Sybil 攻擊

女巫攻擊（Sybil攻擊）是針對去中心化網路的重要安全威脅，攻擊者透過建立多個虛假身份，取得不成比例的影響力與控制權。在區塊鏈網路中，此類攻擊可能導致共識機制遭操控、網路資源耗盡，甚至損害整體系統安全。女巫攻擊的危險在於能繞過需多數參與者同意的決策機制，破壞去中心化系統的核心價值主張。

背景：女巫攻擊的起源

女巫攻擊這一概念最早由微軟研究院的John Douceur於2002年提出，名稱取自弗洛拉·瑞塔·謝伯小說《女巫多重人格症》主角，她罹患多重人格症。此術語用以描述一個實體在對等網路中偽裝成多個不同身份的情境。

在區塊鏈與加密貨幣興起之前，女巫攻擊已是分散式系統的主要挑戰之一。早期檔案分享網路如Napster、BitTorrent也曾遭遇該威脅。隨著區塊鏈技術發展，由於其開放性及匿名特性，女巫攻擊已成更為突出的資安問題。

比特幣透過工作量證明（PoW）機制，在大規模開放網路中首次有效抵禦女巫攻擊，此突破也是中本聰白皮書的核心貢獻之一。隨後，權益證明（PoS）、權威證明（PoA）等共識機制也將防範女巫攻擊作為設計核心。

工作機制：女巫攻擊如何運作

女巫攻擊的基本操作方式如下：

1. 身份創建：攻擊者於網路中建立大量虛假身份或帳戶。這些身份表面看似獨立參與者，實則由同一實體掌控。
2. 資源分配擾亂：掌控多數節點後，攻擊者可不成比例取得網路資源，例如於檔案分享網路中大量下載而不貢獻資源。
3. 共識操縱：在投票型系統中，攻擊者以多個虛假身份協同投票，影響決策過程。例如PoS區塊鏈，攻擊者可能掌控足夠「虛假權益」左右區塊驗證。
4. 聲譽攻擊：操控多重身份互動，攻擊者可人為提升特定節點的聲譽或信任度。
5. 日食攻擊（Eclipse攻擊）：極端情況下，攻擊者試圖將目標節點與誠實網路隔離，使其僅連接攻擊者控制的節點，完全掌控目標節點所接收的資訊。

主要抵禦女巫攻擊的策略有：

1. 資源消耗機制：如比特幣的工作量證明，要求參與者提供運算資源證明。
2. 身份驗證：透過KYC、生物特徵辨識等方式驗證用戶真實身份。
3. 聲譽系統：建構難以短期操作的長期聲譽機制。
4. 社交信任網路：運用現有社交關係網路驗證身份真實性。

風險與挑戰

女巫攻擊帶來的風險與挑戰包括：

1. 資安威脅：成功的女巫攻擊可能造成51%攻擊，使攻擊者能控制交易確認、雙重支付，或阻擋特定交易進入區塊鏈。
2. 治理風險：在去中心化自治組織（DAO）中，女巫攻擊可能扭曲投票結果，導致不利治理決策。
3. 資源浪費：防禦女巫攻擊所採用的機制（如PoW）可能造成大量能源消耗。
4. 中心化壓力：最有效的防禦措施通常需某種形式的中心化身份驗證，與區塊鏈去中心化理念相牴觸。
5. 隱私與匿名性權衡：強力身份驗證可有效防禦女巫攻擊，但同時降低用戶隱私保障。
6. 攻擊手法持續演化：隨防禦機制升級，攻擊方式也不斷進化，例如透過分散式殭屍網路協同發動攻擊。

女巫攻擊的複雜性在於幾乎不存在完美解決方案。防禦措施需在安全性、去中心化程度與系統效率中取得平衡。

女巫攻擊是區塊鏈與去中心化系統面臨的根本性挑戰，理解並防範此種攻擊，對建構可靠的去中心化應用至關重要。隨區塊鏈技術持續發展，創新防禦機制如Proof of Humanity、Proof of Space-Time等正被積極探索，期望在保有去中心化與隱私保護的前提下，有效防禦女巫攻擊。雖然完美解方仍待尋覓，社群已制定多元策略以減緩相關風險，使去中心化系統得以在開放環境中安全運作。