区块链网络中 DDoS 攻击解析

一，什么是 DDoS 攻击?

分布式拒绝服务(DDoS)攻击试图通过向网站、计算机或在线服务发送海量请求,耗尽其资源,破坏其响应合法请求的能力,从而使其瘫痪。

DDoS攻击通常涉及黑客将恶意软件植入大量联网设备(统称”僵尸网络”),并操纵它们同时向目标系统发送大量请求。这些被感染的设备(单个称为”僵尸”或”机器人”)可能包括手机、电脑、服务器,甚至物联网(IoT)设备。攻击者通常会在用户不知情的情况下,用恶意软件感染这些”僵尸”,直接控制它们发动攻击。

由于DDoS攻击消耗了大量带宽、处理能力和内存,巨量请求流量导致目标系统无法响应正常请求。根据Cloudflare 2024年第一季度DDoS威胁报告,DDoS攻击整体增长了惊人的50%。

二，区块链网络会受到DDoS攻击吗?

理论上,利用DDoS攻击区块链网络是可行的,但相比攻击网站或服务器等中心化系统更加困难。这是因为区块链网络的去中心化特性,天然具备抵御此类攻击的能力。

区块链是一种分布式账本技术,在由多个节点组成的网络中运行。这些节点负责验证交易、打包区块。与传统中心化系统不同,区块链网络中不存在单一控制点。这种去中心化使得攻击者难以对区块链网络发动有效攻击,因为他们需要同时攻陷大量节点。

破坏区块链网络的一种方式是向其中灌输大量垃圾交易,造成网络拥堵,降低交易吞吐量,阻碍正常交易及时验证。这会导致真实用户的交易请求在”交易内存池”中排队等待。交易内存池是区块链节点用于存储待确认交易的缓冲区。

2021年9月,Solana区块链网络遭受DDoS攻击,导致其瘫痪长达17小时,就是一个典型案例。当时,一个名为Grape Protocol的项目在Solana生态中的去中心化交易所Raydium上进行首次代币发行(IDO)。期间,大量机器人以每秒40万笔的速度向网络发送交易,造成严重拥堵。

此外,DDoS攻击的目标还可能是建立在区块链上的去中心化应用(DApp),而非区块链网络本身。加密货币交易所在区块链生态系统中提供至关重要的流动性,因此经常成为DDoS攻击的对象,导致服务暂时中断。

三，DDoS攻击如何影响区块链网络?

DDoS攻击主要通过交易泛滥和破坏智能合约的方式,影响区块链网络的正常运行。其目的是利用垃圾交易堵塞网络,降低网络速度,甚至在极端情况下瘫痪整个网络。

交易泛滥

恶意攻击者会故意向区块链网络发送海量交易,试图扰乱其正常运转。攻击者通常使用自动化脚本或专门软件发起大量交易请求。这些交易表面上看与正常交易无异,实则目的是冲击网络承载力。

攻击者会将产生的垃圾交易广播到网络中的节点。为了就交易的有效性达成共识,网络会将其传播到更多节点进行验证。然而,海量涌入的垃圾交易超出了节点的处理能力。网络中弥漫着拥堵,连真实交易请求也被阻塞在队列中。这种中断可能波及依赖区块链网络的企业、交易所和其他服务。

智能合约攻击

黑客会分析区块链网络中的智能合约,寻找漏洞,并通过DDoS攻击予以利用。他们会向易受攻击的合约发送大量恶意交易,其中包含欺骗性指令或故意触发的高计算量操作,消耗智能合约及底层网络的资源。智能合约代码的执行变得异常繁重,导致交易验证严重延迟。

由于智能合约是区块链的核心组件,这种攻击的影响可能扩散到整个网络,波及其他合约和正常交易,破坏关键功能,导致合法用户无法访问服务。

软件崩溃

区块链的核心软件对可用内存以及区块大小有默认限制,决定了单个区块可容纳的交易数量上限。当交易量陡增至超出软件能力时,可能引发异常,甚至直接崩溃。

此外,不可篡改是区块链交易的根本属性。一笔交易一旦被写入区块,就无法更改。当大量垃圾交易通过DDoS攻击涌入时,这一机制可能适得其反。网络会充斥无效交易,对此毫无办法,只能超负荷运转。

节点故障

节点是区块链网络的支柱,扮演验证者或矿工的角色。它们需要运行在性能足够强大的设备上,才能满足苛刻的计算需求。当节点在DDoS攻击中接收到海量垃圾数据时,可能耗尽内存和算力而崩溃。个别节点的倒下会加重整个网络其余部分的负担。

区块链网络的本质是由节点互联构成的。网络中的每个节点都独立存储区块链账本的副本,并与其他节点共享交易信息。垃圾交易的泛滥会严重冲击节点架构,拖慢网络速度,甚至酿成全网瘫痪。

DDoS攻击对加密货币交易所有何影响?

加密货币交易所在区块链生态系统中扮演着不可或缺的角色,为数字资产提供交易流动性。它们往往也是黑客DDoS攻击的重点目标。

攻击者针对交易所发动DDoS攻击,通常会利用其基础架构中的薄弱环节(如未打安全补丁的旧版本系统),破坏运营,实施勒索,或企图操纵市场。据Cloudflare称,针对加密货币交易所的DDoS攻击主要来自三类方式:简单服务发现协议(SSDP)放大攻击、网络时间协议(NTP)放大攻击和应用层攻击。

SSDP放大攻击利用通用即插即用(UPnP)网络协议的反射机制,通过伪造受害者IP地址,诱导大量设备向其发送响应数据,从而实现流量放大。NTP放大攻击则利用网络时间协议的请求/响应机制,攻击者向多个NTP服务器发送少量特制请求,诱发大量响应数据涌向目标系统。应用层攻击则是直接在开放系统互连(OSI)模型的最高层发起攻击,在HTTP层模拟正常用户请求,快速耗尽服务器资源。

四，如何防范区块链网络受到DDoS攻击?

要保护区块链网络免受DDoS攻击,需要在节点层面和网络层面采取相应的安全措施。定期开展安全审计,及时修复发现的漏洞。部署冗余基础设施并开展压力测试,可以提高系统在遭受攻击时的可靠性。

节点安全

区块链节点的设备应具备充足的存储容量、计算能力和网络带宽,增强抵御DDoS攻击的能力。引入强认证机制和严格的访问控制,可以加强对节点的保护。部署验证码(CAPTCHA)机制可以区分人类用户和机器人,避免机器人大规模接入。此外,负载均衡可以分散流量压力,缓解针对单个节点的攻击。

网络防护

要全面保障区块链网络免受DDoS攻击,在网络层面部署完善的防御机制至关重要。防火墙和入侵检测/防御系统(IDS/IPS)可以发现和阻断DDoS攻击流量。内容分发网络(CDN)则可以分散和吸收攻击流量,避免直接冲击节点。

安全审计

对区块链系统进行全面的安全审计可以发现潜在漏洞。审计内容应覆盖智能合约代码、数据结构完整性、共识算法可靠性等方方面面。共识机制应具备足够容错能力,以抵御恶意节点的攻击。定期更新区块链软件,修复已知漏洞,对防范攻击、提升安全性十分必要。

压力测试

通过对区块链网络进行压力测试,模拟大规模交易、海量请求等异常场景,评估其应对DDoS攻击的能力。压测有助于及早发现薄弱环节,完善网络架构,升级防御措施。

冗余备份

关键的区块链基础设施和DApp应采用冗余架构,配备灾备服务器,确保在遭受攻击时仍能维持运转。在多个地理位置部署节点,可以避免因局部遭受DDoS攻击而影响全网。