探索 Web3 錢包安全問題：以太坊社區需要什么樣的恢復系統？_以太坊

原文標題：《DAOrayaki｜以太坊社區需要什么樣的社會恢復系統》

撰文：Vitalik，isthisanart

編譯：Xinyang

讓加密貨幣和區塊鏈應用程序對普通用戶可用的最大挑戰之一是安全性：我們如何防止用戶的資金丟失或被盜？丟失和盜幣是一個嚴重的問題，經常使無辜的區塊鏈用戶損失數千美元，甚至在某些情況下浪費了他們的大部分凈資產。

多年來，人們提出了許多解決方案：紙錢包、硬件錢包和我曾經最喜歡的多重簽名錢包。事實上，它們已經導致了安全方面的顯著改善。然而，這些解決方案都有各種各樣的缺陷——有時提供的防止盜幣和丟失的額外保護遠遠低于實際需要，有時使用起來很麻煩，導致很少被采用，有時兩者兼而有之。2021年初v神提出一個替代方案并在今年5月份的《去中心化社會：尋找Web3靈魂》一文中再次強調：一種更新的智能合約錢包，被稱為「社會恢復錢包」(socialrecoverywallet)。與以前的選擇相比，這些錢包有可能提供高水平的安全性和更好的可用性，當以太坊生態系統大規模遷移到rollup二層方案，可有效解決社會恢復錢包當前面臨的兩大問題：依賴中心化的中繼器，高交易費用。DAOrayaki社區對社會恢復系統系列提案進行梳理并匯總成此文。這篇文章將討論什么是社會恢復錢包、社會恢復系統的替代用例以及用戶反饋。

一、社會恢復錢包

社會恢復系統的工作原理如下：

只有一個「簽名密鑰」可用于批準交易

至少有3名(或更多)「監護人」，其中大多數人可以合作更改帳戶的簽名密鑰。

簽名密鑰具有添加或刪除監護人的功能，但需要經過一段時間之后才可以。

星巴克CEO：星巴克正探索將“星積分”代幣化，預計一年內落地應用:10月29日，在星巴克2021年第四季度收益電話會議上，星巴克總裁兼首席執行官Kevin Johnson表示，通過與PayPal和Bakkt間的支付合作關系，客戶已可將數字貨幣（包括比特幣、以太坊等）轉換為法幣，為星巴克會員卡充值。Kevin同時表示，通過區塊鏈技術，星巴克正在探索將“星積分”代幣化，旨在與其他品牌的獎勵聯動，讓客戶能夠參與跨品牌價值互換，增強數字服務，預計該計劃在一年內落地應用。

此前消息，今年3月，加密貨幣交易平臺Bakkt與星巴克等合作伙伴一起推出數字錢包應用程序。用戶使用該程序可以實現買賣比特幣、給朋友支付比特幣和現金、購買超75個品牌的打折禮品卡和將選擇的忠誠積分轉換成現金等功能。（Seeking Alpha）[2021/10/29 6:20:25]

在所有正常的情況下，用戶可以像普通的錢包一樣簡單地使用他們的社會恢復錢包，用他們的簽名密鑰簽署消息，這樣簽署的每一筆交易都可以通過一次確認快速完成，就像在「傳統」錢包中一樣。

如果用戶丟失了他們的簽名密鑰，這時社會恢復功能就會啟動。用戶只需聯系他們的監護人，讓他們簽署一項特殊的交易，將錢包合同中注冊的簽名公鑰更改為一個新的簽名。這很簡單：他們可以簡單地訪問一個網頁，比如security.loopring。查看恢復請求并對其進行簽名。對每個監護人來說就像交易Uniswap一樣簡單。

有許多可能的選擇供您選擇誰作為監護人。三個最常見的選擇是：

錢包持有人自己擁有的其他設備

朋友和家人

機構會在收到您的電話號碼或電子郵件的確認之后簽署恢復信息，或者在重要的情況下，通過視頻電話親自核實您的身份

監護人很容易添加：你可以簡單地輸入他們的ENS名稱或ETH地址來添加監護人，盡管大多數社會恢復錢包會要求監護人在恢復網頁上簽署交易以同意添加。在任何設計合理的社會恢復錢包中，不需要下載和使用同一個錢包；他們可以簡單地使用他們現有的以太坊錢包，無論它是哪種類型的錢包。考慮到添加監護人的高度便利性，如果您足夠幸運，您的社會圈子已經由以太坊用戶組成，我個人傾向于更高的監護人數以增加安全性。

RBI：大多數國家的央行都正在探索央行數字貨幣:7月2日消息，印度儲備銀行（RBI）援引國際清算銀行 (BIS) 的一項調查稱，大多數國家的央行都正在探索中央銀行數字貨幣（CBDC），一些央行可能會在未來三年內以零售為目的推出CBDC。（economictimes）[2021/7/2 0:22:24]

如果您已經有了一個錢包，那么就不需要監護人不斷努力：您所做的任何恢復操作都將通過您現有的錢包來完成。如果您不認識許多其他活躍的以太坊用戶，那么您相信在技術上有能力的少量監護人是最好的。

為了減少監護人受到攻擊和串通的風險，你的監護人不必公開：事實上，他們不需要知道彼此的身份。這可以通過兩種方式實現。首先，與其將監護人的地址直接存儲在鏈上，還不如將地址列表的哈希存儲在鏈上，錢包所有者只需在恢復時發布完整的列表即可。

其次，可以要求每個監護人確定性地生成一個新的單一用途地址，他們將僅用于特定的恢復；除非實際需要恢復，否則它們不需要使用該地址實際發送任何交易。為了補充這些技術保護，建議選擇來自不同社會圈子的多元化監護人；這些建議結合在一起將使監護人很難同時受到攻擊或串通一氣。

如果您死亡或永久喪失行為能力，那么監護人可以公開宣布自己的身份，這樣他們就可以找到對方，追回您的資金。

社會恢復錢包不是一種背叛，而是「加密價值」的一種表達。

對于使用任何形式的多重簽名、社會恢復或其他形式的建議，一種常見的回應是，這種解決方案可以追溯到「信任人」的想法，也就是對區塊鏈和加密貨幣行業價值的背叛。雖然我理解人們乍看之下會這么想的原因，但我想說的是，這種批評源于對加密技術的基本誤解。

對我來說，加密貨幣的目標從來都不是消除對所有信任的需要。相反，加密的目的是給人們訪問加密和經濟基石，給人們更多的選擇在該信任誰，而且允許人們建立更多的約束形式的信任：賦予某人代表您的權力做一些事情而不給他們權力為所欲為。從這個角度來看，多重簽名和社會恢復是這一原則的完美表達：每個參與者對接受或拒絕交易的能力都有一些影響，但沒有人可以單方面移動資金。這種更為復雜的邏輯允許建立一個遠比由一個人或密鑰單方面控制資金更安全的機制。

廣州印發《粵港澳大灣區建設行動方案》，探索區塊鏈技術在金融機構間的協同應用:9月16日，廣州地方金融監督管理局在官網發布《關于貫徹落實金融支持粵港澳大灣區建設意見的行動方案》，《方案》指出，探索區塊鏈技術在金融機構間的協同應用，鼓勵金融機構共同參與基于區塊鏈技術的應用系統，深入開展行業內業務數據共享機制研究，在滿足用戶數據隱私保護的條件下，將有關數據逐步納入共享范圍并依法使用。（第一財經）[2020/9/16]

人類的輸入應該謹慎使用，而不是完全拋棄，這一基本理念非常強大，因為它與人類大腦的優點和缺點很好地結合在一起。人類的大腦不太適合記住密碼和追蹤紙質錢包，但它是用來追蹤與他人關系的專用芯片。這種影響在非技術性用戶身上表現得更強：他們可能在錢包和密碼上更吃力，但他們同樣擅長「選擇7個不會合伙對付我的人」這樣的社會任務。

如果我們至少能從人類的輸入中提取一些信息，使之成為一種機制，而不使這些輸入變成攻擊和利用的媒介，那么我們就應該弄清楚如何做到這一點。社會恢復是非常強勁的：要讓一個擁有7監護人的錢包收到損害，這7個監護人中的4個將需要以某種方式相互發現并同意竊取資金，而其中的任何一個都不會給所有者帶來小費。當然，這是一個艱巨的挑戰比攻擊純粹由一個人保護的錢包更為重要。

二、社會恢復錢包的替代用例

v神在2021年1月中的文章中通過Argent和Loopring兩個例子簡單介紹了社交恢復錢包的原理及特征。并在2021年7月在ethresear.ch上提出「社會恢復用例的替代機制」。我們本文重點探討：此替代機制。

DarkCrystalWeb3這個詞源自VitalikButerin在2021年發表最初帖子后的提案，它建議使用一種系統，讓恢復合作伙伴無需安裝軟件或保管任何其他數據，前提是有一個個人以太坊錢包。

MagmaCollective目前正在努力將其發展成一個MVP。這是一個社會恢復協議，我們為其確定了三個主要的重要功能。

人大代表閆傲霜：加大探索區塊鏈等在司法審判中的運用場景:全國人大代表、北京市人大常委會副主任閆傲霜建議，應進一步推動科技創新與司法創新的深度融合。閆傲霜提出，首先，將加強智慧法院建設總體規劃和科技創新系統布局統籌起來，協同發力。她建議，人民法院要加強成熟科技在智慧法院建設中應用的深度和廣度，加大對5G、人工智能、區塊鏈等新技術在司法審判中運用場景的探索，加快完善和統一智慧法院相關技術標準，提升司法大數據預警預測能力，推動形成從起訴、調解、立案、庭審、判決、執行等全程高效便民、智慧便捷的審判執行機制，實現司法工作從數字化到智能化再到智慧化的轉變。（北京日報）[2020/5/28]

該應用程序不需要恢復者記住任何東西，除了他們的以太坊主錢包的訪問密碼；

該應用程序應該是保密的，這意味著它可以備份任何類型的秘密，包括但不限于以太坊私鑰；

該應用程序理想狀態下應允許秘密所有者和恢復伙伴的匿名性。

由于該應用程序處理的是秘密，也許是具有高價值的秘密，驗證我們項目中的安全假設和信任要求是至關重要的。

該系統由兩個部分組成：

一種基于Web的dAPP，供恢復合作伙伴使用，它調用Web3API，以生成加密密鑰對派生的簽名，并在恢復期間從合同中檢索和解密共享。

供備份人員使用的離線優先軟件組件。給定密鑰和公鑰列表，生成一組加密共享，然后發布到區塊鏈。作為離線拳頭，該程序不進行實際發布，但生成包含加密有效負載的dapp鏈接。然后，這可以傳輸到任何帶有Web3擴展的瀏覽器。

其運行的基本過程可以參考這里。

三、以太坊社會需要什么樣的社會恢復系統

建立在以太坊基礎上的社會恢復系統，重點是可用性。

作為MVP開發初始階段的一部分，DarkCrystalWeb3對Web3和以太坊社區的核心工具和協議進行了用戶研究，采訪了WalletConnect、3Box、Metamask、GnosisSafe、Rainbow和Tally的代表，并在Twitter和Discord上分發了一份匿名問卷。此目標不僅是考量DarkCrystalWeb3項目的可用性，而且還考量社會恢復這一當前設想的重要協議，以及潛在的對工具化的需求。

動態 | 桑坦德銀行計劃探索區塊鏈在證券交易方面的潛力:據cointelegraph報道，西班牙桑坦德銀行（Santander）宣布成立區塊鏈研究團隊，研究該技術改變證券交易的潛力。名為“數字投資銀行”的小組由桑坦德區塊鏈實驗室負責人John Whelan領導，將在債務資本市場，衍生品和其他產品中使用代幣化證券。[2018/7/12]

冷存儲的作用

用戶的技術水平如何？

什么樣的「身份」已經在鏈上使用，以及對匿名性的偏好

鏈上存儲與中心化存儲的角色

最重要的路線圖考慮

冷存儲的作用

可用性被優先考慮，這是一個重要共識，除此之外我們最重要的發現是，冷存儲用戶場景是很罕見的。冷存儲指的是以一種永遠不與互聯網連接的方式來保存鑰匙——這可能是一個紙質錢包，或者一個只與離線計算機連接的硬盤。它被廣泛認為是最安全的存儲密匙的方式。然而，用冷存儲密鑰進行交易會帶來重大的可用性障礙：通常必須在離線計算機上下載和建立一個錢包程序，該程序對交易進行打包和簽名，然后將其轉移到另一個設備上并對外廣播。由于我們的應用程序是處理具有私密性，我們想知道用戶多大可能能接受這種過程？

也許有點驚訝，我們發現這種安全做法并不常見。或者更準確地說，冷存儲鑰匙和用戶將用我們的應用程序備份的鑰匙之間的重疊子集非常小。在我們所有的同步對話中，我們了解到：雖然支持冷存儲途徑很重要，但用戶不會使用它。從那些確實有冷存儲密鑰的受訪者那里，我們了解到他們只會對價值較小的熱錢包密鑰使用我們這樣的系統。

問卷對象在某種程度上更傾向于冷存儲——33%的人說他們會把他們的鑰匙一直放在冷存儲中。隨著調研時間的延長，我們還收到反饋說，最有安全意識的用戶傾向于擁有自己的備份系統，而不是信任我們的系統。考慮到最需要社會恢復的人往往不掌握技術：「任何能使用命令行的人都不需要社會恢復」。

用戶的技術水平如何？

事實上，我們可以要求用戶具備什么樣的技術素養是另一個討論的領域——什么樣的工具、錢包等是我們的潛在用戶熟悉或需要的？

從架構上講，DarkCrystalWeb3涉及一個基于瀏覽器的托管應用程序，以及一個可以在本地提供服務的、帶有網絡前端的Rust命令行組件。我們的問卷對象和受訪者都是技術派，80%的人說如果有必要，他們會很愿意使用命令行應用程序。之所以會有目前的架構計劃，便是出于支持冷存儲的愿望，但根據反饋，我們懷疑如果我們的應用程序有一個完全托管的版本，只有一小部分有明顯動機的用戶會以其他方式使用它。這些反饋是如此強烈，以至于盡管我們已經進行了從冷存儲到托管，包括設計和執行在內的工作，但南轅北轍的可能性不是沒有。

盡管我們把基于瀏覽器的dapp作為主要的切入點討論，但是我們從6個受訪者中的2個收到了強烈的反饋，認為由于網絡釣魚攻擊的頻率，可下載的應用程序是一個更值得信賴和更可取的設計模式。絕大多數情況下，像Metamask、Walletconnect、移動錢包和區塊瀏覽器這樣的工具對受訪者或問卷對象來說沒有任何問題。

雖然我們試圖讓協議與是否備份秘密無關，但我們相信所有潛在秘密擁有者都已經加入了以太坊。我們多次明確聽到，非以太坊用戶將不太可能選擇我們的社會恢復協議。也就是說，他們希望恢復伙伴能涵蓋到技術小白，連錢包都沒有的那種。我們需要考慮這個獨特的需求。

鏈上已經在使用什么樣的「身份」，以及對匿名性的偏好

我們的核心問題之一是如何支持參與者的匿名性：需要多少程度的匿名，以及如何在保持匿名的同時還能在以后可靠地找到恢復數據？有幾個潛在的解決方案，都涉及到用某種查詢密鑰來存儲恢復數據，這些密鑰可以從用戶的主錢包中哈希得來或派生出來。

然而，我們想知道用戶的使用模式是否會支持這種做法。人們是保持一個持久的錢包，還是經常切換從同一個種子中派生的不同錢包？他們是否會生成新的種子？所有的當面采訪都證實，我們的典型用戶會有一個「主以太坊地址」，他們在任何情況下都不可能忘記。然而，有趣的是，一半的問卷對象說，有可能或其實就是，用戶已經忘記了這一點，或者從來沒有過。「主以太坊地址」作為一個身份概念的頻率是未來研究的一個潛在領域。

總的來說，反饋很支持匿名性，但我們反復聽到，一旦有相當多的用戶成為應用程序的一部分，「大海撈針」式的匿名程度在許多情況下就足夠了。但這之前如何啟動還不清楚，或者具體達到哪個門檻可以實現這一點。我們與幾個受訪者討論了是否有一個公共協議，可用于將以太坊地址映射到公共加密密鑰，從而為這種匿名性提供一個啟動包，但沒有發現一個現有的項目可以填補這個角色。我們還發現，恢復伙伴的匿名性比秘密所有者的匿名性得到了更多的認同，如下圖所示。

三個問卷對象提出了他們可能會忘記誰是恢復伙伴的擔憂，我們也收到了希望能夠多次更換恢復伙伴的功能請求。

鏈上存儲與中心化存儲

我們收到了在兩種情況下在鏈上存儲加密秘密的批評，一種來自成本的角度，一種來自對密碼學的量子威脅的擔憂。沒錯，如果我們使用的任何密碼學有一天被破解，我們協議存儲的所有秘密都會受到影響。在成本方面，問卷對象和受訪者都認為200美元左右是應用程序的交易成本的上限，更低的成本則更受歡迎。

我們聽說，對于我們的用例，在主網上與在另一個類似以太坊的網絡，如polygon或gnosischain相比，沒有任何優勢。

最后，有人建議考慮為應用程序提供一個中心化的途徑，用戶可以選擇不在鏈上存儲，這當然會帶來其他潛在的問題，但仍然可能有意義地增加可訪問性。37%的問卷對象表示，他們會對鏈下存儲感到更舒服。而且，協議的長期維護被多次列為關注點：在我們的團隊有可能解散或發生重大變化之后，潛在用戶如何相信恢復過程仍能發揮作用？并且，是否有任何方法可以讓秘密擁有者驗證秘密是可以恢復的，而不需要經歷整個過程？

對路線圖來說最重要的考慮

到目前為止，通過最簡化產品思考，我們得到的秘密恢復的一個重要方面，是秘密所有者和恢復伙伴之間需要能夠進行溝通。最初的設置信息，以及恢復數據都需要在雙方之間發送。這很可能是該系統最大的安全弱點。100%的問卷對象認為有可能通過不安全的帶外傳輸泄露一些秘密碎片集，我們的當面采訪也強烈呼應了這一觀點。

因為我們的受訪者中有很多是協議開發者，所以我們向他們詢問了加密式錢包到錢包的信息傳遞，以及可能有助于溝通的現有路線圖功能。一組密切相關的功能與在恢復過程的各個階段對秘密所有者和恢復伙伴的通知有關。我們采訪的許多錢包開發者確實在他們的路線圖上有這個功能，盡管沒有確認發布日期。在這個方向上的進一步工作看起來對生態系統非常重要，與這些解決方案中的一個進行整合很可能是DarkCrystalWeb3未來的工作核心。

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