什麼是簽名重播攻擊？

了解簽名重播攻擊的概念

簽名重播攻擊是指攻擊者攔截和惡意重複先前交易中有效的數字簽名的一種加密攻擊。在區塊鍊和加密貨幣系統的背景下，這可能導致以合法用戶意圖的幌子執行未經授權的動作。當交易由用戶的私鑰簽名時，它會生成獨特的簽名，以確認消息或傳輸的真實性和完整性。

在某些情況下，如果系統無法實施適當的保障措施，例如Nonces或時間戳，則攻擊者可以捕獲此簽名並在以後的時間“重播”。這意味著他們可以再次提交相同的簽名交易，可能會引起意想不到的效果，例如重複轉讓或未經授權的合同執行。

核心問題在於缺乏確保每個簽名僅適用於一次使用或在特定時間範圍內有效的機制。

簽名重播攻擊如何工作？

為了更好地了解簽名重播攻擊的運作方式，請考慮以下情況：愛麗絲簽署交易，向鮑勃發送1個ETH。該交易包括她的數字簽名，證明她授權轉移。一旦在以太坊網絡上廣播並確認，此交易將成為不可變的分類帳的一部分。

現在，假設沒有與此交易相關的唯一標識符（如非CE）。攻擊者可以獲取愛麗絲的原始交易數據，包括簽名，並多次重新廣播。如果系統允許的話，愛麗絲可能會在不知不覺中損失比預期的更多資金，因為網絡反復接受相同的簽名。

• 攻擊者從MEMPOOL或其他攔截方法捕獲有效的簽名交易。
• 他們根據目標的目標來修改或保留交易的參數。
• 交易通常沒有發件人的知識將其重新提交到網絡上。
• 如果被接受，交易再次執行，導致潛在的雙支出或重複執行智能合約。

為什麼重播攻擊在區塊鏈系統中危險？

重播攻擊構成了重大風險，因為它們利用了對數字簽名的信任，這是區塊鏈安全的基本支柱之一。由於每個交易必須在密碼上簽名，因此簽名驗證過程中的任何弱點都會破壞整個系統的完整性。

智能合約特別脆弱

當他們僅依靠外部簽名而不納入反複製措施的情況下。例如，使用鏈訂單簽名的分散交流可能允許攻擊者無限期地重複使用訂單，除非執行NONCES或到期時間戳。

此外，在硬叉或網絡升級期間，在一條鏈上有效的交易也可能在另一個鏈上有效。這種跨鏈重播的風險進一步使事情變得複雜，使攻擊者可以同時執行多個鏈的相同交易。

啟用簽名重播的常見漏洞

區塊鏈協議和智能合約中的幾個設計缺陷或監督可以打開簽名重播攻擊的大門：

• 缺乏非CE使用：一個數字是一個數字，以確保每個交易都是唯一的。如果沒有Nonces，可以重複使用簽名。
• 時間戳實現不佳：即使使用時間戳，窗口太大或不正確執行，攻擊者仍然可以在此期間重播交易。
• 不安全的脫鏈簽名：許多Defi平台使用脫鏈簽名進行無氣交易。如果這些域分離或重播保護措施沒有適當的固定，它們將成為容易的目標。
• 未能使用EIP-712或同等標準： EIP-712（例如EIP-712）的結構化數據簽名標准通過確保在其他地方不能濫用域特異性簽名來提供額外的保護層。

這些漏洞強調了強大的加密實踐的重要性，並在部署前對智能合約進行了徹底的審核。

預防簽名重播攻擊的技術

實施有效的對策對於防止簽名重播攻擊至關重要。開發人員和協議設計師應採用最佳實踐，以確保交易唯一性並防止濫用數字簽名。

• 使用nonces：每個事務或消息應包括一個唯一的nonce，該非CE在每次新交互中都會增加，從而阻止重複使用。
• 執行時間戳：為簽名消息設置嚴格的有效性窗口，並拒絕超出預期範圍的窗口。
• 域分離：對不同類型的消息應用不同的域或上下文，以便在另一個上下文中有效的簽名不能在另一個上下文中使用。
• 利用EIP-712：採用結構化數據簽名標準，將簽名綁定到特定的應用程序上下文，從而使重播無效。
• 軌道使用的簽名：維護已經使用的簽名或哈希的註冊表以檢測和阻止重複。

通過整合這些策略，開發人員可以大大減少成功簽名重播攻擊的可能性。

常見問題

簽名重播攻擊與交易重播攻擊之間有什麼區別？

簽名重播攻擊專門針對加密簽名本身，試圖在不同的交易或上下文中重複使用它。另一方面，交易重播攻擊涉及在不同的區塊鍊網絡（例如，在硬叉之後）之間進行整個交易的重新播放，而無需更改簽名。

硬件錢包可以防止簽名重播攻擊嗎？

硬件錢包本身不會阻止簽名重播攻擊。但是，他們可以安全地存儲私鑰並簽署交易，而不會暴露它們。防止重播攻擊的責任在於協議或智能合約邏輯，而不是錢包。

Bitcoin容易受到簽名重播攻擊嗎？

Bitcoin使用基於UTXO的模型，每個輸入引用一個特定的輸出，使簡單的簽名重播無效。但是，在叉子或側chain實施過程中，可能會發生跨鏈的交易重建。這些不是嚴格的簽名重播，而是交易級重播。

所有基於以太坊的應用程序是否同樣容易受到簽名重播攻擊的影響？

不會。那些依靠基本簽名驗證而沒有其他保障措施的人面臨更高的風險。