M

MLOG

العربية

استكشاف شامل لتدقيق العقود الذكية، مع التركيز على الثغرات الأمنية الشائعة، ومنهجيات التدقيق، وأفضل الممارسات لتطوير بلوك تشين آمن.

تدقيق العقود الذكية: كشف الثغرات الأمنية في البلوك تشين

العقود الذكية هي اتفاقيات ذاتية التنفيذ مكتوبة في شيفرة برمجية ومنشورة على شبكة البلوك تشين. إن طبيعتها الثابتة واللامركزية تجعلها أدوات قوية لأتمتة عمليات مختلفة، من المعاملات المالية إلى إدارة سلسلة التوريد. ومع ذلك، فإن الميزات ذاتها التي تجعل العقود الذكية جذابة تقدم أيضًا مخاطر أمنية كبيرة. بمجرد نشرها، يصبح تغيير العقود الذكية صعبًا للغاية، إن لم يكن مستحيلًا. لذلك، يعتبر التدقيق الشامل أمرًا حاسمًا لتحديد وتخفيف الثغرات قبل النشر، مما يمنع العواقب المدمرة المحتملة مثل فقدان الأموال، واختراق البيانات، والإضرار بالسمعة. يقدم هذا الدليل نظرة شاملة على تدقيق العقود الذكية، مع التركيز على الثغرات الشائعة، ومنهجيات التدقيق، وأفضل الممارسات لتطوير بلوك تشين آمن، وهو موجه لجمهور عالمي بخلفيات تقنية متفاوتة.

لماذا يعتبر تدقيق العقود الذكية مهمًا؟

لا يمكن المبالغة في أهمية تدقيق العقود الذكية. على عكس البرامج التقليدية، غالبًا ما تتعامل العقود الذكية مع قيمة مالية كبيرة وتحكمها شيفرة برمجية غير قابلة للتغيير. يمكن استغلال ثغرة واحدة لسرقة ملايين الدولارات، وتعطيل التطبيقات اللامركزية (dApps)، وتآكل الثقة في نظام البلوك تشين بأكمله. إليك لماذا يعتبر التدقيق ضروريًا:

الثغرات الأمنية الشائعة في العقود الذكية

إن فهم الثغرات الشائعة هو الخطوة الأولى نحو التدقيق الفعال للعقود الذكية. إليك نظرة مفصلة على بعض المخاطر الأمنية الأكثر انتشارًا:

إعادة الدخول (Reentrancy)

الوصف: تحدث ثغرة إعادة الدخول عندما يقوم عقد باستدعاء عقد آخر قبل تحديث حالته الخاصة. يمكن للعقد الذي تم استدعاؤه بعد ذلك استدعاء العقد الأصلي بشكل متكرر، مما قد يؤدي إلى استنزاف الأموال أو التلاعب بالبيانات. هذه واحدة من أشهر وأخطر ثغرات العقود الذكية. فكر في بروتوكول إقراض مبسط حيث يمكن للمستخدم سحب أمواله. إذا لم تقم وظيفة السحب بتحديث رصيد المستخدم قبل إرسال الأموال، فيمكن لعقد خبيث إعادة الدخول إلى وظيفة السحب عدة مرات، وسحب أموال أكثر مما يحق له.

مثال: استغل اختراق DAO ثغرة إعادة الدخول في وظيفة السحب الخاصة به. قام ممثل خبيث باستدعاء وظيفة السحب بشكل متكرر، مما أدى إلى استنزاف أموال DAO قبل أن يتم تحديث الرصيد.

طرق التخفيف:

فيضان الأعداد الصحيحة والتدفق السفلي لها (Integer Overflow and Underflow)

الوصف: يحدث فيضان الأعداد الصحيحة عندما تؤدي عملية حسابية إلى قيمة أكبر من القيمة القصوى التي يمكن لنوع البيانات استيعابها. ويحدث التدفق السفلي للأعداد الصحيحة عندما تؤدي عملية حسابية إلى قيمة أصغر من القيمة الدنيا التي يمكن لنوع البيانات استيعابها. في إصدارات سوليديتي قبل 0.8.0، يمكن أن تؤدي هذه الحالات إلى سلوك غير متوقع وثغرات أمنية.

مثال: إذا كان لعدد صحيح غير موقّع بحجم 8 بت (uint8) قيمة 255 وأضفت إليه 1، فسيحدث فيضان ويلتف إلى 0. وبالمثل، إذا كان لعدد uint8 قيمة 0 وطرحت منه 1، فسيحدث تدفق سفلي ويلتف إلى 255. يمكن استغلال ذلك للتلاعب بالأرصدة أو إمدادات التوكنات أو بيانات حيوية أخرى.

طرق التخفيف:

الاعتماد على الطابع الزمني (Timestamp Dependency)

الوصف: الاعتماد على الطابع الزمني للكتلة (`block.timestamp`) للمنطق الحرج يمكن أن يكون محفوفًا بالمخاطر، حيث أن للمعدنين بعض السيطرة على الطابع الزمني. يمكن استغلال ذلك للتلاعب بنتيجة العمليات الحساسة للوقت، مثل اليانصيب أو المزادات. قد يكون لدى المعدنين في مواقع جغرافية مختلفة إعدادات ساعة مختلفة قليلًا، ولكن الأهم من ذلك، يمكن للمعدنين تعديل الطابع الزمني بشكل استراتيجي ضمن نطاق معين.

مثال: يمكن التلاعب بعقد يانصيب ذكي يستخدم الطابع الزمني للكتلة لتحديد الفائز من قبل المعدنين لصالح مشاركين معينين. يمكن للمعدن تعديل الطابع الزمني قليلًا لضمان تضمين معاملة قدمها مشارك مفضل في كتلة ذات طابع زمني يجعله الفائز.

طرق التخفيف:

ثغرات التحكم في الوصول (Access Control Vulnerabilities)

الوصف: يمكن أن يسمح التحكم غير السليم في الوصول للمستخدمين غير المصرح لهم بأداء إجراءات ذات امتيازات، مثل تغيير معلمات العقد، أو سحب الأموال، أو حذف البيانات. يمكن أن يؤدي هذا إلى عواقب وخيمة إذا سيطر الممثلون الخبيثون على وظائف العقد الحيوية.

مثال: يمكن استغلال عقد ذكي يسمح لأي شخص بتغيير عنوان المالك من قبل مهاجم يغير المالك إلى عنوانه الخاص، مما يمنحه السيطرة الكاملة على العقد.

طرق التخفيف:

تحسين استهلاك الغاز (Gas Optimization)

الوصف: يعد تحسين استهلاك الغاز أمرًا بالغ الأهمية لتقليل تكاليف المعاملات ومنع هجمات الحرمان من الخدمة (DoS). يمكن للشيفرة البرمجية غير الفعالة أن تستهلك كمية زائدة من الغاز، مما يجعل المعاملات باهظة الثمن أو حتى مستحيلة التنفيذ. يمكن لهجمات الحرمان من الخدمة استغلال عدم كفاءة الغاز لاستنزاف أموال العقد أو منع المستخدمين الشرعيين من التفاعل معه.

مثال: يمكن أن يستهلك عقد ذكي يتكرر على مصفوفة كبيرة باستخدام حلقة لم يتم تحسينها لاستهلاك الغاز كمية زائدة من الغاز، مما يجعل تنفيذ المعاملات التي تتضمن الحلقة مكلفًا. يمكن للمهاجم استغلال ذلك عن طريق إرسال معاملات تشغل الحلقة، مما يستنزف أموال العقد أو يمنع المستخدمين الشرعيين من التفاعل معه.

طرق التخفيف:

هجمات الحرمان من الخدمة (Denial of Service - DoS)

الوصف: تهدف هجمات الحرمان من الخدمة إلى جعل العقد الذكي غير متاح للمستخدمين الشرعيين. يمكن تحقيق ذلك عن طريق استغلال عدم كفاءة الغاز، أو التلاعب بحالة العقد، أو إغراق العقد بمعاملات غير صالحة. يمكن أن تكون بعض ثغرات الحرمان من الخدمة عرضية، ناتجة عن ممارسات ترميز سيئة.

مثال: يمكن أن يكون العقد الذي يسمح للمستخدمين بالمساهمة بالإيثر ثم يتكرر على جميع المساهمين لرد أموالهم عرضة لهجوم حرمان من الخدمة. يمكن للمهاجم إنشاء عدد كبير من المساهمات الصغيرة، مما يجعل عملية رد الأموال باهظة التكلفة ويمنع المستخدمين الشرعيين من استلام أموالهم.

طرق التخفيف:

ثغرات `delegatecall`

الوصف: تسمح وظيفة `delegatecall` للعقد بتنفيذ شيفرة من عقد آخر في سياق تخزين العقد المستدعي. يمكن أن يكون هذا خطيرًا إذا كان العقد المستدعى غير موثوق به أو يحتوي على شيفرة خبيثة، حيث يمكنه الكتابة فوق مساحة تخزين العقد المستدعي والسيطرة على العقد. هذا الأمر ذو أهمية خاصة عند استخدام أنماط البروكسي (proxy patterns).

مثال: يمكن أن يكون عقد البروكسي الذي يستخدم `delegatecall` لإعادة توجيه الاستدعاءات إلى عقد تنفيذ عرضة للخطر إذا تم اختراق عقد التنفيذ. يمكن للمهاجم نشر عقد تنفيذ خبيث وخداع عقد البروكسي لتفويض الاستدعاءات إليه، مما يسمح له بالكتابة فوق مساحة تخزين عقد البروكسي والسيطرة على العقد.

طرق التخفيف:

الاستثناءات غير المعالجة (Unhandled Exceptions)

الوصف: يمكن أن يؤدي الفشل في معالجة الاستثناءات بشكل صحيح إلى سلوك غير متوقع وثغرات أمنية. عند حدوث استثناء، يتم عادةً عكس المعاملة، ولكن إذا لم يتم التعامل مع الاستثناء بشكل صحيح، فقد تترك حالة العقد في حالة غير متسقة أو معرضة للخطر. هذا مهم بشكل خاص عند التفاعل مع العقود الخارجية.

مثال: يمكن أن يكون العقد الذي يستدعي عقدًا خارجيًا لنقل التوكنات ولكنه لا يتحقق من وجود أخطاء عرضة للخطر إذا قام العقد الخارجي بعكس المعاملة. إذا لم يعالج العقد المستدعي الخطأ، فقد تترك حالته في حالة غير متسقة، مما قد يؤدي إلى فقدان الأموال.

طرق التخفيف:

الاستباق (Front Running)

الوصف: يحدث الاستباق عندما يلاحظ المهاجم معاملة معلقة ويقدم معاملته الخاصة بسعر غاز أعلى ليتم تنفيذها قبل المعاملة الأصلية. يمكن استخدام هذا للربح من نتيجة المعاملة الأصلية أو التلاعب بها. هذا شائع في البورصات اللامركزية (DEXs).

مثال: يمكن للمهاجم استباق طلب شراء كبير على بورصة لامركزية عن طريق تقديم طلب شراء خاص به بسعر غاز أعلى، مما يرفع سعر الأصل قبل تنفيذ الطلب الأصلي. هذا يسمح للمهاجم بالربح من ارتفاع السعر.

طرق التخفيف:

هجوم العنوان القصير (Short Address Attack)

الوصف: يستغل هجوم العنوان القصير، المعروف أيضًا باسم هجوم الحشو (padding attack)، الثغرات في كيفية تعامل بعض العقود الذكية مع العناوين. من خلال تقديم عنوان أقصر من الطول المتوقع، يمكن للمهاجمين التلاعب ببيانات الإدخال وربما إعادة توجيه الأموال أو تشغيل وظائف غير مقصودة. هذه الثغرة ذات صلة خاصة عند استخدام إصدارات قديمة من سوليديتي أو التفاعل مع عقود لم تنفذ التحقق الصحيح من صحة المدخلات.

مثال: تخيل وظيفة نقل توكن تتوقع عنوانًا بحجم 20 بايت كمدخل. يمكن للمهاجم تقديم عنوان بحجم 19 بايت، وقد تقوم آلة الإيثيريوم الافتراضية (EVM) بحشو العنوان ببايت صفري. إذا لم يتحقق العقد من الطول بشكل صحيح، فقد يؤدي ذلك إلى إرسال الأموال إلى عنوان مختلف عن المقصود.

طرق التخفيف:

منهجيات تدقيق العقود الذكية

يعد تدقيق العقود الذكية عملية متعددة الأوجه تتضمن مزيجًا من التحليل اليدوي والأدوات الآلية وتقنيات التحقق الرسمي. إليك نظرة عامة على المنهجيات الرئيسية:

المراجعة اليدوية للشيفرة

تعد المراجعة اليدوية للشيفرة حجر الزاوية في تدقيق العقود الذكية. تتضمن قيام خبير أمني بفحص الشيفرة المصدرية بعناية لتحديد الثغرات المحتملة والأخطاء المنطقية والانحرافات عن أفضل الممارسات. يتطلب هذا فهمًا عميقًا لمبادئ أمان العقود الذكية ونواقل الهجوم الشائعة والمنطق المحدد للعقد الذي يتم تدقيقه. يحتاج المدقق إلى فهم الوظائف المقصودة لتحديد التناقضات أو الثغرات بدقة.

الخطوات الرئيسية:

أدوات التحليل الآلي

يمكن أن تساعد أدوات التحليل الآلي في تبسيط عملية التدقيق عن طريق الكشف التلقائي عن الثغرات الشائعة والروائح الكريهة في الشيفرة (code smells). تستخدم هذه الأدوات تقنيات التحليل الثابت لتحديد المشكلات الأمنية المحتملة دون تنفيذ الشيفرة فعليًا. ومع ذلك، فإن الأدوات الآلية ليست بديلاً عن المراجعة اليدوية للشيفرة، حيث قد تفوتها ثغرات دقيقة أو تنتج نتائج إيجابية كاذبة.

الأدوات الشائعة:

اختبار الغموض (Fuzzing)

اختبار الغموض هو تقنية اختبار ديناميكية تتضمن تزويد العقد الذكي بعدد كبير من المدخلات العشوائية أو شبه العشوائية لتحديد الثغرات المحتملة أو السلوك غير المتوقع. يمكن أن يساعد اختبار الغموض في الكشف عن الأخطاء التي قد تفوتها أدوات التحليل الثابت أو المراجعة اليدوية للشيفرة. ومع ذلك، فإن اختبار الغموض ليس تقنية اختبار شاملة ويجب استخدامه بالاقتران مع منهجيات التدقيق الأخرى.

أدوات اختبار الغموض الشائعة:

التحقق الرسمي

التحقق الرسمي هو الطريقة الأكثر صرامة لضمان صحة وأمان العقود الذكية. يتضمن استخدام تقنيات رياضية لإثبات رسميًا أن العقد الذكي يفي بمجموعة من المواصفات المحددة مسبقًا. يمكن أن يوفر التحقق الرسمي مستوى عاليًا من التأكيد على أن العقد الذكي خالٍ من الأخطاء والثغرات، ولكنه أيضًا عملية معقدة وتستغرق وقتًا طويلًا.

الخطوات الرئيسية:

الأدوات:

برامج مكافآت الأخطاء

تحفز برامج مكافآت الأخطاء الباحثين الأمنيين على إيجاد الثغرات في العقود الذكية والإبلاغ عنها. من خلال تقديم مكافآت لتقارير الأخطاء الصحيحة، يمكن أن تساعد برامج مكافآت الأخطاء في تحديد الثغرات التي قد تفوتها جهود التدقيق الداخلية. تخلق هذه البرامج حلقة تغذية راجعة مستمرة، مما يعزز الوضع الأمني للعقد الذكي. تأكد من تحديد نطاق برنامج مكافآت الأخطاء بوضوح، مع تحديد العقود وأنواع الثغرات التي تقع ضمن النطاق، وقواعد المشاركة وتوزيع المكافآت. منصات مثل Immunefi تسهل برامج مكافآت الأخطاء.

أفضل الممارسات لتطوير العقود الذكية الآمنة

إن منع الثغرات في المقام الأول هو الطريقة الأكثر فعالية لضمان أمان العقود الذكية. إليك بعض أفضل الممارسات لتطوير العقود الذكية الآمنة:

اختيار مدقق العقود الذكية

يعد اختيار المدقق المناسب أمرًا بالغ الأهمية لضمان أمان عقودك الذكية. إليك بعض العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار مدقق:

مستقبل تدقيق العقود الذكية

يتطور مجال تدقيق العقود الذكية باستمرار مع اكتشاف ثغرات جديدة وظهور تقنيات جديدة. إليك بعض الاتجاهات التي تشكل مستقبل تدقيق العقود الذكية:

الخاتمة

يعد تدقيق العقود الذكية عملية حيوية لضمان أمان وموثوقية تطبيقات البلوك تشين. من خلال فهم الثغرات الشائعة، وتنفيذ ممارسات الترميز الآمنة، وإجراء تدقيقات شاملة، يمكن للمطورين تقليل مخاطر الاختراقات الأمنية وحماية أصول مستخدميهم. مع استمرار نمو نظام البلوك تشين، ستزداد أهمية تدقيق العقود الذكية فقط. تعد التدابير الأمنية الاستباقية، إلى جانب منهجيات التدقيق المتطورة، ضرورية لتعزيز الثقة ودفع تبني تقنية البلوك تشين في جميع أنحاء العالم. تذكر أن الأمن عملية مستمرة، وليس حدثًا لمرة واحدة. تعد التدقيقات المنتظمة، جنبًا إلى جنب مع المراقبة والصيانة المستمرة، حاسمة للحفاظ على أمان عقودك الذكية على المدى الطويل.