當我們談論“區塊鏈安全”的時候，我們到底在談論什么？

去中心化、不可篡改，這些堂而皇之的名詞從每一個人的嘴中蹦出來，仿佛區塊鏈的安全性是不證自明的真理；自詡學識淵博者還會搬出“茴”字的四種寫法，從SHA到ECC，聽者無不嘆服。區塊鏈仿佛從誕生的一刻起就被視為固若金湯的良藥。然而現實是殘酷的，無論是比特幣還是以太坊，黑客的身影無處不在，數字貨幣被盜的新聞屢見報端。

區塊鏈系統的安全性并不單取決于區塊鏈算法本身，從代碼實現到合約邏輯，再到配套設施，當區塊鏈技術從白皮書中走出來，落地生根成為現實中的技術時，要面臨的問題就多得多。而根據木桶理論，一只木桶能盛多少水，并不取決于最長的那塊木板，而是取決于最短的那塊木板。

密碼！密碼！

在區塊鏈的世界里，每一個人的身份都不過是一段數字，密碼學上稱之為密鑰，一旦有人獲取了你的密鑰，他就可以冒充你的身份從事任何事情，包括花光你的每一分錢。

密鑰的安全性如何呢？以ECDSA算法為例，每一個密鑰由256位01組成，要是隨機猜測的話，猜對的概率只有1/115792089237316266660066408626602828282606886466848266086008062602462446642046，大概是1/1077。

根據估算，地球大約由1050個原子組成，而整個宇宙不過由1080個原子組成而已，猜中密鑰的概率和猜測宇宙中的一個原子的概率相差無幾。

不過在區塊鏈中，僅僅有密鑰是不夠的，為了能夠實現賬戶之間相互轉賬，還需要根據密鑰生成公鑰和錢包地址，上面所說的ECDSA就是從密鑰生成公鑰的算法。公鑰，顧名思義，在向外轉賬時會被公開，那從公鑰推理出私鑰又有多難呢？

如果算法的實現不出紕漏的話，即便是最有效的攻擊方法，其難度依然是指數級的。

但是，這并不意味著我們可以高枕無憂了。2014年底爆發了一批網絡錢包失竊案件，究其原因，就是在隨機數生成器的實現沒有真正“隨機”。如今，量子計算機的崛起帶來了新的挑戰，如果數千比特位量子計算機一旦問世，包括ECC在內的諸多算法都可能淪為虛設。

51%

丘吉爾說，民主并不是什么好東西，但它是我們迄今為止所能找到的最好的。

區塊鏈的世界里也是如此，誰掌握了51%的話語權，誰就可以肆意更改自己的交易記錄，發動“雙花”攻擊。不同的共識機制對于話語權的定義有所不同，在PoW中為算力，而在PoS中則是持有Token的數量。

51%攻擊絕不是天方夜譚。以比特幣為例，隨著金錢的腥味吸引了無數科技廠家入場，挖礦變成了職業玩家的戰場，排名前三的礦場壟斷了全網接近半的算力。在Crypto51的網站上，我們可以找到對各種數字貨幣發起51%攻擊所需要的成本，對價值3.5億美元的Bytecoin發動一個小時算力攻擊，成本僅需要257美元，這些數字并沒有想象中的遙不可及。

阻止51%攻擊的最后一道防線，便是攻擊成功很可能導致數字貨幣的價值歸零，從長遠角度看攻擊者反而會蒙受巨大的損失。可是，Verge再三受到攻擊，比特黃金也難以幸免，頻頻發生的51%攻擊面前，最后一道防線顯得疲弱無力。

智能合約

智能合約的出現使得區塊鏈有了無窮無盡的可能性，卻也帶來了數不勝數的漏洞，以至于萊特幣創始人李啟威斥責以太坊為“黑客的天堂”，正所謂“成也蕭何，敗也蕭何”。

根據 BCSEC 的統計數據，2018 年上半年區塊鏈行業因智能合約漏洞而引發的經濟損失高達11.6 億美元，占區塊鏈安全問題的 54.66%，成為區塊鏈安全的頭號重災區。

2016年6月，攻擊者利用區塊鏈業界此前最大的眾籌項目TheDAO智能合約中splitDAO函數的一個漏洞，將資金從The DAO項？的資產池中源源不斷地分離出來，轉移到自己的子DAO中，在短短的三個小時內，300多萬以太幣被轉出The DAO 資產池，以太坊也因為這件事故被迫分叉。

Code is Law，和傳統軟件開發中的迭代更新不同，為了保證代碼的可信性，以太坊中的合約一旦部署就再沒有修改的可能。我們當然不能期智能合約一旦發布就可以完美無瑕地運行下去，一行有缺陷的代碼可能就會將整個合約推向萬劫不復之地。

如果需要升級智能合約，就要把當前的智能合約進行快照，然后在部署新的智能合約之后把舊合約的快照轉移到新合約，這個過程會影響用戶對于項目的信心。在發現漏洞之時，究竟是壯士斷腕部署新的合約，還是置之不理希望能一直隱瞞下去，是每一個項目開發者將會面臨的兩難選擇。

“黑帽子”和“白帽子”

值得慶幸是，區塊鏈安全問題引來的越來越多人的關注。當黑客，也就是“黑帽子”們在利用漏洞攫取利潤之時，一些安全專家和技術極客站到一起，成為了區塊鏈安全的維護者和捍衛者，他們努力提前發現漏洞并通知項目方，以防被“黑帽子”利用，他們就是區塊鏈界的“白帽子”。

2018年3月20日，慢霧科技披露以太坊黑色情人節盜幣事件，曝光長達兩年之久的自動化盜幣行為，其造成的損失達近5萬多枚以太幣及數量巨大的各類代幣。

2018年5月29號，360公司Vulcan（伏爾甘）團隊發現了區塊鏈平臺EOS的一系列高危安全漏洞。經驗證，其中部分漏洞可以在EOS節點上遠程執行任意代碼，即可以通過遠程攻擊，直接控制和接管EOS上運行的所有節點。

一度充斥著“造富神話”的數字貨幣市場趨涼，以區塊鏈技術為噱頭的泡沫漸漸消逝，安全的問題也一步步凸顯出來。安全是技術發展的根基，一行代碼葬送一個項目的事情頻頻發生，向我們敲響了警鐘。只有在安全問題上防微杜漸慎之又慎，被寄予厚望的區塊鏈技術才能越走越遠。

參考資料：

工信部、起風財經《2018中國區塊鏈產業白皮書》

騰訊安全、知道創宇《騰訊安全2018上半年區塊鏈安全報告》

國家互聯網金融安全技術專委員、上海圳鏈公司《2018區塊鏈技術安全概述》

Filippo Valsorda Exploiting ECDSA Failures in the Bitcoin Blockchain

Nicolas T. Courtois Bitcoin Security: Cryptographic Risks

Steve Giguere Blockchain security and the cryptocurrency boom, Part 1: Theory

360網絡安全響應中心《360公司Vulcan（伏爾甘）團隊披露區塊鏈平臺EOS嚴重漏洞》

慢霧科技《慢霧科技：區塊鏈黑暗森林里的安全庇護所》

伍旭川、秦誼《The DAO 事件，區塊鏈征途上的一場暴風雨》

安全牛《什么是智能合約漏洞？》

odaily星球日報《2018年區塊鏈技術安全服務行業報告》

算力分布參考自https://www.cbtc.com

51%攻擊成本參考自https://www.crypto51.app

宇宙原子數參考自https://www.zhihu.com/question/63852727/answer/213715847

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