【臺灣資安大會直擊】從區塊鏈架構剖析4大類常見駭客攻擊手法

區塊鏈發展至今，歷經了多次變革，最初主要作為比特幣的底層技術，而後出現了區塊鏈平臺以太坊（Ethereum），開發者開始能在區塊鏈上開發多元應用，甚至近年來，區塊鏈逐漸走到不同場域，比如加密貨幣IOTA，就是針對IoT應用所設計，許多現實生活中的服務，也透過區塊鏈走向虛擬化，尤其近期受到廣泛討論的去中心化金融（Decentralized Finance，DeFi），就是在鏈上提供金融服務的作法。

在區塊鏈應用愈趨多元且蓬勃發展下，隨之而來的資安攻擊，也成為開發者需小心慎防的威脅來源。現任Line資安工程師，且具有超過3年網路安全、區塊鏈安全滲透測試經驗的Vic Huang，就將區塊鏈架構分為資料層、點到點網路層（P2P network）、共識層及應用層，分別列舉各層中常見的駭客攻擊手法，並以具代表性的案例來說明資安防護的重要性。

區塊鏈架構各階層可能遭遇的資安攻擊。

資料層威脅：小心社交工程騙私鑰

首先，在資料層常見的攻擊手法，包括惡意軟體、釣魚攻擊、不安全的網路位址、粉塵攻擊（Dusting）等。Vic Huang表示：「對使用者來說，在資料層中最重要的就是私鑰，所以駭客會利用社交工程、惡意軟體等手法來騙取私鑰，進而掌握用戶的數位財產。」也就是說，在資料層中，駭客攻擊目標大多以用戶私鑰為主，用戶需妥善保護私鑰不被取得。

但同時，Vic Huang也提醒，私鑰雖重要，但也不要過度保護，以避免私鑰不慎遺失導致錢包內的資金無法取回。比如比特幣交易所QuadrigaCX創辦人Gerald Cotten，就是在 2018年底在印度旅遊時驟逝，導致交易所冷錢包的私鑰丟失，積欠了客戶價值約1.9億美元的加密貨幣資產。

除了需妥善保管私鑰，Vic Huang也建議，用戶利用私鑰生成器網站生成自己的私鑰時，不要用非官方的服務，尤其是WalletGenerator.net、BitcoinPaperWallet.com、BitAddress.Org等網站，因為這些網站使用相同的原始程式碼進行二次開發，而這些程式碼也已經被發現存在漏洞或後門程式，比如WalletGenerator.net提供的生成器服務，會導致使用者在生成私鑰時，該私鑰資訊也被傳送給植入後門的攻擊者。

不只個人用戶，企業內也會有私鑰管理的需求，需遵照一套私鑰使用的規則，通常包含5個角色，分別是私鑰的擁有者（Owner）、保管者（Holder）、私鑰（Key）、驗證者（Validator）及執行者（Operator）。當企業老闆、高管（Owner）需要使用私鑰時，需先經由驗證者簽核，再帶著執行者去找私鑰的保管者拿取私鑰，最後交由執行者來執行。

Vic Huang推薦，企業可以使用由HashiCorp所開發的開源管理工具Vault，來管理企業中的API金鑰、私鑰、密碼、身份驗證等資訊，因為Vault能提供嚴格的存取控制，以及紀錄詳細的數據軌跡（Audit Log），且除了完全開源的特性，Vault也已經被部分企業客製化用於企業內部系統中。

點對點網路層威脅：常見DDoS、BGP狹持攻擊

而點對點網路層，也就是公、私鏈主要的網路架構，常見的攻擊手法包括了阻斷服務攻擊（DDoS）、洪水攻擊、BGP狹持攻擊（BGP Hijacking）、日蝕攻擊（Eclipse Attack）等。

區塊鏈的DDoS、洪水攻擊，是攻擊者透過不斷向區塊鏈發起大量無用的交易，導致整個網路服務暫時中斷或停止。而日蝕攻擊，則是透過干擾網路節點，使節點無法獲取有效資訊而引發網路中斷的攻擊手法。

在2018年，也發生過BGP狹持攻擊，是指駭客駭進ISP業者或其它網路架構供應商的BGP伺服器，散布錯誤的路由資訊以干預流量。Vic Huang說明，當時，以太幣（Ether）加密錢包服務MyEtherWallet，就遭到駭客將流量導至偽造的俄國網站，誘導MyEtherWallet用戶輸入憑證，共被盜走了價值17萬美元的以太幣。

在這個案例中，外界初期以為這是尋常的DNS挾持（DNS hijacking），而後發現，駭客是藉由挾持BGP把Amazon Route 53服務的流量導至駭客所操縱的DNS伺服器，再將造訪MyEtherWallet的用戶導向偽造的網站，因此判定為是攻擊範圍與規模都更大的BGP挾持攻擊。不過，由於駭客導向的假網站未取得有效的SSL憑證，經部分警覺性高的用戶發現後舉報，才曝光這起攻擊事件。

共識層威脅：小型區塊鏈需注意51%攻擊

區塊鏈架構中的共識層，能夠讓分散、去中心化的區塊鏈節點，針對數據的有效性達成共識，其中可能遇到的資安攻擊，包括51%攻擊、雙重支付（Double Spending）、女巫攻擊（Sybil Attack）等。

區塊鏈網路靠去中心化及分散式節點來維護，透過共識機制來驗證交易，藉此來維持整個區塊鏈的唯一性，同時阻止單一個組織操控整個系統。Vic Huang進一步說明，在工作量證明（Proof-of-Work，PoW）的共識機制下，常見以最長鏈原則來處理可能的分岔，也就是當擁有較多的運算能力者，率先計算出亂數（Nonce）並獲得完成該區塊（Block）的獎勵後，其他節點在最長鏈原則下，會拋棄原本的鏈，把更長的鏈複製過來，在這條鏈的基礎上繼續運算。

這就導致，如果攻擊者在一個區塊鏈系統內擁有整體超過50％的算力，就可能以遠超過其他節點的速度連續計算出亂數，進而操縱及偽造多個區塊內的交易內容，而其他節點也會在最長鏈原則下，驗證過後無條件以最長鏈為主，這些由攻擊者偽造的內容，也就會成為鏈上的「真相」。這就是51%攻擊的攻擊手法。

也因51%攻擊需要掌控大量的運算資源，區塊鏈系統越大，駭客越不易成功發動攻擊，比如Crypto51網站就統計對各個區塊鏈系統發動51%攻擊的成本，其中以攻擊比特幣網絡的成本最高，需要的成本市值超過10億美元，每小時攻擊成本也超過50萬美元。不過，對小型區塊鏈系統來說，由於攻擊成本較低，就容易成為攻擊對象，比如今年8月，以太坊經典（Ethereum Classic，ETC）就在一周內遭受51%攻擊兩次，上千個區塊被重組，駭客從中獲利的金額遠大於租用的運算成本。

應用層威脅：開發漏洞易發生重入攻擊

最後，區塊鏈應用層的資安威脅，在於開發者自行開發的智能合約可能因程式出現漏洞，或是開發者對智能合約的應用不熟悉，導致邏輯上的錯誤，引起駭客有機可趁。

Vic Huang說明，2016年發生的DAO遭竊事件就是一例。當時，The DAO創投組織採用了以太坊技術，建立了一個智能合約平臺，要打造出一個分散式自治組織，因此在4月時啟動募資專案，並在短短一個月內就募得超過1.5億美金價值的以太幣。雖然資安專家曾在5月警告其智能合約有漏洞問題，呼籲DAO進行修補，但不久後，駭客仍在6月17日成功攻擊了DAO，盜領了約370萬個以太幣，約等於5,000萬美金，而當天以太幣的市值，也因此下降了四分之一，從21.5美元下跌到15美元。

當年駭客對DAO發動的攻擊，就是重入攻擊（Reentrancy），是藉由Fallback函數的特性，以重複呼叫的方式，反覆地獲取同一智能合約裡的以太幣。Vic Huang舉例，若將DAO視為銀行，並將惡意程式視為領款人，提款人要去銀行取出一千元，銀行一定會先驗證提款人存款是否有足夠的錢，確認後再提供相應款項，並扣除相應金額。但是，重入攻擊鎖定智能合約的漏洞，在金錢轉出但尚未扣款之前，重複不斷提款，也就是在銀行沒有扣款的情況下，重複提領大量金錢。

Vic Huang指出，重入攻擊不僅盜取金額高，直到今年仍持續發生，近2年興起的DeFi服務，也成為駭客攻擊目標之一。

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