互金专委会：区块链大多技术与应用处于试验阶段加密资产安全事件频发

8月8日，通过持续跟踪区块链技术发展，对区块链安全、区块链+AI、区块链+供应链等领域进行深入调研，国家互联网金融安全技术专家委员会聚焦于“区块链技术安全”，发布《区块链技术安全概述》，并将推出系列报告。

目前，区块链技术的发展方兴未艾，大多的技术和应用处于试验阶段，目前发生的安全事件多集中出现于加密资产相关领域，给用户造成了较大的经济损失，其安全问题日益受到行业关注。

同时区块链智能合约一旦在分布式、去中心化网络中部署，就难以变更，这种难以变更性一方面防止了数据操纵，建立起基于加密算法的信任机制。但另一方面，当区块链在面对安全攻击时，也就缺乏了有效的纠正机制，难以逆转。

区块链应用从架构上分为基础网络、平台层和应用层。三个层面相互影响，每一个环节出现的安全问题，都将给下个环节带来更多的安全问题。因此，在进行区块链项目开发的过程中，从设计到实现，从验证到响应，不仅仅需要考虑到单个环节的安全性问题，也需要将其放入到整体的层面中去判断可能出现的风险点。

图1（区块链应用架构）

重视基础网络安全风险

基础网络由数据层及网络层组成，是区块链的基础部分，该部分封装了区块链的底层数据，对区块链的数据采用非对称性加密，利用P2P网络并设置了传播、验证机制等，目前主要面临两大类安全问题。

一是数据层当中的数据区块信息攻击风险和加密算法安全风险。

在数据区块信息攻击风险中，一方面写入区块链后的信息很难删除，不法分子将某些有害信息、病毒特征码、淫秽信息等写入区块中，影响区块链生态环境。另一方面，大量的垃圾交易数据攻击会堵塞区块链，使得有效交易和信息迟迟无法被处理。

在加密算法安全风险中，早年普遍使用的SHA-1于2005年2月被王小云、殷益群及于红波等人证明安全性不足，只需少于2的69次方的计算复杂度就能找到一组碰撞。

二是网络层当中的节点传播与验证机制风险。

P2P网络风险在于，区块链信息传播采用P2P的模式，节点之间的信息传播，会将包含自身IP地址的信息发送给相邻节点。由于节点安全性参差不齐，较差的节点容易受到攻击。

广播机制风险在于，节点与节点之间相互链接，某节点将信息广播给其他节点，这些节点确认信息后再向更多的节点进行广播。在广播机制中常见的攻击方式有双花攻击及交易延展性攻击。双花攻击即同一笔加密资产被多次花费，当商家接受0确认交易付款时或者通过51%算力攻击时这种情况较容易发生。交易延展性攻击也被称为可锻性，即同一个东西，本质没有变化，形状发生了改变，攻击者利用交易签名算法特征修改原交易input签名，生成一样的input和output的新交易，导致原有交易一定概率不被确认形成双花。

验证机制风险在于，验证机制更新过程易出现验证绕过，一旦出现问题将导致数据混乱，而且会涉及到分叉问题，需要确保机制的严谨性。

另外，基础网络作为区块链的底层，其安全性尤为重要。一方面要与时俱进，关注技术安全方面的最新进展。在量子计算快速发展的情况下，加密系统只有不断研发更新才可防范黑客攻击。

另一方面要接受专业的代码审计，了解相关安全编码规范。大多数区块链项目为了增加可信度和透明性，对其项目代码进行开源管理，然而这样也使得项目更易受到攻击，接受专业的代码审计及注重安全编码可以有效规避潜在的风险。

了解平台层安全风险

平台层由共识层、激励层及合约层组成，是衔接基础网络与应用服务层的桥梁。该部分封装了网络节点的共识算法、发行机制、分配机制、脚本及智能合约等。

共识机制是对于一个时间窗口内的事务先后顺序达成共识的算法。区块链可支持不同的共识机制，目前存有的共识机制有PoW、PoS、DPoS、Pool验证池机制、BFT等等。

在激励层，要考虑到目前暂无安全风险事件曝光，但不排除激励层发行机制中存在安全隐患的发行机制风险，以及大量小算力节点易集中加入矿池，对于去中心化趋势造成威胁的分配机制风险。

合约层主要封装区块链的各类脚本、算法及智能合约。最初区块链只能用于交易，合约层的出现使得很多领域可以使用区块链技术。图灵完备的代表是以太坊，其合约层包括了以太坊虚拟机和智能合约两部分。目前合约层可能出现以下攻击对区块链的安全造成威胁：Solidity漏洞、逃逸漏洞、短地址漏洞、堆栈溢出漏洞、可重入性攻击、交易顺序依赖攻击、时间戳依赖攻击、整数溢出攻击等。

例如：2017年7月19日在github上出现一个针对VMware虚拟机的逃逸exploit源码；2016年6月17日，DAO黑客利用重入性漏洞抽走了价值5000万美金的以太坊；2018年4月22日，黑客利用机制漏洞，转出大量的通证，计算结果产生溢出，完成通证增发。BEC无中生有出巨额通证，价值几乎归零。

图2 智能合约运作原理(数据来源：百度百科)

要应对平台层安全风险，需了解以下6个方面：一是明白目前现有的共识机制均不是完美无缺的，需探求设计更安全性能更快的共识机制。

二是智能合约开发前需要对当下已经出现过的漏洞进行防范。

三是发布智能合约之前需要充分的进行安全测试。

四是关注相关情报，专业人员及时进行代码优化。

五是定期进行代码审计，包括但不限于：交易安全审查、访问控制审查等。

六是异常操作监控，监控已部署合约异常行为，降低损失。

应对应用层安全风险

应用层作为区块链技术一个实际的落地场景，也是目前区块链产业的所有架构中受到安全性事件影响最多也是最频繁的一个层级。攻击目标主要集中在与加密资产相关的领域例如用户节点、数字资产钱包以及交易平台之中，每一次的安全事件所带来的实际损失可达千万至上亿美元。

傀儡网络是指恶意软件开发者或运营者通过感染受害者的系统和设备在对方不知情的情况下进行加密资产挖矿行为。

黑客主要通过在例如网页、游戏辅助程序、系统后台中安装木马程序的方式侵占用户的算力与电力，并用于采矿以谋求非法收益。美国哈佛大学与国家基金会的超级计算机在此前均受到过类似的攻击方式，国内也常常发生例如网页被串改或者应用程序被植入采矿木马的相关事件。

在当下采矿需要大量的计算能力的前提下，单一设备的算力已经无法满足采矿所需要的算力。于是攻击者扩大了攻击目标设备的范畴，尤其是易受到攻击的物联网设备成为了主要目标，这也形成更大规模的傀儡网络采矿，目前主要的感染对象包括数字视频摄像机、路由器、监控摄像头、打印服务器、游戏机等。

常见的攻击方式有：跨站脚本、Microsoft中远程执行代码的漏洞利用、命令缓冲区溢出漏洞利用、SQL注入和BlackNurse拒绝服务攻击。

这些恶意软件可能会威胁系统的可用性、完整性和安全性，并使最终用户和企业面临信息窃取，劫持和感染其他恶意软件的风险。对于这些恶意软件没有一蹴而就的解决方案，但可以通过以下5种方式来减轻感染风险：

一是定期使用最新补丁更新设备有助于防止攻击者利用系统漏洞。

二是更改设备默认凭据并启用设备防火墙，尤其在使用家用路由器时。

三是禁用路由器中不必要的组件，也可重新配置路由器例如更改子网地址、使用随机IP地址、强制执行SSL等。

四是如果物联网家庭设备链接到移动设备，则仅通过官方／可信应用商店使用合法应用程序。

值得注意的是，加密资产是数字经济中重要的组成部分，但针对加密资产交易平台展开的频繁网络攻击不断冲击着用户对于数字资产的信任。就在最近的几个月里，人们目睹了数起针对交易平台的攻击。例如日本的加密资产交易平台Coincheck于2018年1月被入侵，损失超过5亿美元。韩国交易平台Coinrail也证实它在2018年6月被黑客攻击，入侵损失达3,690万美元。

目前看来，加密资产交易平台主要有六类常见隐患和漏洞，即拒绝服务攻击、网络钓鱼事件，热钱包防护问题，内部攻击，软件漏洞，和交易可锻性。

面对加密资产交易平台常见安全问题，需要进行并确保员工保护安装在专业工作计算机或个人计算机上软件应用程序相关的登录凭据，并完善安全培训，提高安全意识；定期的安全测试，建立完善的应急相应机制；网络安全隔离，谨慎进行服务端口开放；选择具备完善防护的能力的服务供应商；行业需要统一的治理机制，引入第三方监管与合作，在出现问题时及时与外部协同工作。

区块链的基础网络、平台层和应用层三个架构层中可能存在着各种安全问题。总体来说，一是在架构设计上，由于区块链应用具有高度自治特性，智能合约一旦运行就无法逆转，因此初期的安全设计规范尤显重要。

二是在具体开发阶段，目前部分区块链开发者的代码质量、开发工具和应用平台的成熟度都需要进行不断完善与提升。

三是区块链问题外延方面，鉴于安全问题始终是非静态的，关注区块链底层技术的安全问题同时，区块链安全问题同样外延到了传统的个人信息安全保护、基础设施安全、网络安全等领域中，无论是在区块链概念上,还是在实际应用层面上,都需要长期有效的校正机制。

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