区块链安全测试

区块链安全测试

前言

• 区块链如何进行安全测试？
• 如何挖掘区块链源码中的安全漏洞？
• 如何验证可能存在的安全的漏洞？

这些，都是想进入区块链安全领域会遇到的一些常见问题。区块链安全与web安全有很大的不同，但是有些地方却与传统安全有相通之处，比如拒绝服务，资源消耗，错误处理。

范围

本文主要讨论以go语言写的区块链源码中的安全问题。主要原因是golang中许多小工具是方便测试的，如gotest, go fuzz等。

架构

在进行测试之前，心里面有一个测试的蓝图很重要。正如web渗透测试需要进行信息收集工作一样，当遇到一条新的区块链，需要尽可能收集区块链的信息。而区块链之间一般都有一些共通的地方，了解区块链的架构有助于安全测试的进行。

• 账户(account)
• 区块数据(block)
• 存储(database)
• 节点(node)
• 节点之间的交互，seed节点寻找(P2P)
• 节点同步(共识)
• 共识机制的实现(consensus)
• 接口(可fuzz)

方法

类似于源码审计。了解架构和常见的漏洞，直接找到区块链的相关部分代码。通过写go_test文件来学习和验证自己的所想。可视化相关的数据结构(通过t.Log()打印出来)。在函数之间跳转和定位(通过Go_land进行加载)。通过go-fuzz半自动化进行fuzz测试。通过历史漏洞(github issue)和公开漏洞报告(hackerone, community)不断进行学习。

安全测试点

• 可能产生崩溃(panic, 错误处理不当)
  • 组件之间的逻辑依赖（需要考虑某个组件如果崩溃，会不会导致另一个组件崩溃）
  • 寻找使程序一直挂起的特定状态(死锁，死循环)
  • 语言特性(Go语言的错误处理)
• 序列化和反序列化，编码解码产生的崩溃(一般通过fuzz测试)
• P2P安全(节点连接)
  • P2P拒绝服务(构建P2P消息，向节点发送可以使节点崩溃的信息)
  • 节点连接失败
  • 种子节点配置不当(畸形的格式导致崩溃)
    • 种子地址格式
  • 节点并发连接限制(防日食攻击)
• 接口安全
  • 畸形数据导致崩溃(如区块高度类型为int则可发送负值)
  • 接口并发连接限制(gRPC)
• 不安全的随机数(但要识别是否会影响敏感数据)
• 底层逻辑实现安全(如merkle tree实现，典型的漏洞CVE-2012-2459)

Get Your Hands Dirty- RPC

有时候比较懒，不太想去看源码，那就直接从接口入手。刚刚开始测试的时候，喜欢在终端手动发curl来测试。一般来说接口分为两类，一类有权限，需要进行认证。另外一类无需认证，一般进行一些基本的链上信息查询。
对于有权限的，也可以分为基于HTTP basic authentication的，这一类需要在header增加认证，下面这段代码就是基本验证的一个代码，只有通过了基本验证才能调用RPC。

	user, pw, ok := req.BasicAuth()
	if !ok {
		return "", ErrNoToken
	}

另外一类是在json体里带上认证的密码，这一类直接在data里面加就可以了。
最后一类是不需要权限的，直接调用。

• Summary
  • 有权限限制
    • HTTP basic authen
    • json中带密码
  • 无权限限制（直接调用）

对于有权限的接口，可以按照传统安全的思路，去检查源码，验证是否合理，是否能绕过，如果代码写得不好，可能会出现越权问题。越权对节点进行操作，越权查看节点敏感信息
对于可以直接调用的RPC，重点关注畸形数据是否down掉节点，即DOS攻击。

Get Your Hands Dirty- P2P

除了RPC可以让节点服务崩掉，通过构建P2P服务器并且给节点发送构造好的消息，也能使得节点崩溃。而且P2P有个好处是这里一般没有权限限制，现在许多链都有在RPC处做权限限制，所以即使找到了RPC处的漏洞可能影响也要下降好几个等级。

P2P漏洞原理一部分与RPC相同，难点在于如何根据链的源码构建出P2P服务。主要分为四步：

• 确定目标P2P地址
• 构建P2P服务
• 构建消息
• 通过P2P服务向目标P2P地址发送构建好的消息

Bug与漏洞

• Bug与漏洞是一样的吗？
  这是一个很有趣的问题，区块链中bug和漏洞经常被混淆。从利用者的角度来看，如果这个bug能被外部利用，这个bug可以称之为漏洞；如果因为代码不合理，导致用户在操作过程中产生崩溃，服务停止的现象，这就bug。但是在区块链的赏金计划中，bug和能被利用的漏洞都是被鼓励提交的，所以有时候考虑一些代码的逻辑不合理，并且提交给赏金计划，也是一个不错的选择。

源码审计

各个公链的区块链项目都是开源的。所以获取源码是很简单的，获取到源码后如何去找漏洞？

在审计之前，先要做一番探索。探索，越轻越好，一上来就是各种环境，太重。
轻量级别的，源码，go环境，IDEGoland(用于跳转函数，变量)，文档。
大略过一下文档，根据文档里面介绍的RPC接口，到源码搜索，找到接口集中的api文件，把这些接口复制到excel表格，对接口进行编号，功能介绍，大致对这条链的一些功能有些初步认识。

• 接口审计
  对接口审计，还是关注外部输入量。
  注意接口处理函数对外部输入量的处理，是否进行验证(检验为空，为负值的异常情况)
  同时尝试运行相关的test文件，通过test文件运行部分功能，对功能有个直观的认识。
  第一轮对接口对应的处理函数过一遍，运气好可以发现几个漏洞。即使没有发现，对这个区块链系统的基本底层功能也大致有了个了解。

• 一些存在风险的函数
  make，第二个参数足够大导致崩溃
  append, append的个数足够大导致崩溃
  for循环次数太多导致崩溃

下一步就是搭建测试网环境，关注其他更重要的验证部分和共识部分。