2018年4月25日，我以匿名的方式私下披露了比特幣現(xiàn)金（BCH）的一個(gè)關(guān)鍵漏洞。比特幣現(xiàn)金是世界上最有價(jià)值的加密貨幣之一，與比特幣（BTC）不同。如果有黑客成功地利用這個(gè)安全漏洞，可能會(huì)造成極大的破壞，導(dǎo)致比特幣現(xiàn)金的交易不再可能安全進(jìn)行下去，最終會(huì)完全破壞該貨幣本身的使用以及價(jià)值。事實(shí)情況是，這一漏洞在沒有發(fā)生事故的情況下得到了很好的修復(fù)，并于2018年5月7日向公眾披露了這起事件。

首先要對(duì)比特幣現(xiàn)金做一個(gè)簡(jiǎn)單的說明。比特幣現(xiàn)金是一種不同于比特幣、而且與比特幣不兼容的加密貨幣。之所以這樣命名，是因?yàn)樗醋员忍貛拧Ｏ挛拿枋龅囊呀?jīng)修復(fù)好的漏洞只對(duì)比特幣現(xiàn)金產(chǎn)生了影響；比特幣現(xiàn)金與比特幣唯一相關(guān)的就是它們的名字很相似。

至于我為什么要這么做？我的動(dòng)機(jī)是什么？我在麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室的數(shù)字貨幣項(xiàng)目工作，顧名思義，這是一個(gè)負(fù)責(zé)研究和開發(fā)加密貨幣的團(tuán)隊(duì)。具體來說，我?guī)椭_發(fā)和維護(hù)比特幣核心錢包以及比特幣的主要軟件實(shí)現(xiàn)。由于承擔(dān)這項(xiàng)工作，我經(jīng)常在會(huì)議和研討會(huì)上被問到這樣一個(gè)問題：你認(rèn)為未來比特幣面臨的最大挑戰(zhàn)是什么？而我的回答總是一樣的：比特幣未來一定要注意避免災(zāi)難性的軟件漏洞。

通過研究這個(gè)有可能帶來災(zāi)難性后果的漏洞，我確信軟件漏洞的威脅在加密貨幣世界中被嚴(yán)重低估了。我對(duì)這一事件提供了一個(gè)詳細(xì)的報(bào)告，這不是小題大做，而是希望以這個(gè)真實(shí)世界的例子讓人們了解到，要達(dá)到加密貨幣所需的復(fù)雜工程水平還有很多工作仍然要做，同時(shí)也給那些還沒有為這種情況做好充分準(zhǔn)備的公司敲響了警鐘。

簡(jiǎn)而言之，一部分交易簽名驗(yàn)證代碼被重寫，但新代碼省略了對(duì)簽名類型中特定位（bit）的關(guān)鍵檢性查。我在本文中將這個(gè)位稱為SIGHASH_BUG。這種省略行為將使一個(gè)特制的交易把比特幣現(xiàn)金區(qū)塊鏈分叉成兩條不兼容的鏈。下一節(jié)我將描述這種分叉的重要性。有關(guān)漏洞和修復(fù)的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱公開的文本。

區(qū)塊鏈分叉漏洞有何特別之處？

大多數(shù)加密貨幣，包括比特幣和比特幣現(xiàn)金，通過向所有參與者分發(fā)所有交易的分類帳來運(yùn)行。為了能夠進(jìn)行消費(fèi)，貨幣持有者必須首先創(chuàng)建一個(gè)交易，這個(gè)交易要遵守系統(tǒng)的所有規(guī)則。這些規(guī)則大多數(shù)都很明顯，很直接，例如“你的花費(fèi)不能超出你所擁有的數(shù)量”，但其他規(guī)則則更加微妙，技術(shù)性更強(qiáng)，尤其是那些描述數(shù)字簽名應(yīng)該如何格式化的規(guī)則。但是，如果加密貨幣是不允許使用的，那么誰來設(shè)置這些所謂的驗(yàn)證規(guī)則呢？

每個(gè)人都參與設(shè)置驗(yàn)證規(guī)則

系統(tǒng)的規(guī)則是由每個(gè)人來決定的，而執(zhí)行這些規(guī)則是軟件的工作。如果一個(gè)參與者試圖欺騙并創(chuàng)建一個(gè)交易，在這筆交易中，他花費(fèi)的不是自己的貨幣，那么其他參與者的軟件會(huì)簡(jiǎn)單地拒絕這筆交易。因此，為了確保交易被普遍接受，它必須遵守所有的規(guī)則，哪怕規(guī)則迂腐至極。

負(fù)責(zé)執(zhí)行驗(yàn)證規(guī)則的軟件需要不斷地改進(jìn)。為了提高性能、增加特性、提高安全性等，需要不斷進(jìn)行更改。但是，從一個(gè)版本到另一個(gè)版本執(zhí)行規(guī)則的方式必須保持完全相同，這一點(diǎn)非常重要。

那么，如果新版本軟件中的一個(gè)意外編程漏洞導(dǎo)致交易被認(rèn)為是有效的，而之前的所有版本都將其視為無效時(shí)，會(huì)發(fā)生什么情況呢？其結(jié)果就是“區(qū)塊鏈分裂”，這意味著只有升級(jí)了該軟件的參與者子集才會(huì)接受上述交易。由于交易和區(qū)塊是鏈接在一起的，因此這兩個(gè)子集在接下來的每筆交易上都不一致。如果沒有開發(fā)人員的快速行動(dòng)，沒有讓所有參與者團(tuán)結(jié)統(tǒng)一到一起，這兩個(gè)參與者陣營將永遠(yuǎn)無法達(dá)成一致。到那時(shí)，這種貨幣實(shí)際上已經(jīng)分裂為兩種不兼容的貨幣，像以前那樣交易將不再可能。

在權(quán)衡諸如此類的漏洞的潛在影響時(shí)，時(shí)機(jī)起著至關(guān)重要的作用。如果區(qū)塊鏈被分割成兩塊，99%的參與者在一邊，而只有1%的參與者站在另一邊，那么顯然與多數(shù)人站在一起就是前進(jìn)的道路。然而，如果大約有50%的人已經(jīng)升級(jí)到新版本，那么就沒有簡(jiǎn)單的選擇了。

我在比特幣現(xiàn)金最受歡迎的一個(gè)軟件新版本中發(fā)現(xiàn)了這種分鏈漏洞，但這是在將近一半的網(wǎng)絡(luò)升級(jí)到它之后才發(fā)現(xiàn)的。

發(fā)現(xiàn)漏洞

由于比特幣現(xiàn)金是免費(fèi)的開源軟件，它經(jīng)常被用作新興加密貨幣的起點(diǎn)。除了受益于多年的改進(jìn)之外，共享代碼還意味著，其他不相關(guān)的加密貨幣可以從彼此的改進(jìn)中獲益。比特幣現(xiàn)金的主要軟件被稱為比特幣ABC（Bitcoin ABC），是基于比特幣核心錢包的軟件之一。

由于大量的通用代碼，這些派生項(xiàng)目通常會(huì)有類似的漏洞，因此也會(huì)有類似的漏洞修復(fù)。但是，期望一種貨幣的開發(fā)人員積極主動(dòng)地與其他貨幣的開發(fā)人員分享他們的改進(jìn)是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)閱螁我弦粋€(gè)項(xiàng)目就是足夠困難了。出于這個(gè)原因，我養(yǎng)成了一個(gè)習(xí)慣，每隔幾個(gè)月就會(huì)對(duì)這些項(xiàng)目進(jìn)行一些修改，以查找可能與比特幣核心錢包相關(guān)的漏洞修復(fù)。

在今年早些時(shí)候查看比特幣ABC的變更日志時(shí)，我注意到交易驗(yàn)證中一個(gè)關(guān)鍵部分已經(jīng)被重構(gòu)。這些變更立即吸引了我的注意力，因?yàn)檫@些變更似乎是沒有必要的。出于對(duì)這些變更的好奇，我看了一下公眾對(duì)這些變更的評(píng)論。除了“封裝”之外，沒有任何理由能解釋。這個(gè)變更只有兩個(gè)審核人，審核持續(xù)一周后代碼就被接受了。

大型重構(gòu)是非常常見的，通常是特定軟件開發(fā)中的良好實(shí)踐。但是，修改加密貨幣的驗(yàn)證代碼是極具風(fēng)險(xiǎn)的，極有可能會(huì)在無意中引入了一個(gè)鏈分叉錯(cuò)誤。

在看到評(píng)論很少而變更很大后，我認(rèn)為一個(gè)漏洞很有可能已經(jīng)產(chǎn)生，所以我就去查看了一下。找到SIGHASH_BUG花了不到10分鐘。

匿名披露

我在上面提到我的披露是匿名的。我想解釋一下這個(gè)原因，因?yàn)槟涿谶@個(gè)過程中扮演了重要的角色。

在確認(rèn)該漏洞可被人利用后，我開始通知比特幣ABC（比特幣現(xiàn)金協(xié)議的全節(jié)點(diǎn)實(shí)施）開發(fā)人員，但很快意識(shí)到我遇到了一個(gè)大問題。這是公開可用的開源軟件中的一個(gè)漏洞，可能已經(jīng)有人發(fā)現(xiàn)了這個(gè)漏洞。在完全部署修復(fù)程序之前，沒有什么可以阻止其他人發(fā)現(xiàn)并利用這個(gè)漏洞。

那么在最糟糕的情況下，會(huì)怎么樣呢？假設(shè)我以我的名義以非公開的形式披露了這個(gè)漏洞，而其他人也找到了這個(gè)漏洞并在第二天匿名利用了這個(gè)漏洞。因?yàn)槲沂褂梦业拿诌M(jìn)行披露，所以會(huì)有足夠的證據(jù)證明我有攻擊比特幣現(xiàn)金網(wǎng)絡(luò)的知識(shí)和手段，而我無法證明我不是攻擊者。然而，如果漏洞被利用，可能會(huì)造成數(shù)十億美元的損失，代價(jià)遠(yuǎn)比殺害這些人要高得多。所以匿名是非常重要的，我認(rèn)為這對(duì)我的安全是必要的。

在試圖弄清楚是否可以完全匿名披露時(shí)，我開始懷疑它是否值得我花費(fèi)這么多精力。畢竟，我沒有義務(wù)報(bào)告任何事情。但是，如果有人在比特幣核心錢包中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)同樣嚴(yán)重的漏洞，我會(huì)很希望這個(gè)人以盡可能謹(jǐn)慎和安全的方式引起我們的注意。所以我決定這樣做：創(chuàng)建我想要閱讀的報(bào)告，按照我想要的標(biāo)準(zhǔn)來寫這個(gè)報(bào)告。

第一步很明顯，我需要追蹤比特幣ABC的責(zé)任信息披露政策。如今，處理此類問題的策略很常見，并且對(duì)于任何安全關(guān)鍵項(xiàng)目來說都是必備的。遺憾的是，我在比特幣ABC網(wǎng)站或代碼庫中找不到這樣的策略。在我提交一個(gè)漏洞到他們的GitHub問題跟蹤器時(shí)，我找到了最接近的一個(gè)策略。

然而這沒有幫助。然后，我開始試圖找到公開發(fā)布的比特幣ABC開發(fā)人員的加密密鑰。我向他們加密一條消息，確保沒有其他人可以查看它，這樣我就不用擔(dān)心如何傳遞消息了。我無法實(shí)際驗(yàn)證密鑰持有者的身份，但這種方法仍然是相當(dāng)安全的，而且比根本沒有加密要好得多。

但是，我又遇到了障礙。公共PGP密鑰服務(wù)器上沒有列出任何主要開發(fā)人員的密鑰，而這些密鑰通常都是在公共PGP密鑰服務(wù)器上找到的，而且它們的代碼存儲(chǔ)庫中也沒有。當(dāng)時(shí)，我別無選擇，只能通過不同的在線渠道匿名請(qǐng)求密鑰，使用Tor盡可能掩蓋我的身份。

4月25日，我首先創(chuàng)建了一個(gè)一次性的Github賬戶，并在那里向一些比特幣ABC開發(fā)人員發(fā)送了請(qǐng)求。

值得慶幸的是，這個(gè)方法奏效了！大約5個(gè)小時(shí)后，我收到了一把密鑰，然后迅速用它對(duì)問題進(jìn)行了加密的詳細(xì)披露。然而，當(dāng)我第二天回來查看回復(fù)時(shí)，Github標(biāo)記了我的一次性賬戶，大概是因?yàn)槲沂褂昧薚or。所以我無法在Github繼續(xù)進(jìn)行進(jìn)一步的接觸，我只得假設(shè)沒有人接收到了我的披露。

現(xiàn)在我有了加密密鑰，我決定嘗試最后一種方式：向比特幣ABC的漏洞追蹤器提交了一條加密消息，同樣是使用Tor和一個(gè)一次性賬戶。6個(gè)小時(shí)后，在沒有收到任何回復(fù)后，我在他們的追蹤器上做了最后一次請(qǐng)求。

4月27日，在等待了大約48個(gè)小時(shí)后，比特幣ABC發(fā)出了pull request，秘密解決了這個(gè)問題。顯然他們收到了我的信息。成功！

我的思考

我發(fā)現(xiàn)的比特幣現(xiàn)金漏洞已成功披露，且目前已經(jīng)得到修補(bǔ)，最終沒有對(duì)比特幣現(xiàn)金造成明顯影響。但是，如果整個(gè)加密貨幣生態(tài)系統(tǒng)沒有從對(duì)這種漏洞的分析中得到一些經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，那將是一種遺憾。作為加密貨幣開發(fā)者，有必要現(xiàn)在后退一步，重新評(píng)估我們可以使用的工具，以及我們實(shí)施的政策和程序。我們可能無法消除這些漏洞帶來的威脅，但我們可以從中學(xué)習(xí)并做好準(zhǔn)備，以便將來處理它們。