VERS:Calibra首席研究员：LibraBFT算法尚存在安全与活性漏洞，Twins系统可尝试解决_Xpansion Game

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。

Animoca Brands：用户可通过注册Mocalist成员参与NFT项目Mocaverse:1月4日消息，Animoca Brands公布了其旗下NFT项目Mocaverse的完整资格标准和Mocalist注册活动。Mocalist旨在奖励Mocaverse和Animoca Brands的支持者和社区成员，将从Realm Ticket NFT的持有者中选出。Realm Ticket NFT则是可交易的ERC-1155代币，通过持有Animoca生态代币/NFT或成为社区贡献者的方式获得。每张Realm Ticket NFT都将被计为一次单独的Mocalist注册，获胜者将被添加到Mocalist并有权获得一次免费铸造和一次可选的付费铸造。[2023/1/4 9:51:53]

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。

Localbitcoins 用户承认经营未经许可的加密业务或将面临5年监禁:金色财经报道，美国司法部 (DOJ) 对使用 Localbitcoins 和 Paxful 等服务在未经许可的情况下买卖加密货币的交易者采取行动。美国司法部称，来自西雅图市的Hien Ngoc Vo在德克萨斯州休斯顿经营着一家未经许可的加密货币业务。并使用Paxful和Localbitcoins买卖比特币，他通过收取 5-30% 的交易百分比从销售中获利。在交易过程中，Vo没有要求客户提供任何形式的身份证明，也没有要求他们购买加密货币的目的。

美国司法部表示，Vo将面临最高5年的联邦监狱监禁和最高 250,000美元的罚款。[2022/6/5 4:03:44]

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。

Acala基金会向Acala上首个流动性挖矿计划分配100万ACA:2月9日，官方消息，Acala基金会向Acala Kickoff Rewards计划分配100万ACA的流动性挖矿奖励。从UTC时间2月10日凌晨2:00开始，激励计划将应用于Acala Swap上选定的流动性对，并延长六个月，以包括更新的流动性对。激励计划为流动性提供者提供了从LCDOT/DOT、LCDOT/aUSD和ACA/aUSD开始的多个奖励池中获得ACA奖励的机会。Acala Swap是一种基于Acala的AMM风格的无需信任交易所。[2022/2/9 9:40:09]

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。

声音 | Calvin Ayre：BTC会归零唯一的问题是需要多长时间:策略师Bleeding Crypto发推称，从我最近的民意调查来看，到目前为止，919人中有21%的人认为我们将再次看到比特币达到1万美元。我会和River（@riverish333）一起做节目来谈论这种可能性。我很想听听别人的观点。AyreGroup、CoinGeek创始人Calvin Ayre评论称，BTC会归零，唯一的问题是需要多长时间。要么扩容要么死亡，情况就是如此，而BTC不能扩容。[2020/2/23]

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。

声音 | Calvin Ayre：以太坊没有理由存在了:Coingeek创始人Calvin Ayre发推特称，以太坊既没有规模也不安全（经常被黑）。既然BSV拥有开源令牌、智能合约和足够的规模，而且是安全的，那么以太坊就没有理由存在了。同样的道理也适用于两个同样没有效用的假比特币。[2018/12/28]

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。

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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