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[12995] 2018-07-28_区块链安全技术总结

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2018-07-28_区块链安全技术总结 区 块 链 安 全 技 术 总 结 原 创   C a r r y y o u r s y s t e m   F r e e B u f   2 0 1 8 - 0 7 - 2 8 0 x 0 0   前 言 前 言 区 块 链 的 安 全 需 求 越 来 越 多 ， 下 面 就 将 这 些 需 求 一 一 拆 分 ， 看 看 区 块 链 安 全 需 求 到 底 是 个 什 么 样 子 。 区 块 链 的 安 全 需 求 越 来 越 多 ， 下 面 就 将 这 些 需 求 一 一 拆 分 ， 看 看 区 块 链 安 全 需 求 到 底 是 个 什 么 样 子 。 0 x 0 1   拆 分 拆 分 目 前 针 对 安 全 服 务 行 业 的 区 块 链 安 全 需 求 ， 更 多 的 是 基 于 其 上 层 应 用 （ 红 色 箭 头 指 向 ） 比 如 数 字 货 币 交 易 平 台 、 移 动 数 字 货 币 钱 包 、 D A P P 等 在 实 际 测 试 中 也 是 按 照 这 几 类 进 行 的 划 分 ， 下 面 我 会 针 对 这 几 类 常 见 的 区 块 链 应 用 说 明 其 使 用 过 程 中 存 在 的 风 险 ， 如 何 避 免 风 险 ， 以 及 一 些 实 际 操 作 过 程 中 的 案 例 。 0 x 0 2   金 融 新 战 场 金 融 新 战 场 - 数 字 货 币 交 易 所 数 字 货 币 交 易 所 数 字 货 币 交 易 所 ， 常 见 火 币 ， O K c o i n ， 币 安 ， 都 是 我 们 这 些 韭 菜 挣 （ p e i ） 钱 （ g u a n g ） 的 好 去 处 。 对 于 这 类 平 台 就 按 照 平 时 对 W e b 站 点 的 渗 透 思 路 进 行 挖 掘 就 行 ， 但 是 有 一 点 千 万 记 住 ， 别 上 来 就 扫 描 器 ， S q l m a p ， 御 剑 什 么 的 ， 否 则 今 天 的 活 也 就 别 干 了 。 根 据 测 试 经 验 ， 这 种 费 力 不 讨 好 的 活 就 放 在 最 后 , 上 来 可 以 先 选 择 逻 辑 进 行 测 试 ， 因 为 数 字 货 币 平 台 的 逻 辑 来 来 回 回 就 那 么 几 样 ： 注 册 、 登 录 、 地 址 管 理 （ 充 币 、 提 币 、 交 易 ） 、 委 托 交 易 查 询 、 买 入 卖 出 （ 法 币 、 币 币 、 杠 杆 和 期 货 ） 、 账 号 安 全 （ 密 码 修 改 、 谷 歌 验 证 、 手 机 和 邮 箱 验 证 ） 、 买 家 身 份 实 名 认 证 、 场 外 交 易 时 使 用 的 支 付 宝 、 微 信 和 银 行 卡 的 地 址 和 二 维 码 等 、 以 及 多 平 台 快 速 交 易 使 用 的 A P I 接 口 管 理 等 。 从 功 能 上 其 实 并 不 复 杂 ， 功 能 与 功 能 之 间 的 业 务 关 联 性 也 是 显 而 易 见 ： 注 册 - > 实 名 认 证 - > 手 机 / 邮 箱 / 谷 歌 验 证 码 - > 法 币 交 易 获 取 代 币 - > 币 币 交 易 / 杠 杆 交 易 - > 提 币 到 其 他 地 址 这 里 给 出 两 个 案 例
案 例 一 ： 收 款 账 户 处 的 存 储 型 案 例 一 ： 收 款 账 户 处 的 存 储 型 X S S 在 微 信 账 号 ， 支 付 宝 账 号 处 可 插 入 恶 意 脚 本 ， 恶 意 脚 本 随 交 易 广 告 下 发 当 用 户 与 恶 意 广 告 用 户 进 行 交 易 时 ， 需 要 显 示 账 户 信 息 ， 此 时 触 发 该 X S S 此 处 的 X S S 影 响 比 较 大 ， 可 以 g e t 到 其 他 与 攻 击 者 进 行 交 易 的 身 份 认 证 信 息 。 案 例 二 ： 无 密 买 入 卖 出 功 能 的 案 例 二 ： 无 密 买 入 卖 出 功 能 的 C S R F 漏 洞 漏 洞 进 入 某 币 交 易 模 块 ， 设 置 交 易 措 施 为 每 次 交 易 不 输 入 密 码 构 造 C S R F 表 单 并 生 成 伪 造 交 易 请 求 的 表 单 ， 因 挂 单 交 易 是 自 动 确 认 ， 所 以 存 在 极 大 风 险 ， 易 被 恶 意 攻 击 进 行 交 易 操 作 。 当 用 户 访 问 并 点 击 时 ， 表 单 内 容 提 交 给 交 易 网 站 ， 买 入 卖 出 操 作 成 功 0 x 0 3 放 在 兜 里 的 记 账 本 放 在 兜 里 的 记 账 本 - 移 动 数 字 货 币 钱 包 移 动 数 字 货 币 钱 包
钱 包 从 早 期 的 P C 端 全 节 点 钱 包 （ 体 积 大 又 不 能 携 带 ） 到 现 在 到 小 而 轻 的 移 动 钱 包 （ 就 是 A P P 了 ） ， 将 个 人 数 字 资 产 的 管 理 做 到 更 快 截 和 方 便 。 如 图 ， 移 动 钱 包 可 以 用 于 资 产 的 查 看 ， 转 账 ， 地 址 管 理 等 不 需 要 全 节 点 参 于 的 功 能 。 重 点 关 注 以 下 四 个 方 面 ： 私 钥 生 成 与 存 储 的 安 全 助 记 词 生 成 与 存 储 的 安 全 K e y s t o r e 生 成 与 存 储 的 安 全 和 钱 包 口 令 生 成 与 存 储 的 安 全 针 对 四 个 方 面 ， 可 以 总 结 出 多 个 渗 透 维 度 密 钥 保 存 维 度 ： 密 钥 保 存 维 度 ： 私 钥 是 否 明 文 存 储 本 地 ， k e y s t o r e 是 否 明 文 存 储 本 地 、 助 记 词 是 否 明 文 存 储 本 地 钱 包 备 份 ： 钱 包 备 份 ： 私 钥 导 出 过 程 安 全 （ 检 查 私 钥 导 出 过 程 是 否 阻 止 屏 幕 劫 持 ， 是 否 保 存 在 日 志 当 中 或 临 时 文 件 当 中 ） k e y s t o r e   导 出 过 程 安 全 ： 导 出 过 程 安 全 ： 检 查 k e y s t o r e 导 出 过 程 是 否 阻 止 屏 幕 劫 持 ， 是 否 保 存 在 日 志 当 中 或 临 时 文 件 当 中 ） 转 账 过 程 ： 转 账 过 程 ： 转 账 数 据 的 机 密 性 和 完 整 性 0 x 0 4 区 块 链 应 用 新 宠 区 块 链 应 用 新 宠 - D A P P D A P P - 分 布 式 应 用 ： 基 于 不 同 的 底 层 区 块 链 开 发 平 台 和 共 识 机 制 。 现 在 绝 大 多 数 都 是 在 以 太 坊 （ E t h e r e u m ） ， 比 如 各 种 加 密 游 戏 ， 分 布 式 宠 物   ， 百 度 的 莱 茨 狗 ， 网 易   的 网 易 星 球 ， 3 6 0 的 区 块 猫   ， 小 米 的 区 块 链 游 戏 加 密 兔 等 等 。 这 里 给 出 一 个 区 块 链 养 猫 例 子 。
案 例 一 ： 案 例 一 ： 全 美 最 火 的 区 块 链 宠 物 ， 价 格 也 不 贵 ， 0 . 0 0 1 9   E T H   大 概 6 块 左 右 这 个 D A P P 与 传 统 的 W e b 或 者 页 游 最 大 的 区 别 就 是 其 去 中 心 化 的 结 构 ， 除 了 浏 览 器 和 服 务 器 外 ， 所 有 的 交 换 操 作 都 写 入 到 了 以 太 坊 中 的 多 个 智 能 合 约 当 中 ， 对 操 作 过 程 和 结 果 进 行 安 全 的 记 录 。 对 这 类 D A P P 进 行 渗 透 的 时 候 需 要 考 虑 到 整 个 D A P P 的 身 份 认 证 机 制 是 基 于 密 码 学 中 的   公 钥 认 证 机 制 （ 私 钥 签 名 ， 公 钥 验 签 ） ， 那 么 后 端 服 务 器 是 否 能 够 正 确 的 安 全 的 验 证 签 名 后 的 信 息 就 是 很 关 键 的 点 ， 比 如 下 图 中 的 请 求 （ 这 是 一 个 D A P P 和 以 太 坊 地 址 绑 定 的 过 程 ） ， s i g n 是 对 以 太 坊 地 址 的 签 名 ， 服 务 器 处 理 请 求 时 如 果 未 对 请 求 中 的 s i g n 进 行 安 全 校 验 ， 那 么 M   I T M 手 段 可 以 伪 造 以 太 坊 地 址 进 行 恶 意 绑 定 ， 同 时 如 果 未 对 溢 出 进 行 防 御 ， 比 如   A A A A * 1 0 0 0 0 …   也 会 发 生 拒 绝 服 务 的 问 题 。 另 一 个 问 题 是 ， 以 太 坊 m o d i f i e r s （ 修 改 器 ） 特 性 导 致 的 特 权 函 数 的 恶 意 调 用 。 在 以 太 坊 应 用 中 m o d i f i e r s 会 被 用 作 定 义 某 些 只 能 被 特 定 地 址 （ 特 权 地 址 ） 调 用 的 函 数 。 在 调 用 函 数 之 前 需 要 对 请 求 的 私 钥 进 行 验 签 ， 此 处 就 会 存 在 一 个 风 险 ， 服 务 器 如 果 能 保 证 这 些 私 钥 不 丢 失 ， 一 旦 特 定 地 址 的 私 钥 丢 失 ， 那 么 特 权 函 数 就 会 被 恶 意 调 用 造 成 无 法 估 计 的 后 果 。 0 x 0 5 区 块 链 中 坚 力 量 区 块 链 中 坚 力 量 - 智 能 合 约 智 能 合 约 智 能 合 约 （ S m a r t   c o n t r a c t ） ： 以 信 息 化 方 式 传 播 、 验 证 或 执 行 合 同 的 计 算 机 协 议 。 在 没 有 第 三 方 的 情 况 下 进 行 可 信 交 易 ， 这 些 交 易 可 追 踪 且 不 可 逆 转 现 在 做 智 能 合 约 审 计 的 公 司 有 ， 慢 雾 科 技 ， 降 维 科 技 和 知 道 创 宇 等 。 但 从 审 计 方 向 上 讲 大 方 向 上 是 对 合 约 中 危 险 函 数 的 使 用 ， 加 密 的 生 成 和 数 据 传 递 等 方 面 进 行 安 全 审 计 。 下 面 给 出 一 些 智 能 合 约 审 计 过 程 常 关 注 的 问 题 1 .   重 入 问 题 重 入 问 题 - 关 键 函 数 被 恶 意 多 次 调 用 关 键 函 数 被 恶 意 多 次 调 用 当 使 用 c a l l . v a l u e ( ) ( ) 处 理 转 币 时 ， 会 将 剩 余 的   G a s   全 部 给 予 外 部 调 用 （ f a l l b a c k   函 数 ） 智 能 合 约 的 f a l l b a c k 函 数 内 递 归 w i t h d r a w B a l a n c e ( ) 便 可 以 转 走 更 多 的 币 。 攻 击 者 可 以 部 署 一 个 包 含 恶 意 递 归 调 用 的 合 约 将 公 共 钱 包 合 约 的   E t h e r   全 部 提 出 。
修 复 ： 修 复 ： 使 用 s e n d ( )   和   t r a n s f e r ( )   转 币 ， 只 会 传 递 2 3 0 0 G a s 供 调 用 ， 防 止 重 入 攻 击 。 2 .   访 问 控 制 访 问 控 制 - 初 始 化 函 数 可 被 任 何 人 调 用 初 始 化 函 数 可 被 任 何 人 调 用 风 险 ： 风 险 ： 合 约   A   以   c a l l   方 式 调 用 外 部 合 约   B   的   f u n c ( )   函 数 ， 在 外 部 合 约   B   上 下 文 执 完   f u n c ( )   后 继 续 返 回   A   合 约 上 下 文 继 续 执 ； A   以   d e l e g a t e c a l l   方 式 调 用 时 ， 相 当 于 将 外 部 合 约   B   的   f u n c ( ) 代 码 复 制 过 来 （ 其 函 数 中 涉 及 的 变 或 函 数 都 需 要 存 在 ） 在   A   上 下 文 空 间 中 执 。 当 合 约 币 中 存 在 恶 意 代 码 ， 直 接 对 合 约 A 的 运 行 逻 辑 造 成 危 害 。 修 复 ： 修 复 ： 每 一 个 外 部 调 用 都 会 有 潜 在 的 安 全 威 胁 ， 尽 可 能 的 从 你 的 智 能 合 约 内 移 除 外 部 调 用 。 如 果 你 没 法 完 全 移 除 外 部 调 用 ， 另 一 个 简 单 的 方 法 来 阻 止 这 个 攻 击 是 确 保 你 在 完 成 你 所 有 内 部 工 作 之 前 不 要 进 行 外 部 调 。 3 .   不 安 全 的 函 数 返 回 值 不 安 全 的 函 数 返 回 值 - 函 数 返 回 值 未 进 行 检 查 和 判 断 函 数 返 回 值 未 进 行 检 查 和 判 断 风 险 ： 风 险 ： 使 用 s e n d ( )   函 数 进 转 账 时 ， 因 为 没 有 验 证   s e n d ( )   返 回 值 ， 如 果 m s g . s e n d e r   为 调 用 失 败 ， 则 s e n d ( )   返 回   f a l s e 。 未 验 证 f a l s e 并 进 行 回 滚 ， 最 终 导 致 账 户 余 额 减 少 ， 钱 却 没 有 拿 到 。 修 复 ： 修 复 ： 使 用 t r a n s f e r ( )   进 行 安 全 的 转 币 操 作 ， 当 发 送 失 败 时 会 自 动 回 滚 状 态 ， 该 函 数 调 用 没 有 返 回 值 。 4 .   跨 函 数 竞 争 跨 函 数 竞 争 - 在 余 额 清 零 前 调 用 转 币 在 余 额 清 零 前 调 用 转 币 风 险 ： 风 险 ： 使 用 w i t h r a w B a l a n c e 函 数 时 调 用 t r a n s f e r ( ) ， 此 时 ， w i t h d r a w B a l a n c e 没 有 执 行 到 u s e r B a l a n c e s [ m s g . s e n d e r ]   =   0 ; （ 余 额 清 0 ） 那 么 余 额 就 没 有 被 清 零 ， 能 够 继 续 调 t r a n s f e r ( ) 重 复 转 走 代 币 。 攻 击 者 利 用 该 漏 洞 进 行 恶 意 提 币 和 转 账 。
修 复 ： 修 复 ： 先 减 少 发 送 人 的 余 额 再 进 行 价 值 转 移 ； 另 外 一 个 解 决 方 法 就 是 用 互 斥 锁 ， 从 而 一 起 缓 解 各 种 竞 争 条 件 。 5 .   溢 出 溢 出 - 数 值 未 进 行 校 验 造 成 的 溢 出 攻 击 数 值 未 进 行 校 验 造 成 的 溢 出 攻 击 向 上 溢 出 ： 向 上 溢 出 ： 如 果 任 何 用 户 都 有 权 利 更 改 u i n t 的 值 ， 让 其 大 于 最 大 值 （ 2 ^ 2 5 6 ） ， 因 为 溢 出 而 被 设 置 为 0 向 下 溢 出 ： 向 下 溢 出 ： 如 果 一 个 u i n t 别 改 变 后 小 于 0 ， 那 么 将 会 导 致 它 下 溢 并 且 被 设 置 成 为 最 大 值 （ 2 ^ 2 5 6 ） 修 复 ： 修 复 ： 使 用 S a f e M a t h 的 安 全 方 法 ， 进 行 数 值 的 安 全 处 理 。 6 .   伪 随 机 性 伪 随 机 性 - 随 机 数 的 生 成 过 程 可 预 测 随 机 数 的 生 成 过 程 可 预 测 风 险 ： 风 险 ： 合 约 中 的 存 储 数 据 都 能 在 链 上 查 询 分 析 得 到 。 如 果 合 约 代 码 没 有 严 格 考 虑 到 链 上 数 据 公 开 的 问 题 去 使 用 随 机 数 ， 可 能 会 被 攻 击 者 恶 意 用 来 进 “ 作 弊 ”   。 如 果 s e e d 的 使 用 不 够 随 机 ， 那 么 产 生 的 随 机 数 值 就 可 预 测 。 修 复 ： 修 复 ： 所 提 币 、 钱 包 转 账 ， 所 以 除 在 编 写 合 约 的 时 候 需 要 严 格 验 证 输 入 数 据 的 正 确 性 ， 而 且 在   O f f - C h a i n   的 业 务 功 能 上 也 要 对 用 户 所 输 入 的 地 址 格 式 进 验 证 ， 防 止 短 地 址 攻 击 的 发 生 。 7 .   短 地 址 攻 击 短 地 址 攻 击 - 利 用 利 用 E V M 解 析 补 解 析 补 0 操 作 恶 意 提 币 操 作 恶 意 提 币
风 险 ： 风 险 ： E V M 将 会 为 不 满 足 E R C 2 0 的 代 币 交 易 地 址 补 上 尾 部 的 零 ， 导 致 转 账 扣 除 的 地 址 处 理 时 发 生 变 化 。 攻 击 者 通 过 这 种 方 式 从 其 他 地 址 进 行 恶 意 扣 币 。 修 复 ： 修 复 ： 所 提 币 、 钱 包 转 账 ， 所 以 除 在 编 写 合 约 的 时 候 需 要 严 格 验 证 输 入 数 据 的 正 确 性 ， 而 且 在   O f f - C h a i n   的 业 务 功 能 上 也 要 对 用 户 所 输 入 的 地 址 格 式 进 验 证 ， 防 止 短 地 址 攻 击 的 发 生 。 8 .   智 能 合 约 审 计 工 具 智 能 合 约 审 计 工 具 h t t p s : / / g i t h u b . c o m / m e l o n p r o j e c t / o y e n t e h t t p s : / / g i t h u b . c o m / t r a i l o f b i t s / m a n t i c o r e h t t p s : / / g i t h u b . c o m / C o n s e n S y s / m y t h r i l 9 .   审 计 步 骤 审 计 步 骤 面 谈 开 发 者 - > 评 审 . s o l 文 件 - > 编 译 - > 分 析 代 码 流 - > 运 行 o y e n t e - > 运 行 M a n t i c o r e - > 运 行 M A I A N - > 手 工 复 审 0 x 0 6 区 块 链 源 头 区 块 链 源 头 - 密 码 学 与 密 钥 安 全 密 码 学 与 密 钥 安 全 区 块 链 为 什 么 有 那 么 大 的 魔 力 ， 在 于 它 的 底 层 原 理 ， 在 于 它 的 源 头 ， 那 个 技 术 背 书 - 密 码 学 区 块 链 中 的 哪 些 地 方 用 到 了 密 码 学 ： 1 . 哈 希 算 法   比 特 币 系 统 中 使 用 的 两 个 哈 希 函 数 分 别 是 ： S H A - 2 5 6 ， 主 要 用 于 完 成 P o W （ 工 作 量 证 明 ） 计 算 ； R I P E M D 1 6 0 ， 主 要 用 于 生 成 比 特 币 地 址 ； 2 . M e r k l e 哈 希 树 基 于 哈 希 值 的 二 叉 树 或 多 叉 树 ， 在 计 算 机 领 域 ， M e r k l e 树 大 多 用 来 进 行 完 整 性 验 证 处 理 ， 在 分 布 式 环 境 下 ， 其 进 行 完 整 性 验 证 能 大 量 减 少 数 据 传 输 和 计 算 的 复 杂 程 度 ； 3 . 椭 圆 曲 线 算 法   比 特 币 中 使 用 基 于 s e c p 2 5 6 k 1 椭 圆 曲 线 数 学 的 公 钥 密 码 学 算 法 进 行 签 名 与 验 证 签 名 ， 一 方 面 可 以 保 证 用 户 的 账 户 不 被 冒 名 顶 替 ， 另 一 方 面 保 证 用 户 不 能 否 认 其 所 签 名 的 交 易 。 用 私 钥 对 交 易 信 息 签 名 ， 矿 工 用 用 户 的 公 钥 验 证 签 名 ， 验 证 通 过 ， 则 交 易 信 息 记 账 ， 完 成 交 易 ； 4 . 对 称 加 密 算 法 比 特 币 官 方 客 户 端 使 用 A E S （ 对 称 分 组 密 码 算 法 ） 加 密 钱 包 文 件 ， 用 户 设 置 密 码 后 ， 采 用 用 户 设 置 饿 密 码 通 过 A E S 对 钱 包 私 钥 进 行 加 密 ， 确 保 客 户 端 私 钥 的 安 全 。 最 终 的 原 则 还 是 ： 保 护 好 私 钥 。 从 私 钥 的 整 个 生 命 周 期 来 看 ， 可 以 从 以 下 几 个 方 面 进 行 安 全 分 析 1 ． 硬 件 模 块 抗 拆 毁 、 抗 功 耗 分 析 、 错 误 注 入 攻 击 等 侧 信 道 分 析 能 力 ；
2 .   随 机 数 生 成 算 法 强 度 ， 随 机 数 发 生 器 产 生 随 机 数 的 随 机 性 ； 3 .   密 钥 与 密 钥 参 与 运 算 过 程 都 在 硬 件 当 中 ； 4 .   密 钥 导 入 导 出 过 程 全 在 硬 件 中 实 现 ； 1 .   密 钥 恢 复 与 备 份 ;   主 要 关 注 加 密 货 币 ， 私 钥 通 过 助 记 符 来 协 助 恢 复 ，   助 记 符 的 安 全 是 关 键 。 现 有 的 安 全 措 施 现 有 的 安 全 措 施 — 算 法 白 盒 算 法 白 盒 静 态 白 盒 ： 算 法 + 密 钥 + 白 盒 密 码 技 术 - > 算 法 密 码 库 （ 白 盒 库 ）   静 态 白 盒 更 新 密 钥 ， 需 要 重 新 生 成 白 盒 库 。 动 态 白 盒 ： 白 盒 库 无 需 更 新 ， 密 钥 + 白 盒 密 码 技 术 - > 白 盒 密 钥   白 盒 密 钥 传 入 相 匹 配 的 白 盒 库 可 以 进 行 正 常 的 加 密 或 解 密 功 能 。 实 现 过 程 如 下 图 ： 现 有 的 安 全 措 施 — 密 钥 随 机 化 ： 椭 圆 曲 线 算 法 实 现 生 成 密 钥   再 配 合 代 码 加 固 ， 代 码 混 淆 方 法 现 有 的 安 全 措 施 — 协 同 签 名 / 解 密 ： 需 要 一 个 可 信 的 后 台 服 务 器 ， 解 密 / 签 名 密 钥 由 客 户 端 和 服 务 器 端 协 同 产 生 ， 且 子 密 钥 由 各 自 保 管 。 这 种 方 法 安 全 性 和 效 率 相 对 较 高 。 * 本 文 作 者 ： 本 文 作 者 ： C a r r y   y o u r   s y s t e m ， 本 文 属 ， 本 文 属   F r e e B u f   原 创 奖 励 计 划 ， 未 经 许 可 禁 止 转 载 原 创 奖 励 计 划 ， 未 经 许 可 禁 止 转 载
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