区块链:链圈必读:一文看懂区块链安全6大分类3大问题

编者按:本文来自阿尔法公社,作者:阿尔法公社,星球日报经授权发布。一、导语2018年8月6日,腾讯安全发布《2018上半年区块链安全报告》,报告显示,目前在全球范围内,已出现了1600余种加密数字货币,2018年上半年,区块链领域因安全问题损失超27亿美元,而且因区块链安全事件损失的金额还在不断攀升。从IOTA“邮件门事件”、USDT“假充值漏洞”、EOS“彩虹攻击”,到BEC与SMT“整数溢出攻击漏洞”、BTG“51%算力攻击”等等,这一系列的事件引发了大家的广泛关注与思考。区块链安全威胁主要有哪些?为什么智能合约的安全问题如此重要,会引起这么多人关注?智能合约的安全类型有多少种?现在主流的安全监测方法有哪些?最有效的方法又是什么?大家如何能获得安全无漏洞的智能合约代码?针对这一系列问题,阿尔法公社对安比实验室创始人郭宇进行了采访,为大家系统介绍区块链行业安全问题及主流解决方案。二、区块链安全六大类型从安全角度来看,区块链技术可分为五层,相应安全问题则为六大类。

区块链2.0版本技术架构第一层,密码学。密码学是区块链最底层的支撑技术,包含了哈希算法、数字签名、随机数等,如果这些密码学技术存在问题或者漏洞,那么基于此的整个区块链构建的信任将会坍塌。虽然目前密码学技术已经颇为成熟,存在巨大漏洞的可能性比较小,但是仍然不排除一些项目存在问题。2017年7月15日,具有“物联网世界第一币”之称IOTA收到了麻省理工学院附属的学术研究组DCI的邮件,提醒IOTA团队,IOTA的哈希算法Curl-P存在弱点,DCI可以对该系统进行成功的攻击,窃取用户资金。虽然IOTA随后对DCI的邮件进行了质疑和反驳,到目前为止,也没有用户因为此漏洞而发生资金被盗的情况,但这一事件引起了大家对IOTA和其他项目在密码学技术安全上的关注。

波场TRON发起兼容以太坊EIP-3855提议:据官方消息,日前,波场TRON的社区开发者发起了开启TVM PUSH0指令的提议,该提议的核心围绕以太坊EIP-3855兼容,波场TRON上增加了一条名为PUSH0虚拟机新指令,以降低智能合约交易的gas成本。

作为以太坊上海升级的一部分,以太坊EIP-3855已于4月12日在其主网激活。如本次提案获得通过,将保证波场TRON与以太坊在虚拟机层面的兼容,同时也将降低未来波场TRON智能合约的使用成本。

据了解,波场TRON于本月初发布了主网升级版本— —GreatVoyage(大航海)-v4.7.2(Periander)。在最新版本中,波场TRON引入多项治理提案和关键更新,除兼容以太坊EIP-3855外,还包括大幅提升Stake 2.0质押系统的灵活性、优化智能合约调用访问接口并对P2P网络模块进行了全面升级。[2023/7/25 15:57:32]

第二层,用户私钥的生成、使用与保护。用户参与区块链的凭证是一对公私钥,每个人通过区块链产生交互行为的前提就是他拥有安全的私钥、并且能保管好自己的私钥,因此私钥的生成、试用与保护问题就非常重要。今年7月,EOS就因私钥生成工具存在安全隐患,创建的私钥被黑客发现漏洞,并实施“彩虹”攻击,导致账户数字资产被盗,造成上千万数字资产损失。第三层,节点系统安全漏洞。这一问题归属于传统安全范畴,比如区块链节点不能存在缓冲区溢出等传统的安全漏洞。另外区块链节点的实现要能忠实地正确实现区块链的共识协议;节点不能暴露不该暴露的API接口,导致黑客可以无障碍的获取一些节点关键信息。无论是以太坊还是EOS都曾经被爆出过比较严重的安全漏洞。这一部分安全也是至关重要的。第四层,底层共识协议。目前市场上主流的区块链共识协议有以下几种,POW、POS、DPOS、PBFT。底层共识协议决定了区块链整个架构是否可信,能不能真正做到形成一个具有共识的区块链。现在真正被证明安全的共识协议并不多,因为共识协议本身无论从理论、还是从技术实现上都不简单。而经过长时间验证的共识协议是比较安全的,比如像比特币的POW。共识协议有一个不可能实现的三角关系:安全、去中心化和效率,这三者只能同时实现两样。如果追求效率,要么牺牲去中心化,要么牺牲安全。一个区块链系统的共识协议是不是安全这个问题至关重要。理论上,基于底层共识协议创建的所有数字货币都是存在51%算力攻击风险。今年上半年,就有至少4种数字货币分别受到了51%算力攻击,分别是Monacoin、BitcoinGold、Verge和Electroneum,给用户造成数千万美元损失。

印尼央行行长:印尼央行将于7月发布数字印尼盾概念:金色财经报道,印尼央行行长表示,印尼央行将于7月发布数字印尼盾概念,印尼央行目前正在与银行业就批发型数字印尼盾问题进行谈判。[2023/1/30 11:36:07]

美剧《硅谷》中“51%算力攻击”第五层,智能合约。智能合约是一套以数字形式定义的承诺(promises),包括合约参与方可以在上面执行这些承诺的协议。任何参与方都能在应用层创建合约,也就是所谓的DAPP。这也是目前出现安全问题最多的地方。智能合约安全隐患包含了三个方面:第一,有没有漏洞。合约代码中是否有常见的安全漏洞。第二,是否可信。没有漏洞的智能合约,未必就安全,合约要保证公平可信。第三,符合一定规范和流程。由于合约的创建要求以数字形式来进行定义承诺,所以如果合约的创建过程不够规范,就容易留下巨大的隐患。目前市场上很多智能合约均存在安全漏洞问题,比如,6月3日,安比实验室发现Ethereum上出现81个合约带有相同错误,ERC20Token合约中的transferFrom函数存在巨大隐患,一旦部署后出现问题,将造成不可挽回的损失;6月6日,安比实验室发现ERC20代币合约FXE由于业务逻辑实现漏洞,任何人都可以随意转出他人账户中的Token,Token随时面临彻底归零风险。

《华尔街日报》社论抨击美SEC针对现货比特币ETF申请存在“双标”等情况:7月7日消息,《华尔街日报》编辑委员会公开抨击美国SEC主席Gary Gensler拒绝批准现货比特币ETF(exchange-traded products)。

《华尔街日报》7月6日发表了一篇措辞强硬的评论文章,指出由Gensler领导的美国SEC在处理比特币相关ETP的申请时,与更传统的资产和其他大宗商品的处理方式明显不一致。

到目前为止,SEC已经拒绝了所有比特币现货ETP申请,包括上周Grayscale和Bitwise的两项申请,这导致Grayscale对SEC采取了法律行动。

这些一致的拒绝也让SEC委员Hester Peirce认为,Gensler对现货加密ETP的抵制“成为传奇”,因为SEC已经批准了数个比特币期货ETP,这些ETP的成本要比现货ETP高得多,对投资者来说也包括更大的风险。Peirce还质疑为什么ETP产品在美国没有获得批准,而在其他地方却已经获得了批准。

编辑委员会还注意到Gensler采用的双管齐下的方法,这使得现货比特币产品几乎不可能获得批准。这包括要求ETP发起人证明大量比特币交易发生在一个受监管的市场上,或者基础市场必须“在传统市场的保护之外对操纵具有独特的抵抗力”。

而Gensler“充分意识到”第一个标准根本无法满足,因为目前几乎所有的比特币交易都发生在不受监管的加密交易所。

第二项标准对于发起人来说也是极其困难的,因为美国SEC在没有“解释如何满足”的情况下,“武断地建立”了针对比特币现货ETP的更高标准。(Cointelegraph)[2022/7/7 1:57:45]

作为区块链行业从业者、智能合约使用者或是加密货币拥有者,应该学习相应的密码学和智能合约编程知识,切不可随意复制使用涉及资金安全的合约和公私钥等的代码。如果恶意攻击者,将带有严重漏洞的代码公开在网络上进行传播,诱导技术开发能力欠缺的组织使用,将会给使用者造成毁灭性打击和不可挽回的损失。第六层,激励机制设计。智能合约要完成协作,通常是要设计相应的经济激励机制。经济激励是区块链技术里面非常有突破性的一个概念。一个真正健康有活力的区块链生态,需要一个很好的激励机制。但是经济激励设计得不够安全,可能生态就无法建设起来,比如典型的类庞氏游戏,这一点大家要警惕。三、智能合约三大问题前面介绍的六层区块链安全问题,都是依托相应的技术层级来划分的,越底层的技术越稳定,比如密码学从一开始选定之后,就不会轻易改动。智能合约由于比较灵活,任何人都可以创建,所以相对容易出安全问题。任何用户都能创建一个有共识基础的合约,就好像是每个老百姓都可以基于某部法律写一份合同,这个法律是一种共识机制,这个合同也是有内在的约束条款,使用DAPP就像签订合同,所有行为都要按照这个合同条款执行。因此,智能合约的安全隐患,直接关系到用户的财产损失。到目前为止,安比实验室发现了市场上智能合约的三大问题:第一,以整数溢出为代表的安全漏洞。安全漏洞通常是被写代码的人不小心引入的,它可能引起合约某些功能部件失效,最严重的情况,可能导致黑客攻击、用户丢币、甚至黑客凭空造出来很多的币。比如BEC、SMT、EDU,曾经就因整数溢出安全漏洞,被黑客攻击从而导致币值归零。第二,智能合约权限控制。一般智能合约里会设置一个管理员,管理员一般拥有超级权限,这类合约的安全隐患比较大,因为一旦管理员的私钥被盗用,很容易造成巨大损失。据安比实验室不完全统计,排名前570名的Token合约中,有342个合约存在只有管理员能调用的功能,不少合约更存在管理员任意铸币、烧币、冻结账户、关停转账等过高权限。今年7月10日,加密货币交易平台Bancor称遭到攻击,丢失了当时折算法币金额为1250万美金的以太坊、1000万美金的Bancor代币和100万美金的Pundix代币。经过我们分析发现,这次Bancor平台被盗事件就是与BancorConverter合约有关,攻击者通过获取了管理员账户的私钥,借用管理员身份盗走用户的Token,给用户造成巨大损失。

Project Liberty可能会作为标准平行链在年内推出:金色财经报道,据Parity Technologies 公共事务负责人 Peter Mauric 透露,Project Liberty 可能会作为标准平行链推出,这是一个为 Polkadot 生态系统和 Web 3 用户提供优质服务的机会,稍后将由社区投票作为公共利益链。此外,一个与自由项目相关的Token设计也在计划中。细节将在今年公布。Project Liberty是洛杉矶棒球队道奇队前老板 Frank McCourt 创立的去中心化社交网络协议,今年五月和波卡达成合作构建去中心化社交网络协议(DSNP)。[2022/6/13 4:21:12]

第三,规范性问题。现在很多智能合约的实现并没有统一的规范。智能合约是以交互的方式多人协作,如果合约不规范,容易导致不同人对合约的行为产生误解,从而出现大量的安全问题。比如,今年陆续爆出的“假充值”事件,包括以太坊代币、USDT等,根据一家机构进行的不完全统计显示,市场上的单代币合约有3619份存在“假充值”漏洞风险,其中不乏知名代币。正常情况下,充值过程中转账不成功,账户将无法充值,账户余额仍然是0。但如果合约存在“假充值”漏洞,在转账不成功的时候,系统并不会显示充值失败,交易所就会误判结果为充值成功。如果有黑客发现这一漏洞,就会一直进行“假”充值,之后再把这笔钱提出,给交易所带来直接损失。四、形式化验证的重要性目前,市场上针对智能合约安全问题的检验方式主要有三种,第一是测试,第二是审计,第三是形式化验证。测试需要程序自动跑,通过各种可能性的输入,检测是否存在整数溢出漏洞等问题。但这个测试通常不可能百分之百覆盖,一定会有遗漏存在。审计就是靠专家的专业知识去审核,但再专业的专家也可能会有疏漏。前两种传统的方式,并不能保证合约中没有漏洞,但形式化验证能做到这一点。形式化验证可以解决三类问题,第一类是安全无漏洞:通过数学推理的方法,捕捉、覆盖合约的所有行为,覆盖所有可能性,从而保证合约没有漏洞。第二类是可信:公开透明。合约的创建者不仅要说明白干了什么事,还要向大家证明代码确实是这么干的。这个也是目前只能用形式化验证才能做得到。第三类是规范性问题。前面提到的假充值漏洞,就是因为以太坊的ERC20规范,写得非常模糊、不完整。那怎么样能写完整呢?这就要求合约的规范就不能用自然语言,或文字描述,而是应该引入形式化规范,用一种数学逻辑语言来严格定义。形式化验证在工业界、尤其是安全系统相关领域,已经有了大量应用案例,比如航空航天、高铁、核电等行业,都有专门的团队提供形式化验证服务,其作用与效果早就得到了安全行业专家的认可。目前,形式化验证包括模型检验和演绎推理两种。安比实验室在演绎推理方面积累了十几年的科研成果和工程经验,技术在全球比较领先。相对权威和安全的公司,比如Zeppelin和以太坊官网都曾经公布过有问题的智能合约代码。如果能有一个更可信,不依赖权威的智能合约代码库,开放给所有人使用,将能很好地解决这个问题。在这方面,安比实验室已经做了大量工作,并且目前建立全球第一家可信的开源智能合约代码库,方便大家免费使用。

Coinbase在其第二季度考虑上线资产名单中新增The Sandbox:5月20日消息,据官方推特,Coinbase在其第二季度考虑上线资产名单中新增The Sandbox (SAND)。

此前4月份,Coinbase计划提高第二季度上线新资产的透明度,并公布正在考虑于第二季度上线Coinbase的资产列表。Coinbase今日表示,因博客更新较慢,该上线资产名单更新时将在推特上同步。[2022/5/20 3:31:07]

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