The Eye of Horus: Spotting and Analyzing Attacks on Ethereum Smart Contracts
近年来，以太坊获得了极大的普及，从2016年1月的日均交易量1万增长到2020年1月的日均交易量50万。同样，智能合约开始承载更多价值，使其成为攻击者的吸引力目标。结果，他们开始成为袭击的受害者，损失数百万美元。为了应对这些攻击，学术界和工业界都提出了大量的工具来扫描智能合约的漏洞，然后再将它们部署到区块链上。然而，这些工具中的大多数只专注于检测漏洞而不是攻击，更不用说量化或跟踪被盗资产的数量了。在本文中，我们介绍了Horus，这是一个基于逻辑驱动和图形驱动的交易分析来自动检测和调查智能合约攻击的框架。Horus提供了快速的方法来量化和跟踪以太坊区块链上被盗资产的流动。我们对以太坊上部署的所有智能合约进行了大规模分析，直到2020年5月。我们发现了1,888个受攻击的智能合约和8,095个对抗性交易。我们的调查显示，在过去几年中，攻击的数量并没有减少，但对于某些漏洞仍然保持不变。最后，我们还证明了我们的框架的实用性，通过对最近的Uniswap和Lendf.me攻击的深入分析。
2021-01-15 cs.CR
Targeting the Weakest Link: Social Engineering Attacks in Ethereum Smart Contracts
以太坊以以太加密货币和ERC-20代币的形式持有数十亿美元，数百万部署的智能合约通过算法操作这些资金。毫不奇怪，以太坊智能合约的安全性一直受到严格的审查。近年来，已经开发了许多防御工具来检测不同类型的智能合约代码漏洞。当利用代码漏洞的机会减少时，攻击者开始诉诸社会工程攻击，其目的是影响人类-通常是系统中最薄弱的环节。以太坊中唯一已知的一类社会工程攻击是蜜罐，它为试图利用现有漏洞的攻击者设置隐藏的陷阱，从而只针对一小部分潜在受害者。在这项工作中，我们探索了智能合约蜜罐之外新的社会工程攻击的可能性和存在性。我们提出了两类新的以太坊社会工程攻击-地址操纵和同形异义词-并开发了六种零日社会工程攻击。为了展示如何在流行的编程模式中使用攻击，我们对五种流行的智能合约进行了案例研究，这些智能合约的总市值超过290亿美元，并将我们的攻击模式整合到其源代码中，而不改变其现有功能。此外，我们发现这些攻击在测试阶段保持休眠状态，但仅在最终的生产部署中激活其恶意逻辑。我们进一步分析了85，656个开源智能合约，发现其中1，027个可用于拟议的社会工程攻击。我们对来自七家智能合约审计公司的专家进行了专业意见调查，证实了暴露的社会工程攻击对智能合约系统带来了重大威胁。
2021-05-29 cs.CR
A Survey on Ethereum Systems Security: Vulnerabilities, Attacks and Defenses
区块链技术被许多人认为是许多应用领域的游戏规则改变者，特别是金融应用。虽然第一代区块链技术（即，区块链1.0）几乎完全用于加密货币目的，第二代（即，以以太坊为代表的区块链2.0是一个开放的去中心化平台，它实现了一种新的计算范式--运行在区块链之上的去中心化应用程序（DApps）。DApps丰富的应用程序和语义不可避免地引入了许多安全漏洞，这些漏洞在比特币等纯加密货币系统中没有对应的漏洞。由于以太坊是一个新的，但复杂的系统，因此必须从整体的角度对其安全性进行系统和全面的了解，这是不可用的。据我们所知，本调查报告填补了这一空白。特别是，我们系统化了以太坊系统安全的三个方面：漏洞、攻击和防御。除其他外，我们还深入了解了漏洞的根本原因、攻击后果和防御能力，这些都为未来的研究方向提供了指导。
2019-08-13 cs.CR
Time-Travel Investigation: Towards Building A Scalable Attack Detection Framework on Ethereum
以太坊作为代表性的区块链平台之一，受到了大量的攻击。由于存在的财务损失，迫切需要进行及时的调查并发现更多的攻击实例。尽管已经提出了多个系统，但是由于以下原因，它们遭受可扩展性问题。首先，恶意合同检测和区块链数据导入之间的紧密耦合使得它们不可能重复检测不同的攻击。其次，粗粒度的归档数据使得它们重放事务的效率低下。第三，恶意合约检测和运行时状态恢复之间的分离消耗大量存储。在本文中，我们提出了一个可扩展的以太坊攻击检测框架的设计。它通过将以太坊状态保存到数据库中并提供一种有效的方法来定位可疑交易，从而克服了可扩展性问题。保存的状态是细粒度的，以支持任意事务的重放。状态是精心设计的，以避免保存不必要的状态，以优化存储消耗。我们实现了一个名为EthScope的原型，并解决了三个技术挑战，即，不完整的以太坊状态，可伸缩性和可扩展性。性能评估表明，我们的系统可以解决可扩展性问题，即，高效地对数十亿笔交易进行大规模分析，回放交易时速度提升约2,300倍。与现有系统相比，它还具有更低的存储消耗。三种不同类型的信息作为输入的结果表明，我们的系统可以帮助分析人员了解攻击行为，并进一步检测更多的攻击。为了让社区参与进来，我们将发布我们的系统和检测到的攻击数据集。
2020-10-23 cs.CR
Broken Metre: Attacking Resource Metering in EVM
以太坊等区块链系统使用一种称为“计量”的方法来为智能合约的执行分配成本，这种方法旨在激励矿工操作网络并保护其免受DoS攻击。在过去，以太坊计量的不完善性允许通过修改计量机制来应对几次DoS攻击。本文提出了一种新的对以太坊的DoS攻击，它系统地利用了以太坊的计量机制。我们首先回放并分析了几个月的交易，在此期间，我们发现计量模型中存在许多差异，例如指令定价的显著不一致。我们进一步证明，执行成本和所利用的资源，如CPU和内存之间的相关性很小。基于这些观察，我们提出了一种新的类型的拒绝服务攻击，我们称之为资源耗尽攻击，它使用这些不完美的生成低吞吐量的合同。为此，我们设计了一个遗传算法，生成的合同的吞吐量平均比典型的合同慢200倍。然后，我们展示了所有主要的以太坊客户端实现都是脆弱的，如果在商品硬件上运行，在受到攻击时将无法与网络保持同步。我们认为，这种攻击不仅对以太坊的竞争对手和投机者，而且对以太坊矿工都具有经济吸引力。最后，我们将讨论针对此类攻击的短期和潜在的长期修复方案。我们的攻击已经负责任地向以太坊基金会披露，并获得了5,000美元的bug赏金。
2020-03-10 cs.CR
Evaluating the Vulnerability of ML-Based Ethereum Phishing Detectors to Single-Feature Adversarial Perturbations
本研究评估以太坊钓鱼检测模型对单特征对抗攻击的脆弱性，发现攻击影响因算法而异，并提出对抗训练与特征选择等缓解策略以增强鲁棒性。
2025-04-24 cs.CR
Hunting for Re-Entrancy Attacks in Ethereum Smart Contracts via Static Analysis
以太坊智能合约是在由点对点网络管理的基于共识的区块链中部署和执行的程序。近年来，已经发现了几种旨在窃取以太坊中使用的加密货币Ether的重入攻击，这些加密货币存储在部署的智能合约中。这种攻击的对策是基于执行智能合约本身的动态分析，但它需要花费以太币和提前分析攻击模式的知识。在本文中，我们提出了一个名为\textit{RA (Re-entrancy Analyzer)}的静态分析工具，它结合了符号执行和等价性检查，通过可满足性模理论求解器来分析智能合约对重入攻击的脆弱性。与现有工具相比，RA支持仅使用目标智能合约的以太坊虚拟机字节码来分析合约间行为，即，即使事先不知道攻击模式，也不消耗以太币。此外，RA可以在不执行智能合约的情况下验证是否存在重入攻击漏洞，并且不会提供误报和漏报。我们还提出了一个RA的实现，以评估其在分析部署的智能合约对重入攻击的脆弱性方面的性能，并表明RA可以精确地确定哪些智能合约是脆弱的。
2020-07-02 cs.CR
RANDAO-based RNG: Last Revealer Attacks in Ethereum 2.0 Randomness and a Potential Solution
本研究针对以太坊2.0中RANDAO随机数生成方案的最后揭示者攻击，提出基于Shamir秘密共享的改进方案，在有利网络条件下可有效防止该攻击，保障随机性。
2024-03-14 cs.CR
EtherClue: Digital investigation of attacks on Ethereum smart contracts
以太坊智能合约中的编程错误可能会导致被盗加密货币造成灾难性的财务损失。虽然漏洞检测器可以阻止部署易受攻击的合约，但这并不意味着不会部署此类合约。一旦易受攻击的合同在区块链上实例化并成为攻击的目标，识别利用交易就变得不可或缺，以评估它是否实际被利用，并确定涉及哪些恶意或被破坏的账户。在这项工作中，我们研究了以太坊攻击的事后调查问题，使用专门为区块链设计的妥协指标（IoC）。IoC定义需要在以太坊区块链的上下文中捕获成功利用的副作用。因此，我们定义了一个智能合约执行模型，包括多个抽象级别，这些抽象级别反映了区块链上代码执行的多个视图。随后，我们通过EtherClue（一种用于调查以太坊安全事件的原型工具）比较了不同级别定义的IoC的有效性和实用性。我们的研究结果表明，在交易块上定义的粗粒度IoC可以用更少的计算来检测利用交易;然而，它们是特定于合同的，并且会出现误报。另一方面，在虚拟机指令上定义的细粒度IoC可以以增加的计算为代价避免这些陷阱，但这仍然适用于实际使用。
2021-09-02 cs.CR
Selfish Mining in Ethereum
我们在以太坊中研究自私挖矿。这个问题在组合上比比特币更复杂，因为奖励系统和不同的难度调整公式存在重大差异。比特币中的等价策略在以太坊中确实有不同的盈利能力。攻击者可以一个一个地广播他的分叉，或者尽可能长时间地保密，并在攻击周期结束时一次性发布。第一种策略对大量的哈希率是有害的，我们证明了第二种策略更糟糕。这证实了我们已经为比特币证明的事实：自私的挖矿最重要的是对难度调整公式的攻击。我们表明，目前的奖励信号叔叔块是一个弱激励攻击信号块。我们计算了不同策略的盈利能力，发现对于一个大的参数空间值，不信号块的策略是最好的。我们计算这些策略的表观哈希率的封闭式公式并进行比较。我们使用一个直接的组合分析与戴克的话，找到这些封闭形式的公式。
2019-04-30 cs.CR
Defining and Preventing Asymmetric Mempool DoS in Ethereum with saferAd
该研究针对以太坊内存池的非对称DoS攻击问题，提出兼具驱逐与锁定安全性的交易准入框架saferAd，经真实交易轨迹验证，其延迟可忽略且对验证者收入影响极小。
2024-07-15 cs.CR
Security Analysis Methods on Ethereum Smart Contract Vulnerabilities: A Survey
智能合约是以传统应用程序和区块链上的分布式数据存储为特征的软件程序。以太坊是一个著名的区块链平台，支持智能合约。智能合约在关键的去中心化应用程序中充当自主智能体，并持有大量加密货币来执行可信交易和协议。在2016年至2018年期间，数百万美元的智能合约资产被窃取或冻结，这些攻击是臭名昭著的，例如DAO攻击、奇偶校验多签名钱包攻击和整数下溢/上溢攻击。这些攻击是由设计和实现软件代码中的技术缺陷引起的。然而，由于Solidity语言的脚本性质和区块链的不可更新特性，还将发现更多严重程度较低的漏洞。因此，我们调查了智能合约程序中的16个安全漏洞，其中一些漏洞没有适当的解决方案。本次调查旨在从以太坊智能合约的内部机制和软件安全漏洞的角度来识别以太坊智能合约中的关键漏洞。通过关联16个以太坊漏洞和19个软件安全问题，我们预测许多攻击尚未被利用。我们已经探索了许多软件工具来检测智能合约在静态分析，动态分析和形式化验证方面的安全漏洞。该调查介绍了智能合约中的安全问题以及可用的分析工具和检测方法。我们还调查了工具或分析方法在智能合约的安全漏洞方面的局限性。
2020-09-16 cs.CR
Remeasuring the Arbitrage and Sandwich Attacks of Maximal Extractable Value in Ethereum
针对现有以太坊MEV活动识别方法准确率低、结论不适用于合并后阶段的问题，本研究提出盈利性识别算法及两种鲁棒识别算法，基于超大规模数据集刻画MEV生态格局，为后续相关研究提供参考。
2024-10-10 cs.CR
Secret Leader Election in Ethereum PoS: An Empirical Security Analysis of Whisk and Homomorphic Sortition under DoS on the Leader and Censorship Attacks
本文构建统一对抗实验框架，实证比较 Whisk 与同态抽签两种 SSLE 机制在以太坊 PoS 中抵御 DoS 和审查攻击的效果与权衡。
2025-09-29 cs.CR
PTTS: Zero-Knowledge Proof-based Private Token Transfer System on Ethereum Blockchain and its Network Flow Based Balance Range Privacy Attack Analysis
本文提出基于零知识证明的以太坊私有代币转账系统PTTS，并建模为网络流问题分析余额范围隐私攻击，实验评估了Gas消耗、证明时间及攻击有效性。
2023-08-29 cs.CR
An Empirical Study on Ethereum Private Transactions and the Security Implications
最近，以太坊上的去中心化金融（DeFi）平台正在蓬勃发展，许多交易者正试图利用这个机会，通过发起前沿攻击并根据公共内存池中的信息提取矿工可提取值（MEV）来最大化他们的利益。为了保护最终用户不受伤害，并从内存池中隐藏交易，发明了私有交易，一种直接发送给矿工的特殊类型的交易。私有交易很有可能被打包到区块的前面位置，并被目标矿工添加到区块链中，而不需要经过公共内存池，从而降低了被恶意实体攻击的风险。尽管发明私有交易的初衷是好的，但由于其隐蔽性，私有交易也被攻击者用来发动攻击，这对以太坊生态系统产生了负面影响。然而，现有的研究只是将私人交易作为研究MEV的副产品，而对私人交易的系统研究尚不多见。为了填补这一空白并描绘出私人交易的全貌，我们迈出了调查以太坊私人交易的第一步。特别是，我们收集了大规模的私有交易数据集，并对其特征、交易成本和矿工利润以及安全影响进行了分析。这项工作为私人交易的不同方面提供了深刻的见解。
2022-08-04 cs.CR
A Survey on Vulnerabilities of Ethereum Smart Contracts
智能合约（SC）是区块链技术的延伸。以太坊区块链是第一个将SC纳入其中的区块链，从而开启了加密货币和电子交易的新时代。坚固性有助于对SC进行编程。尽管如此，在2014年Solidity出现后不久，基于Solidity的SC遭受了许多攻击，剥夺了SC账户持有人的宝贵资金。这些攻击的主要原因是存在的SC漏洞。本文讨论了SC漏洞，并根据领域知识的错误操作进行分类。这种分类提醒开发人员和软件工程师，为了SC的安全性，每个SC都需要使用有效的工具进行适当的测试，以捕获这些类的漏洞。
2020-12-28 cs.CR
FRAD: Front-Running Attacks Detection on Ethereum using Ternary Classification Model
Guangzhou University（广州大学）；Central South University（中南大学）
本文提出FRAD方法，通过三元分类模型对以太坊DApps中的抢跑攻击进行分类检测，实验证明MLP分类器表现最佳，准确率达84.59%。
2023-11-24 cs.AI cs.CR
No Place to Hide: An Analysis on Protected Order Flow Sandwich Attacks
Category Labs；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Flashbots；INESC-ID & Instituto Superior Técnico (IST), University of Lisbon（里斯本大学高等技术学院与电子、信息和系统工程中心）
本研究首次对六个区块链上受保护订单流的三明治攻击进行三年纵向测量，揭示现有抢先交易保护机制存在多层漏洞，保障远弱于预期，需加强端到端防御。
2026-09-24 cs.CR
Hunting the Ethereum Smart Contract: Color-inspired Inspection of Potential Attacks
Leopard Mobile Inc. (Cheetah Mobile Taiwan Agency)（豹趣科技有限公司（猎豹移动台湾代理商））；National Cheng Kung University（国立成功大学）
区块链和加密货币正在获得前所未有的普及和理解。与此同时，以太坊在区块链社区中越来越受欢迎，主要是因为它的设计方式使开发人员能够编写智能合约和去中心化应用程序（Dapps）。这种新的应用模式为许多可能性和机会打开了大门。然而，以太坊智能合约的安全性并没有得到太多的关注;最近有报道称，有几个以太坊智能合约出现了故障。与之前许多应用静态和动态分析来发现智能合约中的错误的工作不同，我们不试图定义和提取任何特征;相反，我们专注于降低专家的劳动力成本。我们首先提出了一种新的深入分析潜在的攻击方法，然后将solidity的字节码转换为RGB颜色代码。之后，我们将它们转换为固定大小的编码图像。最后，编码后的图像被送入卷积神经网络（CNN）进行自动特征提取和学习，检测以太坊智能合约的编译器错误。
2018-07-05 cs.CR cs.LG
Eclipsing Ethereum Peers with False Friends
以太坊是一个去中心化的区块链系统，支持图灵完备智能合约的执行。虽然过去已经研究了以太坊生态系统的安全性，但网络层大多被忽视。我们证明了Go Ethereum（Geth），最广泛使用的以太坊实现，容易受到eclipse攻击，有效地规避了最近推出的（Geth v1.8.0）安全增强功能。我们负责任地向核心以太坊开发人员披露了漏洞;我们的攻击的相应对策已纳入Geth的v1.9.0版本中。我们的假朋友攻击利用了Geth使用的Kademlia启发的对等点发现逻辑，并实现了长时间运行的远程受害者节点的低资源黯然失色。攻击者只需要两个不同/24小时的主机来启动Eclipse，然后可以利用它来过滤受害者对区块链的看法。我们讨论了Geth的节点发现逻辑的基本属性，使假朋友攻击，以及提出和实施的对策。
2019-08-27 cs.CR cs.NI
Security Vulnerabilities in Ethereum Smart Contracts: A Systematic Analysis
Hainan University（海南大学）
本文通过分析以太坊智能合约的安全漏洞，探讨了整数溢出、重入等攻击原理及防范措施，旨在为避免更多漏洞提供基础。
2026-01-16 cs.CR
Rolling in the Shadows: Analyzing the Extraction of MEV Across Layer-2 Rollups
该研究分析了近三年以太坊及主流Layer2 rollup上MEV的流行度与影响，发现rollup上MEV交易量与以太坊相当但利润更低，还提出三种跨层三明治攻击并验证其可行性，指出攻击者可借此获利约200万美元。
2025-09-04 cs.CR
With Trail to Follow: Measurements of Real-world Non-fungible Token Phishing Attacks on Ethereum
本文首次对以太坊上真实 NFT 钓鱼攻击进行回顾性分析与测量研究，将攻击归纳为四种模式，基于 469 个钓鱼账户揭示其作案手法、偏好及经济影响，发现共窃取 19,514 个 NFT、获利约 1857 万美元。
2024-03-28 cs.CR
Simple Perturbations Subvert Ethereum Phishing Transactions Detection: An Empirical Analysis
University of Central Florida（中佛罗里达大学）
本文通过实证分析揭示随机森林、决策树和K近邻等模型在以太坊钓鱼交易检测中对简单单特征对抗攻击的脆弱性，并评估对抗训练与增强特征选择等缓解策略对提升模型鲁棒性的效果。
2024-08-06 cs.CR cs.LG
Double-Spending Risk Quantification in Private, Consortium and Public Ethereum Blockchains
最近，一些作品揭示了主流区块链在几种网络攻击下的漏洞。所有这些攻击都表明，这些区块链的假设在理论上或在模拟中都是可以被违反的。不幸的是，以前的结果通常忽略了区块链代码运行的网络的性质，以及区块链是私有的、联盟的还是公共的。在本文中，我们研究了公共以太坊区块链以及联盟和私有区块链，并量化了中间人和双重支出攻击的可行性。为此，我们列出了以太坊公共区块链拓扑的重要属性，我们部署了具有受限CPU量子的虚拟机来模拟以太坊的前10个采矿池，并开发了全面的攻击，首先通过BGP劫持或ARP欺骗来划分网络，然后发出平衡攻击来窃取硬币。我们的研究结果表明，攻击以太坊在联盟或私人环境中具有显著的破坏性，因为对手可以通过BGP劫持在10小时内将其数字资产增加200，000倍，而在公共环境中几乎不可能。
2018-05-14 cs.CR cs.DC cs.NI
Byzantine Attacks Exploiting Penalties in Ethereum PoS
本文研究以太坊 PoS 中不活跃泄漏机制的安全影响，发现拜占庭验证者可利用该惩罚机制加速冲突分支最终确定、突破三分之一安全阈值，并通过概率弹跳攻击造成概率性安全破坏。
2024-06-06 cs.CR cs.DC
Security Analysis of DeFi: Vulnerabilities, Attacks and Advances
以太坊的去中心化金融（DeFi）是一个建立在区块链上的金融生态系统，到2022年4月已锁定超过2000亿美元。在通过DeFi协议进行交易时，所有交易信息都是透明和开放的，这导致了一系列攻击。一些研究试图从经济和技术角度优化它。然而，很少有作品分析整个DeFi系统的漏洞和优化。在本文中，我们首先从多个层面系统地分析了以太坊中与DeFi相关的漏洞，然后我们调查了现实世界的攻击。最后，总结了DeFi优化的成果，并提出了未来的发展方向。
2022-05-19 cs.CR
Techreport: Evaluating Tor-based Location Privacy for Ethereum Validators
Institute of Free Technology（自由技术研究所）
通过 Tor push 协议在 Nimbus 客户端中实现验证者身份与 IP 解耦，实验表明平均延迟增加 613.82 ms 且不降低网络性能。
2026-05-27 cs.CR
GasTrace: Detecting Sandwich Attack Malicious Accounts in Ethereum
School of Cyberspace Security Hainan University（海南大学网络空间安全学院）
GasTrace 提出一种基于 SVM 与 GAT 的级联分类框架，通过分析 Gas 特征和交易网络行为，实现以太坊三明治攻击恶意账户的高精度检测。
2024-06-09 cs.CR cs.LG
Blockchain is Watching You: Profiling and Deanonymizing Ethereum Users
以太坊是使用量最大的公共区块链。它采用了基于账户的模型，从隐私角度来看，它不如比特币的未使用交易输出模型。由于其隐私缺陷，最近在以太坊上部署了几种增强隐私的覆盖层，例如非托管，无信任的硬币混合器和机密交易。在我们对以太坊基于账户的模型的隐私分析中，我们描述了几种模式，这些模式仅描述了有限的用户集，并成功地将这些准标识符应用于地址去匿名化任务。使用以太坊名称服务标识符作为基础事实信息，我们定量比较了机器学习最新分支中的算法，即所谓的图表示学习，以及基于时间活动和交易费用的用户分析技术。作为一个应用程序，我们通过发现强有力的证据来链接混合方，严格评估Tornado Cash硬币混合器的隐私保证。据我们所知，我们是第一个提出并实现基于准标识符的以太坊用户分析技术的人。最后，我们描述了一种恶意的值指纹攻击，它是Danaan-gift攻击的一种变体，适用于以太坊上的机密交易覆盖。通过从我们的数据集中整合用户活动统计数据，我们估计了这种攻击的成功概率。
2020-10-13 cs.CR cs.CY
Game Theoretic Modelling of a Ransom and Extortion Attack on Ethereum Validators
本文利用博弈论模型分析了针对以太坊PoS验证者的勒索攻击，发现受害者因缺乏系统性保护而被迫支付全额赎金，并探讨了相应的缓解措施。
2023-08-01 cs.CR cs.GT
Goldfish: No More Attacks on Ethereum?!
提出Goldfish协议，作为LMD GHOST的替代品，通过新颖协调机制抵御攻击，确保重组韧性和快速确认，结构相似且实验证明实用。
2023-12-30 cs.CR cs.DC
Tikuna: An Ethereum Blockchain Network Security Monitoring System
Edenia（伊德尼亚公司）；Sakundi（萨昆迪公司）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希-亚历山大大学）
本文提出Tikuna，一个基于无监督LSTM的开源工具，用于早期监控和检测以太坊P2P网络攻击，实验证明其能高精度识别日蚀、隐蔽闪击等攻击，保障网络安全。
2023-10-13 cs.AI cs.CR cs.DC
Initial Evidence of Elevated Reconnaissance Attacks Against Nodes in P2P Overlay Networks
针对P2P覆盖网络节点或因特性吸引攻击者的假设，通过在全球部署蜜罐与以太坊节点并行研究，发现其遭更高频率及特定端口服务攻击，且威胁评估具普适性，为P2P网络安全缓解策略提供依据。
2024-11-27 cs.CR cs.NI
Timestamp Manipulation: Incentive Attacks on Timestamp-Based Proof-of-Work Blockchains with Minimal Additional Risk
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Tsinghua University（清华大学）
针对基于时间戳的工作量证明区块链，提出UUM和SUUM两种无奖励损失风险的新型激励攻击，经理论、实验及链上实证验证，攻击收益高于现有RUM攻击，且已在矿池中被观测到。
2026-09-11 cs.CR cs.GT
Characterizing Erasable Accounts in Ethereum
作为最受欢迎的支持智能合约的免许可区块链，以太坊允许任何用户在其上创建帐户。然而，并非所有帐户都重要。例如，可以删除因攻击而导致的帐户。在本文中，我们对可擦除帐户进行了首次调查，这些帐户可以被删除以节省系统资源甚至用户的金钱（即，ETH或气体）。特别是，我们提出并开发了一个名为GLASER的新颖工具，该工具分析以太坊的状态数据库以发现五种可擦除帐户。实验结果表明，GLASER可以准确地显示508，482个可擦除帐户，这些帐户导致用户浪费超过1.06亿美元。GLASER可以帮助阻止这些被发现的账户造成的进一步经济损失。此外，GLASER通过图形分析来表征与检测到的可擦除帐户相关的攻击/行为。
2020-09-01 cs.CR cs.SE
Ethereum Proof-of-Stake under Scrutiny
本文审视以太坊合并后的权益证明共识协议，分类了危及活性的攻击并发现补丁协议的新攻击，通过提出新型形式化方法证明其具备安全性但仅有概率性活性。
2023-09-14 cs.CR cs.DC
Deep-Dive Analysis of Selfish and Stubborn Mining in Bitcoin and Ethereum
比特币和以太坊是两大基于区块链的加密货币，无论是从加密货币市值还是受欢迎程度来看。然而，由于它们都采用了工作量证明的共识机制，容易受到自私挖掘和顽固挖掘的影响。在本文中，我们开发了一个新的马尔可夫模型，可以研究比特币和以太坊中的自私挖掘和七种顽固挖掘。这些公式被用来计算几个关键指标，包括矿工的相对收入，区块链在陈旧区块比率和每秒交易方面的性能，以及区块链在抵抗双重支出攻击方面的安全性。通过数值分析研究了恶意矿工的相对收益最优挖掘策略与比特币和以太坊两种矿工特征之间的定量关系。定量分析结果可以帮助诚实矿工检测系统中是否存在恶意矿工，并设置挖掘节点的哈希能力阈值，以防止恶意矿工通过自私和顽固的挖掘获利。
2021-12-05 cs.CR
How to Serve Your Sandwich? MEV Attacks in Private L2 Mempools
University of Zurich（苏黎世大学）；Zircuit；Cardano Foundation（卡达诺基金会）；UZH Blockchain Center（苏黎世大学区块链中心）
本文研究了L2内存池中sandwich攻击的可行性与影响，发现此类攻击在rollups中罕见且不盈利，挑战了现有假设并优化了MEV测量。
2026-01-27 cs.CR
Facilitating Feature and Topology Lightweighting: An Ethereum Transaction Graph Compression Method for Malicious Account Detection
本文提出以太坊交易图压缩方法TGC4Eth，通过特征选择和图拓扑聚焦粗化实现轻量化，在保持图连通性的同时提升恶意账户检测效率与抗特征规避攻击鲁棒性。
2024-07-02 cs.CR cs.SI
Demystifying Random Number in Ethereum Smart Contract: Taxonomy, Vulnerability Identification, and Attack Detection
本文系统梳理以太坊智能合约伪随机数生成原理与四类攻击，提出基于污点分析的 RNVulDet，可自动识别不良随机性漏洞并检测攻击交易，实验显示其显著优于现有工具。
2023-04-25 cs.CR cs.SE
EVMPatch: Timely and Automated Patching of Ethereum Smart Contracts
最近利用智能合约代码中的错误进行的攻击造成了毁灭性的后果，从而质疑了这项技术的好处。目前，及时修复错误并部署打了补丁的合同具有很大的挑战性。即时修补尤其重要，因为智能合约总是在线的，这是由于区块链系统的分布式性质。他们还管理着大量资产，这些资产处于危险之中，而且往往在袭击后无法恢复。升级智能合约的现有解决方案依赖于手动和容易出错的过程。本文提出了一个名为EVMPatch的框架，可以立即自动修补错误的智能合约。EVMPatch为流行的以太坊区块链提供了一个字节码重写引擎，并透明/自动地将常见的现成合同重写为可验证的合同。EVMPatch的概念验证实现自动强化了易受整数溢出/下溢和访问控制错误影响的智能合约，但可以轻松扩展以覆盖更多的bug类。我们对14，000份真实（易受攻击）合约的广泛评估表明，我们的方法成功阻止了在这些合约上发起的攻击交易，同时保持了合约的预期功能不变。我们与经验丰富的软件开发人员进行了一项研究，结果表明EVMPatch是实用的，将给定的Solidity智能合约转换为可验证合约的时间缩短了97.6%，同时确保与原始合约的功能等效。
2020-10-02 cs.CR cs.DC
Resolving the Multiple Withdrawal Attack on ERC20 Tokens
自定义令牌是部署在以太坊和其他区块链平台上的分散式应用程序（dapps）的组成部分。对于以太坊来说，ERC20标准是一种广泛使用的令牌接口，可以与许多现有的dapp、用户界面平台和流行的web应用程序（例如，交换服务）。ERC20安全问题，被称为“多次取款攻击”，在GitHub上被提出，自2016年11月以来一直开放。这个问题涉及到ERC20定义的方法approve（），它被设想为令牌持有者允许其他用户和dapps提取一定数量的令牌的一种方式。当令牌持有者希望将批准的令牌数量从N调整到M时（这可能是增加或减少），就会出现安全问题。如果是恶意的，被批准N个token的用户或dapp可以提前运行调整交易，首先撤回N个token，然后允许确认批准，并撤回额外的M个token。在本文中，我们评估了针对此问题提出的10种缓解措施，发现没有一种解决方案完全令人满意。然后，我们提出了两个新的解决方案，以减轻攻击，其中一个完全满足标准的约束，第二个显示了在解决这个问题的一般限制，从ERC20的批准方法。
2019-07-01 cs.CR
A Memo on the Proof-of-Stake Mechanism
我们分析了以太坊Casper升级提案中讨论的权益证明机制产生的经济激励。与工作量证明相比，权益证明对于攻击者来说具有不同的成本结构。在Budish（2018）中，三个方程描述了比特币的极限，比特币具有工作量证明机制。我们调查他们的对手，并评估双重支出攻击和破坏攻击的风险。我们认为，PoS比PoW更安全，因为攻击者的可追踪性，这意味着攻击者有很大的“库存”成本。与采矿设备可重复使用的PoW系统相比，PoS也更安全，不会受到破坏攻击。
2018-06-14 cs.CR
TraceLLM: Security Diagnosis Through Traces and Smart Contracts in Ethereum
针对以太坊智能合约安全分析存在的代码未验证、轨迹分析依赖人工等问题，提出结合执行轨迹与反编译代码的TraceLLM框架，构建首个相关基准，在多组实验中准确率优于基线，泛化性较强。
2025-09-03 cs.CR cs.ET cs.SE
The Attack of the Clones Against Proof-of-Authority
在本文中，我们探讨了最近提出的基于权威证明的区块链共识的漏洞和对策。工作量证明区块链，如比特币和以太坊，在理论和经验上都很容易受到双重支出攻击。这就是拜占庭容错共识算法在区块链环境中流行的原因，因为它们能够容忍n个参与者中有限数量的攻击者。我们通过描述以太坊的两个主流实现中存在的Aura和Clique协议，形式化了最近提出的具有拜占庭容错性的权威证明共识算法。然后，我们介绍了克隆攻击，并展示了如何将其应用于这些协议中的一个恶意节点的双重花费。我们的研究结果表明，克隆攻击Aura总是成功的，而同样的攻击Clique的速度大约是两倍，并且在大多数情况下都能成功。
2019-09-25 cs.CR cs.DC cs.NI
Security Review of Ethereum Beacon Clients
信标链是以太坊向基于验证的可扩展网络演进的支柱。信标客户端是实现操作信标链所需的服务的应用程序，即验证器，信标节点和斜杠。信标客户端中的安全缺陷可能导致资金损失、违反共识规则、网络拥塞和其他不便。我们向beacon客户端开发人员报告了超过35个问题，包括各种安全改进、规范不一致、缺少安全检查、暴露于已知漏洞。我们的发现似乎都不严重。我们介绍了四个主要的beacon客户端，即Lighthouse（Rust）、Nimbus（Nim）、Prysm（Go）和Teku（Java）。在对BLS签名代码进行初步分析之后，我们在为期3个月的项目中寻找新的安全关键组件（BLS签名、slashing、网络协议和API）的逻辑和实现中的错误。我们专注于Lighthouse和Prysm，它们是最受欢迎的客户，因此也是价值最高的目标。此外，我们确定协议级的问题，包括重放攻击和不完全前向保密。此外，我们还审查了信标客户端的网络指纹，讨论了从被动和主动搜索中获得的信息，并分析了与第三方依赖关系相关的供应链风险，提供了减少后门和不可修补漏洞风险的指标和建议。我们的研究结果表明，尽管安全审计人员和独立研究人员进行了严格的审查，但像以太坊这样的平台的复杂性和不断发展需要定期的专家审查和全面的SSDLC实践。
2021-09-23 cs.CR
MAD-HTLC: Because HTLC is Crazy-Cheap to Attack
智能合约和交易允许用户在比特币和以太坊等加密货币区块链上实现精心设计的结构。许多这样的构造，包括操作支付渠道和原子交换，都使用了一种称为哈希时间锁定合同（HTLC）的构建块。在这项工作中，我们从HTLC中提取一个规范（HTLC-Spec），并提出了一个实现称为相互保证破坏哈希时间锁定合同（MAD-HTLC）。MAD-HTLC采用了一种新的方法，利用现有的区块链运营商（称为矿工）作为设计的一部分。如果用户行为不端，MAD-HTLC会激励矿工没收她的所有资金。我们证明了MAD-HTLC的安全性使用UC框架和博弈论分析。我们展示了MAD-HTLC的有效性，并通过在比特币和以太坊的运营区块链上实例化它来分析其开销。值得注意的是，目前的矿工软件在优化收入方面做得很少，因为优势相对较小。然而，随着需求的增长和其他收入组成部分的萎缩，矿工们更有动力充分优化他们的资金吸收。通过修补标准比特币客户端，我们证明了这种优化很容易实现，使矿工成为MAD-HTLC的自然执行者。最后，我们扩展了以前的结果HTLC的脆弱性贿赂攻击。攻击者可以通过提供高额交易费来激励矿工更喜欢她的交易。我们证明了这种攻击可以很容易地通过修补比特币客户端来实现，并使用博弈论工具在理性矿工存在的情况下定性地收紧这种贿赂攻击的已知成本范围。我们发现了比特币和以太坊主网络上发生的贿赂机会，其中几美元的贿赂可以产生数万美元的奖励（例如，超…
2021-03-25 cs.CR cs.GT
HoRStify: Sound Security Analysis of Smart Contracts
加密货币以太坊是智能合约使用最广泛的执行平台。智能合约是分布式应用程序，可以管理金融资产，因此可以实现先进的金融工具，如去中心化交易所或自治组织（DAO）。它们的金融性质使智能合约成为一个有吸引力的攻击目标，正如对流行合约的大量利用所证明的那样，这些利用导致了数百万美元的经济损失。这种无处不在的攻击危险激发了对健全的静态分析工具的需求，这些工具可以帮助智能合约开发人员在部署之前消除合约漏洞。对EVM合约进行合理且有见地的漏洞评估是一项艰巨的挑战，因为合约在一个基本未知且可能充满敌意的执行环境中执行低级字节码。到目前为止，还没有可证明的可靠的自动分析器，允许基于程序依赖性验证安全属性，即使流行的攻击类属于这一类。在这项工作中，我们提出了HoRstify，这是第一个基于声音静态分析的以太坊智能合约依赖属性的自动分析器。HoRStify的理由，其合理性证明的静态程序切片，我们实例化的EVM字节码的语义的正式证明框架。我们证明了HoRStify足够灵活，可以充分验证不存在著名的攻击类，如时间戳依赖，同时，性能足以分析现实世界的智能合约。
2023-01-31 cs.CR
Blockchain Address Poisoning
本文针对区块链地址投毒攻击，在以太坊和BSC上开展两年测量，发现2.7亿次攻击并造成至少8380万美元损失，同时分析攻击实体、策略与仿冒地址生成过程，并提出防御对策。
2025-07-02 cs.CR
Prediction and Detection of FDIA and DDoS Attacks in 5G Enabled IoT
第五代（5G）网络中的安全性已成为电信行业的主要关注点之一。5G安全挑战来自于5G网络涉及不同的利益相关者，使用不同的安全要求和措施。这些利益相关者之间的安全管理防御可能导致安全攻击。因此，安全解决方案应针对不同5G垂直领域（例如，工业4.0、物联网（IoT）等）。5G和完全连接的系统（如物联网）之间的相互依赖性需要一些标准的安全要求，即完整性，可用性和机密性。在本文中，我们提出了一种用于保护5G物联网网络的分层架构，以及一种用于预测和检测虚假数据注入攻击（FDIA）和分布式拒绝服务攻击（DDoS）的安全模型。该安全模型是基于马尔可夫随机过程，这是用来观察每个网络设备的行为，并采用基于范围的行为筛选策略。仿真结果证明了所提出的架构和模型在5G物联网环境下检测和预测FDIA和DDoS攻击的有效性。
2022-01-27 cs.CR
Lissy: Experimenting with on-chain order books
金融监管机构长期以来一直担心完全去中心化的交易所，这些交易所在没有任何明显监管挂钩的情况下“链上”运行。自动做市商（AMM）Uniswap的流行使这些担忧成为现实。AMM实现了一个轻量级的基于交易商的交易系统，但它们与华尔街的任何交易系统都不同，本质上需要收费，并且容易受到抢先攻击。这留下了我们在本文中解决的以下研究问题：（1）是传统的（即，订单簿），安全（即，抵抗前沿运行和价格操纵）和完全分散的交易所在像以太坊这样的公共区块链上可行，（2）性能概况是什么，以及（3）第2层技术（例如，Arbitrum）提高性能？为了回答这些问题，我们实现，基准测试和实验了一个名为Lissy的基于以太坊的呼叫市场交易所。我们确认，对于今天的以太坊来说，这个功能太重了（你不能期望每个区块的交易执行超过几百次），但它在Arbitrum上的规模很大（天然气成本降低了99.88%）。
2021-10-06 cs.CR
Decentralized Firmware Integrity Verification for Cyber-Physical Systems Using Ethereum Blockchain
Tennessee Technological University（田纳西理工大学）
本文提出基于以太坊区块链的去中心化固件验证框架，通过智能合约存储固件哈希实现防篡改验证，实验验证其可靠性与低成本，适用于实际网络物理系统应用。
2026-01-13 cs.CR
