一文解读区块链分叉带来的安全挑战
2022-09-21 10:12:00 人浏览

By:Johan

区块链分叉分为软分叉和硬分叉。本文主要探讨的是硬分叉,一种不支持向后兼容的软件升级方式。硬分叉是共识的分裂或者改变,共识就是区块链系统中各节点达成数据一致性的算法,正常情况下每个节点需要运行相同规则的算法,例如比特币运行的是基于 PoW(工作量证明)共识,以太坊曾经也是 PoW 共识,最近通过 “The Merge” 切换到了 PoS 共识算法。

分叉的原因有很多,在区块链当中是一种很常见的现象,通常是短距离的分叉,这和共识算法有关,同一个高度上有时会出现相互竞争的区块,但最终有的区块会被放弃,只保留一个区块。但硬分叉不同,这一种是有计划有目的的分叉,一些节点客户端部署了与原网络不同的程序版本,生产出的区块只能在分叉链上通过验证,无法被原网络接受,也不接受原网络的区块。例如近期热门的 EthereumPoW(ETHW)分叉。

如果要成功分叉一条区块链并不容易,并非直接复制原网络的代码即可,需要进行基本的修改才能保证它安全运行,为此,我们总结了几种常见的安全问题及防护方法。

网络层

由于分叉链是独立于原网络的区块链,首先需要在网络层(P2P)进行隔离:

1、种子节点

种子节点,也称 bootnode 或者 seednode,是区块链启动时网络首先会尝试进行连接的节点。分叉链在启动时首先连接种子节点列表里的节点,从而进一步发现网络中其它的对等节点,然后才能进一步同步区块,达成共识。因而必须要修改种子节点列表,防止连接到原网络的节点。

2、异形攻击

即使种子节点列表改变了,但并不代表分叉网络不会连接到原网络,因为双方的 P2P 协议是相同的,如果有一个节点无意中添加了另外一个网络的节点连接,那么两个节点将成功握手,并将对方添加到节点地址池。不仅如此,双方节点还会将自己节点里的地址分享给对方,进而造成双边网络节点池互相污染。关于这个问题,慢雾此前曾单独披露过《冲突的公链!来自 P2P 协议的异形攻击漏洞》。

为了解决地址池互相污染的问题,需要在通信协议上做网络识别。早期的以太坊并不支持网络分隔,但后续的版本中在协议里加入了 NetworkID 做为网络区分的标志,NetworkID 通常是每个链的 ChainID,例如以太坊主网的 NetworkID 和 ChainID 都为 1,而 ETHW 初始版本中并未对 NetworkID 进行分叉,可能存在异形攻击漏洞。

在比特币网络中,使用的是 Magic 值来标识不同的网络,通常在 chainparams 里进行定义,例如比特币主网值为F9BEB4D9,测试网值为FABFB5DA。

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