原文标题：《区块链安全和传统安全有什么不同》
作者：卫剑钒，卫Sir说
说起传统安全，很多朋友都比较熟悉，基本而言，就是针对漏洞的攻击，和针对攻击的防护。
但说起区块链安全，很多人就不太了解了。有人说区块链本身是安全的，传统攻击根本奈何不了它；但也经常看到区块链里的安全事件，似乎一点也不少。
那到底和传统安全有什么区别呢？
本文就是讲一讲这个。
1.总体而言
区块链在设计上大量采用密码学技术，在业务层、通信层、数据层均使用了加密、签名、Hash等技术，再加上区块链的去中心化设计，使得区块链所承载业务的保密性、完整性、可用性，达到了史无前例的高度。
但从本质上讲，区块链仍然是一个软件系统，软件可能存在的安全问题，区块链一样有。
即便区块链在底层无懈可击，其上层运行的各种Dapp、Web3应用仍可能漏洞百出。
这就好比，地基做得再安全，也不能保障其上的建筑没有安全问题。
本文的结构：
安全主要看什么？
传统安全的问题主要在哪里？
区块链，解决了什么安全问题？没有解决什么？
2.安全主要看什么？
其实，安全说来说去，就三个东西，至今没有超越：
保密性、完整性、可用性。
这三性简称CIA。
即便有其他的说法，也都不在一个层次上，比如认证性、可控性、可审计性、防抵赖性等等，这些都是CIA的附属或延伸，都是为CIA服务的。
如何深刻理解CIA？
熟悉UNIX的同学会比较容易理解一些，在UNIX的思维里，一切都是文件，而文件的安全，最终落实到读、写、执行上。用户对某个文件的访问权限，就是是否可读、是否可写、是否可执行。这大体就对应了保密性、完整性、可用性。
保密性，就是不想让别人知道的就不让别人知道。
实现的思路无外这么几种：
不记录，不留任何书面记录，只留在脑海里，且不露声色。
锁起来，不管是物理性还是技术性的锁，实现对访问者的访问控制，被授权者才能访问。
藏起来，只让授权者知道在哪里，其他人不知道在哪里，隐写术也可以归到此类中。
加密，使用编码或者密码的方式，有密码本或者密钥才能访问。
完整性的概念不太好理解，最简单的理解就是，如果没有授权，对一个东西的任何部分都不能添加、减少、更改，如果非授权地做了这些，就破坏了完整性。
此外，完整性还有一个比较直观的含义：一致性。也即系统数据和真实世界一致，正如完整性的英文integrity本身有「诚实」含义一样，数据被篡改就肯定破坏了一致性。
可用性相对比较好理解，系统瘫了、慢了，数据不可用了，都是可用性出了问题。凡是系统提供的服务给人「用不成」、「没法用」、「不起作用」、「不好使」的感觉，那就是可用性出问题了。
信息系统，要保障的就是这三点。
而通常用来保障CIA的做法，就是认证、授权、访问控制、校验、加密、检测、备份、多活等等。当然，这些工作往往没有做好，会有各种各样的漏洞，一方面，发现了赶紧补上，另一方面，从源头做起，尽量减少漏洞的发生。
传统安全的主体差不多就是这些。
3.传统安全的问题在哪里？
如果你已经是安全圈的老手，可以跳过这一节。
安全漏洞有很多种，本文不会一一列举，只是简单举一些例子，让大家看看大致情况。
从最高层面上讲，漏洞的共同特点是：攻击者的行为，使得软硬件的行为，超出了系统设计者的预期，产生了负面的效果。
例1：SQL注入
所谓SQL注入，就是在页面输入栏中或者在URL等处，黑客没有按照程序员预期的内容输入正常数据，而是在夹杂了SQL关键字，程序在处理输入数据时，用到了SQL，并把输入内容作为SQL语句的参数。这样，SQL语句可能就会执行黑客巧妙插入的SQL内容，使得黑客可以执行程序员预期外的数据库操作。
程序员应该多检查一下的，绝不能允许输入中含有这类攻击尝试，但大多数程序员并没有安全知识，即便有一点，也未必能做好，黑客就还有可能绕过。
黑客破坏了什么安全性质？黑客写入了系统预期外的数据，破坏了系统的完整性。黑客如果通过SQL语句还拖了库，就进一步破坏了系统的保密性。
程序什么地方没有做好？访问控制，就不该让什么数据都进来的。
例2:缓冲区溢出漏洞
缓冲区是内存中存放数据的地方，通常都会有一个预设的大小。在将用户输入的数据放到内存中时，如果不做好检查，就可能超出内存预先设定的空间，发生缓冲区溢出。由于程序的运行代码也在内存中，如果黑客设计得足够精巧，就可以通过溢出覆盖掉原先的代码，使计算机最终执行了黑客的代码。
这和SQL注入有异曲同工之妙，黑客利用输入数据的机会，写入了可执行代码，而受害主机居然执行了它！
后来，为了抑制此类攻击，CPU厂商提供了DEP功能，在内存页标志了是否可执行，操作系统如果利用这个功能，就能在很大程度上防范此类攻击。此外，操作系统推出ASLR技术，通过对堆、栈、共享库映射等线性区布局的随机化，增加攻击者预测目的地址的难度。不过，使用这两项技术不代表攻击者就无法绕过。
黑客肆意乱写内存区，一样是破坏了系统的完整性。
程序则没有做好访问控制。
例3：文件上传漏洞
比如一个网站给了用户上.jpg "/>照片的入口，由于未做检查，黑客成功上传了JSP文件，然后黑客找到该上传文件的URL，就可以执行他写好的脚本，这个脚本完全可以是一个木马。
和前面一样，由于检查不严，让黑客钻了空子，写了设计者预期外的文件，运行了设计者预期外的程序。
程序的访问控制没有做好。
例4:中间人劫持漏洞
劫持有很多种，比如TCP劫持、HTTP劫持、DNS劫持、证书劫持、密钥协商劫持等等。
共同的特点是，A以为自己是在和B交互，B以为自己在和A交互，但实际上，他们都是和中间的C在交互。A和B的所有内容都经过了C，C看得见A和B通信的内容，C还可以修改A、B间通信的内容。
这至少破坏了A和B通信的保密性，如果C还修改了数据，就破坏了完整性。
程序的认证没有做好。
例5:口令暴力破解
如果用户口令比较弱，黑客尝试多次后，可能破解出口令并进入系统。
这种事，有人可能认为责任在用户，但一般而言，现代的应用系统都会对用户所设口令的强度进行强制要求。
因为黑客一旦得手，系统的完整性会遭到破坏，并可能造成进一步的破坏，比如黑客进入后看到了不该看的东西，保密性被破坏。
系统的认证没有做好。
例6:越权漏洞
在某个网站里，用户A和B都是普通用户，按道理只能操作自己的个人信息，A如果通过某种黑客手法，可以操作B的个人信息，这就是平行越权；如果A是普通用户，B是管理员，A如果能通过某种黑客方法，执行B才能做的操作，这就是垂直越权。
越权漏洞通常是权限校验逻辑不够严谨导致的。
程序的权限管理没有做好。
例7:高峰期网站瘫掉
明星在网站官宣新闻，导致大量群众涌入围观，以至于该网站瘫掉或者响应很慢。
这是典型的系统可用性出现问题。
系统什么没有做好？可扩展性没有做好。
例8:自然灾害导致系统数据丢失
2015年，谷歌位于比利时的数据中心由于遭遇了4次闪电袭击，导致磁盘受损，虽然谷歌对这些磁盘进行了紧急修复，但部分数据仍然永久丢失了。谷歌特别强调，丢失的数据非常非常少，只占该数据中心的0.000001%。即便如此，一些谷歌用户永远失去自己的部分个人数据。
这典型地破坏了数据的可用性。
系统的容灾备份没有做好。
4.区块链解决了什么安全问题？
区块链和传统系统的最大区别就是两点：一是使用了大量的密码技术，二是使用了去中心化的结构。
前者使得保密性和完整性大为增强，后者使得可用性大为增强。
先说一下密码技术使用带来的好处。
在早期的WEB世界里，比如在IP协议里，在HTTP中，在FTP、TELNET中，都不太使用密码学技术。因为当时互联网处于早期，主要目的是互联互通，而且主要在高校和科研机构之间使用，并没有太多精力和心思去考虑恶意攻击。程序员在这些方面总是心思纯净的，总以为别人都是可以信任的，总认为没有人「那么无聊」。
后来他们才发现，现实世界充满了攻击、破坏、仿冒和入侵，程序员们不得不引入各种安全技术，密码学也被因此被引入，SSL、SSH、HTTPS、IPSec这些新一代的网络协议纷纷出现。
但这些大都处于传输层，主要是给传输数据加密的，并没有上升到业务层面或用户层面，最终用户并不能感受到密码学的好处。什么是用户层面的加密？举个例子：office文档的口令加密、winrar加密、truecrypt全盘加密、网银中的U盾等等。
而区块链在设计的一开始，就内置了的加密算法，这使得：
1、区块通过hash链接起来，从第一个区块，直到最后一个区块，所有区块是否正确，都可以很容易地验证，这保证了所有区块数据的完整性。
2、伪造区块的hash并不容易，只有符合特定难度的hash，才会被认可，伪造这样的hash，需要付出大量的计算，和挖矿相匹敌的算力。
3、每个用户有一个私钥，用私钥对应的公钥生成一个可以公开的地址。攻击者无法通过暴力破解的方法获得私钥。
4、由于用户体系是建立在公钥体制之上的，对用户的认证、用户的签名，对称密钥的建立都变得极为容易和便利。
5、区块中的每个交易，都要提供签名才能完成。攻击者没有私钥，无法签名，无法伪造交易；同时，有了签名，用户无法抵赖自己发出过的交易。
可以看到，区块链对hash和公钥体制的内置采用，直接提供了密码学级别的完整性、保密性。
而密码学技术，经过近一个世纪的发展，已经建立起相当坚实的基础，现代密码学的一些公开算法提供着全球顶尖级别的安全保障。这些算法中的佼佼者，目前没有任何国家力量可以破解。
然后看看去中心化的好处：
1、多一个节点，多一个备份。
以比特币为例，全球接近10000个节点提供服务，导致比特币系统自诞生以来，一直稳定地运行，任何人都未能让它停摆。因为即便有8000个节点同时失效，还有2000个在工作。事实上，即便全网只有几个节点工作，这个网络就仍然可以运转。
2、部分变节，仍可工作。
系统的稳健性并不建立在某个操作系统或某种数据库的安全之上，而是建立在其独特的区块式数据结构之上，部分节点即便失陷，即便故意作恶，也不影响大局。具体能容忍多少个失陷变节，要看具体的共识算法。
3、不依赖于某人或机构
只要你愿意，下载一份软件，你就可以加入比特币或以太坊或任何一个公链，你不用征求任何人意见，也不会因为任何人的失踪和退出而担心这个软件的前途，你只是根据你的判断、你的兴趣和你的利益运行它，也就是说，没有单人、单机构可以控制它。
去中心化，大大增强了可用性。
5.区块链无法解决什么安全问题？
从最基本的逻辑讲，区块链只是大大提升了安全性，但并不能确保没有问题。
我们已经在区块链安全经典案例「922亿个比特币」和「TheDAO被盗」中看到：
比特币因为程序员未能注意到整数溢出的问题，闹了大笑话，说好的总量2100万个比特币，居然在某个交易中出现了1845亿个比特币！
构建在以太坊之上的TheDAO，由于开发者对重入攻击一无所知，导致用户众筹而来的300多万以太币被人盗走，落得尴尬收场。
这至少告诉我们两点：
1、作为区块链本身，虽然在设计上使用了大量密码学算法，但如果设计或编码不慎，就可能会有大漏洞。
2、即便区块链本身经过千锤百炼，提供了让人完全放心的安全，其上的智能合约也不能保证安全。
因为智能合约代码中的逻辑，如果和需求、设计、编码的预期不符，就会出问题。
这和传统安全没有任何不同。
此外，还有一点非常关键：
3、区块链所使用的密码学技术，可能本身也有漏洞。
毕竟，密码学也是人搞出来的。
只要是人做出来的东西，就总会有漏洞。
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