影响 0.21.0 以前版本 Bitcoin Core 软件的漏洞披露

作者:Optech

来源:https://bitcoinops.org/zh/newsletters/2024/07/05/

本文来自 Bitcoin Optech Newsletter #310 的新闻部分。译本由 “Optech 中文翻译小组(BitcoinOptechCN)” 提供。

原文总结了最近披露的影响 0.21.0 以前版本的 Bitcoin Core 软件的安全漏洞。为方便读者判定自己正在使用的软件版本的安全性,按照修复的时间倒序重新排列了漏洞的叙述。使用越新版本的用户需要严肃阅读的部分越少越靠前。

我们深知,软分叉哲学是比特币开发哲学的核心部分,它赋予了用户选择自己喜爱的共识规则的自由,因此,旧版本软件的安全性是所有人都应该捍卫的东西,如果没有它,软分叉哲学及其相应的自由就是一种空谈。但是,软件也像别的产品一样,有设计的使用周期,指望一款软件产品可以得到永续的安全维护是不现实的。因此,最终来说,全节点的运营者必须承担起判断的责任:在使用一款软件之前,评估其安全性,并随着信息的披露,更新自己的评估。

影响 0.21.0 以前版本 Bitcoin Core 的漏洞披露:Antoine Poinsot 在 Bitcoin-Dev 邮件组中贴出了一个链接,公布了 10 个影响已经退役接近两年的 Bitcoin Core 软件版本的漏洞。我们将披露总结如下:

  • 源自过量时间调整的网络分裂:旧版本的 Bitcoin Core 允许自身的时钟被它连接到的前 200 个对等节点所报告的时间扭曲。这些代码本意是允许不超过 70 分钟的扭曲。所有版本的 Bitcoin Core 软件都会暂时无视带有超过本地时间 2 个小时以上的时间戳的区块。两个 bug 的组合,让攻击者可以让受害者的时钟倒拨两个小时以上,使之忽略掉带有准确时间戳的区块。该漏洞由开发者 practicalswift 尽责披露,并在 Bitcoin Core 0.21.0 中得到了修复。

  • 审查未确认的交易:对等节点一般会通过交易的 txid 或 wtxid 来宣布新交易。在节点第一次看到一个 txid 或者 wtxid 时,它会从第一个宣布这笔交易的对等节点处请求完整的交易。在等待这个对等节点回复的时间里,节点也会跟踪其它宣布了相同 txid 或 wtxid 的对等节点。如果第一个对等节点不回复、直至超时,节点会从第二个节点处请求完整交易(如果再次超时,则转向第三个节点,以此类推)。

    在 Bitcoin Core 0.21.0 之前,节点最多只会跟踪 50000 个请求。所以,第一个对等节点在宣布一个 txid 之后,可以推迟回复节点对完整交易的请求,等待该节点的其它对等节点都宣布该笔交易,然后发送 50000 条关于其它 txid 的宣布(可以都是假的 txid)。如此一来,当节点对第一个对等节点的完整交易请求超时后,它将不会再向其它任何对等节点请求完整交易。攻击者(第一个对等节点)可以无限重复这种攻击,从而永久阻止节点受到这比交易。请注意,这种对未确认交易的审查可以阻止交易迅速得到确认,这可能导致合约式协议(比如闪电通道)中的资金损失。John Newbery 引用了来自 Amiti Uttarwar 的共同发现,负责地披露了这个漏洞。修复措施在 Bitcoin Core 0.21.0 中放出。

  • 无限大小的禁止连接列表所带来的 CPU/内存 DoS:Bitcoin Core PR #15617(首次包含在 0.19.0 中)添加了代码,使得在收到一条 P2P getaddr 消息时,检查被本地禁止连接的 IP 地址,最高可达 2500 次。节点的禁止连接列表的长度时不受限制的,如果一个攻击者控制了大量的 IP 地址(例如,易于获得的 IPv6 地址),这份列表会膨胀成巨大的规模。当这个列表变得很长的时候,每一次 getaddr 请求都可能消耗超量的 CPU 和内存,可能让节点不可用甚至崩溃。这个漏洞被编号为 CVE-2020-14198,在 Bitcoin Core 0.20.1 中得到了修复。

  • 尝试解析 BIP72 URI 而导致的内存崩溃:0.20.0 以前的 Bitcoin Core 支持延伸了 BIP21 bitcoin: URI 的 BIP70 支付协议、使用由 BIP72 定义的参与 r 来引用一个 HTTP(S) URL。Bitcoin Core 会尝试从这个 URL 上下载文件,并存储在内存中等待解析,但是,如果这个文件大于可用的内存,Bitcoin Core 最终就会终止。当尝试下载在后台发生时,用户可能会走开,因此没有注意到节点的崩溃、也没有重启关键的服务。这个漏洞由 Michael Ford 尽责披露,并由 Bitcoin Core 0.20.0 通过移除 BIP70 支持的方式修复(见周报 周报 #70)。

  • 来自大体积 inv 消息的内存 DoS :一条 P2P inv 消息可以包含一个高达 50000 个区块头哈希值的列表。在 0.20.0 版本以前,新式 Bitcoin Core 节点会为自己不理解的每一个哈希值回复一条单独的 P2P getheaders 消息,而这样的消息的体积将是约 1 kB。这导致节点会在内存中存储大约 50 MB 的消息,等待对等节点接收它们。每一个对等节点都可以这样做(而对等节点的数量默认可达大约 130 个),这就会在节点的常规内存要求之上额外使用超过 6.5 GB 的内存 —— 足以让许多节点崩溃。崩溃的节点可能无法处理为合约式协议的用户处理时间敏感的交易,可能导致用户损失资金。John Newbery 负责地披露了这个漏洞,并提供了一种修复措施:仅用一条 getheaders 消息来回复一条 inv 消息,无论后者包含了多少哈希值;此修复进入了 Bitcoin Core 0.20.0。

  • 通过格式错乱的请求浪费 CPU 的 DoS:在 Bitcoin Core 0.20.0 以前,攻击者或出故障的对等节点可以发送一种格式错乱的 P2P getdata 消息,导致处理消息的线程消耗 100% 的 CPU。(攻击发生后)在连接持续时间内,节点将不再能从攻击者处接收消息,虽然还能从诚实对等节点处收取消息。对于拥有少数 CPU 核心的节点来说,这可能只会造成一些小问题;在别处就会变成一种麻烦。John Newbery 负责地披露了这个漏洞并提供了一种修复措施;该措施进入了 Bitcoin Core 0.20.0。

  • 因处理孤儿交易而产生的 CPU DoS 以及节点卡顿:Bitcoin Core 节点会跟踪 “孤儿交易” 的一个不超过 100 笔交易的缓存,对于这些交易,节点在交易池和 UTXO 集中还没有必要的父交易信息。在验证完一笔新交易之后,节点会检查孤儿交易中是否有某一个变得可以处理。在 Bitcoin Core 0.18.0 之前,每次检查孤儿交易缓存的时候,节点都会尝试使用最新的交易池和 UTXO 状态、验证每一笔孤儿交易。如果这 100 笔缓存的孤儿交易都被构造成需要大量的 CPU 来验证,节点可能会浪费超量的 CPU,可能因此无法处理新区块和新交易长达数小时。这种攻击基本上时免费的:孤儿交易时可以免费创建的,因为它们可以引用根本不存在的父交易。一个停滞的节点将无法生成区块模板,因此这种攻击可能会被用来阻止一个矿工获得收益,而且可以用来阻止交易得到确认、可能会导致合约式协议(例如闪电通道)的用户失去资金。开发者 sec.eine 尽责披露了这个漏洞;该漏洞在 Bitcoin Core 0.18.0 中修复了。

  • 使用低难度区块头的内存 DoS:自 Bitcoin Core 0.10 以来,节点会请求其每一个对等节点来发它们所知的 最佳区块链(累积最多工作量证明的有效区块链)的区块头。这种方法的一个已知问题是,一个恶意的对等节点可以用大量低难度(例如,难度 1)的假冒区块头来轰炸节点,这样的区块头用先进的 ASIC 挖矿设备是很容易创建的。Bitcoin Core 最初的解决方法是仅接受与代码内硬编码的 检查点 相匹配的区块链上的区块头。最后一个检查点,虽然来自 2014 年,但以现在的标准来说也具有一个相对高的难度,所以它会要求大量地做功来创建假冒的区块头。但是,Bitcoin Core 0.12 加入的一项代码变更开始允许节点接受低难度的区块头进入内存,潜在地让攻击者可以用假冒区块头填满内存。这可以会导致节点宕机,并进一步导致合约式协议(比如闪电通道)的用户损失资金。Cory Fields 负责地披露了这个漏洞;该漏洞在 0.15.0 中修复。

  • 因 miniupnpc 而出现的远程代码执行漏洞:在 Bitcoin Core 0.11.1(发布于 2015 年 10 月)以前的版本中,节点会默认启用 UPnP 以允许通过 NAT 的入站连接。这是使用 miniupnpc 库 来实现的,而后者已被 Aleksandar Nikolic 发现具有多个可被远程攻击的漏洞(CVE-2015-6031)。这些流动在上游库中修复了,修复也进入了 Bitcoin Core,并且开发者们采取了一项更新:默认禁用 UPnP。在研究这个 bug 的过程中,Bitcoin 开发者 Wladimir J. Van Der Laan 发现了同一库中的另一个远程代码执行漏洞。该漏洞已得到尽责披露,并已在上游库中修复,也进入到了 Bitcoin Core 0.12 中(发行于 2016 年 2 月)。

  • 来自多个对等节点的大体积消息可造成节点崩溃:在 Bitcoin Core 0.10.1 之前,节点对 P2P 消息的体积要求是不能超过(约)32 MB。并且,一直以来(直到现在),节点默认允许高达 130 个连接。如果每个对等节点都在几乎同一时间发送最大体积的消息,这会让节点需要在其它内存要求之上额外划出 4 GB 的内存空间,已经超过了许多节点能够提供的大小。这个漏洞是由 BitcoinTalk.org 论坛的用户 Evil-Knievel 尽责披露的,获得了编号 CVE-2015-3641,并且在 Bitcoin Core 0.10.1 中修复了,修复方法是将消息的体积限制在 2 MB 之下(后续又为了隔离见证升级而提高到约 4 MB)。

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