一文淺析區塊鏈分叉帶來的安全挑戰_AIN

區塊鏈分叉分為軟分叉和硬分叉。本文主要探討的是硬分叉，一種不支持向后兼容的軟件升級方式。硬分叉是共識的分裂或者改變，共識就是區塊鏈系統中各節點達成數據一致性的算法，正常情況下每個節點需要運行相同規則的算法，例如比特幣運行的是基于PoW共識，以太坊曾經也是PoW共識，最近通過“TheMerge”切換到了PoS共識算法。分叉的原因有很多，在區塊鏈當中是一種很常見的現象，通常是短距離的分叉，這和共識算法有關，同一個高度上有時會出現相互競爭的區塊，但最終有的區塊會被放棄，只保留一個區塊。但硬分叉不同，這一種是有計劃有目的的分叉，一些節點客戶端部署了與原網絡不同的程序版本，生產出的區塊只能在分叉鏈上通過驗證，無法被原網絡接受，也不接受原網絡的區塊。例如近期熱門的EthereumPoW分叉。

Paradigm發布Collaborate with Paradigm公告，介紹10個重點關注領域:7月26日消息，Paradigm 在官網發布Collaborate with Paradigm公告，稱希望與更多加密領域的優秀人才進行合作，目前其有足夠的能力進行3到5項新的深度合作。Paradigm公布了幾個其一直在探索的加密領域：

1. 以意圖為中心的協議和基礎設施

2. 基于 Uniswap v4 的 Hooks（特別是那些關注 LP 盈利性和損失與再平衡的 Hooks）

3. 以 Rollup 為中心的多鏈世界的基礎架構

4. 共享排序器

5. 鏈上游戲（我們會喜歡玩的那種）

6. 加密原生社交應用

7. 預測市場（創建具有真實流動性的市場）

8. 穩定幣支付/金融科技（隨著穩定幣的成熟和銀行業務變得更加麻煩）

9. 鏈上資金庫（穩定幣之后、其他現實世界資產之前的自然步驟）

10. ZKP 應用（目前存在 ZKP 能力過剩：應用發展落后于科學和應用研究）。[2023/7/26 15:58:50]

如果要成功分叉一條區塊鏈并不容易，并非直接復制原網絡的代碼即可，需要進行基本的修改才能保證它安全運行，為此，我們總結了幾種常見的安全問題及防護方法。網絡層

ITM Trading分析師：CBDC將允許輕松跟蹤用戶的資金和消費習慣:金色財經報道，ITM Trading首席市場分析師Lynette Zang表示，由于國會通過的立法，美國銀行有權沒收人們的資金。在最近的一次采訪中，Zang討論了美元的購買力如何下降到“大約三美分”，她相信中央銀行數字貨幣 (CBDC) 將加強“監督經濟”，以及世界經濟的不可改變的性質論壇的提議，被稱為大重置。Zang就央行數字貨幣 (CBDC) 的潛在危險發出了警告。她認為，這些數字貨幣將允許輕松跟蹤用戶的資金和消費習慣，以及凍結這些資金的能力。Zang將CBDC視為世界經濟論壇提議的大重置的一部分。她認為，財富永遠不會消失，而只會轉移位置，如果一個人不擁有它，其他人就會擁有，你可能什么都沒有，但我敢肯定你不會快樂，因為你會租用所有東西。[2023/2/11 12:00:12]

由于分叉鏈是獨立于原網絡的區塊鏈，首先需要在網絡層進行隔離：1、種子節點種子節點，也稱bootnode或者seednode，是區塊鏈啟動時網絡首先會嘗試進行連接的節點。分叉鏈在啟動時首先連接種子節點列表里的節點，從而進一步發現網絡中其它的對等節點，然后才能進一步同步區塊，達成共識。因而必須要修改種子節點列表，防止連接到原網絡的節點。2、異形攻擊即使種子節點列表改變了，但并不代表分叉網絡不會連接到原網絡，因為雙方的P2P協議是相同的，如果有一個節點無意中添加了另外一個網絡的節點連接，那么兩個節點將成功握手，并將對方添加到節點地址池。不僅如此，雙方節點還會將自己節點里的地址分享給對方，進而造成雙邊網絡節點池互相污染。關于這個問題，慢霧此前曾單獨披露過《沖突的公鏈！來自P2P協議的異形攻擊漏洞》。為了解決地址池互相污染的問題，需要在通信協議上做網絡識別。早期的以太坊并不支持網絡分隔，但后續的版本中在協議里加入了NetworkID做為網絡區分的標志，NetworkID通常是每個鏈的ChainID，例如以太坊主網的NetworkID和ChainID都為1，而ETHW初始版本中并未對NetworkID進行分叉，可能存在異形攻擊漏洞。在比特幣網絡中，使用的是Magic值來標識不同的網絡，通常在chainparams里進行定義，例如比特幣主網值為F9BEB4D9，測試網值為FABFB5DA。共識層

某參與以太坊IC0的休眠地址蘇醒，并轉出500枚ETH:11月15日消息，據Etherscan數據，一個曾參與以太坊IC0的地址蘇醒，該地址曾在2015年的IC0中得到500枚ETH，現將其轉至william sutanto.eth。據推測該地址可能屬于印尼加密交易平臺indodax首席技術官William Sutanto。[2022/11/15 13:06:48]

1、交易隔離通常與區塊鏈交互時，我們需要用自己的私鑰簽署一筆交易，隨后這筆交易被廣播到網絡，并被礦工或者出塊節點打包到區塊中。但如果區塊鏈出現分叉，這筆交易可能會被兩個網絡分別打包到不同的區塊當中，假設這是一筆原鏈上的轉賬，那么分叉鏈上也會有相同的一筆轉賬，顯然這是一個非預期行為，會造成資產損失。這時就需要對交易進行重放保護，在早期以太坊的版本中沒有做這樣的保護，后來EIP155之后在交易結構中加入了ChainID，確保用戶簽署的交易只用于當前網絡。如果對以太坊進行分叉，那么也需要對ChainID進行重新定義，當然這并不是只修改配置里的ChainID這么簡單，因為分叉鏈需要對舊的區塊做兼容，所以需要在分叉高度之后使用新的ChainID，才能保證分叉鏈正常運行。比特幣的交易結構中不存在ChainID，那么它是如何做重放保護的呢？比特幣使用了一種叫做UTXO的模型，簡單說它是對一筆交易進行花費，而不是對賬號進行花費，通常全新啟動的網絡不會存在相同的兩筆交易，也就不存在重放的場景。但是在硬分叉的情況下，還是會存在交易重放的問題，例如2017年的BCH分叉以及后來的BSV分叉。BCH通過在交易數據簽名添加SIGHASH_FORKID(0x40)，使得BCH上的交易和BTC的交易不再互相兼容，從而達到重放保護的目的。2、算力調整在分叉前，原鏈占有全網所有的算力，那么依據PoW共識算法，它的出塊計算難度也是比較高的。分叉后，算力分散到不同的區塊鏈上，那么分叉鏈由于共識不足通常無法獲得足夠的算力去生產新的區塊，區塊的增長會陷入停滯。這時有必要降低分叉后的初始計算難度，給分叉鏈贏得一個快速調整算力的時間窗口。3、防范51%攻擊網絡和交易都隔離開了，區塊鏈分叉了，新區塊順利產出，一切都看似正常。然而安全問題依舊突出，它依舊存在一種更普遍、更難以防御的攻擊：51%攻擊。挖礦是逐利的，當出現分叉幣時，哪邊的挖礦收益高礦工就會把算力切換到那個網絡，但現實是分叉幣往往幣價低，導致整體的算力十分低。以ETHW分叉為例，我們從2miners上看到，原ETH網絡算力峰值最高超過900TH/s，而在寫稿時ETHW的算力只有30TH/s左右，大量算力消失并不是好事，它隨時可以對ETHW發起51%攻擊。對于這種51%攻擊的防范幾乎沒有什么很好的方法，只能通過增加確認數來防范。應用層

由于與馬斯克的交易期限臨近 推特凍結了員工的股權獎勵賬戶:金色財經報道，推特周一凍結了員工的股權獎勵賬戶，因為與馬斯克達成協議的最后期限即將到來。據悉，推特本周更新了其員工FAQ頁面，提醒員工他們將無法訪問或交易股權獎勵中心的股票。據兩名知情人士透露，該頁面寫道，做出這一改變是“預期馬斯克控制的一家實體即將完成對推特的收購”。 (彭博社)[2022/10/19 17:32:01]

我們把建立在交易上的應用，如基于虛擬機的智能合約，統歸為應用層。區塊鏈在分叉時，也會對運行在區塊鏈上的應用產生巨大影響。1、簽名重放簽名重放與上文提到的交易重放是相同道理的，有一些合約，例如GnosisSafe，它會在合約里驗證用戶的簽名，如果簽名里沒有包含ChainID，那么這個簽名非常可能可以在兩個鏈上重放，導致資產損失。2、預言機失效分叉后的區塊鏈多數智能合約依舊可以正常運行，例如Token合約、AMM合約，這些自運行系統不依賴于鏈下數據就可以穩定運行，但類似MakerDAO等借貸系統，高度依賴預言機的價格數據，在失去鏈下喂價支持后，它將無法繼續運行下去。3、價格劇變區塊鏈分叉了，一個應用同時運行在兩個鏈上，用戶該使用哪個鏈上的應用？哪個算是“正統”的呢？這個問題又回到了共識上，通常哪個區塊鏈擁有正統的共識，那么它上面的資產就會保留原有的價值共識，而另一個區塊鏈上的資產會在瞬間失去價值。這種價格上的劇烈變化，會導致DeFi應用徹底崩潰，借貸應用永遠無法平倉，有一些有識之士會抓住分叉的時間窗口，把“歸零”的資產通過AMM等應用兌換成主鏈代幣，從而保留了一些價值，在ETHW分叉事件中，我們觀察到了大量分叉鏈上的套利行為。總結

Vitalik Buterin：開發人員還不知道“Merge + surge + verge + purge + splurge”的執行順序:金色財經報道，以太坊聯合創始人“V神” Vitalik Buterin 今日在社交媒體上發文稱“Merge + surge + verge + purge + splurge”不是5個階段，而是會并行發生。在回應加密社區質疑“合并后不會立即發生所有事情”的問題時，Vitalik Buterin 進一步解釋說，這一切都是同時發生，實際的部署會在單獨的硬分叉進行，但是不同的團隊正在并行完成工作，在某些情況下，開發人員甚至還不知道事情的執行順序。[2022/7/26 2:38:57]

至此，我們從網絡層、共識層和應用層對區塊鏈分叉的安全性進行了分析，可以看到其中存在的技術風險，對于分叉我們需要十分審慎地對待。并且，不少分叉的背后不僅僅是技術變革的需要，有的可能存在商業上的直接利益，例如發起方在分叉中直接獲取大量的分叉幣，這些都需要用戶準確認識，避免不必要的損失。區塊鏈是一種去中心化的系統，它的升級不依賴于單一個人或組織，因此分叉在區塊鏈里難以避免，雖然給社區用戶帶來混亂，但也促進了系統向前發展以更好地服務社會。

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