閃電網絡安全漏洞技術細節及發現過程_ING:Pantera Fund

日前，開發者RustyRussell首次對外披露了閃電網絡安全漏洞及對應解決方案的技術細節。

以下是技術細節內容：

接受通道的閃電網絡節點必須檢查交易輸出是否確實打開了提議的通道，否則攻擊者可聲稱打開一個通道，然后要么不向對等節點支付，要么不進行全額支付。

一旦交易達到最小深度，其就可從通道中支出資金。只有當受害者試圖關閉通道，以及其擁有的任何承諾或相互成交交易都無效時，他們才會注意到這種惡意行為。

而閃電網絡客戶端并不一定會執行這種檢查操作：

c-lightning:v0.7.1以及更高版本的客戶端正確地做到了這一點，而以前版本的c-lightning客戶端卻沒法辦到。(CVE-2019-12998)

連接對等節點，并用任何交易id聲稱打開一個通道，就可利用這種漏洞。

比特幣閃電網絡通道數量為76,286個:金色財經報道，1ML數據顯示，當前比特幣閃電網絡節點為16,192個，過去30天增加0.65%;通道數量為76,286個，較一個月前增加了0.2%;網絡容量為5,369.07枚BTC，月漲2%。[2023/2/23 12:23:39]

lnd:v0.7.1及更高版本的客戶端解決了這個問題，但以前版本的lnd沒有檢查數量。v0.7.0及更高版本客戶端正確檢查了

scriptpubkey，v0.6.x版本客戶端部分強制執行資助

ScriptPubkey，但v0.6.0之前版本的客戶端則完全沒有進行相關驗證。

對所有以前版本的lnd客戶端，攻擊者都可能通過不正確的數量進行攻擊。在v0.7.0版本，攻擊者必須使用正確的scriptpubkey，這會燒掉funding輸出中的幣。

而對于v0.6.0版本之前的客戶端，攻擊者通過不正確的scriptpubkey都可實現攻擊。在v0.6.x客戶端中，如果在funding交易達到所需的確認數，在任意一個全節點后端上運行txindex=0，且節點處于離線狀態時，此漏洞也可能會被利用。

閃電網絡節點數量已達17595個:金色財經報道，據1ML.com數據，目前，支撐網絡的節點數量達到17595個，相較30天前數據，環比上漲6.52%；通道數量為38971，相較30天前數據，環比上漲3.2%；閃電網絡承載能力目前為1132.47BTC，約合6311.34萬美元。[2021/3/12 18:40:31]

利用錯誤outpoint攻擊neutrino客戶端用戶，需攻擊者將其假outpoint與BIP158篩選程序中的真實outpoint腳本碰撞。用于創建篩選程序的siphash密鑰是從blockhash派生而來的。因此，攻擊者在不提前知道區塊哈希的情況下，是無法直接進行攻擊的。此外，neutrino客戶端節點通常不會監聽或不具備公告地址，這意味著攻擊者必須等至接收到入站連接后才能執行攻擊。

eclair:v0.3.1及以上版本的客戶端正確解決了安全隱患，如果用戶使用了bitcoincore作為后端，則以前版本的eclair客戶端就會有安全隱患。而electrum用戶只檢查腳本，而不會檢查數量。

Blockchair首席開發者質疑閃電網絡能夠擴展比特幣：可鎖定大部分閃電網絡的流動性來破壞閃電網絡:Blockchair首席開發者Nikita Zhavoronkov發布論文《支付通道網絡中的堵塞攻擊》。論文研究表示，可以通過鎖定大部分閃電網絡的流動性來破壞閃電網絡，而花費僅不到0.5個BTC。攻擊者可以用少于0.25 BTC的費用使閃電網絡中的830 BTC流動性癱瘓3天。Zhavoronkov質疑是否相信閃電網絡能夠擴展比特幣。[2021/2/19 17:29:40]

攻擊Electrum客戶端用戶，則要求用戶主動連接到惡意閃電網絡節點，并且攻擊者使用正確的scriptpubkey，這會燒掉funding輸出中的幣。由于Eclair移動端客戶端不會中繼支付，攻擊者在沒有帶外交互的情況下，是無法進行提款操作的。

解決方案

一旦觀察到funding交易，對等節點必須檢查`funding_created`中所述的outpoint是否為`open_channel`中描述金額的funding交易輸出。

閃電網絡通道數量為35913個:金色財經報道，據1ML數據顯示，當前比特幣閃電網絡節點數為11624個，過去30天內增加1.64%；通道數量為35913個，過去30天內下降0.3%；網絡容量達到883.76個BTC，過去30天內增加1%。[2020/3/11]

背景

要打開一個閃電網絡通道，funding對等節點發送帶有提議`funding_satoshis`的`open_channel`。被資助者則用`accept_channel`回復，提供其希望用于這筆funding交易的密鑰。

然后出資人創建這筆funding交易，并發送交易id以及`funding_created`消息中的輸出編號。

```

+-------++-------+

||--(1)---open_channel----->||

||<-(2)--accept_channel-----||

||||

動態 | 加密貨幣支付服務商CoinGate推出比特幣閃電網絡試點計劃:根據Cointelegraph報道，加密貨幣支付服務商CoinGate在其官方博客透露將推出一項針對100名商家的試點計劃，以測試比特幣閃電網絡。參與試點的商家包括電子競技網站、接受加密貨幣的在線商店、服務器、托管服務以及成人娛樂網站。閃電網絡付款已于7月1日開啟。[2018/7/11]

|A|--(3)--funding_created--->|B|

||<-(4)--funding_signed-----||

||||

||--(5)---funding_locked---->||

||<-(6)---funding_locked-----||

+-------++-------+

其中節點A是“出資人”，節點B是“被資助者”

有了這些信息，“被資助者”可在第一筆“承諾交易”上創建簽名，并將其發送到一則

`funding_signed`消息中，以便在出現問題時，資助者可取回他們的資金。這樣，出資人就可以安全地簽署并廣播這筆opening交易。經過一定數量的確認后，通道就開始運作(`funding_locked`)了。

規范清楚地描述了檢查所交換的各種簽名，是否確實允許創建有效承諾交易的要求，并描述了等待確認的要求。

但是，它并不要求接收者實際檢查交易是否是出資人承諾的交易：包括金額和實際的scriptpubkey。

漏洞發現過程

RustyRussell(Blockstream)在為規范本身進行協議測試時發現了這一漏洞。

在編寫測試時，通道開啟者在`funding_created`消息中提供了不正確的`funding_output_index`，Russell意識到C-Lightning客戶端不會拒絕它，因為C-Lightning只檢查`funding_txid`的確認計數，甚至連`funding_output_index`是否存在都不會進行檢查！

而這個要求在規范中是沒有被提到的，因此Rusty立即向其它被廣泛使用的客戶端的作者揭示了這一問題。經過調查后，他們發現的確是存在這樣的問題。

于是，幾個團隊一起做出決定，先在新版本客戶端中悄悄地解決這些問題，然后再經過8周，就可揭示問題本身，接著再過四周后，他們就全面披露漏洞。

值得慶幸的是，這一長期存在的漏洞并沒有被廣泛利用，其確實提供了一個測試整個閃電網絡生態系統通信和升級方法的機會。

漏洞時間表

2019-06-27:RustyRussell發現漏洞，并通知LND和Eclair客戶端作者；2019-06-28:CVE漏洞編號被分配完畢；2019-07-02:lndv0.7.0-beta客戶端發布；2019-07-03:Eclair0.3.1客戶端發布；2019-07-04:c-lightning0.7.1客戶端發布；2019-07-06:RustyRussell等人開始向其他客戶端(rust-lightning,ptarmigan,BLW)作者披露漏洞.2019-07-30:lndv0.7.1-beta客戶端發布；2019-08-17:2019-08-30:對外披露CVE漏洞存在，勸告使用舊版本客戶端的用戶進行升級。2019-09-07:首次發現有人企圖利用這種漏洞；2019-09-27:全面披露CVE漏洞細節；2019-09-27:根據規范要求提交PR；

https://github.com/lightningnetwork/lightning-rfc/blob/v1.0/02-peer-protocol.md#the-funding_created-messagehttps://github.com/lightningnetwork/lightning-rfc/blob/v1.0/03-transactions.md#funding-transaction-outputhttps://github.com/lightningnetwork/lightning-rfc/blob/v1.0/02-peer-protocol.md#the-open_channel-messagehttps://github.com/lightningnetwork/lightning-rfc/blob/v1.0/02-peer-protocol.md#requirements-2https://github.com/lightningnetwork/lightning-rfc/blob/v1.0/02-peer-protocol.md#the-funding_locked-messagehttps://github.com/ElementsProject/lightning-rfc-protocol-test

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