Nutilepingu audit: põhjalik juhend turbehaavatavuse analüüsiks

Nutilepingud on iseenda täitmise lepingud, mis on kirjutatud koodis ja juurutatud plokiahela võrkudes. Need juhivad suurt hulka detsentraliseeritud rakendusi (dApps), alates detsentraliseeritud finantsplatvormidest (DeFi) kuni tarneahelate haldussüsteemideni. Kuid nutilepingud on samuti vastuvõtlikud turbehaavatavustele, mis võivad põhjustada olulisi rahalisi kaotusi ja mainekahju. See artikkel pakub põhjaliku juhendi nutilepingute auditeerimiseks, hõlmates põhikontseptsioone, levinud haavatavusi, auditimeetodeid ja parimaid tavasid teie detsentraliseeritud rakenduste turvalisuse tagamiseks.

Mis on nutilepingu audit?

Nutilepingu audit on nutilepingu koodi süstemaatiline läbivaatamine ja analüüsimine, et tuvastada potentsiaalseid turbehaavatavusi, vigu ja loogikavigu. See on mis tahes dAppi arendustsükli kriitiline samm, kuna see aitab leevendada riske, mis on seotud ebaturvalise koodi juurutamisega plokiahelas. Erinevalt traditsioonilisest tarkvarast on nutilepingud pärast juurutamist muutumatud, mis tähendab, et pärast juurutamist avastatud haavatavusi ei saa kergesti parandada. See muudab põhjaliku auditeerimise veelgi olulisemaks.

Nutilepingu auditi peamine eesmärk on tagada, et leping toimib ettenähtud viisil, on turvaline ja järgib parimaid tavasid. See hõlmab käsitsi koodi ülevaatuse, automatiseeritud analüüsivahendite ja testimistehnikate kombinatsiooni potentsiaalsete probleemide tuvastamiseks ja lahendamiseks.

Miks on nutilepingu audit oluline?

Nutilepingu auditeerimise tähtsust ei saa ülehinnata. Haavatavate nutilepingute juurutamise tagajärjed võivad olla tõsised, mis viivad:

• Rahalised kaotused: Kuritahtlikud osalejad võivad haavatavusi ära kasutada, et varastada vahendeid, manipuleerida lepingu loogikat või häirida dAppi funktsionaalsust.
• Mainekahju: Turvarikkumised võivad õõnestada kasutajate usaldust ja kahjustada projekti ja selle meeskonna mainet.
• Juriidilised ja regulatiivsed riskid: Mõnes jurisdiktsioonis võib ebaturvaliste nutilepingute juurutamine põhjustada õiguslikke kohustusi ja regulatiivseid karistusi.
• Kasutajate usalduse kaotus: Kasutajad usaldavad ja kasutavad vähem tõenäoliselt dAppe, millel on turbehaavatavuse ajalugu.

Viimane ajalugu on täis näiteid ärakasutamistest, mille tulemusel on kaotatud miljoneid dollareid. Auditeerimine võib neid kaotusi ära hoida ja platvormis usaldust luua.

Levinud nutilepingu haavatavused

Levinud nutilepingute haavatavuste mõistmine on oluline nii arendajatele kui ka audiitoritele. Siin on mõned kõige levinumad haavatavuste tüübid:

1. Reentrancy

Reentrancy on haavatavus, mis ilmneb siis, kui leping teeb välise kõne teisele lepingule enne oma oleku värskendamist. See võimaldab välisel lepingul helistada tagasi algsesse lepingusse mitu korda enne, kui algne leping on oma loogika täitmise lõpetanud. Reentrancy rünnakuid kasutati kuulsalt DAO häkkimisel, mille tulemusel varastati miljonite dollarite väärtuses Eeterit.

Näide:

Kaaluge lepingut, mis võimaldab kasutajatel Eeterit välja võtta. Kui leping saadab Eetri kasutajale enne oma sisemise saldo värskendamist, saab kasutaja helistada tagasi lepingusse ja Eeterit mitu korda välja võtta enne, kui nende saldo on uuendatud.

Leevendamine:

• Kasutage mustrit "Kontrollid-efektid-koostoimed", mis hõlmab kontrollide tegemist enne väliskõnede tegemist, oleku värskendamist enne väliskõnede tegemist ja koostoimete piiramist väliste lepingutega.
• Kasutage funktsioone `transfer()` või `send()` Eetri saatmiseks, kuna need funktsioonid piiravad vastuvõtja poolt kasutatavat gaasi kogust, takistades neid tagasi lepingusse helistamast.
• Rakendage reentrancy kaitse, mis takistab funktsiooni rekursiivset kutsumist.

2. Täisarvu ülevool ja alavool

Täisarvu ülevool ja alavool ilmnevad siis, kui aritmeetiline tegevus põhjustab väärtuse, mis jääb väljapoole tulemuse salvestamiseks kasutatava andmetüübi vahemikku. Näiteks kui allkirjastamata 8-bitine täisarv (uint8) suurendatakse üle 255, läheb see üle 0-ni. Samamoodi, kui seda vähendatakse alla 0, läheb see üle 255-ni.

Näide:

Kaaluge märgilist lepingut, kus žetoonide koguarvu esindab allkirjastamata täisarv. Kui leping võimaldab kasutajatel uusi žetoone vermida ja žetoonide koguarv ületab täisarvu maksimaalväärtuse, läheb see üle väikeseks väärtuseks, mis võib potentsiaalselt võimaldada ründajatel vermida piiramatul hulgal žetoone.

Leevendamine:

• Kasutage turvalise matemaatika teeke, nagu OpenZeppelini SafeMathi teek, mis pakuvad funktsioone, mis kontrollivad ülevoolu ja alavoolu ning tühistavad tehingu, kui need ilmnevad.
• Kasutage suuremaid täisarvu andmetüüpe, näiteks uint256, et vähendada ülevoolu ja alavoolu tõenäosust.

3. Teenuse keelamine (DoS)

Teenuse keelamise (DoS) rünnakute eesmärk on häirida nutilepingu normaalset toimimist, takistades seaduslikel kasutajatel juurdepääsu selle teenustele. DoS haavatavused võivad tekkida erinevatest allikatest, nagu gaasi piiranguga seotud probleemid, plokkide täitmine ja ootamatud tagasipöördumise tingimused.

Näide:

Kaaluge lepingut, mis võimaldab kasutajatel oksjonil osaleda. Kui leping läbib pakkujaid võitja määramiseks, saab ründaja luua suure hulga mannekeenpakkumisi, et iteratsioon tarbiks liigset gaasi, põhjustades tehingu nurjumise. See võib takistada seaduslikel pakkujatel oksjonil osalemast.

Leevendamine:

• Vältige piiramatuid tsükleid ja iteratsioone, kuna need võivad tarbida liigset gaasi.
• Rakendage lehekülgede kaupa jagamine või partiide töötlemine, et piirata iga tehingu jaoks vajamineva gaasi hulka.
• Kasutage tõmbemakseid surumaksete asemel, kuna tõmbemaksed võimaldavad kasutajatel vahendeid välja võtta omas tempos, vähendades gaasi piiranguga seotud probleemide ohtu.
• Rakendage kaitselülitid, mis võivad ajutiselt keelata teatud funktsionaalsuse, kui DoS-rünnak tuvastatakse.

4. Ajatempli sõltuvus

Nutilepingud pääsevad juurde praeguse ploki ajatemplile, mille pakub kaevandaja, kes ploki kaevandas. Kuid kaevandajatel on ajatempli üle teatud kontroll ja nad saavad seda teatud piirides manipuleerida. See võib viia haavatavusteni, kui leping tugineb ajatemplile kriitilises loogikas, nagu juhuslike numbrite genereerimine või ajatundlikud toimingud.

Näide:

Kaaluge hasartmängulepingut, mis kasutab juhusliku numbri genereerimiseks ploki ajatempli. Ründaja saab mängu tulemust mõjutada, kaevandades ploki ajatempliga, mis soosib nende soovitud tulemust.

Leevendamine:

• Vältige ploki ajatempli kasutamist kriitilises loogikas.
• Kasutage usaldusväärsemaid juhuslikkuse allikaid, nagu Chainlink VRF või RANDAO.
• Rakendage kaitsemeetmed tagamaks, et ajatempel on mõistlikus vahemikus.

5. Delegatecall

`delegatecall` on madala taseme funktsioon, mis võimaldab lepingul täita teise lepingu koodi helistava lepingu kontekstis. See tähendab, et kutsutud leping saab muuta helistava lepingu salvestus- ja olekumuutujaid. Kui seda valesti kasutada, võib `delegatecall` viia tõsiste turbehaavatavusteni.

Näide:

Kaaluge proksilepingut, mis kasutab `delegatecall` kõnede edastamiseks loogikaleepingule. Kui loogikatingimusel on erinev salvestuspaigutus kui proksilepingul, võib see kirjutada üle proksilepingu kriitilised salvestusmuutujad, mis võivad potentsiaalselt võimaldada ründajal proksilepingu üle kontrolli saada.

Leevendamine:

• Veenduge, et proksilepingu ja loogikatingimuse salvestuspaigutus oleks ühilduv.
• Auditeerige hoolikalt loogikatingimuse koodi, et veenduda, et see ei sisalda pahatahtlikku koodi.
• Kasutage hästi testitud ja auditeeritud proksimustreid, nagu UUPS (Universal Upgradeable Proxy Standard) muster.

6. Juurdepääsukontroll

Õige juurdepääsukontroll on oluline selle tagamiseks, et ainult volitatud kasutajad saavad nutilepingus teatud toiminguid teha. Ebapiisav või vale juurdepääsukontroll võib võimaldada ründajatel turvameetmeid mööda minna ja saada volitamata juurdepääs tundlikele andmetele või funktsionaalsusele.

Näide:

Kaaluge lepingut, mis võimaldab ainult omanikul vahendeid välja võtta. Kui leping ei kontrolli korralikult helistaja identiteeti, saab ründaja omanikuna esineda ja vahendeid välja võtta.

Leevendamine:

• Kasutage modifikaatorit `onlyOwner`, et piirata juurdepääsu teatud funktsioonidele lepingu omanikule.
• Rakendage mitme allkirjaga autentimine, et nõuda mitmelt osapoolelt kriitiliste toimingute heakskiitmist.
• Kasutage rollipõhist juurdepääsukontrolli (RBAC), et määratleda erinevad rollid ja õigused erinevatele kasutajatele.
• Rakendage juurdepääsukontrolli loendeid (ACL), et anda või tühistada juurdepääs konkreetsetele ressurssidele.

7. Käsitsemata erandid

Solidity's saab erandeid visata funktsioonide `revert()`, `require()` ja `assert()` abil. Kui erandit ei käsitleta õigesti, võib see viia ootamatu käitumiseni ja turbehaavatavusteni.

Näide:

Kaaluge lepingut, mis saadab Eetri kasutajale. Kui kasutaja aadress on leping, mis viskab erandi Eetri saamisel, tühistatakse tehing. Kuid kui leping ei käsitle erandit korralikult, võib see jätta oma oleku vastuoluliseks, mis võib potentsiaalselt võimaldada ründajatel vastuolu ära kasutada.

Leevendamine:

• Kasutage mustrit "Kontrollid-efektid-koostoimed", et minimeerida väliste kõnede ajal erandite tekkimise ohtu.
• Kasutage try-catch plokke erandite käsitlemiseks ja tehingu vajadusel tühistamiseks.
• Vältige väliste kõnede tegemist, mis võivad tõenäoliselt erandeid visata.

8. Front Running

Front running ilmneb siis, kui ründaja jälgib ootel tehingut ja esitab oma tehingu kõrgema gaasihinnaga, et see saaks enne algset tehingut täidetud. See võib võimaldada ründajal algsest tehingust kasu saada või selle tulemust manipuleerida.

Näide:

Kaaluge detsentraliseeritud börsi (DEX), kus kasutajad saavad žetoone kaubelda. Kui ründaja jälgib suurt ostutellimust, saab ta esitada oma ostutellimuse veidi kõrgema gaasihinnaga, et see saaks enne algset tellimust täidetud. See võimaldab ründajal žetoone osta madalama hinnaga ja seejärel neid algsele ostjale kõrgema hinnaga müüa.

Leevendamine:

• Kasutage commit-reveal skeeme, mis nõuavad kasutajatelt oma tehingute sidumist enne nende avalikustamist ahelas.
• Kasutage väliseid täitmiskeskkondi, nagu kihi 2 skaleerimislahendused, et vähendada tehingute nähtavust.
• Rakendage tellimuste sobitamise algoritme, mis on front running'i suhtes vastupidavad.

Nutilepingu auditimeetodid

Nutilepingute auditid hõlmavad tavaliselt käsitsi koodi läbivaatamist, automatiseeritud analüüsivahendeid ja testimistehnikaid. Siin on mõned kõige levinumad metoodikad:

1. Käsitsi koodi ülevaatus

Käsitsi koodi ülevaatus on nutilepingu koodi hoolikas uurimine rida-realt, et tuvastada potentsiaalseid haavatavusi, vigu ja loogikavigu. See on aeganõudev, kuid oluline osa auditeerimisprotsessist, kuna see võimaldab audiitoritel saada sügavalt aru lepingu funktsionaalsusest ja tuvastada probleeme, mida automatiseeritud vahendid ei pruugi tuvastada.

Parimad tavad:

• Kasutage struktureeritud lähenemist, nagu OWASP Smart Contract Top 10, et juhtida ülevaatusprotsessi.
• Dokumenteerige kõik leiud ja soovitused selgelt ja lühidalt.
• Kaasake põhjaliku ülevaate tagamiseks mitu audiitorit, kellel on erinevad teadmised.
• Kasutage koodi ülevaatusvahendeid potentsiaalsete probleemide esiletõstmiseks ja edenemise jälgimiseks.

2. Staatiline analüüs

Staatiline analüüs hõlmab nutilepingu koodi analüüsimist seda täitmata. See võimaldab audiitoritel tuvastada potentsiaalseid haavatavusi, nagu täisarvu ülevool ja alavool, reentrancy ja ajatempli sõltuvus, ilma lepingut plokiahelas käivitamata. Staatilise analüüsi tööriistad võivad automatiseerida suurema osa koodi ülevaatusprotsessist, muutes selle tõhusamaks ja vähem vastuvõtlikuks inimlikele vigadele.

Populaarsed tööriistad:

• Slither
• Mythril
• Securify
• Oyente

3. Dünaamiline analüüs

Dünaamiline analüüs hõlmab nutilepingu koodi täitmist kontrollitud keskkonnas, et jälgida selle käitumist ja tuvastada potentsiaalseid haavatavusi. Seda saab teha fuzzing-tehnikate abil, mis hõlmavad lepingule suure hulga juhuslike sisendite esitamist, et proovida vallandada ootamatut käitumist, või sümbolilise täitmise kaudu, mis hõlmab kõigi lepingu võimalike täitmisradade uurimist.

Populaarsed tööriistad:

• Echidna
• MythX
• Manticore

4. Formaalse verifitseerimine

Formaalne verifitseerimine on matemaatiline tehnika, mis hõlmab nutilepingu õigsuse tõestamist, määrates ametlikult selle kavandatud käitumise ja seejärel kontrollides, et kood vastab spetsifikatsioonile. See on väga range, kuid ka aeganõudev ja keeruline protsess, mida kasutatakse tavaliselt kriitiliste lepingute puhul, kus turvalisus on ülioluline.

Populaarsed tööriistad:

• Certora Prover
• K Framework
• Isabelle/HOL

5. Gaasi optimeerimine

Gaasi optimeerimine on protsess, millega vähendatakse nutilepingu täitmiseks vajamineva gaasi kogust. See on oluline, kuna gaasikulud võivad olla märkimisväärsed, eriti keerukate lepingute puhul. Gaasi optimeerimine võib samuti parandada lepingu jõudlust ja vähendada teenuse keelamise rünnakute ohtu.

Parimad tavad:

• Kasutage tõhusaid andmestruktuure ja algoritme.
• Minimeerige salvestuslugemiste ja -kirjutiste arv.
• Kasutage funktsiooniargumentide jaoks mäluga asemel andmekõnesid.
• Vahemällu sageli kasutatavad andmed.
• Vältige tarbetuid tsükleid ja iteratsioone.

Nutilepingu auditiprotsess

Tüüpiline nutilepingu auditiprotsess hõlmab järgmisi samme:

1. Ulatuse määramine: määratlege auditi ulatus, sealhulgas auditeeritavad lepingud, testitavad funktsionaalsused ja saavutatavad turvalisuse eesmärgid.
2. Teabe kogumine: koguge teavet projekti kohta, sealhulgas arhitektuur, äri loogika, juurutamiskeskkond ja potentsiaalsed ründevektorid.
3. Koodi ülevaatus: viige läbi käsitsi koodi ülevaatus, et tuvastada potentsiaalsed haavatavused, vead ja loogikavead.
4. Automatiseeritud analüüs: kasutage staatilise ja dünaamilise analüüsi tööriistu, et automatiseerida koodi ülevaatusprotsessi ja tuvastada täiendavaid haavatavusi.
5. Testimine: viige läbi ühiktestid, integratsioonitestid ja fuzzing-testid, et kontrollida lepingu funktsionaalsust ja turvalisust.
6. Aruandlus: dokumenteerige kõik leiud ja soovitused põhjalikus auditiaruandes.
7. Parandamine: tehke koostööd arendusmeeskonnaga, et parandada tuvastatud haavatavused ja rakendada soovitatud turvameetmed.
8. Uus audit: viige läbi uus audit, et kontrollida, kas parandatud haavatavused on edukalt lahendatud.

Auditifirma valimine

Õige auditifirma valimine on teie nutilepingute turvalisuse tagamiseks ülioluline. Siin on mõned tegurid, mida auditifirma valimisel arvestada:

• Kogemus: valige firma, millel on tõestatud nutilepingute auditeerimise kogemus ja sügav arusaam plokiahela tehnoloogiast.
• Ekspertiis: veenduge, et ettevõttel on teadmised teie nutilepingutes kasutatavate konkreetsete programmeerimiskeelte ja raamistikega.
• Reputatsioon: kontrollige ettevõtte mainet ja soovitusi, et veenduda nende usaldusväärsuses ja usaldusväärsuses.
• Metoodika: mõistke ettevõtte auditimeetodit ja veenduge, et see vastab teie turvalisuse eesmärkidele.
• Suhtlemine: valige firma, mis on vastuvõtlik ja suhtleb ning on valmis teiega koostööd tegema murede lahendamiseks.
• Kulu: võrrelge erinevate ettevõtete kulusid ja valige see, mis pakub õiglast hinda pakutavate teenuste eest. Kuid ärge tehke kvaliteedis järeleandmisi hinna pärast.

Nutilepingu turvalisuse parimad tavad

Lisaks auditeerimisele on mitmeid parimaid tavasid, mida arendajad saavad järgida oma nutilepingute turvalisuse parandamiseks:

• Kirjutage selget ja lühikest koodi: kasutage sisukaid muutujate nimesid, kommentaare ja järjekindlat kodeerimisstiili, et muuta koodi lihtsamini mõistetavaks ja ülevaatuseks.
• Järgige turvalisuse parimaid tavasid: järgige väljakujunenud turvalisuse parimaid tavasid, nagu OWASP Smart Contract Top 10.
• Kasutage hästi testitud ja auditeeritud teeke: kasutage hästi testitud ja auditeeritud teeke, nagu OpenZeppelin Contracts, et vältida ratta uuesti leiutamist ja uute haavatavuste tekkimist.
• Rakendage õiget juurdepääsukontrolli: kasutage modifikaatorit `onlyOwner`, mitme allkirjaga autentimist ja rollipõhist juurdepääsukontrolli, et piirata juurdepääsu tundlikule funktsionaalsusele.
• Käsitsege erandeid õigesti: kasutage try-catch plokke erandite käsitlemiseks ja tehingu vajadusel tühistamiseks.
• Testige põhjalikult: viige läbi ühiktestid, integratsioonitestid ja fuzzing-testid, et kontrollida lepingu funktsionaalsust ja turvalisust.
• Olge kursis uusimate turvaohtudega: olge kursis uusimate turvaohtude ja haavatavustega ning värskendage oma koodi vastavalt.
• Kaaluge kriitiliste lepingute jaoks formaalset verifitseerimist: kasutage formaalset verifitseerimist, et matemaatiliselt tõestada kriitiliste lepingute õigsust.
• Rakendage seire ja hoiatamine: rakendage seire- ja hoiatussüsteeme potentsiaalsete turvaintsidentide tuvastamiseks ja neile reageerimiseks.
• Omage veateade programm: pakkuge veateate programmi, et stimuleerida turvaeksperte haavatavusi leidma ja neist teatama.

Nutilepingu auditeerimise tulevik

Nutilepingu auditeerimise valdkond areneb pidevalt koos uute tehnoloogiate ja haavatavuste ilmumisega. Siin on mõned suundumused, mis kujundavad nutilepingu auditeerimise tulevikku:

• Suurenenud automatiseerimine: automatiseeritud analüüsivahendid muutuvad keerukamaks ja suudavad tuvastada suuremat hulka haavatavusi.
• Formaalse verifitseerimise kasutuselevõtt: formaalne verifitseerimine muutub kättesaadavamaks ja praktilisemaks, muutes selle teostatavaks valikuks suuremale hulgale lepingutele.
• AI-ga töötav auditeerimine: tehisintellekti (AI) ja masinõpet (ML) kasutatakse uute auditeerimisvahendite arendamiseks, mis suudavad haavatavusi automaatselt tuvastada ja prioriseerida.
• Standarditud auditiraamistikud: käimas on jõupingutused standarditud auditiraamistike ja sertifikaatide väljatöötamiseks, et tagada nutilepingute auditite kvaliteet ja järjepidevus.
• Kogukonna juhitud auditeerimine: tekkimas on kogukonna juhitud auditeerimisplatvormid, mis võimaldavad arendajatel esitada oma lepinguid turvaekspertide kogukonna poolt ülevaatamiseks.

Järeldus

Nutilepingu auditeerimine on detsentraliseeritud rakenduste turvalisuse ja töökindluse tagamisel kriitiline aspekt. Levinud haavatavuste mõistmisega, tugevate auditimeetodite rakendamisega ja turvalisuse parimate tavade järgimisega saavad arendajad leevendada riske, mis on seotud ebaturvalise koodi juurutamisega plokiahelas. Kuna plokiahela ökosüsteem kasvab ja areneb, suureneb nutilepingu auditeerimise tähtsus ainult.

Põhjalikku auditeerimisse investeerimine pole lihtsalt kulu, vaid investeering teie projekti pikaajalisse edusse ja jätkusuutlikkusse. Turvalisuse prioriseerimisega saate luua usaldust oma kasutajatega, kaitsta oma varasid ja panustada turvalisema ja vastupidavama detsentraliseeritud tuleviku loomisse. Kuna ülemaailmne nutilepingute maastik küpseb, on ennetavad turvameetmed, sealhulgas põhjalikud auditid, hädavajalikud laialdase kasutuselevõtu edendamiseks ja plokiahela rakenduste terviklikkuse säilitamiseks erinevates rahvusvahelistes kontekstides.