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區塊鏈:一文探討如何在智能合約里實現鏈上數據的讀取權限?_BOB

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Time:1900/1/1 0:00:00

來源|FISCOBCOS開源社區責編|Carol

經常有人問到一個問題:“怎么在合約里實現鏈上數據的讀取權限?”這樣的需求背后,是開發者想把一些數據上鏈,讓智能合約管理和運算,以達成業務上的共識,但又不希望數據公開可見,避免鏈上其他未授權參與者讀取,導致信息泄露。最直觀的實現思路,就是在合約代碼里寫一段過濾邏輯,判斷調用者滿足某些條件才允許返回數據,否則拒絕。我們設定一個案例:有一個積分聯盟鏈,鏈上參與者有Alice、Bob、Carl、Dave等多方以及他們的家人,每個人的積分余額希望設定只有自己和家人可見,其他參與者不可見。客戶端通過區塊鏈的應用級接口,發送請求到某個節點,調用智能合約的get方法查Bob的積分,智能合約寫了權限控制邏輯,拒絕越權訪問。因為智能合約在每個節點上的運行邏輯是一致的,因此無論請求發往哪個節點,結果都一樣。這看起來貌似沒啥問題,但實際是否也是如此?這里先說結論:這是個“治標不治本”的做法,并不能確保數據不泄露。現在開始我們要用“多中心、去信任”的思維重新去審視這個案例。我們先分析下:鏈上數據是怎么存儲?在什么情況下會被泄露呢?區塊鏈網絡節點分布在不同參與者的環境里,出于區塊鏈的數據一致性特性,每個節點都持有一份完整的數據副本。無論這個數據庫是LevelDB/RocksDB這樣的文件型數據庫,還是Mysql這樣的關系型數據庫,數據都會落到每個節點的數據庫實例里。也就是說Bob的積分余額,在所有的節點硬盤上都存了一份,在MySQL數據庫工具里看,大概這個樣子:如果鏈上存在某個有點兒區塊鏈技術經驗的參與者,暗戳戳地懷揣“惡意”,交易會打包進區塊,最終也寫入節點數據庫里。對區塊和交易數據的查詢一般不會用合約邏輯實現,于是,僅僅在合約里寫過濾邏輯并無法防止這些數據的讀取。拜占庭玩家可以在本地數據庫里遍歷區塊數據,獲取交易歷史明細,從頭到尾回放交易流水,得知現在Bob的余額是300。從整個技術棧來看,拜占庭玩家用工具訪問本地數據、遍歷區塊和交易都算是小意思了,他甚至可以修改區塊鏈系統代碼,從區塊鏈網絡接口、程序內存、智能合約引擎等層面切入,從協議包、區塊、交易流水、合約上下文、狀態數據等環節嗅探和攔截到明文數據,即使數據落盤是加密的,密鑰也在節點持有人手里,他照樣能解開。所以,從區塊鏈底層代碼入手去控制讀數據的權限,同樣也是不管用的,畢竟開源的代碼,誰都可以改,俗話說:“壞人會武術,誰都擋不住”,而懂技術的“壞人”更是無所不能、防不勝防。總之,區塊鏈強調“分享”和“一致性”,只要明文數據在鏈上廣播,別人就有無數種方法去獲取。無論是在合約層還是底層代碼,幾乎所有的讀控制邏輯都像窗戶紙一捅就破,像馬其諾防線一樣形同虛設。看到這里,有人可能會問:讀數據如此不設防,那區塊鏈上的“寫”權限還有意義嗎?回答是:有的。回到積分這個例子,我們設定Alice是積分管理員,她才能發起轉移積分的交易,然后Bob也只接受Alice給自己的積分。轉移積分的交易需要經過全網共識,所有共識節點會檢查合約里寫的規則,不符合就拒絕簽名,越權交易無法得到共識,則數據不會被修改。這時即使有少量的拜占庭節點,無論在本地節點怎么折騰,也篡改不了全網數據。“寫”交易追求共識,所以客戶端發交易時,要打上數字簽名,區塊鏈系統驗證簽名,確認是哪個外部賬戶發過來的交易,可以進行嚴格地校驗和準確地追溯。“讀”操作更強調共享,讀數據的操作其實并不經過共識流程,在自己的節點翻翻數據就行了。通常區塊鏈系統在讀接口并不用嚴格填寫發送者,也無需打上數字簽名,所以,在合約的讀方法里判斷外部賬戶,其實是無效的。綜合以上種種分析,可以得出結論:在鏈上實現讀控制并不是簡單的事情。如果對讀控制邏輯考慮不足,那么效果將是:你在自己的節點上讀一下數據來測試驗證,表象看起來OK,你以為歲月靜好,卻不知道在一個拜占庭玩家那里,數據已經被翻得底朝天了。考慮到多方協作中的去信任化,追求數據共享、公開、透明的取向,一般來說,如果是關鍵的、不能泄露的敏感數據,一定要慎重上鏈,能上鏈的,一定是大家說好可以分享的“最大公約數”。事實上很多區塊鏈系統里的交易和余額等狀態都是全網可見的,所謂的匿名性或隱私性,只是用公私鑰和地址體系代替了明文賬戶,這個級別的“匿名”,在業務模型復雜且強調全面隱私的金融、政務等領域并不適用。那么我們還有什么方法,在兼顧共享、透明、開放的同時,適當地控制數據可見性呢?第一個思路是與鏈外治理結合,約定責權利邊界。我在合約、接口層面做好權限設計和實現,保證在我的業務系統里不泄露數據,我的區塊鏈應用層、展示界面、報表、日志、數據庫等環節都不會被越權訪問,消除我內部操作風險。至于別人的節點,我管不著,那是他們的責任,誰泄露濫用數據,就重罰誰。這種邏輯其實有點“各掃門前雪”的意思,在這種模式下,我的敏感數據還是不能上鏈給到別人。第二個思路是引入密碼學。這里舉幾個例子。非對稱加密:上鏈的數據用接受方的公鑰加密,則只有接收方才能用自己的私鑰解開。密碼信封:上鏈數據采用某個口令加密,口令通過鏈外信道給到接收方,只有知道口令的接收方才能解密。屬性加密:數據采用屬性加密算法進行加密,符合指定屬性的才能解密。這些方案的考量在于運算、傳輸、存儲的開銷都會大一點,另外加密的數據不支持明文運算,難以實現復雜的業務合約邏輯。還要注意的是,即使加了密,本質上數據的全部信息還是都上鏈了,隨著時間推移,計算能力和算法的進化,存在被暴力破解的可能性,或者因為密鑰泄露/太簡單被猜到,鏈上的數據又無法撤回,就有被昭告天下的風險。第三個思路是僅摘要上鏈,數據明文根本就不上鏈。其實,區塊鏈的作用并不一定是全面掌握數據和執行復雜的業務規則,而是憑借多方見證的公信力,驗證數據的準確性、完整性,并起到存證和追溯的作用,事實上現階段很多區塊鏈系統主要是這么個邏輯,客觀上已經能起到信任的錨點作用。如果需要明文數據,再通過摘要里的尋址信息去鏈外系統獲取數據,在這個環節上做精細的權限控制,并和鏈上摘要進行互驗。但,數據不上鏈還是有點不甘心呀,區塊鏈這么創新的理念,智能合約這么強大的功能,怎么充分發揮呢?這就要講到隱私計算了,包括但不限于零知識證明、同態加密、安全多方計算、聯邦學習等一系列重武器,可以做到隱秘數據、身份的同時,對加密數據進行加減乘除運算、邏輯運算、排序、統計分析,更進一步還可以做到“前臺匿名,后臺可審計”的效果,以符合監管合規要求。這就是在區塊鏈上實現“可用不可見”的最終奧義。限于篇幅,這里不展開隱私計算的細節,可以參考WeDPR隱私保護相關的開源場景方案,尤其是其中的幾個場景,如VCL區塊鏈可驗證密文賬本,可以用于解決前面提到的積分案例里的一些隱私問題。WeDPR隱私保護相關開源場景方案:https://fintech.webank.com/wedpr/VCL區塊鏈可驗證密文賬本:https://sandbox.webank.com/wedpr/confidentialpayment/#/start結語

Uranium Finance黑客地址已將670枚ETH轉移到Tornado Cash:金色財經報道,據PeckShieldAlert監測,Uranium Finance黑客地址已將670枚ETH(約123萬美元)轉移到Tornado Cash。[2023/6/30 22:09:54]

本來只是想聊聊“怎么寫合約讀權限”這樣一個小問題,結果變成了長篇。其實面對區塊鏈編程和開發時,真的不能像寫單機或集群軟件那樣考慮問題,而要充分考量多方參與、去信任環境下的協作關系,在共享、透明、可追溯的基本哲學之上,關注隱私保護訴求,掂量數據的重要性和敏感性,再深入到技術棧,考慮各種算法的功效和成本、綜合現在和未來的風險和收益以選擇合適策略,這樣才能全面保護數據和隱私,安全地發展業務,維護自身和用戶權益。

Lookonchain:某聰明錢地址買入11萬億枚LADYS獲利143萬美元:金色財經報道,Lookonchain監測數據顯示,0x770c開頭的聰明錢地址在馬斯克發推之前,花費10.45枚ETH(19,569美元)以0.000000001775美元購買11T 枚LADYS,并以0.00000009689美元價格賣出3T(29.3萬美元) 枚LADYS獲得159.65 枚ETH。該地址目前仍持有8T(116萬美元) 枚LADYS,利潤為143萬美元,收益是73倍。[2023/5/11 14:57:22]

馬斯克:美聯儲數據滯后太多,溫和的衰退已經來臨:金色財經報道,馬斯克在社交媒體上表示,美聯儲的數據滯后太多,溫和的衰退已經來臨。這不僅僅是煤礦里的金絲雀(硅谷銀行)死了,一個最堅定的礦工(瑞士信貸)也死了,會有更多的銀行陷入困境,進一步加息將引發嚴重的經濟衰退。[2023/5/1 14:36:27]

APT24小時漲幅超21%,現報價15.53美元:1月25日消息,行情數據顯示,APT(Aptos)24小時漲幅達21.33%,現報價15.53美元。[2023/1/25 11:30:00]

以太坊聯創 Taylor Gerring 地址短時轉出2000枚ETH:金色財經報道,據歐科云鏈OKLink多鏈瀏覽器數據顯示,以太坊聯合創始人Taylor Gerring的以太坊地址tgerring.eth于今日11:58:14轉出2000枚eth至開頭為0xe940的地址。此外9月6日,該地址曾以32枚/筆,將8000枚ETH質押至以太坊共識層合約地址。

此前消息,Taylor Gerring以太坊地址tgerring.eth曾于9月5日08:06:24收到約1萬枚ETH。[2022/9/15 6:57:41]

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