1 緒論
比特幣的廣泛成功導致了眾多分叉其程式碼庫的替代加密貨幣（山寨幣）爆炸性增長。雖然這些山寨幣共享比特幣的技術基礎，但它們通常會實施微小修改，例如不同的區塊生成時間、雜湊函數或供應限制。本文透過分析安全修補程式從比特幣傳播到分叉加密貨幣的速度，挑戰了山寨幣提供與比特幣相當安全性的普遍假設。
核心洞察
比特幣與其分叉之間的安全等效性是一個危險的迷思。我們的分析顯示，在比特幣中修補的關鍵漏洞通常會在山寨幣中持續數月未被處理，從而對整個加密貨幣生態系統造成系統性安全風險。
2 研究方法
我們的研究方法專注於透過GitHub儲存庫分析，追蹤安全修補程式從比特幣到各種山寨幣的過程。主要挑戰在於當修補程式透過rebase操作應用時，如何準確量測修補程式傳播時間，因為這種操作會模糊實際的移植時間戳記。
2.1 GitWatch工具設計
GitWatch利用GitHub的事件API和GH存檔來估算修補程式何時被應用到分叉專案，即使在使用rebase操作時也是如此。該工具透過存取GitHub的內部元資料日誌，解決了Git刪除未參考提交的基本限制。
技術實作
修補程式從比特幣到山寨幣的傳播時間$T_{prop}$計算方式為：
$T_{prop} = T_{altcoin} - T_{bitcoin}$
其中$T_{bitcoin}$是Bitcoin-core中的提交時間戳記，而$T_{altcoin}$是在山寨幣分叉中最早檢測到的應用時間戳記。
2.2 資料收集流程
我們分析了包括萊特幣、狗狗幣和域名幣在內的熱門加密貨幣的GitHub儲存庫。該研究聚焦於2015年至2022年間在比特幣中識別的關鍵安全漏洞，並追蹤它們在分叉間的傳播情況。
邏輯流程
本研究遵循嚴謹的三階段方法：在Bitcoin-core中識別漏洞、透過GitWatch進行修補程式追蹤，以及對整個加密貨幣生態系統進行影響評估。這種方法系統性地揭露了大多數山寨幣投資者刻意忽略的安全維護缺口。
3 實驗結果
3.1 修補程式傳播延遲
我們的分析顯示，山寨幣間的修補程式傳播存在顯著延遲。關鍵漏洞在主要山寨幣中平均需要4-6個月才能完成修補，某些案例甚至延遲超過12個月。
平均修補延遲
4.2個月
觀察到最大延遲
14個月
分析的山寨幣數量
12+
實驗圖表：修補程式傳播時間軸
時間軸視覺化顯示了比特幣中的漏洞揭露日期以及山寨幣中相應的修補日期。揭露與修補之間日益擴大的差距顯示了隨時間推移安全分歧不斷加劇。
3.2 安全影響分析
延遲的修補程式傳播造成了重大的安全風險。在比特幣修補與山寨幣採納之間的窗口期，山寨幣仍然容易受到已知攻擊的影響，使使用者暴露於可預防的安全漏洞中。
優勢與缺陷
優勢：GitWatch提供了對修補程式傳播模式前所未有的可見性。該方法巧妙地規避了Git在rebase操作上的固有限制。
缺陷：本研究僅專注於GitHub託管的專案，可能遺漏專有實作。分析假設所有修補程式都具有安全關鍵性，而未進行嚴重性分級。
4 技術框架
4.1 數學模型
山寨幣的安全風險$R$可以建模為：
$R = \sum_{i=1}^{n} S_i \cdot D_i \cdot E_i$
其中$S_i$代表漏洞$i$的嚴重性，$D_i$是修補延遲，而$E_i$是可利用性因子。此模型有助於量化山寨幣累積的安全債務。
4.2 分析框架範例
考慮比特幣交易驗證中的一個關鍵漏洞，其CVSS分數為8.5。若於1月1日在比特幣中修補，並於6月1日被山寨幣採用，則風險暴露期為150天。在此期間，山寨幣仍然容易受到具有高嚴重性的已知攻擊。
風險計算範例
漏洞：交易延展性 嚴重性(S)：8.5/10 延遲(D)：150天 可利用性(E)：0.9（高） 風險分數：8.5 × 150 × 0.9 = 1147.5
5 未來應用
GitWatch方法在加密貨幣安全之外具有更廣泛的應用。它可以適應於：
- 企業軟體供應鏈安全監控
- 開源專案維護品質評估
- 關鍵基礎設施的監管合規驗證
- 軟體供應商安全效能基準測試
未來的發展可能包括即時監控儀表板、自動化風險評分以及與安全資訊和事件管理（SIEM）系統的整合。
6 參考文獻
- Gervais, A., 等人。"On the Security and Performance of Proof of Work Blockchains." CCS 2016。
- Nakamoto, S. "Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System." 2008。
- MITRE Corporation. "Common Vulnerability Scoring System v3.1." 2019。
- Zhu, J., 等人。"CycleGAN: Unpaired Image-to-Image Translation using Cycle-Consistent Adversarial Networks." ICCV 2017。
- GitHub. "GitHub REST API Documentation." 2023。
專家分析：區塊鏈安全的幻象
這項研究揭露了加密貨幣生態系統安全假設中的一個關鍵缺陷。普遍認為比特幣分叉繼承了比特幣安全屬性的觀點從根本上就是錯誤的。我們的分析顯示，修補程式傳播延遲造成了系統性漏洞，破壞了區塊鏈安全的整個前提。
GitWatch方法代表了一項重要的技術貢獻，類似於CycleGAN（Zhu等人，2017）透過解決領域適應挑戰而徹底改變了影像翻譯領域。正如CycleGAN在沒有直接對應關係的情況下實現了非配對影像翻譯，GitWatch儘管Git的rebase操作模糊了時間關係，仍能實現修補程式追蹤。
與來自MITRE或NIST等機構的傳統軟體安全研究相比，這項研究獨特地解決了區塊鏈開發的去中心化性質。研究結果挑戰了開源自動等同於安全的假設，揭示了維護品質在不同專案間存在巨大差異。
數學風險模型$R = \sum S_i \cdot D_i \cdot E_i$提供了一個量化框架，可能改變我們評估加密貨幣安全的方式。這種方法在適應區塊鏈獨特性的同時，與既定的安全實踐保持一致。
從投資角度來看，這些發現表明山寨幣安全性應成為主要考量因素，而非事後想法。長達數月的修補延遲創造了可被利用的窗口期，老練的攻擊者可能系統性地鎖定這些目標。
可行建議
對投資者：在配置任何加密貨幣之前，要求透明的安全維護指標。僅憑白皮書信任山寨幣的時代已經結束。
對開發者：實施自動化修補監控，並建立包含所有分叉鏈的負責任揭露協議。
對監管機構：將修補程式傳播時間視為加密貨幣交易所上市要求的關鍵指標。