区块链:技术 | Eth2中的时间服务器攻击及其缓解措施_POC

摘要：Eth2中的时间服务器攻击之前也有人讨论过。但迄今为止，主流意见都认为这种攻击只能导致验证者暂时离线，等节点运营者重建正确的时间同步措施，节点就能重新回到线上。但是，如果节点可以被诱去签署一条有关遥远未来某个epoch的见证消息，危险性就远不止暂时离线这么简单：因为共识算法的环绕投票罚没规则，这些节点在整个网络实际到达该错发的见证消息的目标epoch之前，将不能再签名任何见证消息。在共识规则的运作下，这种时间服务器攻击会导致受攻击的验证者几乎永远离线，而相关的权益人也会因为懒惰惩罚而付出惨痛代价。

攻击界面

声音 | 华夏时报总编辑：如果谁能用区块链做出比肩比特币的技术 也许就是下一个世界首富:据新浪财经报道，在第十二届中国经济媒体高层峰会上，华夏时报总编辑水皮表示，未来新技术的应用也许会出现我们意想不到的投资机会，那就是5G带来的区块链技术的应用，“区块链”三个字，由于局信息会上这么一堂课，又一次引起了全民的冲动。我们华夏时报前两年也干过两届区块链论坛，但这个东西技术上的确是有一定的难度，现象级的产品开发是需要过程的，到现在为止比特币是最成功的现象级的应用，有没有能跟比特币比肩的技术？如果谁能做出这个突破谁就牛大了，也许就是下一个中国首富、世界首富。[2019/12/1]

Eth2中的见证消息就是验证者签过名的、包含所认可的来源检查点和目标检查点的信息；来源检查点和目标检查点都以时段号和区块根来表示。CasperFFG的算法的安全性保证之一便是“无环绕投票”规则：验证者签名过的任意两条消息中，不能出现有?attestation1.source<attestation2.source?且?attestation2.target<attestation1.source?的情况。

动态 | 浙江省政务服务平台试水区块链技术 累计开具医疗收费电子票据金额超40亿:据浙江新闻消息，浙江省在2019年6月依托浙江政务服务网上线了全国首个区块链电子票据平台，在全省统一的移动政务服务平台“浙里办”试水区块链技术，以提高政务服务效能。最新数据显示，目前浙江全省已有包括浙一医院、浙医二院、邵逸夫医院在内的超过400家各级医疗机构上链，累计开具医疗收费电子票据数量超1亿，金额超过40亿元。浙江政务服务网工程师吴钢表示，随着区块链被应用到更多的办事事项中，相关政务数据的存储和应用会更安全。[2019/10/26]

我们可以按如下手法炮制一次时间服务器攻击：第一步是通过操纵时间服务器的时间，使之跳转到未来的某个时间，使得被攻击验证者的时间也跳转到未来，这个时间必须短于懒惰惩罚致使验证者余额降低至零的时间，否则验证者就不会再签名见证消息了。

动态 | 为推广区块链技术 美国科罗拉多州政府引入区块链架构师:据govtech消息，为了扩大区块链技术的应用，美国科罗拉多州长办公室招聘了一位区块链解决方案架构师Thaddeus“Thad”Batt。作为州政府的首位区块链架构师，Batt将负责建设和推广该州的区块链基础设施，同时还寻找机会通过试点计划和用例扩展该技术的使用。[2019/5/23]

然后我们需要诱相关的节点，使之认为它其实是跟链保持同步的，然后它才会签署见证消息。如果攻击者控制了多个对等节点，这一点总是有可能做到的，只需在点对点的网络频道中发送一些来自未来时间的见证消息和区块即可。控制多个节点也是容易实现的，所以这并不是一个不现实的攻击者假设。

动态 | 三星：积极发展区块链相关技术 但无发币计划:据韩国中央日报消息，三星官方表示，没有计划通过ICO发行“三星币”。因为没有资金问题，所以没有理由进行ICO；但是将会积极发展区块链相关技术。此前，关于三星发行“三星币”的谣言一直在流传，部分进行过ICO的公司也曾表示与三星有关。[2018/7/23]

一旦目标验证者签名了一条以未来epoch为目标epoch的见证消息，攻击者就可以把这条消息保存下来，然后确定这名验证者在整个网络实际到达那个未来epoch之前，都不能再签名任何见证消息了。当前所有Eth2实现的验证者客户端都有措施防止该验证者签署相互冲突的见证消息，因此该验证者实质上就是离线了。

结果

一名攻击者可以通过一个时间服务器来驱逐所有TA能影响到的验证者。这种攻击会比此前使用同样界面所设想的攻击更为恶劣，因为影响不是暂时的，而是持久得多。虽然我们有可能在几分钟之内就能发现这样的攻击，而且所有专业的节点都能在几个小时内恢复正常时间，但这于事无补，因为损害已经发生了——而且可以导致验证者的惨重损失，例如，可能有很多验证者会因为指数升高的懒惰惩罚而被提出网络。

缓解措施

加入验证者客户端不罚没规则

我们可以在验证者客户端中加入一条不罚没规则：要求他们在签署所有消息前都评估当前的时间，而且不要提前签署未来的消息。这个办法其实只有在验证者客户端与信标链节点没有部署在同一台机器上且没有被攻击波及时才有用。不过，对于密钥分割型验证者来说是一个明确的改进，因为这个规则将不允许领导哦啊这节点提议一条未来的见证消息，可以阻挡验证者的行动。

为时间同步措施加入更多的保护

本文所提出的问题表明，时间服务器的同步措施所包含的攻击界面比我们从前设想的严重得多，必须引起我们的注意。

小幅度的时间偏移虽然恼人，但不会导致严重的问题，所以，仅在时间服务器推送的更新与本地的RTC时间相差幅度在一定范围内才使用更新、否则就拒绝更新，似乎是更好的模式。

但这个模式仍会遗留一个攻击界面在启动进程中。因此时有发生的大规模电源中断可能会演变成严重的问题、一次性影响众多验证者。我认为，可以让验证者客户端在启动前先检查罚没保护数据库、如果在几个小时乃至几天内都没有签名过任何消息，就拒绝启动。长时间不签名消息意味着可能发生了时间服务器攻击。可以添加一个强制启动的标签来应对例外情况。

。

?https://arxiv.org/abs/1710.09437?Timeattacksandsecuritymodels

原文链接:?https://ethresear.ch/t/eth2-attack-via-time-servers/8049作者:?dankrad翻译:?阿剑

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