以太坊:从传统网络安全视角 区块链安全有何不同？_我朋友做区块链被捉了怎么办

说起传统安全，很多朋友都比较熟悉，基本而言，就是针对漏洞的攻击，和针对攻击的防护。

但说起区块链安全，很多人就不太了解了。有人说区块链本身是安全的，传统攻击根本奈何不了它；但也经常看到区块链里的安全事件，似乎一点也不少。

那到底和传统安全有什么区别呢？

本文就是讲一讲这个。

1.总体而言

区块链在设计上大量采用密码学技术，在业务层、通信层、数据层均使用了加密、签名、Hash等技术，再加上区块链的去中心化设计，使得区块链所承载业务的保密性、完整性、可用性，达到了史无前例的高度。

但从本质上讲，区块链仍然是一个软件系统，软件可能存在的安全问题，区块链一样有。

即便区块链在底层无懈可击，其上层运行的各种Dapp、Web3应用仍可能漏洞百出。

这就好比，地基做得再安全，也不能保障其上的建筑没有安全问题。

本文的结构：

安全主要看什么？

传统安全的问题主要在哪里？

区块链，解决了什么安全问题？没有解决什么？

2.安全主要看什么？

其实，安全说来说去，就三个东西，至今没有超越：

保密性、完整性、可用性。

这三性简称CIA。

即便有其他的说法，也都不在一个层次上，比如认证性、可控性、可审计性、防抵赖性等等，这些都是CIA的附属或延伸，都是为CIA服务的。

如何深刻理解CIA？

金色午报 | 12月17日午间重要动态一览:7:00-12:00关键词：央行、IMF、PlusToken、四川、挖矿、嘉楠耘智

1.?央行副行长：经过四年的努力，避免了一场大规模虚拟资产泡沫风险。

2.?国际货币基金组织（IMF）发文讨论央行数字货币好处及挑战。

3.?Chainalysis报告：加密市场今日凌晨暴跌或与加密局PlusToken有关。

4.?重庆渝中区政府将区块链产业发展写入渝中区经济发展十三五规划中。

5.?浙江经济和信息化厅厉敏：将打造区块链等百项应用场景。

6.?江苏江阴农商银行完成首笔跨境金融区块链服务平台融资业务。

7.?因合同纠纷广东法院查封比特大陆子公司近472万元财产。

8.?四川两家水电站“拉专线”供电比特币“挖矿” 被罚101万元。

9.嘉楠耘智区块链CEO邵建良：未来将推出挖矿新模式——云算力+流量平台。[2019/12/17]

熟悉UNIX的同学会比较容易理解一些，在UNIX的思维里，一切都是文件，而文件的安全，最终落实到读、写、执行上。用户对某个文件的访问权限，就是是否可读、是否可写、是否可执行。这大体就对应了保密性、完整性、可用性。

保密性，就是不想让别人知道的就不让别人知道。

实现的思路无外这么几种：

不记录，不留任何书面记录，只留在脑海里，且不露声色。

锁起来，不管是物理性还是技术性的锁，实现对访问者的访问控制，被授权者才能访问。

藏起来，只让授权者知道在哪里，其他人不知道在哪里，隐写术也可以归到此类中。

加密，使用编码或者密码的方式，有密码本或者密钥才能访问。

分析 | 金色盘面：BTC调整进入尾声 多空大战一触即发:金色盘面综合分析：前两天金色盘面分析团队建议了中场休息，为的就是不参与这种无畏的纠缠，多空主力厮杀了两天，在不足200美元的空间内互殴，对于交易来说过于纠结，所以分析团队选择观望。现在看，多头主力还是“采纳了”分析团队的建议，二次回踩了6400美元，现在这里构成了一个双底的形态，那么接下来是否突破6585美元就是关键了。向上突破，打开上升空间，完成对6760美元的攻击，多头将打通上升趋势；失败，短期反弹结束，二次探底开始。稳健的投资者可以等待趋势明朗做出选择。市场有风险，投资需谨慎。[2018/9/16]

完整性的概念不太好理解，最简单的理解就是，如果没有授权，对一个东西的任何部分都不能添加、减少、更改，如果非授权地做了这些，就破坏了完整性。

此外，完整性还有一个比较直观的含义：一致性。也即系统数据和真实世界一致，正如完整性的英文integrity本身有「诚实」含义一样，数据被篡改就肯定破坏了一致性。

可用性相对比较好理解，系统瘫了、慢了，数据不可用了，都是可用性出了问题。凡是系统提供的服务给人「用不成」、「没法用」、「不起作用」、「不好使」的感觉，那就是可用性出问题了。

信息系统，要保障的就是这三点。

而通常用来保障CIA的做法，就是认证、授权、访问控制、校验、加密、检测、备份、多活等等。当然，这些工作往往没有做好，会有各种各样的漏洞，一方面，发现了赶紧补上，另一方面，从源头做起，尽量减少漏洞的发生。

传统安全的主体差不多就是这些。

3.传统安全的问题在哪里？

分析 | 金色盘面：IOTA利好不断 价格持续走高:金色盘面综合分析： IOTA最近利好不断，昨天是发布和大众汽车的合作公告，今天日本富士通电子也发布合作声明。在多重利好的刺激下，本周涨幅超过30%，自8月14日见底以来，持续走出强劲的反弹行情。在市值前20位的主流币中成为领涨龙头。[2018/8/28]

如果你已经是安全圈的老手，可以跳过这一节。

安全漏洞有很多种，本文不会一一列举，只是简单举一些例子，让大家看看大致情况。

从最高层面上讲，漏洞的共同特点是：攻击者的行为，使得软硬件的行为，超出了系统设计者的预期，产生了负面的效果。

例1：SQL注入

所谓SQL注入，就是在页面输入栏中或者在URL等处，黑客没有按照程序员预期的内容输入正常数据，而是在夹杂了SQL关键字，程序在处理输入数据时，用到了SQL，并把输入内容作为SQL语句的参数。这样，SQL语句可能就会执行黑客巧妙插入的SQL内容，使得黑客可以执行程序员预期外的数据库操作。

程序员应该多检查一下的，绝不能允许输入中含有这类攻击尝试，但大多数程序员并没有安全知识，即便有一点，也未必能做好，黑客就还有可能绕过。

黑客破坏了什么安全性质？黑客写入了系统预期外的数据，破坏了系统的完整性。黑客如果通过SQL语句还拖了库，就进一步破坏了系统的保密性。

程序什么地方没有做好？访问控制，就不该让什么数据都进来的。

例2:缓冲区溢出漏洞

缓冲区是内存中存放数据的地方，通常都会有一个预设的大小。在将用户输入的数据放到内存中时，如果不做好检查，就可能超出内存预先设定的空间，发生缓冲区溢出。由于程序的运行代码也在内存中，如果黑客设计得足够精巧，就可以通过溢出覆盖掉原先的代码，使计算机最终执行了黑客的代码。

金色财经数据报道 加密货币当前总市值为23904亿人民币:根据AICoin数据显示，目前加密货币总市值为23,904.622亿人民币。目前比特币市值为8970亿人民币，目前占整个加密货币市值的37.52%，24小时成交额为8.5亿人民币；以太坊当前市值为4385亿人民币，占整个加密货币市值的18.35%，24小时成交额为5.1亿人民币；瑞波币当前市值为1673亿人民币，占整个加密货币市值的7.00%，24小时成交额为8358万人民币。[2018/5/22]

这和SQL注入有异曲同工之妙，黑客利用输入数据的机会，写入了可执行代码，而受害主机居然执行了它！

后来，为了抑制此类攻击，CPU厂商提供了DEP功能，在内存页标志了是否可执行，操作系统如果利用这个功能，就能在很大程度上防范此类攻击。此外，操作系统推出ASLR技术，通过对堆、栈、共享库映射等线性区布局的随机化，增加攻击者预测目的地址的难度。不过，使用这两项技术不代表攻击者就无法绕过。

黑客肆意乱写内存区，一样是破坏了系统的完整性。

程序则没有做好访问控制。

例3：文件上传漏洞

比如一个网站给了用户上.jpg "/>照片的入口，由于未做检查，黑客成功上传了JSP文件，然后黑客找到该上传文件的URL，就可以执行他写好的脚本，这个脚本完全可以是一个木马。

和前面一样，由于检查不严，让黑客钻了空子，写了设计者预期外的文件，运行了设计者预期外的程序。

程序的访问控制没有做好。

例4:中间人劫持漏洞

劫持有很多种，比如TCP劫持、HTTP劫持、DNS劫持、证书劫持、密钥协商劫持等等。

金色财经现场报道，Brad Chun：基础设施的区块链项目其应用领域极为广泛:在2018年世界数字资产峰会（WDAS）暨FBG年会上，来自Shuttle Fund公司的Brad Chun表示，基础设施的区块链项目其应用领域极为广泛，不仅在数字货币领域，在财务管理等众多方面均可以使用，这种类型的项目在智能合约领域潜力极大，并很容易被众多社群所接受，而且还可以助力多中心化环境自下而上的建设。[2018/5/2]

共同的特点是，A以为自己是在和B交互，B以为自己在和A交互，但实际上，他们都是和中间的C在交互。A和B的所有内容都经过了C，C看得见A和B通信的内容，C还可以修改A、B间通信的内容。

这至少破坏了A和B通信的保密性，如果C还修改了数据，就破坏了完整性。

程序的认证没有做好。

例5:口令暴力破解

如果用户口令比较弱，黑客尝试多次后，可能破解出口令并进入系统。

这种事，有人可能认为责任在用户，但一般而言，现代的应用系统都会对用户所设口令的强度进行强制要求。

因为黑客一旦得手，系统的完整性会遭到破坏，并可能造成进一步的破坏，比如黑客进入后看到了不该看的东西，保密性被破坏。

系统的认证没有做好。

例6:越权漏洞

在某个网站里，用户A和B都是普通用户，按道理只能操作自己的个人信息，A如果通过某种黑客手法，可以操作B的个人信息，这就是平行越权；如果A是普通用户，B是管理员，A如果能通过某种黑客方法，执行B才能做的操作，这就是垂直越权。

越权漏洞通常是权限校验逻辑不够严谨导致的。

程序的权限管理没有做好。

例7:高峰期网站瘫掉

明星在网站官宣新闻，导致大量群众涌入围观，以至于该网站瘫掉或者响应很慢。

这是典型的系统可用性出现问题。

系统什么没有做好？可扩展性没有做好。

例8:自然灾害导致系统数据丢失

2015年，谷歌位于比利时的数据中心由于遭遇了4次闪电袭击，导致磁盘受损，虽然谷歌对这些磁盘进行了紧急修复，但部分数据仍然永久丢失了。谷歌特别强调，丢失的数据非常非常少，只占该数据中心的0.000001%。即便如此，一些谷歌用户永远失去自己的部分个人数据。

这典型地破坏了数据的可用性。

系统的容灾备份没有做好。

4.区块链解决了什么安全问题？

区块链和传统系统的最大区别就是两点：一是使用了大量的密码技术，二是使用了去中心化的结构。

前者使得保密性和完整性大为增强，后者使得可用性大为增强。

先说一下密码技术使用带来的好处。

在早期的WEB世界里，比如在IP协议里，在HTTP中，在FTP、TELNET中，都不太使用密码学技术。因为当时互联网处于早期，主要目的是互联互通，而且主要在高校和科研机构之间使用，并没有太多精力和心思去考虑恶意攻击。程序员在这些方面总是心思纯净的，总以为别人都是可以信任的，总认为没有人「那么无聊」。

后来他们才发现，现实世界充满了攻击、破坏、仿冒和入侵，程序员们不得不引入各种安全技术，密码学也被因此被引入，SSL、SSH、HTTPS、IPSec这些新一代的网络协议纷纷出现。

但这些大都处于传输层，主要是给传输数据加密的，并没有上升到业务层面或用户层面，最终用户并不能感受到密码学的好处。什么是用户层面的加密？举个例子：office文档的口令加密、winrar加密、truecrypt全盘加密、网银中的U盾等等。

而区块链在设计的一开始，就内置了的加密算法，这使得：

1、区块通过hash链接起来，从第一个区块，直到最后一个区块，所有区块是否正确，都可以很容易地验证，这保证了所有区块数据的完整性。

2、伪造区块的hash并不容易，只有符合特定难度的hash，才会被认可，伪造这样的hash，需要付出大量的计算，和挖矿相匹敌的算力。

3、每个用户有一个私钥，用私钥对应的公钥生成一个可以公开的地址。攻击者无法通过暴力破解的方法获得私钥。

4、由于用户体系是建立在公钥体制之上的，对用户的认证、用户的签名，对称密钥的建立都变得极为容易和便利。

5、区块中的每个交易，都要提供签名才能完成。攻击者没有私钥，无法签名，无法伪造交易；同时，有了签名，用户无法抵赖自己发出过的交易。

可以看到，区块链对hash和公钥体制的内置采用，直接提供了密码学级别的完整性、保密性。

而密码学技术，经过近一个世纪的发展，已经建立起相当坚实的基础，现代密码学的一些公开算法提供着全球顶尖级别的安全保障。这些算法中的佼佼者，目前没有任何国家力量可以破解。

然后看看去中心化的好处：

1、多一个节点，多一个备份。

以比特币为例，全球接近10000个节点提供服务，导致比特币系统自诞生以来，一直稳定地运行，任何人都未能让它停摆。因为即便有8000个节点同时失效，还有2000个在工作。事实上，即便全网只有几个节点工作，这个网络就仍然可以运转。

2、部分变节，仍可工作。

系统的稳健性并不建立在某个操作系统或某种数据库的安全之上，而是建立在其独特的区块式数据结构之上，部分节点即便失陷，即便故意作恶，也不影响大局。具体能容忍多少个失陷变节，要看具体的共识算法。

3、不依赖于某人或机构

只要你愿意，下载一份软件，你就可以加入比特币或以太坊或任何一个公链，你不用征求任何人意见，也不会因为任何人的失踪和退出而担心这个软件的前途，你只是根据你的判断、你的兴趣和你的利益运行它，也就是说，没有单人、单机构可以控制它。

去中心化，大大增强了可用性。

5.区块链无法解决什么安全问题？

从最基本的逻辑讲，区块链只是大大提升了安全性，但并不能确保没有问题。

我们已经在区块链安全经典案例「922亿个比特币」和「TheDAO被盗」中看到：

比特币因为程序员未能注意到整数溢出的问题，闹了大笑话，说好的总量2100万个比特币，居然在某个交易中出现了1845亿个比特币！

构建在以太坊之上的TheDAO，由于开发者对重入攻击一无所知，导致用户众筹而来的300多万以太币被人盗走，落得尴尬收场。

这至少告诉我们两点：

1、作为区块链本身，虽然在设计上使用了大量密码学算法，但如果设计或编码不慎，就可能会有大漏洞。

2、即便区块链本身经过千锤百炼，提供了让人完全放心的安全，其上的智能合约也不能保证安全。

因为智能合约代码中的逻辑，如果和需求、设计、编码的预期不符，就会出问题。

这和传统安全没有任何不同。

此外，还有一点非常关键：

3、区块链所使用的密码学技术，可能本身也有漏洞。

毕竟，密码学也是人搞出来的。

只要是人做出来的东西，就总会有漏洞。

来源：金色财经

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