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LIB:Calibra首席研究員:LibraBFT算法尚存在安全與活性漏洞,Twins系統可嘗試解決_libra幣現在的價格

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Time:1900/1/1 0:00:00

寫在前面:原文作者是LibraCalibra數字貨幣錢包項目的首席研究員DahliaMalkhi,在這篇文章中,她介紹了Calibra團隊最新研發的Twins拜占庭容錯系統檢測方法,以用于檢測LibraBFT算法的相關安全及活性漏洞。

以下是譯文:

使用拜占庭容錯算法設計分布式協議并非是一件易事。

BFT模型是一個分布式系統,其中故障節點可以任意的、完全無約束的方式運行。然而,當拜占庭節點的偏離行為不可檢測時,它們很可能成功地破壞了BFT協議。也就是說,最強大的拜占庭攻擊實際是來自內部:攻擊者發送具有正確格式的消息,并且它們與其他節點的交互似乎也遵循了協議。

超9252萬枚XRP轉入Ripple聯合創始人Jed McCaleb錢包:金色財經報道,Whale Alert數據顯示,北京時間00:30,92,521,450枚XRP從Jed Mccaleb Settlement轉至Ripple聯合創始人、前首席技術官Jed McCaleb的錢包,價值約2182.5萬美元。根據此前Whale Alert對相同地址間轉賬的解釋,此次轉移或是根據McCaleb和Ripple之間達成的協議進行的常規轉移。McCaleb的銷售活動仍受到與Ripple達成的協議的限制,該協議可能在今年到期。[2020/11/5 11:40:24]

實際上,在對BFT協議的幾種已知攻擊中中,拜占庭節點以簡單的方式偏離了正確的行為:它們表現為模棱兩可、省略消息,以及刪除內部狀態變量等。

Calibra的Twins解決方案

Paxful總交易量首次超越LocalBitcoins:Arcane Research數據顯示,點對點加密貨幣交易平臺Paxful的總交易量在歷史上首次超越了長期以來的點對點交易平臺龍頭LocalBitcoins。圖表顯示,在數次出現凍結交易員賬戶的狀況發生后,LocalBitcoins的交易量一直在持續下降。(CoinGape)[2020/6/17]

利用這種洞察力,Calibra開發了Twins,一種用于BFT測試的“重要”方法。

Twins系統地生成有趣的拜占庭行為,這些行為可以被有效地枚舉和測試,它放棄了對協議的無趣偏離,例如發送格式錯誤的消息或發送不合理的消息,而誠實的接收者很容易拒絕這些消息。

最重要的是,沒必要去開發攻擊邏輯來使用Twins測試。節點執行未經修改的正確代碼來攻擊系統。Twins測試人員只是通過部署攻擊節點的兩個實例,而不是一個實例來“錯誤配置”系統。兩個實例使用相同的標識,因此,對于系統的其余部分節點而言,“孿生”節點顯示為單個“行為不正常”的節點。

Novi發言人:Calibra最初起名特意與Libra相似,更名旨在避免混淆:據此前報道,5月26日,Facebook宣布將Calibra錢包更名為Novi。Libra項目負責人David Marcus最近在Facebook發表的帖子中稱,更名的主要原因是舊名字與Libra支付網絡的名字有點太接近了,因此已經做了更新,以確保有明確的區別和清晰度。Novi將只是最終建立在Libra網絡上的錢包之一。

Novi一位發言人表示,這僅僅是品牌重塑,錢包的功能不會有任何變化。最初Libra和Calibra的名稱相似是有意的,但后來發現人們對此感到困惑,所以公司決定在兩者之間進行區分。

不過一些分析人士認為,更名可能是為了讓錢包與Facebook保持距離。OKCoin首席營銷官Haider Rafique解釋,將Libra項目以及Calibra與Facebook進行區分,可能對該網絡和錢包的未來都很重要。Zcoin項目負責人Reuben Yap表示,“我真的相信官方的原因是為了防止數字貨幣Libra和Calibra混淆,而Calibra只是Facebook的錢包。”(Finance Magnates)[2020/5/29]

關于有趣的拜占庭行為

聲音 | Calibra負責人:Libra的設計本質上是一種很好的交換媒介,將降低跨境支付障礙:據CNBC報道,Facebook Calibra部門負責人David Marcus表示,目前其他加密貨幣是“投資工具或投資資產,而不是一個很好的交換媒介。Libra的設計本質上是一種很好的交換媒介,是一種非常高質量的數字貨幣形式,可用于日常支付。Marcus表示,Libra將降低跨境支付的障礙。[2019/6/19]

為了演示如何覆蓋有趣的拜占庭行為,讓我們設計一個簡單的服務:一個只有一個條目的鍵-值存儲。我們希望鍵-值存儲能夠容忍n=3f+1臺服務器中的f臺拜占庭式服務器,這與解決共識所需的數量相同。

聲音 | Calvin Ayre:SV是唯一可擴展且具有效用的比特幣:CoinGeek創始人、BCH SV的支持者Calvin Ayre發推文稱,Segwit Coin(BTC)沒有價值,因為它不能擴展,只是一個幻想。用戶可以撤回的唯一加密貨幣是原始比特幣,現在比特幣SV是唯一可擴展且具有效用的比特幣。但這肯定是行業的崩潰,實際上可能會殺死BTC,因為BTC已暴露其沒有任何效用。[2018/11/27]

為了簡化任務,我們將讓客戶端在請求更新存儲值時簽署更新。因此,拜占庭服務器將無法編造非法值,因為它無法偽造客戶端的簽名,但它可能會用過時的值響應查詢,或者它根本不會響應。

存儲協議:客戶端更新存儲值的協議有兩個階段:第一階段,客戶端為獲取最新version在3f+1臺服務器中查詢2f+1臺服務器。在第二階段,客戶端請求3f+1服務器中的2f+1臺服務器,將存儲值更新至versionv+1。

讓我們看一個例子。假設有四臺服務器{A,B,C,D},其中C是拜占庭式的。第一個客戶端連接到網絡,向{A,B,C}查詢當前version(為0)。客戶端存儲version=1的第一個值,并從{A,B,C}接收確認。第二個客戶端查詢{B,C,D}以獲得當前version。我們說C是拜占庭式的,它可能說謊并返回version0,隱藏version1。這樣就是沒問題的,因為B服務器會返回version1。

查詢協議:現在我們需要處理服務器的查詢問題。問題是,當客戶端查詢服務器時,它可能會捕獲未完成的更新。例如,假設到目前為止,version2只寫到{A,C}。查詢{A,C,D}的客戶端將從C獲得包含version2的響應。但是,如果客戶端查詢{B,C,D},由于C是拜占庭式的,并且它可能會隱藏version2,則僅返回version1。更糟糕的是,C可能會來回切換,使用version2來響應某些客戶端,而對其他客戶端則保持隱藏狀態。

為了解決這個問題,我們將在查詢協議中使用兩個階段:第一階段,客戶端為當前version查詢2f+1臺服務器,第二階段將最高的version寫回給2f+1臺服務器。這樣,假設客戶端查詢{A,C,D},并返回version2。那它就將version2寫回給2f+1臺服務器,比如{A,C,D},從而保證version2的更新已經完成。

注:由于解決鍵-值存儲一直不是我們的重點,我們掩蓋了上面的某些細節。另外,作為補充說明,在n=3f+1的情況下,解決鍵-值存儲問題不需要客戶端簽名,請參閱此處的示例解決方案。

有趣場景的系統生成

注意我們在設計鍵-值存儲時所做的一些事情:

我們創建了一些簡單的場景,每個場景都有少量的服務器和少量的交換步驟;

在每個交換步驟中,我們選擇f臺服務器來進行排除:第一個客戶端從階段1和階段2中排除{D},第二個客戶端從階段1中排除{A},依此類推;

我們允許拜占庭服務器C返回到舊狀態并用舊值響應;

將上述內容放入一個結構化的場景中,我們通過拜占庭式服務器創建了以下一系列的交換,分區和“內部狀態遺忘”:

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系統地生成類似上面的場景,并通過拜占庭節點的孿生實例模擬遺忘等行為。重要的是,對于相當小的場景,Twins可以有效地枚舉上述場景,以暴露協議漏洞。

總結

使用拜占庭容錯算法設計分布式協議并不容易。數十年來,研究人員一直在努力應對令人擔憂的安全與活性漏洞,在某些情況下,這些漏洞需要花上數十年的時間才能夠被人發現。

Twins是一種新的BFT測試方法,它覆蓋了很多拜占庭式攻擊,關于該方案的具體設計,讀者可以看原論文。

Twins:White-GloveApproachforBFTTesting:https://arxiv.org/pdf/2004.10617.pdf

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