區(qū)塊鏈有哪些安全軟肋

區(qū)塊鏈?zhǔn)潜忍貛胖械暮诵募夹g(shù)，在無(wú)法建立信任關(guān)系的互聯(lián)網(wǎng)上，區(qū)塊鏈技術(shù)依靠密碼學(xué)和巧妙的分布式算法，無(wú)需借助任何第三方中心機(jī)構(gòu)的介入，用數(shù)學(xué)的方法使參與者達(dá)成共識(shí)，保證交易記錄的存在性、合約的有效性以及身份的不可抵賴性。

區(qū)塊鏈技術(shù)常被人們提及的特性是去中心化、共識(shí)機(jī)制等，由區(qū)塊鏈引申出來(lái)的虛擬數(shù)字貨幣是目前全球最火爆的項(xiàng)目之一，正在成就出新的一批億萬(wàn)級(jí)富豪。像幣安交易平臺(tái)，成立短短幾個(gè)月，就被國(guó)際知名機(jī)構(gòu)評(píng)級(jí)市值達(dá)400億美金，成為了最富有的一批數(shù)字貨幣創(chuàng)業(yè)先驅(qū)者。但是自從有數(shù)字貨幣交易所至今，交易所被攻擊、資金被盜事件層出不窮，且部分?jǐn)?shù)字貨幣交易所被黑客攻擊損失慘重，甚至倒閉。

一、 令人震驚的數(shù)字貨幣交易所被攻擊事件

從最早的比特幣，到后來(lái)的萊特幣、以太幣，目前已有幾百種數(shù)字貨幣。隨著價(jià)格的攀升，各種數(shù)字貨幣系統(tǒng)被攻擊、數(shù)字貨幣被盜事件不斷增加，被盜金額也是一路飆升。讓我們來(lái)回顧一下令人震驚的數(shù)字貨幣被攻擊、被盜事件。

2014年2月24日，當(dāng)時(shí)世界最大的比特幣交易所運(yùn)營(yíng)商Mt.Gox宣布其交易平臺(tái)的85萬(wàn)個(gè)比特幣已經(jīng)被盜一空，承擔(dān)著超過(guò)80%的比特幣交易所的Mt.Gox由于無(wú)法彌補(bǔ)客戶損失而申請(qǐng)破產(chǎn)保護(hù)。

經(jīng)分析，原因大致為Mt.Gox存在單點(diǎn)故障結(jié)構(gòu)這種嚴(yán)重的錯(cuò)誤，被黑客用于發(fā)起DDoS攻擊：

比特幣提現(xiàn)環(huán)節(jié)的簽名被黑客篡改并先于正常的請(qǐng)求進(jìn)入比特幣網(wǎng)絡(luò)，結(jié)果偽造的請(qǐng)求可以提現(xiàn)成功，而正常的提現(xiàn)請(qǐng)求在交易平臺(tái)中出現(xiàn)異常并顯示為失敗，此時(shí)黑客實(shí)際上已經(jīng)拿到提現(xiàn)的比特幣了，但是他繼續(xù)在Mt.Gox平臺(tái)請(qǐng)求重復(fù)提現(xiàn)，Mt.Gox在沒(méi)有進(jìn)行事務(wù)一致性校驗(yàn)（對(duì)賬）的情況下，重復(fù)支付了等額的比特幣，導(dǎo)致交易平臺(tái)的比特幣被竊取。

2016年8月4日，最大的美元比特幣交易平臺(tái)Bitfinex發(fā)布公告稱，網(wǎng)站發(fā)現(xiàn)安全漏洞，導(dǎo)致近12萬(wàn)枚比特幣被盜，總價(jià)值約為7500萬(wàn)美元。

2018年1月26日，日本的一家大型數(shù)字貨幣交易平臺(tái)Coincheck系統(tǒng)遭遇黑客攻擊，導(dǎo)致時(shí)價(jià)580億日元、約合5.3億美元的數(shù)字貨幣“新經(jīng)幣”被盜，這是史上最大的數(shù)字貨幣盜竊案。

2018年3月7日，世界第二大數(shù)字貨幣交易所幣安（Binance）被黑客攻擊的消息讓幣圈徹夜難眠，黑客竟然玩起了經(jīng)濟(jì)學(xué)，買空賣空“炒幣”割韭菜。根據(jù)幣安公告，黑客的攻擊過(guò)程包括：

1) 在長(zhǎng)時(shí)間里，利用第三方釣魚(yú)網(wǎng)站偷盜用戶的賬號(hào)登錄信息。黑客通過(guò)使用Unicode字符冒充正規(guī)Binance網(wǎng)址域名里的部分字母對(duì)用戶實(shí)施網(wǎng)頁(yè)釣魚(yú)攻擊。

2) 黑客獲得賬號(hào)后，自動(dòng)創(chuàng)建交易API，之后便靜默潛伏。

3) 3月7日黑客通過(guò)盜取的API Key，利用買空賣空的方式，將VIA幣值直接拉暴100多倍，比特幣大跌10%，以全球總計(jì)1700萬(wàn)個(gè)比特幣計(jì)算，比特幣一夜丟了170億美元。

二、黑客攻擊為什么能屢屢得手

基于區(qū)塊鏈的數(shù)字貨幣其火熱行情讓黑客們垂涎不已，被盜金額不斷刷新紀(jì)錄，盜竊事件的發(fā)生也引發(fā)了人們對(duì)數(shù)字貨幣安全的擔(dān)憂，人們不禁要問(wèn)：區(qū)塊鏈技術(shù)安全嗎？

隨著人們對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)的研究與應(yīng)用，區(qū)塊鏈系統(tǒng)除了其所屬信息系統(tǒng)會(huì)面臨病毒、木馬等惡意程序威脅及大規(guī)模DDoS攻擊外，還將由于其特性而面臨獨(dú)有的安全挑戰(zhàn)。

1. 算法實(shí)現(xiàn)安全

由于區(qū)塊鏈大量應(yīng)用了各種密碼學(xué)技術(shù)，屬于算法高度密集工程，在實(shí)現(xiàn)上比較容易出現(xiàn)問(wèn)題。歷史上有過(guò)此類先例，比如NSA對(duì)RSA算法實(shí)現(xiàn)埋入缺陷，使其能夠輕松破解別人的加密信息。一旦爆發(fā)這種級(jí)別的漏洞，可以說(shuō)構(gòu)成區(qū)塊鏈整個(gè)大廈的地基將不再安全，后果極其可怕。之前就發(fā)生過(guò)由于比特幣隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器出現(xiàn)問(wèn)題所導(dǎo)致的比特幣被盜事件，理論上，在簽名過(guò)程中兩次使用同一個(gè)隨機(jī)數(shù)，就能推導(dǎo)出私鑰。

2. 共識(shí)機(jī)制安全

當(dāng)前的區(qū)塊鏈技術(shù)中已經(jīng)出現(xiàn)了多種共識(shí)算法機(jī)制，最常見(jiàn)的有PoW、PoS、DPos。但這些共識(shí)機(jī)制是否能實(shí)現(xiàn)并保障真正的安全，需要更嚴(yán)格的證明和時(shí)間的考驗(yàn)。

3. 區(qū)塊鏈?zhǔn)褂冒踩?

區(qū)塊鏈技術(shù)一大特點(diǎn)就是不可逆、不可偽造，但前提是私鑰是安全的。私鑰是用戶生成并保管的，理論上沒(méi)有第三方參與。私鑰一旦丟失，便無(wú)法對(duì)賬戶的資產(chǎn)做任何操作。一旦被黑客拿到，就能轉(zhuǎn)移數(shù)字貨幣。

4. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全

像Mt.Gox平臺(tái)由于在業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)上存在單點(diǎn)故障，所以其系統(tǒng)容易遭受DoS攻擊。目前區(qū)塊鏈?zhǔn)侨ブ行幕?，而交易所是中心化的。中心化的交易所，除了要防止技術(shù)盜竊外，還得管理好人，防止人為盜竊。

總體來(lái)說(shuō)，從安全性分析的角度，區(qū)塊鏈面臨著算法實(shí)現(xiàn)、共識(shí)機(jī)制、使用及設(shè)計(jì)上挑戰(zhàn)，同時(shí)黑客通過(guò)利用系統(tǒng)安全漏洞、業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)缺陷也可達(dá)成攻擊目的。目前，黑客攻擊已經(jīng)在對(duì)區(qū)塊鏈系統(tǒng)安全性造成越來(lái)越大的影響。

三、如何保證區(qū)塊鏈的安全

為了保證區(qū)塊鏈系統(tǒng)安全，建議參照NIST的網(wǎng)絡(luò)安全框架，從戰(zhàn)略層面、一個(gè)企業(yè)或者組織的網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)管理的整個(gè)生命周期的角度出發(fā)構(gòu)建識(shí)別、保護(hù)、檢測(cè)、響應(yīng)和恢復(fù)5個(gè)核心組成部分，來(lái)感知、阻斷區(qū)塊鏈風(fēng)險(xiǎn)和威脅。

除此之外，根據(jù)區(qū)塊鏈技術(shù)自身特點(diǎn)重點(diǎn)關(guān)注算法、共識(shí)機(jī)制、使用及設(shè)計(jì)上的安全。

針對(duì)算法實(shí)現(xiàn)安全性：一方面選擇采用新的、本身經(jīng)得起考驗(yàn)的密碼技術(shù)，如國(guó)密公鑰算法SM2等。另一方面對(duì)核心算法代碼進(jìn)行嚴(yán)格、完整測(cè)試的同時(shí)進(jìn)行源碼混淆，增加黑客逆向攻擊的難度和成本。

針對(duì)共識(shí)算法安全性：PoW中使用防ASIC雜湊函數(shù)，使用更有效的共識(shí)算法和策略。

針對(duì)使用安全性：對(duì)私鑰的生成、存儲(chǔ)進(jìn)行保護(hù)，敏感數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)。

針對(duì)設(shè)計(jì)安全性：一方面要保證設(shè)計(jì)的功能盡量完善，如采用私鑰白盒簽名技術(shù)，防止病毒、木馬在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中提取私鑰；設(shè)計(jì)私鑰泄露追蹤功能，盡可能減少私鑰泄露后的損失。另一方面，應(yīng)對(duì)某些關(guān)鍵業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)去中心化，防止單點(diǎn)故障攻擊。