区块链与可信计算：Hyperledger Fabric 的问题、缺陷与一种解决方案
分布式、并行与集群计算
2018-05-23 v1 密码学与安全
摘要
区块链上的智能合约无法保守秘密，因为其数据在网络中的所有节点上复制。为补救这一问题，已有建议将区块链与可信执行环境（TEEs，如 Intel SGX）相结合，以执行需要隐私的应用。不可信的区块链节点无法访问 TEE 内部的数据与计算。本文首先探讨了将 TEEs 与区块链结合所产生的一些缺陷。由于 TEEs 原则上无状态，它们易受回滚攻击，而为维护应用隐私应防止此类攻击。然而，在采用非最终性共识协议（如以太坊等中的工作量证明）的区块链中，合约执行在设计上必须处理回滚。这意味着用于保护区块链执行的 TEEs 不能直接用于此类区块链；该方法仅在共识决策为最终性时有效。其次，本工作为 Hyperledger Fabric（一个著名的企业级区块链应用平台）引入了在 Intel SGX 技术内执行智能合约的架构与原型。我们的系统解决了 Fabric 的执行-排序-验证架构带来的困难，并尽可能防止针对基于 TEE 执行的回滚攻击。为提高安全性，我们的设计将区块链上的每个应用封装于其自身的 enclave 中，使其与宿主系统隔离。评估表明，对于密封拍卖应用，将执行移入 SGX 的开销在 10%–20% 以内。
引用
@article{arxiv.1805.08541,
title = {Blockchain and Trusted Computing: Problems, Pitfalls, and a Solution for Hyperledger Fabric},
author = {Marcus Brandenburger and Christian Cachin and Rüdiger Kapitza and Alessandro Sorniotti},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.08541},
year = {2018}
}