MER:區塊鏈世界里不能信什么？

編者按：本文來自區塊鏈大本營，責編：maozz、carol，Odaily星球日報經授權轉載。建立Don'tTrust,JustVerify的理念，才是通往區塊鏈世界的正確態度。平時總在聊信任區塊鏈，這次來聊一聊區塊鏈世界里，不能信的有什么？一、不信任其他節點

區塊鏈節點和其他節點會建立P2P通信，共同組成網絡，傳遞區塊、交易、共識信令等各種信息。其他節點可能是由不同的機構、不同的人持有，持有節點的人可能是善意，也可能是惡意。即使在善意假設時，節點運行存活的健康度也會受運維水平和資源影響，比如處于一個不穩定的網絡里，會偶爾掛掉，會抽風亂發消息，或者硬盤滿等原因導致數據存儲失敗，以及出現其他可能的故障。在惡意假設時，要預設其他節點可能會騙自己或傷害自己，比如傳遞過來錯誤的協議包，或者用詭異的指令尋找漏洞進行攻擊，或者發起高頻垃圾請求，頻繁連接然后斷開，又或者海量連接占用資源等。所以節點應該是把自己看成在黑暗叢林里孤身求生存的獵人，必須有“獨立自主”、“自給自足”的態度，擺出“不相信其他任何節點”的姿勢保護自己。在節點準入時，需要采用證書技術來認證節點身份；在連接控制上，拒絕有異常的連接；采用頻率控制對連接次數、請求量等做限制；在協議包格式和指令正確性等方面做驗證。自己發出去的信息，不應暴露自己的私有信息，也不期望其他節點一定會給出立刻和正確的響應，必須采用異步處理和校驗容錯的設計。二、節點和客戶端互相不信任

行情 | 美股區塊鏈概念股漲跌各異:今日美股收盤，美股區塊鏈概念股漲跌各異。柯達收跌2.91%，埃森哲收漲0.11%，Overstock.com收跌0.12%，Riot Blockchain收漲2.1%，Marathon Patent收漲0.98%，Square收跌0.2%。[2020/1/18]

客戶端，指在區塊鏈網絡外，向區塊鏈發起請求的模塊，如業務使用的javasdk、錢包客戶端等。客戶端和節點通過網絡端口通信。如果客戶端掌握在不受控的人手里，有可能會向節點發起大量的請求，或發送一堆垃圾信息，使節點疲于應對，甚至巧妙地構建漏洞攻擊信息，試圖越權訪問，竊取信息或使節點出錯。同時，從客戶端的角度看，節點有可能不響應或響應緩慢，或者返回錯誤的數據，包括格式錯誤、狀態錯誤、表示收妥但其實不處理等，甚至別有用心的人會設置一個“假”節點和客戶端通信，欺騙客戶端。節點做出這些與期望不符的反應，可能使客戶端運行出錯，功能受損。為提升節點和客戶端的互信，可以為雙方分配數字證書，必須通過證書進行雙向握手，客戶端經過私鑰簽名才能對節點發起交易類請求，節點應對客戶端進行權限控制，拒絕高危的接口調用，不要輕易開放節點管理接口、系統配置接口等。雙方對每次通信的數據格式、數據有效性都進行嚴密校驗。雙方在交互時也應該進行頻率控制，異步處理，對每一個交互進行結果校驗，不能預設對方正確處理，必須獲取交易回執和處理結果進行確認。當認為只和一個節點通信并不能保證安全時，客戶端可以采用“f+1查詢”的思路，盡可能多地和幾個節點通信。如果當前鏈的共識安全模型是“3f+1”，那么，如果從f+1個節點讀到的信息是一致的，結果是可以確認的。三、不信任區塊高度

動態 | 深圳28家銀行對接央行貿易金融區塊鏈平臺 7月起實現稅務自動備案:據財新網消息，從7月4日開始，深圳企業向深圳稅務局提交對外支付備案表，可以全程在網上完成操作，減少線下奔波往返于稅務窗口與銀行窗口的時間成本。助力“稅務備案表”電子化的是央行貿易金融區塊鏈平臺（簡稱央行貿金平臺）。該平臺由央行數字貨幣研究所與央行深圳市中心支行在2018年9月合作推出。7月4日，央行深圳市中心支行與國家稅務總局深圳稅務局簽署協議，宣布稅務支付備案表“上鏈”。根據國家稅務總局、國家外匯管理局規定，境內機構和個人向境外單筆支付等值5萬美元以上的外匯資金，需要向所在地主管稅務機關進行稅務備案。[2019/7/5]

區塊高度是一個非常關鍵的信息，代表整個鏈當前的狀態。向區塊鏈發送交易、節點間進行共識、對區塊和狀態的校驗等操作都會依賴區塊高度。某個節點在斷網或處理速度緩慢時，其區塊高度有可能落后于整個鏈，又或者某個節點惡意偽造數據時，其高度又可能超過整個鏈。在鏈出現分叉時，如某一個分叉上的區塊高度被另一個分叉超越，落后的分叉就會變得毫無意義。即使在正常的情況下，節點依舊有可能間歇性地落后于整個鏈一到幾個區塊，然后在一定時間內才可能追上最新高度。如在PBFT共識模型里，總數2/3以上節點在同一個高度時，全鏈就有機會達成共識繼續出塊。余下的1/3的節點有可能和參與共識的節點高度不同，這時意味著從這個節點讀取到的數據，并不是全網最新的數據，只能代表鏈在該高度時的一個快照。業務邏輯可以把區塊高度做為一個參考值，基于高度做一些判定邏輯，在確定性共識的鏈上，采用f+1查詢等方法確認鏈的最新高度，在可能分叉的鏈上，需要參考“6個區塊確認”的邏輯，審慎選取可信的區塊高度。四、不信任交易數據

行情 | 區塊鏈百度搜索熱度移動同比上漲371%:百度搜索熱度中，“區塊鏈”的搜索熱度近7日整體日均值為13184，整體同比上漲322%；近7日移動日均值為7766，移動同比上漲371%。[2018/7/26]

交易代表一方向另一方發起了一個事務請求，交易可能導致資產的轉移、改變帳戶狀態或系統配置，區塊鏈系統通過共識后確認交易，使相關的事務生效。交易必須帶上發送者的數字簽名，交易里所有數據字段都必須包含在簽名里，未經簽名的字段存在被偽造的可能，不予采信。交易數據在網絡上廣播時，可以被其他人讀取，如交易數據里包含隱私數據，發送者則必須對數據進行脫敏或加密保護。交易可能因為網絡原因被重發，或者被其他人保存下來刻意再次發送，造成交易的“重放”，所以區塊鏈系統必須對交易進行防重，避免出現“雙花”。五、不信任狀態數據

區塊鏈的狀態數據是由智能合約運行后生成的，理想情況下，每個節點的合約引擎一致、輸入一致、規則一致，那么輸出的狀態就應該一致。但不同的節點可能安裝了不同的軟件版本，或者合約引擎的沙盒機制不夠嚴密引入了不確定性因素，甚至被侵入、篡改，或者存在其他莫名其妙的bug，都可能導致合約運行輸出結果不一致，那么一致性和事務性就無法得到保障。狀態的校驗是成本很高的事情，典型的校驗方法是使用MPT樹，把所有狀態都塞到樹里管理起來。MPT樹可以把所有的狀態歸結為一個MerklerootHash，節點之間在共識過程中確認交易運行后生成的狀態樹Merkleroot，確保狀態一致。這棵樹結構復雜，數據量大，消耗不少的計算和存儲資源，很容易就成為了性能瓶頸。所以對狀態的校驗需要有更快、更簡單，且又穩妥的方案，如結合版本驗證、增量Hash驗證等算法，輔以數據緩存，可減少重復計算和優化IO次數，能在保證一致性、正確性的同時，有效地提升驗證效率。六、不信任私鑰持有者

金色財經現場報道 和君創業資訊集團咨詢總裁李肅：區塊鏈技術具有大數據時代的智能勞動革命等五大本質:金色財經現場報道，在2018全球首屆萬國區塊鏈技術博覽會上，和君創業資訊集團咨詢總裁李肅發表以《區塊鏈的五大革命與求千年大計的雄安示范》為題的演講，他指出：區塊鏈技術具有五大本質：大數據時代的定制經濟革命，需要區塊鏈技術能保證透明社群交往的安全；個性化時代的智力勞動革命，需要區塊鏈合約能夠規范創新社群運營規則；高信用時代的共享經濟革命，需要區塊鏈平臺能夠創設五色共享資本的網幣；智能化時代的去中心化惡名，需要區塊鏈管理能建立創新社群運營的方法；自由個人時代的社群小鎮革命，需要區塊鏈社群能形成自由流動組合的習慣。[2018/4/21]

采用私鑰對交易以及其他關鍵操作進行簽名，再使用公鑰驗簽，是區塊鏈上最基礎的驗證邏輯。只要私鑰被正確使用，這個邏輯是安全的。但私鑰僅僅是一段數據，只依賴私鑰則用戶是匿名的。在聯盟鏈面對的場景里，需要使用許可型的身份，首先通過KYC、盡調、權威認證等現實世界的驗證方式確認身份，然后將身份和公鑰綁定并公示，或者結合PKI體系的數字證書發放公私鑰，這樣私鑰對應的身份是可知、可信、可控的。私鑰可能會因丟失、泄漏而被他人盜用，或者因被遺忘導致資產損失。所以在私鑰的保存上，需要考慮采用周全的保護方案，如加密存儲、TEE環境、密碼卡、USBkey、軟硬加密機等方案。在私鑰的管理上，則需要考慮密鑰丟失后如何安全的重置、找回。加強版的私鑰使用思路有幾個，比如使用多簽、門限簽名等方式，每次交易時必須用多個私鑰進行簽名，私鑰可以保管在不同的地方，安全性高，但技術方案和使用體驗復雜。還有一種是交易私鑰和管理私鑰分離。交易私鑰用于管理資產，管理私鑰用于管理個人資料，交易私鑰可以被管理私鑰重置，管理私鑰本身則通過門限、分片等算法，分開存儲保管，以備重置或找回。七、不信任其他鏈

北京大學光華管理學院金融系主任：區塊鏈目前過熱 未來或會出現回落:金色財經現場播報 在2018“中國區塊鏈第一辯”暨行業領袖峰會上，關于2018年對于區塊鏈行業是好是壞的問題上，北京大學光華管理學院金融系主任,金融系及會計系教授劉曉蕾表示，創新會導致泡沫的出現，這在歷史上是經過驗證的，就像互聯網這樣，在互聯網初期也是有泡沫的產生，我們需要警惕區塊鏈帶來的泡沫，目前區塊鏈有點過熱，所以今年對于區塊鏈來說不一定太好，可能會出現回落，但過熱的好處就是區塊鏈會引起更多人的關注。[2018/3/28]

在跨鏈的場景里，每條鏈有自己的資產、共識，鏈之間的安全模型變得非常復雜，比如一條鏈上的記賬者串通造假，或者鏈出現了分叉、區塊高度回滾，這時如果鏈外的其他模塊和鏈有不夠嚴謹的交互，都會造成數據不一致或資產損失。如果不同的鏈采用的還是不一樣的平臺架構，那么在工程上會更加復雜。跨鏈、側鏈目前依舊是業界在研究和逐步實現的課題，主要目的是解決鏈和鏈之間的通信，進行資產鎖定和資產交換，保證整個過程的全局一致性、交易事務性，以及抗欺詐。從A鏈往B鏈轉移一個資產，必須要確保A鏈上的資產被鎖定或銷毀，且B鏈上一定能增加對應的一筆資產，在雙方可能分別出現分叉、回滾的時間窗里，要有機制確保雙向的資產安全。在現有跨鏈的方案里，存在中繼、鏈間HUB等方式，這些系統的設計本身也要達到高度可信可靠的標準，安全等級應不低于甚至高于所對接的鏈，同樣也應采用多中心、群體共識的體系設計，整體復雜度可算是鏈的N次方了。八、不信任網絡層

區塊鏈節點需要和其他節點發生通信，所以必須在網絡上暴露自己的通信端口，如果通過公網通信，那么相當于在公網上暴露了自己，很容易遭到類似滲透、DDOS這樣的網絡攻擊。節點必須在網絡層保護自己，包括在網關上設置IP黑白名單、設置端口策略、進行DDOS流量防護，且對網絡流量、網絡狀態進行監測，如果突發網絡流量或連接數暴增，說不定，就是被人當肉雞或者正在脫庫進行時了。非必要端口，切忌對公網開放，如用于做管理監控的RPC端口，只能對機構內部開放，在進行網絡策略設定之前，一定要慎之又慎。九、不信任代碼

“Codeislaw”確實是一句響亮的口號，但是在程序員頭發掉光之前，他寫的代碼都可能有bug，只是看寫bug快還是修bug快而已。無論是底層的代碼還是智能合約代碼，都可能存在技術性或邏輯性的坑，但凡代碼產生的數據和指令行為，都需要另一段代碼對其進行嚴格地校驗，代碼本身也需要進行靜態和動態掃描，包括采用形式化證明等技術進行全面地審核驗證，以檢測可能的邏輯錯誤、安全漏洞或是否有信息泄露。前段時間有一份公布到github上的某酒店系統的代碼，居然包括了mysql的連接用戶名密碼，且數據庫端口居然是向公網開放的，這種坑簡直不可想象。開放出去的開源代碼，固然可以被人審查、反饋以提升安全性，也可能被人翻找漏洞、隨意修改，甚至惡意埋雷。但總的來說，開源還是利大于弊。在開源社區中，開發者會向項目提交PR。審核PR是很關鍵也很繁重的工作，值得安排專家并分配大量時間去做審核。有開源項目的老司機透露，其項目核心模塊的PR的審核時間長達經年，否則“加了個功能引入兩個bug”那真是得不償失，更別說如果被植入漏洞埋雷了。十、不信任記賬者

共識的流程大致可以抽象為，選出記賬者，記賬者發布區塊，其他節點校驗和確認。公鏈里記賬可以用“挖礦”的方式進行，礦工用大量的算力代價為它自己的誠信背書，又或者是用大量的資產權益抵押獲得記賬權。在聯盟鏈常用的PBFT/Raft等算法里，記賬者列表可以是隨機或輪換產生，記賬者給出提案，其他投票人多步提交，收集投票。按少數服從多數的原則，一般是2/3以上共識節點同意，共識才能達成。從系統可用性角度看，記賬者有可能出錯、崩潰，或者運行緩慢，影響整個鏈的出塊。又或者記賬者可以只收錄手續費高的交易，拋棄一些交易，導致有些交易總是不能達成。有的記賬者還可以憑借算力或暗箱運作，進行“預挖”或者“扣塊攻擊”，破壞博弈關系……記賬者故障或作惡，超越了共識的安全閾值的話，將直接傷害整條鏈的價值基礎。根據不同的記賬模式，記賬者需要設計不同的容錯、校驗、抗欺詐算法，執行激勵和懲罰機制，在運行過程中定期檢查記賬者的健康度，對于無力記賬或者作惡的記賬節點，全網不接受他們的記賬結果，并對其進行懲戒，甚至是踢出網絡。……羅列起來還有很多，包括合約、證書、同步等等，每一個模塊都有自己的功用和風險點，簡直罄竹難書。總之，區塊鏈做為分布式的多方協作的體系，接入了形形色色參與者，整個體系絕不是單個開發者或運營者所能單點把控，“善意推測”在這個領域已經不盡適用，整個世界步步驚心，處處冷箭，只能通過周密的算法和繁雜的流程維系共識和安全，簡而言之，沒有經過驗證的信息，一個字節都不能相信。比起單一環境里的軟件設計，區塊鏈領域的設計思路確實存在顛覆性，開發者要從“做功能，只容錯，不防騙”的思維模式里跳出來，帶著“懷疑一切”的態度進行設計。開發者在面向區塊鏈領域時，不能只是思考怎么實現一個功能，而更要去思考整個流程會不會有出錯，會不會被人篡改數據、發掘漏洞、攻擊系統、欺詐其他參與者。要換位思考自己所實現的功能，會被別人用什么方式使用，在不同的環境會有什么表現，可能造成什么后果。任何收到的信息，任何流程輸入、輸出，都必須經過嚴格地校驗才能采信，開發者能做到這一點，才算是打開了區塊鏈新世界的大門，才能在連續劇里至少活到第二集。分布式算法、對稱非對稱加密、HASH、證書、安全和隱私等技術在區塊鏈領域大行其道，都是為了在保護信息的同時，給信息加上一層又一層的證明和可驗證因子，這使得整個系統變得復雜、繁瑣，但這是值得的，因為這樣才能共同驗證，構建“安全”和“信任”。以上，寫給準備跳坑，或已經在坑里的程序員。共勉。

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