbeitsspeicher: 16–64 GB.
• Automatische Skalierung in der Cloud/VM oder im Container.
• Load Balancer: HAProxy / Nginx / Envoy.

Überwachung / Protokollierung / SIEM

• Clustered Prometheus + Alertmanager, Grafana, EFK/ELK (Elasticsearch/Filebeat/Kibana).

Auswahl von Software und Datenbank

Wählen Sie die Software anhand von Leistung, Bestimmbarkeit und Wiederherstellbarkeit.

• Matching-EngineHochleistungsfähige Programmiersprachen (C++ / Rust / Go) und sperrfreies Design. Latenz-Perzentile (p99/p999) unbedingt testen.
• TransaktionsdatenbankPostgreSQL mit Replikation und PITR; PostgreSQL für die Finanzbuchhaltung und Redis für das Orderbuch in einer hybriden Kombination.
• Blockchain-Knoten: Ein vollständiger Knoten für jede Währung, die in separaten Netzwerken laufen, und RPC-Beschränkungen.
• Wallet-Dienste: Die Schlüssel müssen im HSM gespeichert und die Signiervorgänge im HSM durchgeführt werden.

Netzwerk, Standort und Ping

Netzwerkstandort und -topologie haben einen direkten Einfluss auf Latenz, Verfügbarkeit und Angriffsresistenz.

• Standort: In der Nähe von liquiden Märkten (New York, London, Frankfurt, Amsterdam, Tokio, Singapur, Chicago).
• BGP & Anycast: DNS Anycast und BGP für Lastausgleich und Latenzreduzierung.
• Latenz: Zielwert p99 < 5 ms innerhalb des Rechenzentrums; Bereich unter 1–10 ms bei gleichzeitiger Nutzung.
• CDN: Für statische Inhalte und Schutz vor DDoS-Angriffen auf Schicht 7; API/WS-Datenverkehr durchläuft das CDN in der Regel nicht, es sei denn, es handelt sich um einen sicheren Proxy.
• Sicheres internes Netzwerk: VLAN, ACL und Firewall zwischen den Schichten.

Schutz vor Angriffen (DDoS, SQLi, XSS, API-Missbrauch)

Abwehr von Angriffen auf mehreren Ebenen: Netzwerk, Anwendung und Identitätsdienste.

DDoS

• Netzwerkschicht: Firewalls der Schichten 3 und 4, SYN-Cookies, Anti-DDoS-Hardware und Scrubbing-Center.
• Anwendungsschicht: WAF (ModSecurity oder verwaltet) + Ratenbegrenzung.
• Firmenprodukt: Anti-DDoS-Server und angeschlossene PoPs zur Absorption und Abwehr von Angriffen.

WAF & Ratenbegrenzung

• Umsetzung der OWASP Top 10-Regeln.
• Limit pro IP-Adresse für die Anzahl der Anfragen und Sockets (Beispiel: limit req in Nginx/Envoy).

API-Authentifizierung und -Sicherheit

• JWT mit kurzer Gültigkeitsdauer, OAuth2 für die Anwendungsverwaltung, HMAC oder Mutual TLS für sensible APIs.
• Beispiel: Aktivieren von Mutual TLS in Nginx für interne Endpunkte.

Praktische Linux- und Netzwerkkonfigurationen

Kernel-, Dateideskriptor- und Firewall-Einstellungen sind unerlässlich, um hoher Last standzuhalten und Angriffe zu verhindern.

Einfaches nftables-Beispiel:

nft add table inet filter
nft add chain inet filter input { type filter hook input priority 0 \; }
nft add rule inet filter input ct state established,related accept
nft add rule inet filter input tcp dport {22,443,80} ct state new accept
nft add rule inet filter input counter drop

Kernel-Tuning (in /etc/sysctl.conf):

net.core.somaxconn = 65535
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.ip_local_port_range = 10240 65535

Dateideskriptoren und systemd:

# /etc/security/limits.conf
appuser soft nofile 65536
appuser hard nofile 200000

# systemd service snippet
[Service]
LimitNOFILE=200000

Nginx (TLS) Code-Snippet:

ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
ssl_ciphers 'HIGH:!aNULL:!MD5';
ssl_prefer_server_ciphers on;
add_header Strict-Transport-Security 'max-age=31536000; includeSubDomains; preload;';

HAProxy-Integritätsprüfung Beispiel:

backend api-back
  mode http
  balance roundrobin
  option httpchk GET /health
  server app1 10.0.0.1:8080 check

Schlüsselverschlüsselung und Wallet-Verwaltung

Wallet-Schlüssel und -Richtlinien gehören zu den sensibelsten Teilen des Systems und sollten durch mehrere Schutzebenen abgesichert werden.

• HSM oder Vault: Verwenden Sie HSM zum Signieren von Transaktionen (wie YubiHSM / AWS CloudHSM / Thales) und HashiCorp Vault zum Verwalten von Anmeldeinformationen.
• Heiße vs. kalte Wallets: Hot ist sehr eingeschränkt, Cold ist offline und Multi-Signatur mit sicherer physischer Speicherung.
• Richtlinien: Schwellenwerte für Unterschriften, Genehmigungsprozesse und tägliche Abhebungslimits.

Datensicherung, Wiederherstellung und Disaster Recovery

Der Backup-Plan und der Notfallwiederherstellungsplan (DR-Plan) sollten klar und getestet sein.

• DB: Point-in-Time-Recovery (PITR) mit WAL-Archivierung; tägliche Basissicherungen + WAL-Archivierung alle paar Minuten.
• Dateien und Schnappschüsse: Regelmäßige Snapshots von VMs/Volumes und externem Speicher an mehreren Standorten.
• RTO/RPO: Definieren (z. B. RTO = 5 Minuten, RPO = 1 Minute für passende Suchmaschine).
• Im Katastrophenfall: Automatisierte Runbooks und Playbooks mit Ansible/Terraform; DR-Tests mindestens alle drei Monate.

CI/CD, Tests und Codesicherheit

Die Infrastruktur für Bereitstellung und Tests muss sicher und reversibel sein.

• IaC: Terraform für Umgebungen, Ansible für Konfigurationen.
• GitLab für CI mit SAST, DAST, Abhängigkeitsscanning und Container-Scanning-Pipelines.
• Canary-Deployments und Blue/Green für ununterbrochene Updates.
• Regelmäßige Penetrationstests und Bug-Bounty-Programme.

Überwachung, Protokollierung und Alarmierung

Die Überwachung sollte multidimensional sein und Warnmeldungen sollten automatisch zu Maßnahmen führen.

• Metriken: Prometheus (System-, App-, DB-Exporteure) + Grafana-Dashboards.
• Protokollierung: Filebeat → Elasticsearch → Kibana; Einrichtung eines SIEM zur Ereignisanalyse.
• Benachrichtigung: Alertmanager mit SMS-/E-Mail-/Slack-Benachrichtigungen und automatischem Playbook für Failover.
• Gesundheitschecks: Lebendigkeit/Bereitschaft für Behälter und externe Herzschläge.

Beispielhafte operative Checkliste (einsatzbereit)

• Zwei aktiv-aktive geografische Gebiete.
• Freilegen von Metallteilen zur Anpassung des Motors an wichtigen Stellen.
• PostgreSQL-Cluster mit Patroni + Replikat in der zweiten Region.
• Redis-Cluster mit AOF-Persistenz und Replikaten.
• HSM für die Signierung von Transaktionen + Hot/Cold-Wallet-Richtlinie.
• WAF + Anti-DDoS + Ratenbegrenzung.
• Überwachung + Alarmierung + SIEM.
• Tägliche Momentaufnahmen + WAL-Archivierung + Externe verschlüsselte Backups.
• IaC + CI/CD + Kanarienvogel + Rauchtests.

Beispielbefehle und kurze Konfiguration

Beispiele für Setup- und Konfigurationsbefehle, die in einer realen Umgebung nützlich sind.

sysctl aktivieren:

cat <<EOF | sudo tee /etc/sysctl.d/99-net.conf
net.core.somaxconn=65535
net.ipv4.tcp_tw_reuse=1
net.ipv4.tcp_fin_timeout=30
net.ipv4.tcp_syncookies=1
EOF
sudo sysctl --system

einfache PostgreSQL-Streaming-Replikation (Beispiel):

# On primary (postgresql.conf)
wal_level = replica
max_wal_senders = 10
archive_mode = on
archive_command = 'cp %p /var/lib/postgresql/wal_archive/%f'

# On replica (recovery.conf)
primary_conninfo = 'host=10.0.0.1 port=5432 user=replicator password=REPLICATOR_PASS'

Minimale UFW-Aktivierung:

sudo ufw default deny incoming
sudo ufw allow 22/tcp proto tcp from <admin-ip>
sudo ufw allow 443/tcp
sudo ufw allow 80/tcp
sudo ufw enable

Praktische Tipps zur Reduzierung von Fehlern und Unvollkommenheiten

• Überwachung der Latenzperzentile (p50/p95/p99/p999) und Festlegung der SLA.
• Konfigurieren Sie Leistungsschalter und Gegendruck, um eine Überlastung zu verhindern.
• Regelmäßige Lasttests und Angriffstests (DDoS-Simulation) in der Testumgebung.
• Protokollieren und prüfen Sie jeden Vorgang, der zu einem Wallet-Eintrag oder einer Auszahlung führt.
• Setzen Sie auf unveränderliche Infrastruktur und reversible Rollouts.

Abschluss

Die Gründung einer Kryptowährungsbörse erfordert einen mehrschichtigen Ansatz: Hardware mit geringer Latenz Für die Matching-Engine: eine wiederherstellbare Datenbank, eine verteilte Architektur über mehrere Standorte, sicheres Schlüsselmanagement mit HSM, Netzwerk- und mehrschichtiger Schutz vor Angriffen sowie automatisierte CI/CD-, Überwachungs- und DR-Prozesse.

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Häufig gestellte Fragen