区块链安全风险防控研究 关于区块链的安全性风险及应对措施

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今天给大家聊到了区块链安全风险防控研究,以及关于区块链的安全性风险及应对措施相关的内容,在此希望可以让网友有所了解,最后记得收藏本站。

如何检测区块链智能合约的风险等级高低

随着上海城市数字化转型脚步的加快,区块链技术在政务、金融、物流、司法等众多领域得到深入应用。在应用过程中,不仅催生了新的业务形态和商业模式,也产生了很多安全问题,因而安全监管显得尤为重要。安全测评作为监管重要手段之一,成为很多区块链研发厂商和应用企业的关注热点。本文就大家关心的区块链合规性安全测评谈谈我们做的一点探索和实践。

一、区块链技术测评

区块链技术测评一般分为功能测试、性能测试和安全测评。

1、功能测试

功能测试是对底层区块链系统支持的基础功能的测试,目的是衡量底层区块链系统的能力范围。

区块链功能测试主要依据GB/T 25000.10-2016《系统与软件质量要求和评价(SQuaRE)第10部分:系统与软件质量模型》、GB/T 25000.51-2016《系统与软件质量要求和评价(SQuaRE)第51部分:就绪可用软件产品(RUSP)的质量要求和测试细则》等标准,验证被测软件是否满足相关测试标准要求。

区块链功能测试具体包括组网方式和通信、数据存储和传输、加密模块可用性、共识功能和容错、智能合约功能、系统管理稳定性、链稳定性、隐私保护、互操作能力、账户和交易类型、私钥管理方案、审计管理等模块。

2、性能测试

性能测试是为描述测试对象与性能相关的特征并对其进行评价而实施和执行的一类测试,大多在项目验收测评中,用来验证既定的技术指标是否完成。

区块链性能测试具体包括高并发压力测试场景、尖峰冲击测试场景、长时间稳定运行测试场景、查询测试场景等模块。

3、安全测评

区块链安全测评主要是对账户数据、密码学机制、共识机制、智能合约等进行安全测试和评价。

区块链安全测评的主要依据是《DB31/T 1331-2021区块链技术安全通用要求》。也可根据实际测试需求参考《JR/T 0193-2020区块链技术金融应用评估规则》、《JR/T 0184—2020金融分布式账本技术安全规范》等标准。

区块链安全测评具体包括存储、网络、计算、共识机制、密码学机制、时序机制、个人信息保护、组网机制、智能合约、服务与访问等内容。

二、区块链合规性安全测评

区块链合规性安全测评一般包括“区块链信息服务安全评估”、 “网络安全等级保护测评”和“专项资金项目验收测评”三类。

1、区块链信息服务安全评估

区块链信息服务安全评估主要依据国家互联网信息办公室2019年1月10日发布的《区块链信息服务管理规定》(以下简称“《规定》”)和参考区块链国家标准《区块链信息服务安全规范(征求意见稿)》进行。

《规定》旨在明确区块链信息服务提供者的信息安全管理责任,规范和促进区块链技术及相关服务的健康发展,规避区块链信息服务安全风险,为区块链信息服务的提供、使用、管理等提供有效的法律依据。《规定》第九条指出:区块链信息服务提供者开发上线新产品、新应用、新功能的,应当按照有关规定报国家和省、自治区、直辖市互联网信息办公室进行安全评估。

《区块链信息服务安全规范》是由中国科学院信息工程研究所牵头,浙江大学、中国电子技术标准化研究院、上海市信息安全测评认证中心等单位共同参与编写的一项建设和评估区块链信息服务安全能力的国家标准。《区块链信息服务安全规范》规定了联盟链和私有链的区块链信息服务提供者应满足的安全要求,包括安全技术要求和安全保障要求以及相应的测试评估方法,适用于指导区块链信息服务安全评估和区块链信息服务安全建设。标准提出的安全技术要求、保障要求框架如下:

图1 区块链信息服务安全要求模型

2、网络安全等级保护测评

网络安全等级保护测评的主要依据包括《GB/T 22239-2019网络安全等级保护基本要求》、《GB/T 28448-2019网络安全等级保护测评要求》。

区块链作为一种新兴信息技术,构建的应用系统同样属于等级保护对象,需要按照规定开展等级保护测评。等级保护安全测评通用要求适用于评估区块链的基础设施部分,但目前并没有提出区块链特有的安全要求。因此,区块链安全测评扩展要求还有待进一步探索和研究。

3、专项资金项目验收测评

根据市经信委有关规定,信息化专项资金项目在项目验收时需出具安全测评报告。区块链应用项目的验收测评将依据上海市最新发布的区块链地方标准《DB31/T 1331-2021 区块链技术安全通用要求》开展。

三、区块链安全测评探索与实践

1、标准编制

上海测评中心积极参与区块链标准编制工作。由上海测评中心牵头,苏州同济区块链研究院有限公司、上海七印信息科技有限公司、上海墨珩网络科技有限公司、电信科学技术第一研究所等单位参加编写的区块链地方标准《DB31/T 1331-2021 区块链技术安全通用要求》已于2021年12月正式发布,今年3月1日起正式实施。上海测评中心参与编写的区块链国标《区块链信息服务安全规范》正处于征求意见阶段。

同时,测评中心还参与编写了国家人力资源和社会保障部组织,同济大学牵头编写的区块链工程技术人员初级和中级教材,负责编制“测试区块链系统”章节内容。

2、项目实践

近年来,上海测评中心依据相关技术标准进行了大量的区块链安全测评实践,包括等级保护测评、信息服务安全评估、项目安全测评等。在测评实践中,发现的主要安全问题如下:

表1 区块链主要是安全问题

序号

测评项

问题描述

1

共识算法

共识算法采用Kafka或Raft共识,不支持拜占庭容错,不支持容忍节点恶意行为。

2

上链数据

上链敏感信息未进行加密处理,通过查询接口或区块链浏览器可访问链上所有数据。

3

密码算法

密码算法中使用的随机数不符合GB/T 32915-2016对随机性的要求。

4

节点防护

对于联盟链,未能对节点服务器所在区域配置安全防护措施。

5

通信传输

节点间通信、区块链与上层应用之间通信时,未建立安全的信息传输通道。

6

共识算法

系统部署节点数量较少,有时甚至没有达到共识算法要求的容错数量。

7

智能合约

未对智能合约的运行进行监测,无法及时发现、处置智能合约运行过程中出现的问题。

8

服务与访问

上层应用存在未授权、越权等访问控制缺陷,导致业务错乱、数据泄露。

9

智能合约

智能合约编码不规范,当智能合约出现错误时,不提供智能合约冻结功能。

10

智能合约

智能合约的运行环境没有与外部隔离,存在外部攻击的风险。

3、工具应用

测评中心在组织编制《DB31/T 1331-2021 区块链技术安全通用要求》时,已考虑与等级保护测评的衔接需求。DB31/T 1331中的“基础设施层”安全与等级保护的安全物理环境、安全通信网络、安全区域边界、安全计算环境、安全管理中心等相关要求保持一致,“协议层安全”、“扩展层安全”则更多体现区块链特有的安全保护要求。

测评中心依据DB31/T 1331相关安全要求,正在组织编写区块链测评扩展要求,相关成果将应用于网络安全等级保护测评工具——测评能手。届时,使用“测评能手”软件的测评机构就能准确、规范、高效地开展区块链安全测评,发现区块链安全风险,并提出对应的整改建议

区块链的安全法则

区块链的安全法则区块链安全风险防控研究,即第一法则:

存储即所有

一个人的财产归属及安全性,从根本上来说取决于财产的存储方式及定义权。在互联网世界里,海量的用户数据存储在平台方的服务器上,所以,这些数据的所有权至今都是个迷,一如你我的社交ID归谁,难有定论,但用户数据资产却推高区块链安全风险防控研究了平台的市值,而作为用户,并未享受到市值红利。区块链世界使得存储介质和方式的变化,让资产的所有权交付给了个体。

拓展资料

区块链系统面临的风险不仅来自外部实体的攻击,也可能有来自内 部参与者的攻击,以及组件的失效,如软件故障。因此在实施之前,需 要制定风险模型,认清特殊的安全需求,以确保对风险和应对方案的准 确把握。

1. 区块链技术特有的安全特性

● (1) 写入数据的安全性

在共识机制的作用下,只有当全网大部分节点(或多个关键节点)都 同时认为这个记录正确时,记录的真实性才能得到全网认可,记录数据才 允许被写入区块中。

● (2) 读取数据的安全性

区块链没有固有的信息读取安全限制,但可以在一定程度上控制信 息读取,比如把区块链上某些元素加密,之后把密钥交给相关参与者。同时,复杂的共识协议确保系统中的任何人看到的账本都是一样的,这是防 止双重支付的重要手段。

● (3) 分布式拒绝服务(DDOS)

攻击抵抗 区块链的分布式架构赋予其点对点、多冗余特性,不存在单点失效的问题,因此其应对拒绝服务攻击的方式比中心化系统要灵活得多。即使一个节点失效,其他节点不受影响,与失效节点连接的用户无法连入系统, 除非有支持他们连入其他节点的机制。

2. 区块链技术面临的安全挑战与应对策略

● (1) 网络公开不设防

对公有链网络而言,所有数据都在公网上传输,所有加入网络的节点 可以无障碍地连接其他节点和接受其他节点的连接,在网络层没有做身份验证以及其他防护。针对该类风险的应对策略是要求更高的私密性并谨慎控制网络连接。对安全性较高的行业,如金融行业,宜采用专线接入区块链网络,对接入的连接进行身份验证,排除未经授权的节点接入以免数据泄漏,并通过协议栈级别的防火墙安全防护,防止网络攻击。

● (2) 隐私

公有链上交易数据全网可见,公众可以跟踪这些交易,任何人可以通过观察区块链得出关于某事的结论,不利于个人或机构的合法隐私保护。 针对该类风险的应对策略是:

第一,由认证机构代理用户在区块链上进行 交易,用户资料和个人行为不进入区块链。

第二,不采用全网广播方式, 而是将交易数据的传输限制在正在进行相关交易的节点之间。

第三,对用 户数据的访问采用权限控制,持有密钥的访问者才能解密和访问数据。

第四,采用例如“零知识证明”等隐私保护算法,规避隐私暴露。

● (3) 算力

使用工作量证明型的区块链解决方案,都面临51%算力攻击问题。随 着算力的逐渐集中,客观上确实存在有掌握超过50%算力的组织出现的可 能,在不经改进的情况下,不排除逐渐演变成弱肉强食的丛林法则。针对 该类风险的应对策略是采用算法和现实约束相结合的方式,例如用资产抵 押、法律和监管手段等进行联合管控。

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政策与市场双层驱动 区块链行业发展前景广阔

政策与市场双层驱动,中国区块链相关产业有望脱虚入实

在区块链迅速发展的背景下,中国顺应全球化需求,紧跟国际步伐,积极推动国内区块链的相关领域研究、标准化制定以及产业化发展。与对比特币等数字货币监管日益趋严的背景相比,针对区块链技术的支持与鼓励已在全球范围内达成共识,国内区块链技术也将在未来数年内得到国家与地方的政策支持。在政策与市场的双层驱动下,区块链相关产业有望脱虚入实,区块链技术加速探索可能的应用场景。

全球区块链市场规模预测

据前瞻产业研究院发布的《区块链行业商业模式创新与投资机会深度分析报告》数据显示,全球区块链市场规模料将从2017年的4.115亿美元增至2022年的76.837亿美元,折合成复合年均增长率高达79.6%。鉴于分布式账本可应用的范围很广,再加上加密货币市值不断上升,提高透明度、安全性、效率以及简化流程的需求旺盛,还有区块链即服务(

简称BaaS)也是发展的热门,区块链市场将急速扩张。此外,通讯服务、国际贸易、供应链管理、程式平台、支付、智能合约、数字身份验证等等也急需区块链技术,将创造大量的增长机会。

区块链作为分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等技术的集成应用,近年来已成为联合国、国际货币基金组织等国际组织以及许多国家政府研究讨论的热点,产业界也纷纷加大投入力度。目前,区块链的应用已延伸到物联网、智能制造、供应链管理、数字资产交易等多个领域,将为云计算、大数据、移动互联网等新一代信息技术的发展带来新的机遇,有能力引发新一轮的技术创新和产业变革。

到2022年,支付板块或占据区块链市场的最大份额

依托区块链技术可以实现资产的即时支付,不仅具有不可篡改、数字身份验证的特点,而且还能为金融机构、银行大幅节省结算的成本。此外,区块链让支付的自动化成为可能,消除中间商存在的必要性,并节约人力成本、节省买卖双方的时间。得益于以上诸多优点,预计支付板块将是整个区块链市场上分量最重的一块。

增速最快的地区将是亚太

亚太地区的区块链服务提供商善于设计、开发界面友好、节省成本、速度快的加密货币平台,延伸区块链在多个行业的应用触角。无论是大企业还是中小企业,都在积极寻求风险融资,投资研发最前沿的区块链技术。此外,亚太地区一些国家的房地产业有望从半透明快速转型至全透明,也有助于提升区块链在亚太地区的发展前景。

区块链安全问题应该怎么解决?

区块链项目(尤其是公有链)的一个特点是开源。通过开放源代码,来提高项目的可信性,也使更多的人可以参与进来。但源代码的开放也使得攻击者对于区块链系统的攻击变得更加容易。近两年就发生多起黑客攻击事件,近日就有匿名币Verge(XVG)再次遭到攻击,攻击者锁定了XVG代码中的某个漏洞,该漏洞允许恶意矿工在区块上添加虚假的时间戳,随后快速挖出新块,短短的几个小时内谋取了近价值175万美元的数字货币。虽然随后攻击就被成功制止,然而没人能够保证未来攻击者是否会再次出击。

当然,区块链开发者们也可以采取一些措施

一是使用专业的代码审计服务,

二是了解安全编码规范,防患于未然。

密码算法的安全性

随着量子计算机的发展将会给现在使用的密码体系带来重大的安全威胁。区块链主要依赖椭圆曲线公钥加密算法生成数字签名来安全地交易,目前最常用的ECDSA、RSA、DSA 等在理论上都不能承受量子攻击,将会存在较大的风险,越来越多的研究人员开始关注能够抵抗量子攻击的密码算法。

当然,除了改变算法,还有一个方法可以提升一定的安全性:

参考比特币对于公钥地址的处理方式,降低公钥泄露所带来的潜在的风险。作为用户,尤其是比特币用户,每次交易后的余额都采用新的地址进行存储,确保有比特币资金存储的地址的公钥不外泄。

共识机制的安全性

当前的共识机制有工作量证明(Proof of Work,PoW)、权益证明(Proof of Stake,PoS)、授权权益证明(Delegated Proof of Stake,DPoS)、实用拜占庭容错(Practical Byzantine Fault Tolerance,PBFT)等。

PoW 面临51%攻击问题。由于PoW 依赖于算力,当攻击者具备算力优势时,找到新的区块的概率将会大于其他节点,这时其具备了撤销已经发生的交易的能力。需要说明的是,即便在这种情况下,攻击者也只能修改自己的交易而不能修改其他用户的交易(攻击者没有其他用户的私钥)。

在PoS 中,攻击者在持有超过51%的Token 量时才能够攻击成功,这相对于PoW 中的51%算力来说,更加困难。

在PBFT 中,恶意节点小于总节点的1/3 时系统是安全的。总的来说,任何共识机制都有其成立的条件,作为攻击者,还需要考虑的是,一旦攻击成功,将会造成该系统的价值归零,这时攻击者除了破坏之外,并没有得到其他有价值的回报。

对于区块链项目的设计者而言,应该了解清楚各个共识机制的优劣,从而选择出合适的共识机制或者根据场景需要,设计新的共识机制。

智能合约的安全性

智能合约具备运行成本低、人为干预风险小等优势,但如果智能合约的设计存在问题,将有可能带来较大的损失。2016 年6 月,以太坊最大众筹项目The DAO 被攻击,黑客获得超过350 万个以太币,后来导致以太坊分叉为ETH 和ETC。

对此提出的措施有两个方面:

一是对智能合约进行安全审计,

二是遵循智能合约安全开发原则。

智能合约的安全开发原则有:对可能的错误有所准备,确保代码能够正确的处理出现的bug 和漏洞;谨慎发布智能合约,做好功能测试与安全测试,充分考虑边界;保持智能合约的简洁;关注区块链威胁情报,并及时检查更新;清楚区块链的特性,如谨慎调用外部合约等。

数字钱包的安全性

数字钱包主要存在三方面的安全隐患:第一,设计缺陷。2014 年底,某签报因一个严重的随机数问题(R 值重复)造成用户丢失数百枚数字资产。第二,数字钱包中包含恶意代码。第三,电脑、手机丢失或损坏导致的丢失资产。

应对措施主要有四个方面:

一是确保私钥的随机性;

二是在软件安装前进行散列值校验,确保数字钱包软件没有被篡改过;

三是使用冷钱包;

四是对私钥进行备份。

写到这里,本文关于区块链安全风险防控研究和关于区块链的安全性风险及应对措施的介绍到此为止了,如果能碰巧解决你现在面临的问题,如果你还想更加了解这方面的信息,记得收藏关注本站。

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