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以太坊是如何解决日蚀攻击(eclipse attack)的?

2019年09月06日 20:06 区块链兄弟

什么是日蚀攻击

首先简单介绍一下日蚀攻击

以太坊的节点发现机制基于Kademlia,但其目的却不同,Kademlia旨在成为在分布式对等网络中存储和查找内容的手段,而以太坊仅用于发现新的节点。由于以太坊的节点是由其公钥表示的,并且不受IP限制,因此在一个机器上可以同时存在很多节点。攻击者在很少的服务器上制作出很多的节点,并积极的ping受害者的服务器。通过Kademlia协议,攻击者的节点信息将存储并填充在受害者节点列表中。下一步就是让受害者重启机器,手段包括断电、ddos攻击等等。重启后,攻击者再不停的ping被害者的节点以建立tcp连接,一旦被害者所有的tcp连接都是攻击者制造的,那么就达到了把被害者与正常的网络隔离的目的,当然最大的目的应该还是为了双花。有一篇论文是专门介绍日蚀攻击的,大家可以找来看看。

网上有很多关于日蚀攻击的详细介绍,在这里不做赘述。

以太坊是如何防止日蚀攻击的

在刚才提到的论文中,提到了以太坊的geth1.8.0解决了日蚀攻击,于是作者拿1.8.0和1.7.3做对比,理清了以太坊解决这个问题的做法。

直接看代码。

以太坊启动时加载p2p网络的流程如下,

cmd/geth/main.go init方法-> geth -> startNode() -> utils.StartNode() -> stack.Start() -> running.Start()

这个running.Start()调用的即是p2p/server.go中的Start()方法,看看这个方法做了什么:

// Start starts running the server.// Servers can not be re-used after stopping.func (srv *Server) Start() (err error) { ......   srv.loopWG.Add(1)   go srv.run(dialer)   srv.running = true   return nil}

这篇文章主要关注解决日蚀攻击相关代码,其他的不做介绍。

上面的go srv.run(dialer)连接池管理协程,负责维护TCP连接的列表,监听各种信号,处理peer的增删改

func (srv *Server) run(dialstate dialer) {   ...running:   for {      scheduleTasks()      select {     ...      case c := <-srv.posthandshake: a="" connection="" has="" passed="" the="" encryption="" handshake="" so="" the="" remote="" identity="" is="" known="" (but="" hasn't="" been="" verified="" yet).="" if="" trusted[c.id]="" {="" ensure="" that="" the="" trusted="" flag="" is="" set="" before="" checking="" against="" maxpeers.="" c.flags="" |="trustedConn" }="" todo:="" track="" in-progress="" inbound="" node="" ids="" (pre-peer)="" to="" avoid="" dialing="" them.="" select="" {="" case="" c.cont=""><- case=""><-srv.quit: break="" running="" }="" case="" c="" :=""><-srv.addpeer: at="" this="" point="" the="" connection="" is="" past="" the="" protocol="" handshake.="" its="" capabilities="" are="" known="" and="" the="" remote="" identity="" is="" verified.="" if="" err="=" nil="" {="" the="" handshakes="" are="" done="" and="" it="" passed="" all="" checks.="" p="" :="newPeer(c," srv.protocols)="" if="" message="" events="" are="" enabled,="" pass="" the="" peerfeed="" to="" the="" peer="" if="" srv.enablemsgevents="" {="" p.events="&srv.peerFeed" }="" name="" :="truncateName(c.name)" srv.log.debug("adding="" p2p="" peer",="" "name",="" name,="" "addr",="" c.fd.remoteaddr(),="" "peers",="" len(peers)="" 1)="" go="" srv.runpeer(p)="" peers[c.id]="p" if="" p.inbound()="" {="" }="" }="" ...="" case="" pd="" :=""><-srv.delpeer: a="" peer="" disconnected.="" d="" :="common.PrettyDuration(mclock.Now()" -="" pd.created)="" pd.log.debug("removing="" p2p="" peer",="" "duration",="" d,="" "peers",="" len(peers)-1,="" "req",="" pd.requested,="" "err",="" pd.err)="" delete(peers,="" pd.id())="" if="" pd.inbound()="" {="" }="" }="" }="">

注意加粗的代码,有一个针对inboundCount的操作,当有posthandshake、addpeer消息的时候,会先去check,如果add或del了一个peer,则有对应的inboundCount 或者inboundCount--。看看到底check了什么:

protoHandshakeChecks最终也是调用encHandshakeChecks:

func (srv *Server) encHandshakeChecks(peers map[discover.NodeID]*Peer, inboundCount int, c *conn) error {   switch {   case !c.is(trustedConn|staticDialedConn) && len(peers) >= srv.MaxPeers:      return DiscTooManyPeers   case peers[c.id] != nil:      return DiscAlreadyConnected   case c.id == srv.Self().ID:      return DiscSelf   default:      return nil   }}

inboundConn表示连接类型为主动连接过来。

看加粗的这段逻辑:如果该连接是信任的,且是主动连接过来的,且主动连接过来的节点数量大于srv.maxInboundConns()时,则拒绝此连接。

可以看出来,以太坊是通过限制主动连接过来的数量来阻止日蚀攻击的。我们顺便看下这个数量是多少:

func (srv *Server) maxInboundConns() int {   return srv.MaxPeers - srv.maxDialedConns()}func (srv *Server) maxDialedConns() int {   if srv.NoDiscovery || srv.NoDial {      return 0   }   r := srv.DialRatio   if r == 0 {      r = defaultDialRatio   }   return srv.MaxPeers / r}

MaxPeers默认是25,defaultDialRatio表示能够接受主动连接的比例,默认是3,所以最多允许传入的tcp连接数量就是25/3 = 8个

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