創宇區塊鏈：傳統安全與IPFS間的安全性研究-ODAILY_NAM

前言

通信技術讓世界具備了更多的連接，我們每個人都在這樣的連接中被影響和受益著。同時這種連接也產生了更多對于監視需求的便利。許多人的隱私或自由可能會在不經意間受到影響，而這也催生了對于隱私保護的需求。通常，由于中心化服務器的存在，我們很難實現完整的隱私保護，而分布式的存儲等技術，則讓其成為了可能。

無數的開發者加入了Web3的開發實現中，陸續構建一個又一個偉大的Dapp，他們在普通用戶與區塊鏈底層技術中扮演著重要的中間人角色。與此同時，對于普通人接觸的最多的web-ui與IPFS，它們之間的安全也值得被探索。

知道創宇區塊鏈安全實驗室將對此進行詳細解讀。

Web-interface與IPFS

1.Web-interface是什么

在Web3.0中，分布式的公鏈技術設施提供了各種接口供給使用者調用，但這些接口無法直接被普通用戶直接去使用。對用戶來說，Web-interface是用戶和運行在Web服務器上的軟件之間的橋梁。用戶使用瀏覽器連接Web-interfacce后進行展示與交互，同時通過錢包進行身份識別。對底層區塊鏈基礎設施來說，Web-interface是公鏈/智能合約的一層封裝，將其包裝成為友好的頁面可直接可用的功能展示給用戶。其結構功能類似如下的圖片：

2.IPFS是什么

星際文件系統是分布式存儲和共享文件的網絡傳輸協議，它將現有的成功系統分布式哈希表、版本控制系統Git、BitTorrent、自認證文件系統與區塊鏈相結合。正是這些系統的綜合優勢，給IPFS帶來了以下顯著特性：

1.永久的、去中心化保存和共享文件

2.點對點超媒體：P2P保存各種各樣類型的數據

3.版本化：可追溯文件修改歷史

非托管加密錢包MPCVault管理的資產已超過5億美元:金色財經報道，非托管、多簽的加密錢包MPCVault自1月份推出多重簽名錢包服務以來，這家初創公司管理的資產已超過 5 億美元，轉移的資產已超過 10 億美元。MPCVault 于 2022 年 3 月完成了 300 萬美元的種子融資，此前從未披露過這一輪融資。[2023/8/10 16:17:41]

4.內容可尋址：通過文件內容生成獨立哈希值來標識文件，而不是通過文件保存位置來標識

當用戶將文件添加到IPFS時，該文件會被拆分為更小的塊，經過加密哈希處理并賦予內容標識符CID作為唯一指紋；當其他節點查找該文件時，節點會詢問對等節點誰存儲了該文件CID引用的內容，當查看、下載這份文件時，他們將緩存一份副本——同時成為該內容的另一個提供者，直到他們的緩存被清除。

IPFS使用實例

網站https://ipfs.io提供一個帶UI界面的客戶端，安裝運行后會啟動IPFS的服務，顯示當前的節點ID、網關和API地址：

我們導入想上傳的文件，上傳文件成功后會生成該文件的CID信息，通過QmHash我們也能查找到指定的文件：

由于IPFS是分布式存儲和共享文件的網絡傳輸協議，因此上傳成功的文件被拷貝到其他節點上后，即使我們本地節點主動刪除，依然可以在IPFS網絡查詢到該文件：

IPFS中的傳統安全問題

根據使用實例，我們知道IPFS允許上傳任意類型的文件，由于允許Web訪問下載文件的特性，導致攻擊者可以像傳統安全一樣使用HTML或SVG文件實現釣魚：

CF Private Equity準備推出區塊鏈專用基金，預計籌款1億美元:金色財經報道，根據8月初向SEC提交的文件，CF Private Equity正準備推出其首個區塊鏈專用基金，該基金名為CF Blockchain Ventures LP，在文件中被指定為私募股權基金，而不是風險投資基金。該基金的備案文件顯示預計籌款額為1億美元，但所披露的數字可能僅與該基金的首次交割有關，該公司發言人拒絕置評。

據悉，該公司監管風險投資和私募股權投資，有限合伙人包括美國捐贈基金和基金會。在為CF Blockchain Ventures LP融資時，該公司選擇了Commonfund Securities（一家同樣在其母公司支持下的經紀自營商）以及一家日本和一家智利銀行。據其網站稱，CF Private Equity自2018年以來已完成10多項區塊鏈投資，旨在“構建高質量的區塊鏈專業經理人投資組合”。[2023/8/8 21:30:54]

以https://IPFS.io網關為例，上傳一個Metamask釣魚網站，由于存儲在受信域名里，受害者訪問該文件很可能攻擊成功：

但由于IPFS只能通過CID查詢文件，使得釣魚攻擊的利用面很窄，沒辦法定向的實施攻擊。既然CID是發起定向攻擊的關鍵，那我們回頭研究下CID。

IPLD是構建IPFS的數據層，它定義了默克爾鏈接、默克爾有向無環圖(Merkle-DAG)和默克爾路徑三種數據類型，通過IPLD發送到IPFS的數據保存在鏈上，使用者會收到一個CID來訪問該數據。

蘇富比將于12月13日拍賣另一幅私人手中僅存的第一版美國憲法副本:11月2日消息，蘇富比宣布將于12月13日拍賣另一幅私人手中僅存的第一版美國憲法副本，拍賣前該憲法副本將于11月4日至22日在蘇富比約克大道畫廊公開展出，11月30日至12月12日在紐約再次展出。本次拍賣的憲法副本，最后一次出現在1894年的費城拍賣會上，此次拍賣是125年以來首次拍賣，估價為20/30萬美元。

據悉，該副本為美國制憲會議和大陸會議代表制作的僅有的13份官方印刷品之一，其中11份被著名的機構和政府收藏，另一份副本在去年11月進行了拍賣。當時，ConstitutionDAO為贏得拍賣，從1.7萬名貢獻者手中籌集了超過4000萬美元的以太坊，最終該副本被Citadel的創始人兼首席執行官KennethGriffin以4320萬美元拍下。[2022/11/2 12:08:46]

CID是一個由Version、Codec和Multihash三部分組成的字符串，目前分成V0和V1兩個版本。V0版采用Base58編碼生成CID，V1版包含表明內容的編號種類Codec、哈希算法MhType和哈希長度MhLength共同構成：

`CID::=<multibasetype><cid-version><multicodec><multihash>`

我們以go-cid生成一組CID測試：

packagemain

import(

"fmt"

mc"github.com/multiformats/go-multicodec"

mh"github.com/multiformats/go-multihash"

cid"github.com/ipfs/go-cid"

)

const(

Selini Capital：合并后以太坊的質押收益率將低于預期:金色財經報道，Selini Capital SIO Jordi Alexander根據當前數據發布了他對以太坊2023年質押收益率的預測。該預測稱，“根據以太坊網絡上當前的活動，合并后以太坊的質押收益率將低于預期”。[2022/9/11 13:22:00]

File="./go.sum"

)

funcmain(){

pref:=cid.Prefix{

Version:0,

Codec:mc.Raw,

MhType:mh.Base58,

MhLength:-1,

}

c,err:=pref.Sum(byte("CIDTest"))

iferr!=nil{...}

fmt.Println("CID:",c)

}

可以看到在生成CID的過程中，無法實現結果的預測和更換，我們再往上分析上傳文件的部分。將文件上傳到IPFS,通過塊的方式保存到本地blockstore的過程位于/go-ipfs-master/core/commands/add.go：

typeAddEventstruct{

Namestring

Hashstring`json:",omitempty"`

Bytesint64`json:",omitempty"`

Sizestring`json:",omitempty"`

}

const(

quietOptionName="quiet"

《富爸爸窮爸爸》作者：正在等待時機以現金買入比特幣:7月15日消息，暢銷書《富爸爸窮爸爸》作者羅伯特·清崎（Robert Kiyosaki）在近日接受采訪中表示，資產價格正在暴跌，他正等待以現金頭寸買入包括比特幣在內的特價商品。

羅伯特·清崎于 2021 年表示，隨著通貨膨脹的升級，他將購買更多的黃金、白銀、比特幣、以太坊、租賃房地產和石油，并預測美國正在陷入衰退。[2022/7/15 2:14:48]

quieterOptionName="quieter"

silentOptionName="silent"

progressOptionName="progress"

trickleOptionName="trickle"

wrapOptionName="wrap-with-directory"

onlyHashOptionName="only-hash"

chunkerOptionName="chunker"

pinOptionName="pin"

rawLeavesOptionName="raw-leaves"

noCopyOptionName="nocopy"

fstoreCacheOptionName="fscache"

cidVersionOptionName="cid-version"

hashOptionName="hash"

inlineOptionName="inline"

inlineLimitOptionName="inline-limit"

)

把上傳文件信息保存到AddEvent對象中，再通過/go-ipfs-master/core/coreunix/add.go里的addALLAndPin和fileAdder.AddFile方法遍歷文件路徑，讀取文件內容，將數據送入塊中:

func(adder*Adder)AddAllAndPin(ctxcontext.Context,filefiles.Node)(ipld.Node,error){

ctx,span:=tracing.Span(ctx,"CoreUnix.Adder","AddAllAndPin")

deferspan.End()

ifadder.Pin{//knownsec如果被鎖定

adder.unlocker=adder.gcLocker.PinLock(ctx)

}

deferfunc(){

ifadder.unlocker!=nil{

adder.unlocker.Unlock(ctx)

}

}()

iferr:=adder.addFileNode(ctx,"",file,true);err!=nil{

returnnil,err

}

mr,err:=adder.mfsRoot()

iferr!=nil{

returnnil,err

}

varrootmfs.FSNode

rootdir:=mr.GetDirectory()//knownsec獲取路徑

root=rootdir

err=root.Flush()

iferr!=nil{

returnnil,err

}

_,dir:=file.(files.Directory)

varnamestring

if!dir{

children,err:=rootdir.ListNames(adder.ctx)//knownsec展示當前路徑文件名

iferr!=nil{

returnnil,err

}

iflen(children)==0{

returnnil,fmt.Errorf("expectedatleastonechilddir,gotnone")

}

name=children

root,err=rootdir.Child(name)

iferr!=nil{

returnnil,err

}

}

err=mr.Close()

iferr!=nil{

returnnil,err

}

nd,err:=root.GetNode()

iferr!=nil{

returnnil,err

}

err=adder.outputDirs(name,root)

iferr!=nil{

returnnil,err

}

ifasyncDagService,ok:=adder.dagService.(syncer);ok{

err=asyncDagService.Sync()

iferr!=nil{

returnnil,err

}

}

if!adder.Pin{

returnnd,nil

}

returnnd,adder.PinRoot(ctx,nd)

}

最后再利用addFile函數完成文件的上傳：

func(adder*Adder)addFile(pathstring,filefiles.File)error{

varreaderio.Reader=file

ifadder.Progress{

rdr:=&progressReader{file:reader,path:path,out:adder.Out}//knonwsec按字節讀取文件

iffi,ok:=file.(files.FileInfo);ok{

reader=&progressReader2{rdr,fi}

}else{

reader=rdr

}

}

dagnode,err:=adder.add(reader)//knownsec添加上傳文件

iferr!=nil{

returnerr

}

returnadder.addNode(dagnode,path)

}

分析代碼發現，IPFS在打包文件上傳返回CID的整個過程，都沒實現劫持的可能，而成功上傳的文件無法實現修改其內容，同樣無法實現篡改：

后記

Web3建立在區塊鏈技術之上，無需中央機構即可維護。其允許用戶在互聯網上保護他們的數據，并允許網絡平臺的去中心化。而IPFS技術對他來說就如同一臺電腦的硬盤，web-ui就如同主機的顯示器一樣不可或缺，其間亦存在著復雜而多樣的安全風險可能給予不法分子可乘之機，理解其風險并避免發生問題是每一位Web3從業人員的責任與義務。

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