一文读懂 | 消灭梦魇：XFS的完美防御

想象一下，结束一天的工作后，精疲力竭的你站在家门口，想着回家好好品尝美食，躺在沙发上休息。打开门一看，却发现家里早已天翻地覆，几乎被搬空了。你还没来得及统计损失，就发现桌子上有一张纸条：“赶紧转一笔钱过来，不然下次还来你家”。这样的话，你崩溃吗？

在现实中，这样的事情已经越来越少了，但在互联网上，这种悲剧无时无刻不在发生，特别是针对那些没有防御能力的小型游戏、小工作室和小公司。也就是这种捡“软柿子”的行为，让名叫DDoS攻击的行为被大众所知。

DDoS攻击

DDoS攻击又叫分散式阻断服务攻击，它们通过远程控制大量计算机设备（又称僵尸设备），向受害者服务器请求发生到目标的IP地址，造成服务器不堪负重，后果就是服务器瘫痪，无法正常运行服务。而每台被控制的计算机都是正常的互联网设备，所以很难区分攻击者和正常用户。

为了抵御DDoS攻击，XFS采用了FIX提倡的复制证明和时空证明，并进行了优化改进。

复制证明优化

对于复制证明的优化，主要是运用默克尔树的结构特点进行防御，核心基础是XFS分布式的存储方式。

当用户将数据存储在提供方的存储空间后，XFS会对其进行封存，就像文件袋的密封一样。然后将存储空间划分成许多的分片节点，使整体形成一个树形结构。

每一个分片都会单独进行加密，当有人进行DDoS攻击时，他需要拥有攻击常规服务器的上万倍的僵尸设备，而这所需的巨额成本将使得攻击XFS成为一件自讨苦吃的事。

时空证明优化

时空证明可以理解为持续地生成复制证明并接受验证的过程，并通过这一过程，更新全网存储算力。

在时空证明的过程中，XFS会进行链式递归计算，即上一次的输出结果作为下一次的输入，将最后一次的结果作为证明。由于递归循环的特点，这给攻击者带来了更大的难度。对于攻击者而言，其发起的攻击会被隔离，只能攻击到存储空间的某一分片节点，且不说一般的DDoS攻击在数量级上就无法攻破复制证明的防御，更有大了好几个数量防御力的时空证明在后边，面对XFS，攻击者只能望洋兴叹。

文件分片协议

为了提高数据安全性以及提高网络传输效率，XFS定义了文件分片协议，所有的文件都被分割成碎片，分散存储在P2P网络的大大小小存储提供方所提供的空间里。

XFS采用统一冗余编码，将数据分割成N个碎片进行存储，而只需任意M个碎片就能得到完整的数据。N个数据分散在N个存储节点中，这样即使有节点受攻击而失效，只要失效节点不大于N-M+1，就仍然能保证数据的完整性。

数据隐私安全

XFS特别重视数据隐私，因为对于分布式存储来说，节点本身是不安全的，相当于把你的数据发给无数个陌生人。虽然拆分打乱之后单个节点难以查看任何有效数据，但由于XFS开源的特性，每个节点都可以自由访问。为了解决这个问题，XFS在数据加密方面花了很大功夫。

XFS采用“零知识证明”的方式来加密数据，除了数据所有者或其授权者外，其他任何人（包括存储节点的拥有者、系统的设计者和开发者）对该数据都一无所知，即使作恶也无法窥视数据。

XFS以用户群组的概念来管理数据，用户可以创建群组，也可以加入多个群组，每个群组在创建的同时，都会生成该群组对应的公钥和私钥，用于群组中的文件共享。群组信息和群组公钥保存在区块链中，群组私钥保存在群组创建者的代理应用层中，群组成员信息以分布式形式存储在DHT网络中以便于查找。

数据的访问权限是通过密钥来控制的。采用一文一密的方式，数据用随机生成的对称密钥加密的，随机密钥的作用是保证该密钥没有其它任何人知道，该密钥称为该数据的存储密钥。

对该数据有访问权限的人用自己的加密公钥来加密其存储密钥，然后保存在系统特殊区域。以后该用户需要访问该数据时，用自己的加密私钥解密出存储密钥，就可以解密该数据得到数据明文了。

对于共享给群组的数据也是类似的机制，只是使用群组的密钥代替前述的用户密钥，属于该群组的用户是可以拿到该群组的密钥的。

XFS的安全性可能是有史以来最高的，除了DDoS攻击以外，如女巫攻击、外包攻击和生成攻击这些常见的绝大部分攻击都能被完美防御。

XFS一直不屑于恃强凌弱的行为，非常“鄙视”那些只敢攻击“软柿子”的黑客，作为受信任的大型数据存储网络，XFS一直坚定地为实体产业和企业赋能。XFS特别佩服那些小开发者在面对黑客攻击时决不妥协的勇气，XFS将努力消灭梦魇，让阳光照耀到一切阴影之处。