PEPE0.00 1.41%
SUI5.07 10.02%
TON5.26 0.64%
TRX0.24 -0.85%
DOGE0.34 1.87%
XRP2.31 0.33%
SOL191.72 0.52%
BNB696.44 -0.45%
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ETH Gas4.94 Gwei
贪婪 69
区块链技术虽然在去中心化、安全与信任机制方面展现出巨大潜力,但其生态系统仍潜藏着形形色色的安全风险。从 L1/L2 跨链通信的各种漏洞(例如未考虑区块回滚、交易失败处理不当、轻客户端验证缺陷)到 Cosmos 应用链在模块顺序、随机数使用以及交易回滚等方面的隐患,再到比特币拓展生态中脚本构造、UTXO 处理、回滚等引发的风险,都为区块链应用带来了严峻的挑战。与此同时,智能合约或通用编程语言中常见的整数溢出、死循环、竞争条件、异常崩溃等错误,也将极大威胁系统的可用性与安全性。
此外,P2P 网络架构的脆弱性(如 Sybil 攻击、Eclipse 攻击)与 DoS 攻击同样会掣肘区块链系统的效率与可靠性,而密码学的漏洞(不安全哈希算法、弱签名算法、不安全随机数生成等)更是让数据保密性与完整性面临威胁。账本层面对于交易内存池、孤儿区块与默克尔树的处理不当,都可能引发链上数据的不一致或资产风险。最后,经济学模型与治理机制的设计若欠缺周全,可能导致网络激励失衡甚至分化,攻击者可利用这种不平衡影响系统稳定性。
综观上述风险,唯有深入理解并采取严密的防范措施,方能在不断演进的区块链生态中确保其安全性与可持续发展。2024年末,ScaleBit 的母品牌 BitsLab 发布了《2024新兴生态公链全景观察及安全研究报告》。该报告详细解析了当前存在的各类安全漏洞及攻击面,内容丰富实用。本文摘取报告中的部分内容,旨在聚焦呈现区块链生态中的关键安全漏洞类型,帮助读者未雨绸缪,共同推动行业的安全与健康发展。
阅读报告原文:https://bitslab.xyz/reports-page
跨链通信是提升区块链生态系统互操作性的重要手段,但在其实现过程中也存在诸多安全隐患。以下是主要的关注点:
L2未考虑L1的区块回滚
在发送L1交易,或者获取L1链上数据的时候,如果没有考虑这种情况,可能会导致资产损失。
L2未检测发送给L1的交易是否成功
由于网络、gas费用等问题,发送的交易可能会失败。如果没有考虑这种情况,可能导致项目或者用户的资产损失。
链上事件伪造
跨链桥在监听链上事件的时候,没有校验事件是否来自于指定的合约地址,导致其他合约可以伪造事件。
同一个交易包含多个链上事件
一个交易里面可以包含多个事件,如果没有考虑这种情况,可能导致项目或者用户资产损失。
轻客户端验证漏洞
1、 PoW链未考虑私自挖矿攻击
2、 没有采用官方推荐的算法
中间人劫持
在L2/L1跨链通信中,消息传递机制至关重要,需确保消息在传递过程中的完整性和保密性。消息在不同链之间的传递可能面临被篡改或监听的风险,因此需要使用加密手段保护信息的安全。此外,确保消息在链间转发时的不可否认性也是关键,以防止信息被恶意篡改。
延迟和最终性问题
跨链通信常常面临延迟和最终性的问题。由于不同链的共识机制和确认时间不同,跨链交易的确认时间可能不一致,导致状态更新的延迟,从而增加了潜在的安全风险。在设计跨链协议时,需明确最终性的定义,确保交易状态的一致性,防止因确认延迟而造成的双花攻击或状态不一致问题。
Cosmos作为一个以区块链互操作性为核心的生态系统,允许不同的区块链通过IBC(跨链通信协议)进行连接。然而,Cosmos应用链在实现过程中也可能存在一些漏洞和安全隐患。以下是主要的关注点:
BeginBlocker和EndBlocker崩溃漏洞
BeginBlocker和EndBlocker是模块开发人员可以在其模块中实现的可选方法。它们分别在每个区块的开始和结束时触发。在BeginBlock和EndBlock方法中使用崩溃来处理错误可能会导致链在出现错误时停止运行。
本地时间使用不正确
由于不同节点的本地时间会有差异,如果在生成共识的时候,没有考虑到这点,会导致共识问题。
可参考内容:
图片来源
https://forum.cosmos.network/t/cosmos-sdk-security-advisory-jackfruit/5319
随机数使用不正确
由于不同节点生成的随机数不一样,如果在生成共识的时候,没有考虑到这点会导致共识问题。
Map迭代功能的不正确使用
go语言的map的迭代是非确定性的,如果在生成共识的时候,没有考虑到这点,会导致共识问题。示例代码如下:
模块顺序不合理导致的问题
Cosmos应用链是由多个模块组成的,在某些事件处理中,模块之间是由顺序的。如果顺序设置不合理,可能会导致安全问题。
交易失败但数据未回滚
在Cosmos应用链中,如果一笔交易执行失败,但由于设计缺陷,数据状态未能回滚到交易执行前的状态,就可能导致链上的数据不一致。这种情况不仅影响用户的信任,还可能造成资金损失。因此,设计时必须确保智能合约能妥善处理失败的交易,确保状态的一致性和可靠性,必要时实现自动回滚机制。
错误的状态验证
Cosmos应用链中的状态验证逻辑需要非常严谨。如果状态验证不准确,可能导致不合法的交易被确认,从而影响链的安全性。开发者需仔细设计状态转移逻辑,并进行全面的测试,以防止因为错误的状态验证导致的漏洞。
跨链消息传递安全
Cosmos的IBC机制使得不同应用链之间可以传递消息,但这也引入了潜在的安全风险。例如,如果跨链消息在传递过程中被篡改,可能导致错误的状态更新或攻击者利用该消息进行恶意操作。应采取加密和签名机制,确保消息的完整性和真实性,防止消息在传递过程中的篡改。
合约升级与版本管理问题
Cosmos应用链的合约在使用过程中可能需要进行升级,但合约升级不当可能导致旧合约状态的不兼容或安全漏洞。开发者需制定明确的合约升级策略,包括版本管理和迁移方案,确保升级过程中不会影响链的正常运行。
经济模型与激励机制
Cosmos生态中的经济模型设计直接影响到链的安全性和稳定性。如果激励机制设置不合理,可能导致参与者行为失衡,出现恶意行为或经济攻击。需要对经济模型进行全面评估,确保激励机制能有效维持网络的安全性和健康性。
治理机制的漏洞
Cosmos应用链的治理机制允许持币者参与链的决策,但若治理机制设计不当,可能导致治理攻击或集权化问题。应确保治理机制的公平性和透明性,以防止少数人操纵链的决策过程。
比特币脚本构造漏洞
比特币脚本很多情况下是实时生成并部署到Bitcoin上,而且脚本的内容包含用户提供的数据。如果脚本构造不安全,会导致资产损失。
未考虑衍生资产导致的漏洞
常见的比特币衍生资产是铭文和符文,如果L2在操作用户资产的时候,只考虑原生的BTC,没有考虑衍生资产,会导致用户资产损失。
UTXO金额计算错误漏洞
1、 计算交易费的时候失误
2、 计算找零金额失误
比如在如下代码中,找零输出计算实现包含一个条件:只有当找零金额大于或等于 546 聪时才会添加找零输出。这个值对应于传统 P2PKH 交易的尘埃限制。然而,不同地址类型的尘埃限制有所不同。特别是,对于 Taproot 地址,尘埃限制为 330 聪。
这个硬编码的值没有考虑到 Taproot 地址较低的尘埃限制,可能会导致涉及 Taproot 地址的交易中小额资产的损失。关于各种地址类型尘埃限制的详细信息,可以在 Bitcoin Core 源代码和 BitcoinTalk 论坛的讨论中找到。
https://bitcointalk.org/index.php?topic=5453107.msg62262343#msg62262343
未检测UTXO是否包含"op_return"
带有“op_return”的UTXO是不可花费的。
SPV验证漏洞
1、 没有校验区块头时间戳
2、 没有校验区块头的工作量证明
未考虑回滚情况
由于比特币是基于PoW的,所以经常发区块重组。在发送比特币交易,或者获取比特币链上数据的时候,如果没有考虑这种情况,可能会导致资产损失。
未考虑比特币交易是否发送成功
比特币交易发送之后不一定会被矿工打包,所以需要检测交易是否成功上链。同时,第三方可以构造交易费更高的交易,来让L2发送的交易在比较长的时间内一直在交易内存池里面而不是被打包。
绝对时间锁和相对时间锁混淆漏洞
在构造比特币脚本的时候,如果混淆这2种时间,严重情况下会导致资产损失。
哈希时间锁合约(HTLC)的时间设置不合理
常见情况有如下3种:
1、 时间设置太大
2、 时间设置太小
3、 L1和L2时间不同步
1.4.1 整数溢出
整数溢出发生在数值超出类型所能表示的范围时,会导致数值回绕或逻辑错误,影响程序数据的准确性。Rust在调试模式下自动检测溢出,而Go需要手动添加边界检查。
1.4.2 死循环
死循环是指程序在特定条件下进入无限循环,消耗系统资源,导致程序卡死或无法响应。避免此问题的关键在于设置合理的循环退出条件,并使用Rust的超时机制或Go的context包控制长时间运行的循环。
1.4.3 无限递归调用
无限递归调用指递归函数缺少终止条件,导致栈溢出并引发崩溃。确保递归有明确的基准条件,并根据需求限制递归深度,可以有效防范该问题。
Rust 会在调试信息中显示栈溢出错误,类似于以下输出:
1.4.4 竞争条件
当多个线程未同步地访问共享资源时,会发生数据竞争,从而导致数据不一致。Rust通过所有权机制和线程安全库来避免竞争条件,Go则通过channel和sync包提供并发支持。
如下Unsage Rust 示例,演示了两个线程同时访问和修改同一个共享变量,导致未定义的行为。这个代码会造成数据竞争,因为没有使用任何同步机制保护共享资源:
虽然 Safe Rust 防止数据竞争,但逻辑上的竞争仍然可能发生。逻辑条件竞争(Race Condition)指的是代码在特定执行顺序下可能产生非预期的行为,这种情况是逻辑上的竞争。比如在以下场景中:
1. 时间敏感的操作:两个线程之间的操作顺序可能影响最终的逻辑结果。例如:
a. 一个线程检查某个条件是否成立,而在此期间另一个线程修改了该条件。这在 Rust 中可以通过 Arc<Mutex<T>> 这样的同步机制来协调访问顺序,但并不能防止逻辑上的条件竞争。
2. 双重检查锁(Double-Checked Locking):如果多个线程尝试初始化一个共享资源并且都认为资源未被初始化,则可能导致逻辑错误。这种情况下,虽然不会发生数据竞争,但可能会产生意外的逻辑错误。
3. 不正确的锁顺序:如果使用多个锁,线程可能会以不一致的顺序获取锁,从而可能造成死锁。Rust 的类型系统并不能防止这种死锁类型的竞争条件。
以下是Safe Rust的条件竞争漏洞演示。在这个例子中:
●两个线程分别对共享变量 data 加 1。每个线程都会锁住 data,然后增加其值。
●因为操作是分步完成的,即使数据受 Mutex 保护,线程 1 和线程 2 的执行顺序会影响最终的打印结果。理论上,最终值应为 2,但具体的线程打印输出顺序可能不固定。
1.4.5 异常崩溃
异常崩溃通常由未处理的错误引发,导致程序意外终止。Go使用defer/panic/recover捕获异常,Rust则使用Result和Option类型系统,提供更健壮的错误处理。
如下是没有捕获panic导致程序崩溃的例子:
1.4.6 除0漏洞
除0漏洞指程序执行除法操作时分母为零,可能引发异常或崩溃。建议在进行除法前检查分母值,防止零值操作并确保程序的稳定性。
1.4.7 类型转换
类型转换错误通常由不安全或不兼容的转换导致,可能引发不可预料的行为。Go和Rust在转换时会提示类型不兼容,Rust在转换上更严格,需要使用“as”操作显式进行。
在如下示例代码中,用户添加了amount数量代币的流动性,然后系统记录其流动性数量。如果amount = (u128::MAX << 64) | 1,那么实际只支付了1的代币,但是流动性余额记录为340282366920938463444927863358058659841。
1.4.8 数组越界
数组越界指访问数组中无效索引位置,导致内存访问错误或程序崩溃。
如下示例代码演示了数组越界导致程序崩溃:
P2P(点对点)网络在区块链系统中用于分布式节点间的直接连接与通信。尽管P2P网络为去中心化系统提供了网络基础,但其也面临一系列安全漏洞与攻击风险。
从安全角度来说,p2p网络类型可以分为2种,一种是无需许可的,这种在L1上使用比较多。一种是需要许可的,这种在L2比较多。
无需许可的p2p网络里面,很多漏洞的攻击是基于sibil攻击的。需要许可的网络里面,我们不能假设所有节点都是可信的,从安全的角度来说,要假设至少有1个恶意节点。
P2p网络的常见漏洞类型如下:
1、异形攻击漏洞:
异形攻击又称地址池污染,是指诱使同类链的节点互相侵入和污染的一种攻击手法,漏洞的主要原因是同类链系统在通信协议上没有对非同类节点做识别。
以太坊某些同类链曾经出现过类似的漏洞。以太坊同类链(具体的说是使用以太坊 P2P discv4 节点发现协议的公链,包括以太坊、以太经典)由于使用了兼容的握手协议,无法区分节点是否属于同个链,导致地址池互相污染,节点通信性能下降,最终造成节点阻塞。
攻击过程如下图:
2、 缺乏信任模型机制
为每个节点建立信誉分数,根据节点的历史行为来调整信任度。例如,如果节点频繁发送无效数据,则降低其信誉。高信誉的节点更受信任,而低信誉的节点需要受到限制。
3、 缺乏节点数量限制机制
限制新节点的创建速度或每个ip的连接数,防止短时间内创建大量虚假节点。
4、 节点发现算法问题
节点发现与选择算法负责在P2P网络中定位新节点并建立连接。若算法设计不合理,如距离算法不均衡,容易导致网络拓扑失衡,部分节点过载。需要保证算法的均衡性与不可预测性,以提高节点分布的安全性和网络的抗攻击性。
如下图片展示了网络拓扑失衡的一种极端情况:
5、易受攻击的节点选择机制
如果节点使用易受攻击的节点选择机制,那么可能其连接的所有其他节点都是恶意节点,导致Eclipse Attack。下面是常见的节点选择安全机制:
随机节点选择:将节点连接的目标随机化,使攻击者难以控制节点的连接结构。
局部连接策略:让节点优先与物理上或网络拓扑上较近的节点建立连接,使得攻击者难以渗透整个网络。
6、缺乏身份验证
在需要许可的p2p网络中,需要对节点的身份进行验证
7、缺乏路由表定期更新机制
如果发现一个节点返回的数据是非法的,就需要考虑是否删除其在路由表里的记录
节点应该定期地从路由表中移除长时间未活跃的节点,替换成新的节点,从而避免因路由表失效导致的网络孤立。
8、中间人劫持漏洞
p2p数据在传输的过程中,必须要保持数据的完整性。如果使用的加密算法不正确或者有漏洞,可能会让数据被篡改。
DoS(拒绝服务)漏洞会导致系统资源耗尽,阻碍合法用户的正常访问,以下是关键类型:
1、内存耗尽攻击
利用大量内存需求拖垮系统,建议通过设置资源上限防范。
一个比较常见的内存耗尽攻击是“zip炸弹”。zip 炸弹的基本原理是,我们生成一个非常大的内容全是 0(或者其他值)的文件,然后压缩成 zip 文件,由于相同内容的文件的压缩比非常大,此时生成的 zip 文件非常小。被攻击目标在解压 zip 文件之后,需要消耗非常多的内存来存储被解压之后的文件,内存会被快速耗尽,目标因为 OOM 而崩溃。
其他的压缩算法也会出现同样的问题。下面是压缩1GB大小的内容全部为0的文件,常见算法的压缩比列表:
2、硬盘耗尽攻击:写入无用数据占满存储空间,通过磁盘配额管理防止资源不足。
硬盘耗尽攻击常见的有如下2种情况:
1、 zip炸弹。攻击方法和上面的“内存耗尽攻击”一样,只不过目标程序将zip解压缩到磁盘,而不是直接到内存。
2、 无成本或低成本写入大量数据到磁盘,就可以将磁盘数据耗尽
3、内核句柄耗尽攻击:大量资源请求使句柄耗尽,建议控制句柄分配并监控异常。
此攻击的大概原理是:攻击者通过漏洞,使目标节点的内核句柄耗尽或者接近耗尽,让其无法对正常的业务请求进行响应。
常见的一种攻击是“Socket压力攻击”。如果目标节点没有限制连接数量和并发数量,那么攻击者可以发送并维持大量连接请求,耗尽系统Socket资源。
4、持续性内存泄露:内存无法正常释放导致资源枯竭,需定期检测内存使用防止问题恶化。
内存泄露在一般情况下不算作安全漏洞。但是如果攻击者可以主动出发目标节点的内存泄露,并能重复这一操作,日积月累,目标节点程序就应为内存不足而崩溃。
密码学漏洞会破坏数据的保密性和完整性,给系统带来潜在的安全威胁。以下是主要的密码学漏洞类型:
使用已经被证明不安全的哈希算法
哈希算法用于生成数据的唯一标识,确保完整性不被篡改。常见哈希算法如MD5和SHA-1已被证明存在碰撞风险,可能被恶意攻击者利用。因此,建议使用更安全的SHA-256或SHA-3等现代哈希算法,并保持算法更新,避免易遭破解的旧算法带来的数据完整性风险。
使用不安全的自定义哈希算法
有些项目使用自己定义的哈希算法,一般情况下这些算法的都没有公开的知名算法安全。
比如我们在审计过程中,遇到如下自定义的哈希算法:
`hashCode` 函数并不是一种加密哈希函数,且极易发生冲突。它仅执行非常简单的按位和加法运算。此外,该函数的输入长度和输出长度遵循明确且可预测的模式,使其很容易被反向解析和破解。由于这种弱哈希机制,攻击者可以轻易生成导致相同 `CONST_KEY_HASH` 值的密钥,从而危及 API 授权过程的安全性。
以下是概念验证 (PoC) 代码,展示了如何利用这种弱哈希的漏洞:
不安全的使用导致的哈希碰撞
一种常见的情况是,HASH(A+B+C)=HASH(D+E),出现这种情况的原因是A+B+C=D+E,由于‘A+B+C’和‘D+E'完全一样,但是ABCDE各自不一样。
使用了不安全的数字签名算法
数字签名算法用于验证数据的真实性和来源,防止数据被篡改。早期的签名算法如DSA和RSA可能在量子计算威胁下失效。使用ECDSA或EdDSA等现代签名算法可以提供更强的安全性,保护数据的合法性和防伪能力。特别是分布式系统和智能合约中,确保签名算法的可靠性至关重要。
使用了不安全的加密算法
加密算法的强度直接影响数据的机密性,弱加密算法(如DES)可能被攻击者轻易破解。建议使用AES-256等更高位数的对称加密算法,并在通信过程中实施端到端加密(如TLS)保障数据的传输安全,防止被窃听或篡改。此外,确保密钥管理到位,防止密钥泄露。
使用了不安全的随机数生成算法
随机数生成器是许多密码学操作的基础,特别是在生成密钥、IV(初始化向量)和非对称加密中的重要参数时,确保其不可预测性至关重要。以下是常见的安全问题:
1. 不安全的随机数生成算法导致随机数被预测甚至操控;
2. 在公链上的随机数算法基本都存在随机数预测的风险,因为信息全都公开透明所以随机数都可以被预测。
3. 不安全的随机数生成算法导致随机数的随机性很差从而提高某些漏洞甚至问题(比如矿工出块)发生的概率。
使用了不安全的随机数种子
随机数种子泄露或者可以被暴力破解导致随机数种子泄露进而导致随机数被预测;
密码学侧信道攻击
侧信道攻击通过监测系统的物理特征(如功耗、执行时间、缓存等)来获取敏感信息。这种攻击绕过了算法本身的安全性,尤其在硬件设备和嵌入式系统中更为常见。防御手段包括对算法实现进行优化,使执行时间和功耗保持恒定,减少可泄露的特征。此外,通过掩蔽和混淆等技术降低侧信道信息泄露的可能性。
签名延展性
签名延展性是指,在不改变签名内容的情况下,能够通过已知的有效签名推导计算出另一个不同的有效签名。这种特性带来的一个显著风险是交易延展性,交易延展性使得恶意用户能够利用不同签名变体进行交易重放,重放的交易因为签名不同所以拥有不同的hash值,在交易确认过程中混淆用户对交易的状态判断,从而实现双重支付。
交易内存池漏洞
1、 交易可以重放
2、 失败的交易没有扣除手续费
区块哈希碰撞漏洞
区块的构造方式如果有问题,则会产生碰撞。
孤儿区块处理逻辑漏洞
对孤块可选择直接丢弃,但若选择缓存,则必须添加如高度,时间等的限制条件
默克尔树哈希碰撞漏洞
默克尔树叶子节点如果构造方式有问题,则会产生碰撞。
交易金额处理问题
由于交易金额处理时发生上下界溢出、类型不统一、精度误差、出现负数及因外部条件改变造成的非预期值
交易手续费处理问题
由于交易手续费处理时发生上下界溢出、类型不统一、精度误差、出现负数及因外部条件改变造成的非预期值
区块与交易验证的时间过于敏感
由于不同节点的时间有误差,所以时间验证不能过于敏感,不如容易导致区块分叉
交易的签权逻辑有问题
主要包括以下2个方面:
1、伪造身份绕过
2、权限检查错误
经济学模型在区块链和分布式系统中起着至关重要的作用,影响着网络的激励机制、治理结构和整体可持续性。以下是主要的关注点:
Cosmos应用链的经济模型(以UniChain为例)
Cosmos的应用链采用了区块链互操作性和可扩展性为核心的经济模型。以UniChain为例,其经济模型设计不仅考虑了链上代币的流通和使用,还考虑了不同应用场景的需求。通过利用Cosmos SDK,UniChain能够创建特定于应用的区块链,并实现跨链通信,促进不同链之间的资源共享和价值流动。经济模型需关注代币发行量、通货膨胀率、交易费用结构以及链上治理机制,以确保生态系统的稳定与繁荣。
激励机制是否合理
激励机制是经济模型的核心部分,直接影响用户和节点的参与度。合理的激励机制应确保各参与者(如矿工、验证者、开发者和用户)都能获得公平的回报。需要评估激励结构的可持续性,确保其能够有效防止恶意行为和中心化趋势。此外,激励机制还应适应市场变化,随着网络的成熟和用户需求的演变进行调整。例如,是否设有合适的奖励和惩罚机制,如何平衡短期和长期激励等,都是需要深入分析的问题。
网络经济学的可持续性
经济模型还需关注网络的长期可持续性,包括对生态系统内各方的经济激励、价值创造及其分配的管理。需要评估是否存在经济不平衡或资源浪费的情况,确保所有参与者都能在网络中获得合理的价值。此外,需分析可能影响网络稳定性的外部因素,如市场波动和用户行为变化。
市场反馈机制
建立有效的市场反馈机制,使经济模型能够根据用户需求和市场动态进行调整。通过定期的数据分析和用户反馈,能够及时识别并修正潜在问题,确保经济模型的灵活性和适应性。
治理结构的影响
经济模型的设计应与治理结构相结合,确保用户在治理过程中能够参与经济决策,从而增强社区的参与感和归属感。合理的治理机制能够促进经济模型的自我修复和持续优化,提高网络的整体健康度。
在深入了解了区块链生态系统中存在的各类安全漏洞类型之后,下一步便是探讨这些漏洞可能被利用的具体攻击面。攻击面是指潜在攻击者可以利用的系统入口和路径,通过识别和分析这些攻击面,能够更有效地评估风险并制定相应的防护策略。因此,全面掌握漏洞类型与攻击面之间的关系,对于构建稳固的区块链安全防线至关重要。以下将详细列出当前区块链生态中常见的攻击面,帮助读者更好地理解威胁的具体实现方式。
以下是常见的攻击面列表:
4.1 虚拟机
攻击面:虚拟机负责执行智能合约和处理字节码,通常承载大量复杂逻辑,存在重入攻击、整数溢出和内存溢出等潜在风险。此外,高计算消耗的智能合约可能引发 DoS 攻击,导致资源耗尽。此外,智能合约的字节码若包含未审计的漏洞,容易引发任意代码执行和权限提升等风险。
4.2 P2P节点发现与数据同步模块
攻击面:P2P节点的发现和同步功能若设计不当,容易遭遇 女巫攻击(Sybil Attack),通过伪造大量假节点来控制网络,导致网络性能下降甚至失效。节点数据同步过程中的 路由表污染 会影响节点间的连接质量,使得部分节点不可用。此外,数据包中可能存在伪造或恶意数据,导致节点接收错误信息,进而影响同步和共识。
4.3 区块解析模块
攻击面:区块解析涉及大量数据处理,若解析代码中存在溢出或错误处理,可能被恶意区块攻击,导致服务崩溃或拒绝服务(DoS)。此外,不正确的区块格式校验可能导致网络传输的区块被篡改而无法识别,从而影响全网一致性。
4.4 交易解析模块
攻击面:交易解析涉及验证交易结构和签名,若对伪造的交易格式、恶意数据或异常签名处理不当,可能导致虚假交易通过,消耗系统资源。此外,交易解析中若存在边界溢出问题,也可能被利用执行内存注入攻击。
4.5 交易内存池
攻击面:内存池是交易入链前的临时存储区,可能被滥用插入大量无效交易或恶意交易,导致 内存占用攻击,使节点无法响应正常请求。此外,恶意攻击者可以利用交易内存池插入重复或高频交易,进一步造成 资源枯竭 和 DoS 风险。
4.6 共识协议模块
攻击面:共识机制设计不完善或被操控时,可能遭遇 双花攻击、自私挖矿、51%攻击 等问题。攻击者可以通过控制超过一半的计算能力执行恶意分叉,影响交易记录的合法性。此外,某些共识机制在面对高延迟或分区网络时,可能会因缺乏明确的容错机制而失效。
4.7 RPC接口
攻击面:RPC接口是外部与区块链节点交互的途径,如果访问权限配置不当,可能导致未经授权的访问和数据泄露。特权RPC接口若未妥善保护,攻击者可以伪造请求执行高权限操作,进一步操控链上数据。此外,RPC接口易遭遇请求洪水攻击,导致节点响应过载。
4.8 日志处理模块
攻击面:日志模块负责记录系统运行的详细信息,若攻击者能通过日志注入写入伪造日志内容,可能导致敏感信息泄露。过度记录的日志也可能被恶意利用造成 日志膨胀,导致存储资源消耗甚至系统不可用。
4.9 网络中间件
攻击面:区块链网络通信中间件如果没有加密传输和身份认证机制,可能遭遇 中间人攻击(MITM),导致数据包截获和篡改。此外,中间件易受流量攻击(如 DoS)和协议滥用攻击,影响整个网络的正常通信。
4.10 加密算法
攻击面:加密算法的设计和实现直接关系到数据的安全性。若存在哈希碰撞漏洞,可能导致交易内容被伪造;加密算法若未遵循强随机性原则,可能使得密钥泄露。其他常见攻击还包括 侧信道攻击,如通过观察加密执行过程中的能耗或电磁泄露获取敏感信息。
4.11 经济学模型
攻击面:区块链的经济模型设计需平衡各方激励,否则可能导致攻击者通过操控代币流通、降低矿工奖励等方式影响系统稳定性。经济模型的不合理激励设计可能导致矿工(或验证节点)不按预期行为执行,带来 经济性攻击 风险。
4.12 数据存储模块
攻击面:链上数据和链下数据存储存在未经授权访问、篡改和数据持久性风险。攻击者可以尝试利用数据库权限不足或不安全的存储机制,直接修改账本数据或智能合约状态。此外,不合理的数据存储策略可能导致数据膨胀,影响系统性能。
4.13 状态管理模块
攻击面:区块链的状态管理用于记录账户余额、合约存储等关键数据。如果状态管理模块设计不当,可能被攻击者利用,造成账户余额错误或状态信息篡改。恶意攻击者也可通过构造特殊交易导致状态劫持,造成资源锁死。
综上所述,区块链生态系统虽然充满创新与发展潜力,但其安全性问题同样不容忽视。本文详细探讨了从跨链通信、Cosmos 应用链、比特币拓展生态,到编程语言漏洞、P2P 网络漏洞、DoS 攻击、密码学漏洞及账本安全等多个关键领域的安全漏洞类型。通过系统性的分析与归纳,旨在帮助开发者和安全从业者识别潜在风险,采取有效的防范措施,提升整体安全水平。面对日益复杂和多样化的安全挑战,只有不断加强技术防护能力、完善安全审计机制,并促进行业内的合作与交流,才能确保区块链技术的健康与可持续发展。ScaleBit 以及其母公司 BitsLab 将持续致力于区块链安全研究,提供前瞻性的安全解决方案,为构建更加稳健和可信赖的区块链生态系统贡献力量。
阅读并下载 《2024新兴生态公链全景观察及安全研究报告》:https://bitslab.xyz/reports-page
ScaleBit,BitsLab 旗下子品牌,是一个为 Web3 Mass Adoption 提供安全解决方案的区块链安全团队。凭借在区块链跨链和零知识证明等扩展技术方面的专业能力,我们主要为 ZKP、Bitcoin Layer 2 和跨链应用提供细致和尖端的安全审计。
ScaleBit 团队由在学术界和企业界都有丰富经验的安全专家组成,致力于为可扩展的区块链生态系统的大规模应用提供安全保障。
BitsLab 是一家致力于守护和构建新兴 Web3 生态系统的安全组织,愿景是成为备受行业和用户尊敬的 Web3 安全机构。旗下拥有三个子品牌:MoveBit、ScaleBit 和 TonBit。
BitsLab 专注于新兴生态系统的基础设施开发与安全审计,覆盖但不限于 Sui、Aptos、TON、Linea、BNB Chain、Soneium、Starknet、Movement、Monad、Internet Computer 和 Solana 等生态。同时,BitsLab 在审计多种编程语言方面展现了深厚的专业能力,包括 Circom、Halo2、Move、Cairo、Tact、FunC、Vyper 和 Solidity等。
BitsLab 团队汇聚了多位顶级漏洞研究专家,他们曾多次荣获国际 CTF 奖项,并在 TON、Aptos、Sui、Nervos、OKX 和 Cosmos 等知名项目中发现了关键漏洞。
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