基于Merkle哈希树结构的区块链第二原像攻击

摘要：

区块链是一种新兴的IT技术,具有去中心化、高效、透明等优势,被广泛认为具有颠覆性的应用前景.而应用场景的广泛性和应用层面的底层性决定了区块链的安全性必须得到保障.Hash函数是保证区块链可用性和安全性的重要基础之一.文章从区块链中的Hash函数角度出发,基于密码分析原理,针对区块链的特有结构和工作流程,利用区块链中Merkle树Hash函数叶子节点的Hash值具有相同地位这一性质,构造一类对已存在区块发起的第二原像攻击.理论分析证明此类第二原像攻击的复杂度低于平凡搜索攻击,在此基础上,描述了基于Hellman原理的攻击实例构造算法.结论表明,Merkle树Hash函数本身的数学结构和区块链交易记录的数据格式是影响区块链安全性的重要因素,今后在设计区块链系统时应当考虑此类因素.

关键词：区块链、Merkle树、第二原像攻击、Hellman时空平衡原理

分类号：TP309(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金重点项目U1509214;国家自然科学基金青年科学基金61702570

在线出版日期：2018-05-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：38-44