Български

Обстоен анализ на одита на смарт договори, често срещани уязвимости, методологии и най-добри практики за сигурна блокчейн разработка.

Одит на смарт договори: Разкриване на уязвимости в сигурността на блокчейн

Смарт договорите са самоизпълняващи се споразумения, написани в код и внедрени в блокчейн. Тяхната неизменност и децентрализирана природа ги правят мощни инструменти за автоматизиране на различни процеси – от финансови трансакции до управление на веригата за доставки. Въпреки това, самите характеристики, които правят смарт договорите привлекателни, въвеждат и значителни рискове за сигурността. Веднъж внедрени, смарт договорите са изключително трудни, ако не и невъзможни, за промяна. Ето защо щателният одит е от решаващо значение за идентифициране и смекчаване на уязвимостите преди внедряването, предотвратявайки потенциално опустошителни последици като загуба на средства, пробиви в данните и увреждане на репутацията. Това ръководство предоставя цялостен преглед на одита на смарт договори, като се фокусира върху често срещани уязвимости, методологии за одит и най-добри практики за сигурна блокчейн разработка, насочено към глобална аудитория с различен технически опит.

Защо одитът на смарт договори е важен?

Значението на одита на смарт договори не може да бъде надценено. За разлика от традиционния софтуер, смарт договорите често управляват значителна финансова стойност и се управляват от неизменяем код. Една-единствена уязвимост може да бъде експлоатирана за източване на милиони долари, нарушаване на децентрализираните приложения (dApps) и подкопаване на доверието в цялата блокчейн екосистема. Ето защо одитът е от съществено значение:

Често срещани уязвимости в смарт договорите

Разбирането на често срещаните уязвимости е първата стъпка към ефективен одит на смарт договори. Ето подробен поглед към някои от най-разпространените рискове за сигурността:

Reentrancy

Описание: Reentrancy възниква, когато договор извиква друг договор, преди да актуализира собственото си състояние. След това извиканият договор може рекурсивно да извика обратно оригиналния договор, потенциално източвайки средства или манипулирайки данни. Това е една от най-известните и опасни уязвимости на смарт договорите. Представете си опростен протокол за кредитиране, при който потребител може да изтегли средствата си. Ако функцията за теглене не актуализира баланса на потребителя преди изпращането на средствата, злонамерен договор може да влезе отново във функцията за теглене многократно, изтегляйки повече средства, отколкото има право.

Пример: Хакът на The DAO експлоатира уязвимост от тип reentrancy в своята функция за теглене. Злонамерен участник рекурсивно извиква функцията за теглене, източвайки средствата на The DAO, преди балансът да бъде актуализиран.

Смекчаване:

Препълване и недопълване на цели числа (Integer Overflow and Underflow)

Описание: Препълване на цяло число (Integer overflow) възниква, когато аритметична операция води до стойност, по-голяма от максималната стойност, която даден тип данни може да съдържа. Недопълване на цяло число (Integer underflow) възниква, когато аритметична операция води до стойност, по-малка от минималната стойност, която даден тип данни може да съдържа. Във версии на Solidity преди 0.8.0, тези условия можеха да доведат до неочаквано поведение и уязвимости в сигурността.

Пример: Ако 8-битово цяло число без знак (uint8) има стойност 255 и към него се добави 1, то ще препълни и ще се върне към 0. По същия начин, ако uint8 има стойност 0 и от него се извади 1, то ще недопълни и ще се върне към 255. Това може да бъде експлоатирано за манипулиране на баланси, наличности на токени или други критични данни.

Смекчаване:

Зависимост от времеви печат (Timestamp Dependency)

Описание: Разчитането на времевия печат на блока (block.timestamp) за критична логика може да бъде рисковано, тъй като копачите (miners) имат известен контрол върху времевия печат. Това може да бъде експлоатирано за манипулиране на резултата от времево-чувствителни операции, като лотарии или търгове. Копачите в различни географски местоположения може да имат леко различни настройки на часовника, но по-важното е, че копачите могат стратегически да коригират времевия печат в определен диапазон.

Пример: Смарт договор за лотария, който използва времевия печат на блока за определяне на победителя, може да бъде манипулиран от копачите в полза на определени участници. Копач може леко да коригира времевия печат, за да гарантира, че трансакция, подадена от предпочитан участник, е включена в блок с времеви печат, който го прави победител.

Смекчаване:

Уязвимости в контрола на достъпа

Описание: Неправилният контрол на достъпа може да позволи на неоторизирани потребители да извършват привилегировани действия, като промяна на параметрите на договора, теглене на средства или изтриване на данни. Това може да доведе до катастрофални последици, ако злонамерени участници получат контрол над критични функции на договора.

Пример: Смарт договор, който позволява на всеки да промени адреса на собственика, може да бъде експлоатиран от атакуващ, който променя собственика на своя собствен адрес, давайки му пълен контрол над договора.

Смекчаване:

Оптимизация на газ (Gas Optimization)

Описание: Оптимизацията на газ е от решаващо значение за минимизиране на трансакционните разходи и предотвратяване на атаки за отказ на услуга (DoS). Неефективният код може да консумира прекомерно количество газ, правейки трансакциите скъпи или дори невъзможни за изпълнение. DoS атаките могат да експлоатират неефективността на газа, за да източат средствата на договора или да попречат на легитимни потребители да взаимодействат с него.

Пример: Смарт договор, който итерира през голям масив с помощта на цикъл, който не е оптимизиран за консумация на газ, може да консумира прекомерно количество газ, което прави скъпо изпълнението на трансакции, включващи цикъла. Атакуващ може да експлоатира това, като изпраща трансакции, които задействат цикъла, източвайки средствата на договора или пречейки на легитимни потребители да взаимодействат с него.

Смекчаване:

Отказ на услуга (Denial of Service - DoS)

Описание: DoS атаките имат за цел да направят смарт договора недостъпен за легитимни потребители. Това може да бъде постигнато чрез експлоатиране на неефективност на газа, манипулиране на състоянието на договора или заливане на договора с невалидни трансакции. Някои DoS уязвимости могат да бъдат случайни, причинени от лоши практики на кодиране.

Пример: Договор, който позволява на потребителите да допринасят с Ether и след това итерира през всички допринесли, за да им възстанови средствата, може да бъде уязвим на DoS атака. Атакуващ може да създаде голям брой малки вноски, правейки процеса на възстановяване на средства непосилно скъп и пречейки на легитимните потребители да получат своите средства обратно.

Смекчаване:

Уязвимости при delegatecall

Описание: Функцията delegatecall позволява на един договор да изпълни код от друг договор в контекста на хранилището на извикващия договор. Това може да бъде опасно, ако извиканият договор е ненадежден или съдържа злонамерен код, тъй като потенциално може да презапише хранилището на извикващия договор и да поеме контрол над него. Това е особено релевантно при използване на прокси модели.

Пример: Прокси договор, който използва delegatecall за препращане на извиквания към имплементационен договор, може да бъде уязвим, ако имплементационният договор бъде компрометиран. Атакуващ може да внедри злонамерен имплементационен договор и да подмами прокси договора да делегира извиквания към него, което му позволява да презапише хранилището на прокси договора и да поеме контрол над него.

Смекчаване:

Необработени изключения

Описание: Неуспехът да се обработват правилно изключенията може да доведе до неочаквано поведение и уязвимости в сигурността. Когато възникне изключение, трансакцията обикновено се връща, но ако изключението не се обработи правилно, състоянието на договора може да остане в непоследователно или уязвимо състояние. Това е особено важно при взаимодействие с външни договори.

Пример: Договор, който извиква външен договор за прехвърляне на токени, но не проверява за грешки, може да бъде уязвим, ако външният договор върне трансакцията. Ако извикващият договор не обработи грешката, неговото състояние може да остане в непоследователно състояние, което потенциално да доведе до загуба на средства.

Смекчаване:

Front Running

Описание: Front running възниква, когато атакуващ наблюдава предстояща трансакция и подава своя собствена трансакция с по-висока цена на газ, за да бъде изпълнена преди оригиналната трансакция. Това може да се използва за печалба от или манипулиране на резултата от оригиналната трансакция. Това е често срещано явление в децентрализираните борси (DEXs).

Пример: Атакуващ може да изпревари (front run) голяма поръчка за покупка на DEX, като подаде своя собствена поръчка за покупка с по-висока цена на газ, повишавайки цената на актива, преди да бъде изпълнена оригиналната поръчка. Това позволява на атакуващия да спечели от увеличението на цената.

Смекчаване:

Атака с къс адрес (Short Address Attack)

Описание: Атаката с къс адрес, известна още като атака с допълване (padding attack), експлоатира уязвимости в начина, по който някои смарт договори обработват адреси. Като подадат адрес, който е по-къс от очакваната дължина, атакуващите могат да манипулират входните данни и потенциално да пренасочат средства или да задействат непредвидена функционалност. Тази уязвимост е особено релевантна при използване на по-стари версии на Solidity или при взаимодействие с договори, които не са внедрили правилна валидация на входа.

Пример: Представете си функция за прехвърляне на токени, която очаква 20-байтов адрес като вход. Атакуващ може да подаде 19-байтов адрес, а EVM може да допълни адреса с нулев байт. Ако договорът не валидира правилно дължината, това може да доведе до изпращане на средствата на различен от предвидения адрес.

Смекчаване:

Методологии за одит на смарт договори

Одитът на смарт договори е многостранен процес, който включва комбинация от ръчен анализ, автоматизирани инструменти и техники за формална верификация. Ето преглед на ключовите методологии:

Ръчен преглед на кода

Ръчният преглед на кода е крайъгълният камък на одита на смарт договори. Той включва внимателно изследване на изходния код от експерт по сигурността с цел идентифициране на потенциални уязвимости, логически грешки и отклонения от най-добрите практики. Това изисква задълбочено разбиране на принципите за сигурност на смарт договорите, често срещаните вектори на атака и специфичната логика на одитирания договор. Одиторът трябва да разбере предвидената функционалност, за да идентифицира точно несъответствия или уязвимости.

Ключови стъпки:

Инструменти за автоматизиран анализ

Инструментите за автоматизиран анализ могат да помогнат за оптимизиране на процеса на одит чрез автоматично откриване на често срещани уязвимости и „миризми“ в кода (code smells). Тези инструменти използват техники за статичен анализ, за да идентифицират потенциални проблеми със сигурността, без реално да изпълняват кода. Въпреки това, автоматизираните инструменти не са заместител на ръчния преглед на кода, тъй като могат да пропуснат фини уязвимости или да генерират фалшиво положителни резултати.

Популярни инструменти:

Fuzzing

Fuzzing е техника за динамично тестване, която включва подаване на голям брой случайни или полуслучайни входове към смарт договор, за да се идентифицират потенциални уязвимости или неочаквано поведение. Fuzzing може да помогне за откриване на бъгове, които може да бъдат пропуснати от инструментите за статичен анализ или ръчния преглед на кода. Въпреки това, fuzzing не е изчерпателна техника за тестване и трябва да се използва в комбинация с други методологии за одит.

Популярни инструменти за Fuzzing:

Формална верификация

Формалната верификация е най-строгият метод за гарантиране на коректността и сигурността на смарт договорите. Тя включва използването на математически техники за формално доказване, че даден смарт договор отговаря на набор от предварително определени спецификации. Формалната верификация може да осигури високо ниво на сигурност, че смарт договорът е без бъгове и уязвимости, но също така е сложен и отнемащ време процес.

Ключови стъпки:

Инструменти:

Програми за награди за открити бъгове (Bug Bounty Programs)

Програмите за награди за открити бъгове стимулират изследователите по сигурността да намират и докладват уязвимости в смарт договорите. Като предлагат награди за валидни доклади за бъгове, тези програми могат да помогнат за идентифициране на уязвимости, които може да бъдат пропуснати от вътрешните одитни усилия. Тези програми създават непрекъсната обратна връзка, като допълнително подобряват състоянието на сигурността на смарт договора. Уверете се, че обхватът на програмата за награди е ясно дефиниран, като се посочва кои договори и типове уязвимости са в обхвата, както и правилата за участие и разпределение на наградите. Платформи като Immunefi улесняват програмите за награди за бъгове.

Най-добри практики за сигурна разработка на смарт договори

Предотвратяването на уязвимости на първо място е най-ефективният начин да се гарантира сигурността на смарт договорите. Ето някои най-добри практики за сигурна разработка на смарт договори:

Избор на одитор на смарт договори

Изборът на правилния одитор е от решаващо значение за гарантиране на сигурността на вашите смарт договори. Ето някои фактори, които да вземете предвид при избора на одитор:

Бъдещето на одита на смарт договори

Областта на одита на смарт договори непрекъснато се развива, тъй като се откриват нови уязвимости и се появяват нови технологии. Ето някои тенденции, които оформят бъдещето на одита на смарт договори:

Заключение

Одитът на смарт договори е критичен процес за гарантиране на сигурността и надеждността на блокчейн приложенията. Чрез разбиране на често срещаните уязвимости, внедряване на сигурни практики за кодиране и провеждане на щателни одити, разработчиците могат да минимизират риска от пробиви в сигурността и да защитят активите на своите потребители. Тъй като блокчейн екосистемата продължава да расте, значението на одита на смарт договори само ще се увеличава. Проактивните мерки за сигурност, съчетани с развиващите се методологии за одит, са от съществено значение за насърчаване на доверието и стимулиране на приемането на блокчейн технологията в световен мащаб. Помнете, че сигурността е непрекъснат процес, а не еднократно събитие. Редовните одити, съчетани с текущо наблюдение и поддръжка, са от решаващо значение за поддържането на дългосрочната сигурност на вашите смарт договори.

Одит на смарт договори: Разкриване на уязвимости в сигурността на блокчейн | MLOG