DevSecOps在区块链、去中心化协议和应用中的重要性

F5生态系统 | 2022年10月26日

安全一直是信息技术中至关重要的方面之一。如今，许多组织及其开发人员在构建应用时都会秉持安全优先的理念。这些原则和实践通常统称为“DevSecOps”，涵盖应用安全的整体文化和方法。DevSecOps代表开发、安全和运维，旨在将安全优先的理念融入信息技术和基础设施的各个方面。

区块链是信息技术领域近年来涌现且备受关注的方向之一。围绕区块链，已形成由去中心化协议和应用组成的庞大生态系统，旨在推动互联网迈向许多人所称的Web3。

什么是Web3？去中心化应用究竟是什么？

Web3一词涵盖多种概念，主要关注应用架构和用户体验的各个方面：

去中心化
开放性
不可变性
可编程性
透明度

这些核心概念旨在利用公钥密码学，让用户重新掌控自己的身份，并通过各种区块链机制和协议推动点对点经济模式的普及。许多区块链及其相关协议可以处理高级交易，并使用在隔离虚拟化环境中执行的智能合约来管理状态。

随后，这些状态会通过一种称为共识算法的机制，在网络中的所有节点之间同步。该机制使用户或节点能够在分布式环境中协调，从而确保即使部分参与方发生故障，系统中的所有节点仍能就唯一可信的信息源达成一致。此外，许多区块链通过保持协议开放且无需许可，实现抗审查运行。

整体格局如何？

基于区块链的架构存在额外风险，因为网络的基础通常由基于数字代币的加密货币提供支持，而这种加密货币通常具有货币价值。这些代币由地址持有，通常存储在外部拥有账户中或智能合约内。此外，由于使用公钥加密技术也会使信任分布在网络中，因此网络上的每个地址都容易受到攻击。

每个账户的余额都通过所谓的公共账本分布在整个网络中，任何人都可以查看，这为黑客针对特定用户或合约实施攻击提供了可乘之机。因此，隐私和匿名性对区块链尤为重要。管理这些账户的人员往往会成为攻击目标，也可能利用职务之便从事非法活动，相关威胁包括：

社会工程学
信任关系或密钥管理不善
侵占和欺诈
诈骗

此外，各类区块链技术、协议和去中心化应用的技术覆盖范围已经十分广泛，并且仍在快速扩大。因此，必须考虑这一快速发展生态系统带来的安全影响。任何以去中心化为核心理念构建的系统都会扩大攻击面，因而产生更多攻击点，需要对其进行仔细分析和保护。

在审核去中心化应用和技术基础设施的安全性时，以下几个方面值得考虑：

第1层区块链（Bitcoin和Ethereum）
第 2 层区块链（侧链和 Rollup）
智能合约
编译器
软件钱包
硬件钱包
区块链客户端（矿工和验证者）
托管型交易所（中心化）
DeFi交易所（去中心化）
提供商
市场（NFT）

智能合约中的常见攻击途径

在应用开发生命周期中谈到DevSecOps时，通常指的是安全驱动开发，这也常被称为“安全左移”。这是DevSecOps文化中非常重要的一环，因为它要求开发人员从一开始就将安全视为代码的一部分。基于区块链的智能合约可以存储价值并发挥类似银行的作用，因此其中的代码尤其容易受到攻击，编写时应严格考虑安全性。

业内已发生多起针对智能合约漏洞的黑客攻击，通常以利用代码缺陷为主要手段。去年发生了历史上规模较大的黑客攻击事件之一。跨链协议Poly Network报告称，攻击者入侵了一个智能合约，将多种资产转移至其控制的外部钱包地址，转移金额折合6.1亿美元。

智能合约开发存在许多漏洞，较为常见的攻击包括：

下溢和上溢：通常发生在算术运算导致无符号整数达到其最大字节容量时，此时数值会“回绕”，并可能导致应用程序的业务逻辑出现意外行为。
合约重入：攻击者通过反复重新进入合约来利用漏洞，通常会提取超出允许额度的资金。
交易抢跑：指利用技术或市场优势，提前获知即将发生的交易。
密钥管理不当。
访问控制实施不当。

如何才能营造更公平的竞争环境？

构建安全优先的文化。对于希望构建注重安全的文化的组织而言，DevSecOps理念是一个很好的起点。
开展审计。审计可从全新视角审视应用逻辑和运营流程，帮助发现代码中的漏洞，并增强应用用户的信任。MythX和Slither是审计Ethereum智能合约的实用工具。
提供漏洞赏金并开展众包渗透测试。众包安全是一种经过验证的方法，有助于增强整体安全防护能力。通过让公司参与漏洞赏金计划，并对应用和基础设施开展渗透测试，可以更早发现并应对漏洞和黑客攻击。
采用开源策略。对于区块链这类技术而言，应用的透明度至关重要，因为参与者可以根据代码验证和审计结果决定是否加入。此外，将部分组件开源有助于提高项目在社区环境中的问责性。
为管理操作实施多重签名。 对智能合约采用多重签名架构，以执行所有权转移、资金转移及其他关键管理操作，可为应用程序增加一层安全保障。