如何防范對智能合約的審查攻擊？_ROL

編者按：本文來自：以太坊愛好者，作者:EdFelten，翻譯&校對:IANLIU&阿劍，Odaily星球日報經授權轉載。在智能合約系統的設計中，一種常見的模式是要求客戶端在某個時間節點前采取某些行為；如果客戶端超過這個時間點沒有響應，則智能合約會采取一些替代行動，而且通常來說是對逾時的客戶端不利的行動。本文中，我的關注點是交互式rollup協議會用到的類似模式——由某一方提出“斷言”，其他人如果覺得斷言有問題，可以在“挑戰窗口期”內提出挑戰；如果挑戰期內沒有人提出任何挑戰，則這個斷言就會被視為有效的。這種設計模式在實踐中會遇到的問題是審查攻擊——攻擊者阻撓其他人在時間窗口內提出挑戰。在交互式rollup協議中，攻擊者可能會提出虛假的“斷言”，同時阻止其他人在窗口期發起挑戰，最終導致虛假的斷言反倒成為合法的。我們也假設，攻擊者必須先投入一筆資金，一旦攻擊失敗，它會失去這筆錢；這樣一來，我們不需要讓系統被成功攻擊概率為零，而只要確保攻擊成功概率足夠小，就不會有人愿意去嘗試攻擊整個系統。下文，我會總結有關審查攻擊的知識，以及如何對抗審查攻擊，最后給出我對這種風險的看法。審查攻擊的類型

Terra 2.0 社區已啟動就有關如何分配 0.5% 應急資金提案的投票:6月9日消息，Terra 2.0 社區已啟動就有關如何分配 0.5% 應急資金提案的投票，該提案建議將這部分資金分配給在 Terra Classic 上推出過符合市場需求的產品，包括產生了一定量的 TVL 和沒有產生 TVL 的項目以及尚未推出過符合市場需求產品的項目，并提議向以上三類項目分別分配 250 萬枚 LUNA、100 萬枚 LUNA 和 150 萬枚 LUNA。此外，該提案建議組件一個由部分 Terra 社區的長期成員組成的理事會監督分配工作。[2022/6/9 4:13:09]

審查攻擊主要有四種：分叉：礦工串通棄置包含正常挑戰的區塊，并通過分叉，使另一條沒有包含任何挑戰的區塊鏈被接受。閃躲：礦工密謀在出塊時不打包正常的挑戰。干擾：攻擊者通過傳統的拒絕服務攻擊，使得其他人無法提出挑戰。速攻：攻擊者在很短的時間內提出大量的鏈上斷言，讓其他人來不及在時間窗口內對所有斷言進行檢查和挑戰。我們一個一個分別討論。分叉攻擊

美國國會成員置評美聯儲CBDC報告：美聯儲未能表明其如何保護數據:1月21日消息，美國國會參議院共和黨成員Toomey置評美聯儲央行數字貨幣（CBDC）報告：美聯儲未能表明其如何保護數據，這讓人深感擔憂。[2022/1/21 9:03:35]

分叉攻擊是指在工作量證明區塊鏈上，攻擊者獲得大多數挖礦算力，并根據需求使用這些算力來孤立包含挑戰的區塊。因為這類攻擊要求攻擊者控制絕大部分算力，所以很難發起——如果攻擊者能夠輕易獲得大部分算力，表示這條區塊鏈本身就有很大的問題。或者換個角度想，一個能夠控制絕大部分挖礦算力的卡特爾，一方面會導致大家不信任他們所在的區塊鏈，另一方面，可能也會有比審查攻擊能更快從系統中榨出油水來的辦法。你可能會說，慢著！算力壟斷者可能并不會高調地聲張，只是偷偷摸摸地搞審查；如果攻擊者有能力這么做，他們可能會在避免整個區塊鏈信譽受損的前提下，通過分叉進行審查攻擊。這里引出第一個問題：審查攻擊對于旁觀者來說，是否易于察覺？為了證明分叉攻擊是顯而易見的，我模擬了分叉。假設攻擊者控制了60%的算力，在前三十個區塊中，出現三條分叉鏈，長度分別是1、6、5；這和一般的區塊鏈完全不同。我又做了一次模擬，這次攻擊者控制55%的算力，這時候一個較早期的分叉可長達48個塊。根據簡單的數學模型預測，當壟斷了60%的算力，則每2.5塊會發生一次分叉，分叉導致的孤鏈平均長度為5；當壟斷了55%的算力，則每2.2塊會發生一次分叉，分叉導致的孤鏈平均長度為10。可以看到，隨著壟斷的算力下降，分叉發生的頻率及孤鏈長度反而增加了；但無論分叉長短，它們的共同之處是：在孤立分支上的首個區塊一定包含有效挑戰，而最終成為主鏈的分支則絕對不會包含這個挑戰——提出該挑戰的人一定會發現這點！所以審查攻擊一旦發生，就一定會被人發現。我不知道你會怎么想，但如果我發現區塊鏈中存在算力壟斷現象，而且壟斷者會時不時使用算力干擾應用層協議，我會感到非常擔憂。如果其他人也有這種疑慮，整個區塊鏈將不再被用戶所信任——任何51%算力攻擊皆會導致這個結果。換言之，這種攻擊的問題并不是有人會審查你的應用層的交易，而是你所處的區塊鏈存在算力壟斷者，它可以為了利益不受約束地破壞規則。對于任何區塊鏈應用來說，不論TA是否采用窗口期設計模式，只要出現了這種算力壟斷，就是毀滅性的打擊。如果你所在的區塊鏈可能出現分叉攻擊，你應考慮轉移到其他區塊鏈。閃躲攻擊

“比特幣是如何制造出來的”排名微博熱搜榜第29位:微博熱搜顯示，“比特幣是如何制造出來的”排名微博熱搜榜第29位。[2021/5/21 22:28:16]

如果算力壟斷者不采用容易被發現的分叉攻擊，還有別的詭計嗎？有的，就是閃躲攻擊。惡意礦工只要在出塊時，拒絕打包包含挑戰的交易就行了；只要確保挑戰窗口期內所產的區塊，都由惡意礦工產出，攻擊就能成功。閃躲攻擊成功的可能性有多大？可以這么解釋：當壟斷者控制的算力比例為f，挑戰窗口期為n個區塊，則攻擊成功率為fn。舉例來說，壟斷者控制了90%的算力，挑戰窗口期為50個區塊，則攻擊成功率為0.5%。如果攻擊者要為攻擊失敗支付大量罰金——就像rolluo協議所設計的那樣——他們就不會肆無忌憚地攻擊；而且如果罰沒的錢能返給受害者，大家還會喜聞樂見這些未遂的攻擊。所以應對閃躲攻擊的辦法是確保挑戰窗口期足夠長，使得攻擊成功概率低至用戶能接受的范圍；假設你能接受的攻擊成功率為r，攻擊者至多能控制f的算力，則安全的挑戰窗口期為log(r)/log(f)個區塊。這個建議在現實中也是合理的；假設攻擊者能夠壟斷99%的算力，要保證攻擊成功率低至0.1%，則挑戰窗口期至少要等于log(0.001)/log(0.99)=687個區塊，對于以太坊來說只需要不到三小時。干擾攻擊

聲音 | 微軟李國平：應用區塊鏈技術應多思考如何賦能、少談顛覆:據經濟觀察網12月6日消息，微軟中國金融行業總監李國平表示，第一，今天應用區塊鏈技術，應該多思考如何賦能，少談顛覆。他認為其實在從傳統業態向數字生活，數字經濟邁進的過程中，有很多行業場景存在痛點和短板，在整個信息化進程中如何補足現有實體經濟中的這些問題，賦能現有業務，提高效率，降低成本，是區塊鏈應用最應該思考的問題；第二，科技向善。今天的區塊鏈技術、人工智能技術等，公眾是存在認知差的。出現了認知差，就存在炒作的空間，就可能有泡沫，還包括新技術濫用數據等問題。因此在應用新的技術時，要在態度上端正，敬畏監管，敬畏客戶，敬畏可持續發展，這樣才能走的更遠，更穩；第三，從網絡效應原理來看，網絡是越大價值越大。從最早的局域網到以太網到現在整個互聯的世界，網絡的效應是需要擴大的。因此今天談公有鏈，鏈與鏈之間有沒有標準？全球有沒有標準？中國有沒有標準？很多企業資產能不能鏈互鏈？思考和解決這些問題，有助于區塊鏈的應用范圍和價值的擴大。[2019/12/7]

在干擾攻擊情況下，攻擊者通過“傳統的拒絕服務攻擊”，來阻止其他人發出挑戰；也就是“以DoS進行審查攻擊”。干擾攻擊的問題是，攻擊者必須阻止“所有”可能提交挑戰的參與方，如果這些參與方足夠多，則干擾攻擊就很難成功。對于攻擊者來說還有個壞消息是，其他利益相關方可能會暗中雇用監視者——一個暗中觀察協議運行的中間方，在參與者來不及或難以發出挑戰時介入，對無效的斷言發起挑戰。攻擊者沒辦法辨別這些潛伏的監視者，也就沒辦法對他們發起DoS。綜上，對于攻擊者來說，干擾攻擊似乎不是個好選擇。速攻

動態 | 人民網：區塊鏈與實業結合應注意如何界定算法和物理設備權責體系:今日人民網發文表示，區塊鏈與實業的結合與我國“數字化”的趨勢一致，這一融合過程需要注意三個問題。一是算法和物理設備權責體系如何界定；二是智能制造標準制定思路是否應該轉變；三是5G會給邊緣計算、區塊鏈和物聯網帶來什么沖擊。[2018/8/24]

速攻指的是，攻擊者發布大量的斷言，使得其他人來不及在挑戰窗口期內檢查所有斷言。任何的rollup協議都需要有防御速攻的機制，其中一種方法是對提出斷言的頻率進行限制，保證協議在設定的挑戰窗口期內的任何時間點，全網都有足夠的能力去檢查待處理的斷言或挑戰。這類機制會在一條rollup區塊鏈上，針對智能合約的處理能力實施一種“速限手段”——即使存在某個能快速提出大量斷言的人，他最終也不得不慢下來，確保其他正常參與者能跟上。所以要衡量一個rollup系統的可擴展性，其中一個很重要的指標就是它在保證安全的前提下的最大速度限制；速限指的是一個系統能安全處理事務的速率，而不是某個參與者能夠產出斷言的極限速率。總結

綜上所述，有三種審查攻擊能夠通過合理的設計或實踐來避免。防范閃躲攻擊：評估攻擊者的資源和風險承受能力，制定合理的挑戰窗口期。防范干擾攻擊：自行雇用潛伏的監視者，當你出差池的時候這些監視者能夠代替你發起挑戰。防范速攻：更細致的設計rollup協議。關于分叉類型的審查攻擊則很難分析；因為某種程度上來說，成功的分叉攻擊會留下明顯的證據，證明該鏈上存在算力壟斷者，而這些算力壟斷者會更愿意采取其他更快獲得收益的攻擊——比如雙花。任何存在算力壟斷的區塊鏈都已經病入膏肓，那又何必為這種情況下的審查攻擊而操心呢？

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