写在前面：原文作者是LibraCalibra数字货币钱包项目的首席研究员DahliaMalkhi，在这篇文章中，她介绍了Calibra团队最新研发的Twins拜占庭容错系统检测方法，以用于检测LibraBFT算法的相关安全及活性漏洞。
以下是译文：
使用拜占庭容错算法设计分布式协议并非是一件易事。
BFT模型是一个分布式系统，其中故障节点可以任意的、完全无约束的方式运行。然而，当拜占庭节点的偏离行为不可检测时，它们很可能成功地破坏了BFT协议。也就是说，最强大的拜占庭攻击实际是来自内部：攻击者发送具有正确格式的消息，并且它们与其他节点的交互似乎也遵循了协议。
欧洲央行管委诺特：确信我们可以控制加密货币稳定性风险:金色财经报道，欧洲央行管委诺特表示，加密货币的实际监管存在限制，这使得问题变得非常复杂。建议各国官方应跨国合作和协调。投资加密货币是一项高风险活动。加密货币从未在一种监管真空环境中运作过。实际上已经存在着一些规定。我们一直在强化这些规定，针对这些加密货币所进行的经济活动。这些活动在很大程度上与传统金融活动并无太大不同，而这些活动是受到监管的。这是相同的活动、相同的风险、相同的监管原则。这就是我们提出的标准的基本原则。
此外，委诺特表示，欧洲央行强调数字货币行业应该保障消费者的权益，包括隐私和数据安全。对于稳定币，欧洲央行担心的是全球范围内出现更多的区域稳定币。因此建立了一个适用于全球稳定币机制的监管制度。确信我们可以控制加密货币稳定性风险。[2023/7/18 11:02:07]
实际上，在对BFT协议的几种已知攻击中中，拜占庭节点以简单的方式偏离了正确的行为：它们表现为模棱两可、省略消息，以及删除内部状态变量等。
声音 | Calibra产品副总裁：预计Libra协会成员的数量将会增加:Calibra产品副总裁、Libra联合创始人Kevin Weil在网络峰会技术会议上对观众说:“Libra不会像社交网络那样传播开来。”“这不是几年的工作，而是几十年的工作，值得去做。” Weil似乎对其他公司有意加入Libra的前景感到乐观。他称“18个月前，这还是个想法。今天，我们有21个出色的Libra协会的成员;还有一群人希望参与其中。所以这个数字还会继续增长。” 他补充说，如果人们觉得使用Calibra不舒服也没关系，因为他们“不需要使用Facebook产品”才能使用libra。（CNBC）[2019/11/5]
Calibra的Twins解决方案
利用这种洞察力，Calibra开发了Twins，一种用于BFT测试的“重要”方法。
声音 | Facebook发言人：因美国制裁，没有计划让古巴人使用Calibra钱包:到目前为止，Libra协会可以帮助古巴提供主流的加密货币入口。尽管Facebook和WhatsApp在古巴被广泛使用，属于Libra白皮书优先考虑的无银行账户的人群，但Facebook发言人表示，由于美国的制裁，没有任何计划让古巴人可以使用Calibra钱包。 然而，金融科技领域一名监管律师表示，似乎向古巴经过审查的个人转账并不违法。但该律师称，这确实增加了Libra协会可能更愿意完全避免的监管风险。因此，Facebook发言人补充：“这并不意味着其他钱包提供商不能这么做，其他公司可以自由为Libra制作钱包，所以他们理论上可以创建一个在古巴可以使用的钱包。”（CoinDesk）[2019/7/17]
Twins系统地生成有趣的拜占庭行为，这些行为可以被有效地枚举和测试，它放弃了对协议的无趣偏离，例如发送格式错误的消息或发送不合理的消息，而诚实的接收者很容易拒绝这些消息。
动态 | Facebook Calibra图标被指剽窃在线银行Current:据CNBC报道，华尔街交易员、在线银行Current的首席执行官Stuart Sopp表示，Facebook的加密货币项目剽窃了该公司的logo。Sopp表示，他在2016年请旧金山设计公司Character为其创建了公司logo，而Character还参与了Facebook加密项目的工作。[2019/6/21]
最重要的是，没必要去开发攻击逻辑来使用Twins测试。节点执行未经修改的正确代码来攻击系统。Twins测试人员只是通过部署攻击节点的两个实例，而不是一个实例来“错误配置”系统。两个实例使用相同的标识，因此，对于系统的其余部分节点而言，“孪生”节点显示为单个“行为不正常”的节点。
关于有趣的拜占庭行为
为了演示如何覆盖有趣的拜占庭行为，让我们设计一个简单的服务：一个只有一个条目的键-值存储。我们希望键-值存储能够容忍n=3f+1台服务器中的f台拜占庭式服务器，这与解决共识所需的数量相同。
YeeCall张磊：区块链将成为下一时代的基础设施:今日，YeeCall创始人兼CEO张磊接受36氪采访，他判断区块链很可能成为下一时代的基础设施。张磊称，有价值的项目既要有技术基因和储备，也要找到重度使用场景，做好用户体验，很多人对技术需求强烈，却不太关心应用落地的具体路径。由其主导的YeeCall是一款出海的通讯工具，以其网络电话功能，方便移民、劳工和留学生跨境沟通。张磊表示，YeeCall将以跨境转账为区块链应用的核心场景，打造开放式、支持多币种，结合游戏和社交功能的IM。[2018/1/11]
为了简化任务，我们将让客户端在请求更新存储值时签署更新。因此，拜占庭服务器将无法编造非法值，因为它无法伪造客户端的签名，但它可能会用过时的值响应查询，或者它根本不会响应。
存储协议：客户端更新存储值的协议有两个阶段：第一阶段，客户端为获取最新version在3f+1台服务器中查询2f+1台服务器。在第二阶段，客户端请求3f+1服务器中的2f+1台服务器，将存储值更新至versionv+1。
让我们看一个例子。假设有四台服务器{A，B，C，D}，其中C是拜占庭式的。第一个客户端连接到网络，向{A，B，C}查询当前version(为0)。客户端存储version=1的第一个值，并从{A，B，C}接收确认。第二个客户端查询{B，C，D}以获得当前version。我们说C是拜占庭式的，它可能说谎并返回version0，隐藏version1。这样就是没问题的，因为B服务器会返回version1。
查询协议：现在我们需要处理服务器的查询问题。问题是，当客户端查询服务器时，它可能会捕获未完成的更新。例如，假设到目前为止，version2只写到{A，C}。查询{A，C，D}的客户端将从C获得包含version2的响应。但是，如果客户端查询{B，C，D}，由于C是拜占庭式的，并且它可能会隐藏version2，则仅返回version1。更糟糕的是，C可能会来回切换，使用version2来响应某些客户端，而对其他客户端则保持隐藏状态。
为了解决这个问题，我们将在查询协议中使用两个阶段：第一阶段，客户端为当前version查询2f+1台服务器，第二阶段将最高的version写回给2f+1台服务器。这样，假设客户端查询{A,C,D}，并返回version2。那它就将version2写回给2f+1台服务器，比如{A,C,D}，从而保证version2的更新已经完成。
注：由于解决键-值存储一直不是我们的重点，我们掩盖了上面的某些细节。另外，作为补充说明，在n=3f+1的情况下，解决键-值存储问题不需要客户端签名，请参阅此处的示例解决方案。
有趣场景的系统生成
注意我们在设计键-值存储时所做的一些事情：
我们创建了一些简单的场景，每个场景都有少量的服务器和少量的交换步骤；
在每个交换步骤中，我们选择f台服务器来进行排除：第一个客户端从阶段1和阶段2中排除{D}，第二个客户端从阶段1中排除{A}，依此类推；
我们允许拜占庭服务器C返回到旧状态并用旧值响应；
将上述内容放入一个结构化的场景中，我们通过拜占庭式服务器创建了以下一系列的交换，分区和“内部状态遗忘”：
Exchange1:client-1phase-1with{A,B,C};
Exchange2:client-1phase-2with{A,B,C};
Exchange3:client-2phase-1with{B,C,D};
Exchange4(partial):client-2phase-2with{A,C}(andcrash);
Exchange5:client-3with{B,C,D},Chasitsinternalstateerased.
Twins系统地生成类似上面的场景，并通过拜占庭节点的孪生实例模拟遗忘等行为。重要的是，对于相当小的场景，Twins可以有效地枚举上述场景，以暴露协议漏洞。
总结
使用拜占庭容错算法设计分布式协议并不容易。数十年来，研究人员一直在努力应对令人担忧的安全与活性漏洞，在某些情况下，这些漏洞需要花上数十年的时间才能够被人发现。
Twins是一种新的BFT测试方法，它覆盖了很多拜占庭式攻击，关于该方案的具体设计，读者可以看原论文。
Twins:White-GloveApproachforBFTTesting：https://arxiv.org/pdf/2004.10617.pdf
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