بررسی جامع حسابرسی قرارداد هوشمند، با تمرکز بر آسیب‌پذیری‌های امنیتی رایج، متدولوژی‌های حسابرسی و بهترین شیوه‌ها برای توسعه امن بلاک‌چین.
حسابرسی قرارداد هوشمند: رونمایی از آسیب‌پذیری‌های امنیتی در بلاک‌چین
قراردادهای هوشمند توافق‌نامه‌های خوداجرایی هستند که به صورت کد نوشته شده و بر روی یک بلاک‌چین مستقر می‌شوند. تغییرناپذیری و ماهیت غیرمتمرکز آنها، این قراردادها را به ابزارهایی قدرتمند برای خودکارسازی فرآیندهای مختلف، از تراکنش‌های مالی گرفته تا مدیریت زنجیره تأمین، تبدیل کرده است. با این حال، همان ویژگی‌هایی که قراردادهای هوشمند را جذاب می‌کنند، ریسک‌های امنیتی قابل توجهی را نیز به همراه دارند. پس از استقرار، تغییر قراردادهای هوشمند بسیار دشوار و حتی غیرممکن است. بنابراین، حسابرسی دقیق برای شناسایی و کاهش آسیب‌پذیری‌ها قبل از استقرار، امری حیاتی است تا از عواقب بالقوه ویرانگر مانند از دست رفتن سرمایه، نقض داده‌ها و آسیب به اعتبار جلوگیری شود. این راهنما یک نمای کلی و جامع از حسابرسی قرارداد هوشمند ارائه می‌دهد و بر آسیب‌پذیری‌های رایج، متدولوژی‌های حسابرسی و بهترین شیوه‌ها برای توسعه امن بلاک‌چین تمرکز دارد و برای مخاطبان جهانی با زمینه‌های فنی متفاوت تهیه شده است.
چرا حسابرسی قرارداد هوشمند مهم است؟
اهمیت حسابرسی قرارداد هوشمند را نمی‌توان نادیده گرفت. برخلاف نرم‌افزارهای سنتی، قراردادهای هوشمند اغلب ارزش مالی قابل توجهی را مدیریت می‌کنند و توسط کدهای تغییرناپذیر اداره می‌شوند. یک آسیب‌پذیری واحد می‌تواند برای سرقت میلیون‌ها دلار، مختل کردن برنامه‌های غیرمتمرکز (dApps) و از بین بردن اعتماد به کل اکوسیستم بلاک‌چین مورد سوءاستفاده قرار گیرد. در اینجا دلایلی که حسابرسی را ضروری می‌سازد، آورده شده است:
- جلوگیری از ضررهای مالی: قراردادهای هوشمند به طور مکرر دارایی‌های دیجیتال را مدیریت می‌کنند. حسابرسی‌ها می‌توانند آسیب‌پذیری‌هایی را که ممکن است به سرقت یا انتقال ناخواسته وجوه منجر شود، کشف کنند. هک DAO در سال ۲۰۱۶ که منجر به از دست رفتن حدود ۶۰ میلیون دلار اتر شد، یادآوری تلخی از ریسک‌های مالی مرتبط با قراردادهای هوشمند حسابرسی‌نشده است.
- حفظ یکپارچگی داده‌ها: قراردادهای هوشمند می‌توانند داده‌های حساس را ذخیره کنند. حسابرسی‌ها به اطمینان از محافظت این داده‌ها در برابر دسترسی، دستکاری یا حذف غیرمجاز کمک می‌کنند. برای مثال، در برنامه‌های زنجیره تأمین، داده‌های به خطر افتاده می‌تواند منجر به محصولات تقلبی یا تراکنش‌های جعلی شود.
- تضمین انطباق با مقررات: با بلوغ فناوری بلاک‌چین، نظارت‌های قانونی در حال افزایش است. حسابرسی‌ها می‌توانند به اطمینان از انطباق قراردادهای هوشمند با قوانین و مقررات مربوطه، مانند قوانین حریم خصوصی داده‌ها و مقررات مالی، کمک کنند. حوزه‌های قضایی مختلف الزامات متفاوتی دارند که یک حسابرسی آگاهانه در سطح جهانی را حتی حیاتی‌تر می‌سازد.
- افزایش اعتماد و اعتبار: یک گزارش حسابرسی که به صورت عمومی در دسترس باشد، تعهد به امنیت و شفافیت را نشان می‌دهد و باعث ایجاد اعتماد در میان کاربران و سرمایه‌گذاران می‌شود. پروژه‌هایی که امنیت را در اولویت قرار می‌دهند، احتمال بیشتری دارد که کاربران را جذب کرده و در بلندمدت اعتبار مثبتی را حفظ کنند.
- به حداقل رساندن مسئولیت‌های قانونی: قراردادهای هوشمند ناامن می‌توانند توسعه‌دهندگان و سازمان‌ها را در معرض مسئولیت‌های قانونی قرار دهند اگر آسیب‌پذیری‌ها مورد سوءاستفاده قرار گیرند و کاربران متحمل خسارت شوند. حسابرسی‌ها می‌توانند به شناسایی و کاهش این ریسک‌ها کمک کنند.
آسیب‌پذیری‌های رایج قراردادهای هوشمند
درک آسیب‌پذیری‌های رایج اولین قدم به سوی حسابرسی مؤثر قرارداد هوشمند است. در اینجا نگاهی دقیق به برخی از شایع‌ترین ریسک‌های امنیتی انداخته‌ایم:
ورود مجدد (Reentrancy)
توضیح: ورود مجدد زمانی رخ می‌دهد که یک قرارداد، قبل از به‌روزرسانی وضعیت خود، قرارداد دیگری را فراخوانی می‌کند. سپس قرارداد فراخوانی شده می‌تواند به صورت بازگشتی به قرارداد اصلی فراخوانی کند و به طور بالقوه وجوه را تخلیه یا داده‌ها را دستکاری کند. این یکی از شناخته‌شده‌ترین و خطرناک‌ترین آسیب‌پذیری‌های قراردادهای هوشمند است. یک پروتکل وام‌دهی ساده را در نظر بگیرید که در آن کاربر می‌تواند وجوه خود را برداشت کند. اگر تابع برداشت قبل از ارسال وجوه، موجودی کاربر را به‌روز نکند، یک قرارداد مخرب می‌تواند چندین بار به تابع برداشت وارد شود و بیش از مقدار مجاز، وجوه برداشت کند.
مثال: هک DAO از یک آسیب‌پذیری ورود مجدد در تابع برداشت خود سوءاستفاده کرد. یک عامل مخرب به صورت بازگشتی تابع برداشت را فراخوانی کرد و وجوه DAO را قبل از اینکه موجودی به‌روز شود، تخلیه کرد.
راهکار mitigation:
- الگوی بررسی-اثرات-تعاملات (Checks-Effects-Interactions): این الگو حکم می‌کند که متغیرهای وضعیت (Effects) باید قبل از فراخوانی‌های خارجی (Interactions) به‌روز شوند.
- محافظ‌های ورود مجدد (Reentrancy Guards): از اصلاح‌کننده‌ها (modifiers) برای جلوگیری از فراخوانی بازگشتی یک تابع استفاده کنید. `ReentrancyGuard` از OpenZeppelin یک کتابخانه پرکاربرد برای این منظور است.
- دریافت به جای ارسال (Pull over Push): به جای ارسال وجوه به کاربر، به او اجازه دهید وجوه را از قرارداد برداشت کند. این کار کنترل مهاجم بر جریان اجرا را محدود می‌کند.
سرریز و زیرریز عدد صحیح (Integer Overflow and Underflow)
توضیح: سرریز عدد صحیح زمانی رخ می‌دهد که یک عملیات حسابی منجر به مقداری بزرگتر از حداکثر مقداری شود که یک نوع داده می‌تواند در خود نگه دارد. زیرریز عدد صحیح زمانی رخ می‌دهد که یک عملیات حسابی منجر به مقداری کوچکتر از حداقل مقداری شود که یک نوع داده می‌تواند در خود نگه دارد. در نسخه‌های سالیدیتی قبل از 0.8.0، این شرایط می‌توانست منجر به رفتار غیرمنتظره و آسیب‌پذیری‌های امنیتی شود.
مثال: اگر یک عدد صحیح ۸ بیتی بدون علامت (uint8) مقدار ۲۵۵ داشته باشد و شما ۱ به آن اضافه کنید، سرریز شده و به ۰ بازمی‌گردد. به طور مشابه، اگر یک uint8 مقدار ۰ داشته باشد و شما ۱ از آن کم کنید، زیرریز شده و به ۲۵۵ بازمی‌گردد. این می‌تواند برای دستکاری موجودی‌ها، عرضه توکن‌ها یا سایر داده‌های حیاتی مورد سوءاستفاده قرار گیرد.
راهکار mitigation:
- استفاده از کتابخانه‌های SafeMath (برای نسخه‌های سالیدیتی < 0.8.0): کتابخانه‌هایی مانند `SafeMath` از OpenZeppelin توابعی را ارائه می‌دهند که شرایط سرریز و زیرریز را بررسی کرده و در صورت وقوع، تراکنش را بازمی‌گردانند (revert).
- ارتقا به سالیدیتی 0.8.0 یا بالاتر: این نسخه‌ها شامل محافظت داخلی در برابر سرریز و زیرریز هستند که در صورت وقوع این شرایط، تراکنش‌ها را به طور خودکار بازمی‌گردانند.
- انجام اعتبارسنجی ورودی: ورودی‌های کاربر را به دقت اعتبارسنجی کنید تا از تجاوز آنها از حداکثر یا حداقل مقادیری که قرارداد می‌تواند مدیریت کند، جلوگیری شود.
وابستگی به زمان‌سنج (Timestamp Dependency)
توضیح: اتکا به زمان‌سنج بلاک (`block.timestamp`) برای منطق‌های حیاتی می‌تواند مخاطره‌آمیز باشد، زیرا ماینرها تا حدودی بر زمان‌سنج کنترل دارند. این می‌تواند برای دستکاری نتیجه عملیات‌های حساس به زمان، مانند قرعه‌کشی‌ها یا حراجی‌ها، مورد سوءاستفاده قرار گیرد. ماینرها در مکان‌های جغرافیایی مختلف ممکن است تنظیمات ساعت کمی متفاوت داشته باشند، اما مهم‌تر از آن، ماینرها می‌توانند به طور استراتژیک زمان‌سنج را در یک محدوده مشخص تنظیم کنند.
مثال: یک قرارداد هوشمند قرعه‌کشی که از زمان‌سنج بلاک برای تعیین برنده استفاده می‌کند، می‌تواند توسط ماینرها برای نفع رساندن به شرکت‌کنندگان خاص دستکاری شود. یک ماینر می‌تواند زمان‌سنج را کمی تنظیم کند تا اطمینان حاصل کند که تراکنش ارسالی توسط یک شرکت‌کننده ترجیحی در بلاکی با زمان‌سنجی که او را برنده می‌کند، گنجانده شود.
راهکار mitigation:
- اجتناب از اتکا به زمان‌سنج‌ها برای منطق حیاتی: از منابع جایگزین تصادفی، مانند طرح‌های تعهد-افشا (commit-reveal schemes) یا توابع تصادفی قابل تأیید (VRFs) استفاده کنید.
- استفاده از محدوده‌ای از شماره‌های بلاک: به جای اتکا به یک زمان‌سنج بلاک واحد، از محدوده‌ای از شماره‌های بلاک برای هموار کردن دستکاری‌های احتمالی استفاده کنید.
- استفاده از اوراکل‌ها برای داده‌های خارجی: اگر به داده‌های زمانی قابل اعتماد نیاز دارید، از یک سرویس اوراکل معتبر که زمان‌سنج‌های تأیید شده ارائه می‌دهد، استفاده کنید.
آسیب‌پذیری‌های کنترل دسترسی
توضیح: کنترل دسترسی نامناسب می‌تواند به کاربران غیرمجاز اجازه دهد تا اقدامات ممتازی مانند تغییر پارامترهای قرارداد، برداشت وجوه یا حذف داده‌ها را انجام دهند. اگر عاملان مخرب کنترل توابع حیاتی قرارداد را به دست آورند، این می‌تواند منجر به عواقب فاجعه‌باری شود.
مثال: یک قرارداد هوشمند که به هر کسی اجازه می‌دهد آدرس مالک را تغییر دهد، می‌تواند توسط یک مهاجم که آدرس مالک را به آدرس خود تغییر می‌دهد، مورد سوءاستفاده قرار گیرد و کنترل کامل قرارداد را به او بدهد.
راهکار mitigation:
- استفاده از قرارداد `Ownable`: قرارداد `Ownable` از OpenZeppelin راهی ساده و امن برای مدیریت مالکیت قرارداد فراهم می‌کند. این قرارداد فقط به مالک اجازه می‌دهد تا اقدامات ممتاز خاصی را انجام دهد.
- پیاده‌سازی کنترل دسترسی مبتنی بر نقش (RBAC): نقش‌های مختلف با مجوزهای خاص تعریف کنید و کاربران را به آن نقش‌ها اختصاص دهید. این به شما امکان می‌دهد دسترسی به توابع مختلف را بر اساس نقش کاربر کنترل کنید.
- استفاده از اصلاح‌کننده‌ها برای کنترل دسترسی: از اصلاح‌کننده‌ها برای محدود کردن دسترسی به توابع خاص بر اساس شرایط معین، مانند آدرس یا نقش فراخواننده، استفاده کنید.
- بررسی و به‌روزرسانی منظم سیاست‌های کنترل دسترسی: اطمینان حاصل کنید که سیاست‌های کنترل دسترسی به‌روز هستند و نیازهای فعلی برنامه را منعکس می‌کنند.
بهینه‌سازی گس (Gas Optimization)
توضیح: بهینه‌سازی گس برای به حداقل رساندن هزینه‌های تراکنش و جلوگیری از حملات منع سرویس (DoS) حیاتی است. کد ناکارآمد می‌تواند گس بیش از حد مصرف کند و تراکنش‌ها را گران یا حتی غیرقابل اجرا کند. حملات DoS می‌توانند از ناکارآمدی‌های گس برای تخلیه وجوه یک قرارداد یا جلوگیری از تعامل کاربران قانونی با آن سوءاستفاده کنند.
مثال: یک قرارداد هوشمند که روی یک آرایه بزرگ با استفاده از یک حلقه که برای مصرف گس بهینه نشده است، تکرار می‌کند، می‌تواند گس بیش از حد مصرف کند و اجرای تراکنش‌هایی که شامل حلقه هستند را گران کند. یک مهاجم می‌تواند با ارسال تراکنش‌هایی که حلقه را فعال می‌کنند، از این موضوع سوءاستفاده کرده، وجوه قرارداد را تخلیه کند یا از تعامل کاربران قانونی با آن جلوگیری کند.
راهکار mitigation:
- استفاده از ساختارهای داده و الگوریتم‌های کارآمد: ساختارهای داده و الگوریتم‌هایی را انتخاب کنید که مصرف گس را به حداقل می‌رسانند. به عنوان مثال، استفاده از نگاشت‌ها (mappings) به جای آرایه‌ها برای مجموعه داده‌های بزرگ می‌تواند هزینه‌های گس را به طور قابل توجهی کاهش دهد.
- به حداقل رساندن خواندن و نوشتن در حافظه ذخیره‌سازی: عملیات ذخیره‌سازی از نظر گس گران هستند. تعداد خواندن و نوشتن در حافظه ذخیره‌سازی را با ذخیره‌سازی موقت داده‌ها در حافظه (memory) یا استفاده از متغیرهای تغییرناپذیر (immutable) به حداقل برسانید.
- استفاده از اسمبلی (Yul) برای عملیات‌های پرمصرف گس: کد اسمبلی می‌تواند برای برخی عملیات‌های پرمصرف گس کارآمدتر از کد سالیدیتی باشد. با این حال، نوشتن و اشکال‌زدایی کد اسمبلی دشوارتر است، بنابراین از آن با احتیاط و به ندرت استفاده کنید.
- بهینه‌سازی ساختارهای حلقه: ساختارهای حلقه را برای به حداقل رساندن مصرف گس بهینه کنید. به عنوان مثال، از تکرارها یا محاسبات غیرضروری در داخل حلقه خودداری کنید.
- استفاده از اتصال کوتاه (Short Circuiting): از اتصال کوتاه در عبارات شرطی (مانند `&&` و `||`) برای جلوگیری از محاسبات غیرضروری استفاده کنید.
منع سرویس (Denial of Service - DoS)
توضیح: حملات DoS با هدف غیرقابل دسترس کردن یک قرارداد هوشمند برای کاربران قانونی انجام می‌شوند. این امر می‌تواند با سوءاستفاده از ناکارآمدی‌های گس، دستکاری وضعیت قرارداد یا پر کردن قرارداد با تراکنش‌های نامعتبر حاصل شود. برخی از آسیب‌پذیری‌های DoS می‌توانند تصادفی باشند و ناشی از شیوه‌های کدنویسی ضعیف باشند.
مثال: قراردادی که به کاربران اجازه می‌دهد اتر مشارکت کنند و سپس برای بازپرداخت روی همه مشارکت‌کنندگان تکرار می‌کند، می‌تواند در برابر حمله DoS آسیب‌پذیر باشد. یک مهاجم می‌تواند تعداد زیادی مشارکت کوچک ایجاد کند و فرآیند بازپرداخت را به طور непомерно گران کرده و از دریافت بازپرداخت توسط کاربران قانونی جلوگیری کند.
راهکار mitigation:
- محدود کردن اندازه حلقه‌ها و ساختارهای داده: از تکرار روی حلقه‌های نامحدود یا استفاده از ساختارهای داده بزرگ که می‌توانند گس بیش از حد مصرف کنند، خودداری کنید.
- پیاده‌سازی محدودیت‌های پرداخت: مقدار وجوهی که می‌توان در یک تراکنش واحد برداشت یا منتقل کرد را محدود کنید.
- استفاده از مدل دریافت به جای ارسال برای پرداخت‌ها: به کاربران اجازه دهید وجوه را از قرارداد برداشت کنند به جای اینکه وجوه به آنها ارسال شود. این کار کنترل مهاجم بر جریان اجرا را محدود می‌کند.
- پیاده‌سازی محدودیت نرخ (Rate Limiting): تعداد تراکنش‌هایی که یک کاربر می‌تواند در یک دوره زمانی مشخص ارسال کند را محدود کنید.
- طراحی برای شکست: قرارداد را طوری طراحی کنید که با خطاهای یا استثناهای غیرمنتظره به خوبی برخورد کند.
آسیب‌پذیری‌های Delegatecall
توضیح: تابع `delegatecall` به یک قرارداد اجازه می‌دهد تا کدی را از قرارداد دیگری در زمینه حافظه ذخیره‌سازی قرارداد فراخواننده اجرا کند. اگر قرارداد فراخوانی شده غیرقابل اعتماد باشد یا حاوی کد مخرب باشد، این می‌تواند خطرناک باشد، زیرا به طور بالقوه می‌تواند حافظه ذخیره‌سازی قرارداد فراخواننده را بازنویسی کرده و کنترل قرارداد را به دست گیرد. این امر به ویژه هنگام استفاده از الگوهای پراکسی (proxy patterns) اهمیت دارد.
مثال: یک قرارداد پراکسی که از `delegatecall` برای ارسال فراخوانی‌ها به یک قرارداد پیاده‌سازی (implementation contract) استفاده می‌کند، در صورتی که قرارداد پیاده‌سازی به خطر بیفتد، می‌تواند آسیب‌پذیر باشد. یک مهاجم می‌تواند یک قرارداد پیاده‌سازی مخرب را مستقر کرده و قرارداد پراکسی را فریب دهد تا فراخوانی‌ها را به آن واگذار کند، که به آنها اجازه می‌دهد حافظه ذخیره‌سازی قرارداد پراکسی را بازنویسی کرده و کنترل قرارداد را به دست گیرند.
راهکار mitigation:
- فقط به قراردادهای معتبر Delegatecall کنید: فقط از `delegatecall` برای فراخوانی قراردادهایی استفاده کنید که به آنها اعتماد دارید و به طور کامل حسابرسی شده‌اند.
- استفاده از آدرس‌های تغییرناپذیر برای قراردادهای پیاده‌سازی: آدرس قرارداد پیاده‌سازی را در یک متغیر تغییرناپذیر ذخیره کنید تا از تغییر آن جلوگیری شود.
- الگوهای قابلیت ارتقا را با دقت پیاده‌سازی کنید: اگر نیاز به ارتقای قرارداد پیاده‌سازی دارید، از یک الگوی قابلیت ارتقای امن استفاده کنید که از ربودن فرآیند ارتقا توسط مهاجمان جلوگیری کند.
- استفاده از کتابخانه‌ها به جای Delegatecall را در نظر بگیرید: کتابخانه‌ها جایگزین امن‌تری برای `delegatecall` هستند زیرا در زمینه کد قرارداد فراخواننده اجرا می‌شوند، نه حافظه ذخیره‌سازی آن.
استثناهای مدیریت نشده
توضیح: عدم مدیریت صحیح استثناها می‌تواند منجر به رفتار غیرمنتظره و آسیب‌پذیری‌های امنیتی شود. هنگامی که یک استثنا رخ می‌دهد، تراکنش معمولاً بازگردانده می‌شود، اما اگر استثنا به درستی مدیریت نشود، وضعیت قرارداد ممکن است در یک حالت ناسازگار یا آسیب‌پذیر باقی بماند. این موضوع به ویژه هنگام تعامل با قراردادهای خارجی مهم است.
مثال: قراردادی که یک قرارداد خارجی را برای انتقال توکن‌ها فراخوانی می‌کند اما خطاها را بررسی نمی‌کند، در صورتی که قرارداد خارجی تراکنش را بازگرداند، می‌تواند آسیب‌پذیر باشد. اگر قرارداد فراخواننده خطا را مدیریت نکند، وضعیت آن ممکن است در حالت ناسازگار باقی بماند و به طور بالقوه منجر به از دست رفتن وجوه شود.
راهکار mitigation:
- همیشه مقادیر بازگشتی را بررسی کنید: همیشه مقادیر بازگشتی فراخوانی‌های توابع خارجی را بررسی کنید تا از موفقیت‌آمیز بودن آنها اطمینان حاصل کنید. از عبارات `require` یا `revert` برای مدیریت خطاها استفاده کنید.
- استفاده از الگوی "بررسی-اثرات-تعاملات": متغیرهای وضعیت را قبل از انجام فراخوانی‌های خارجی به‌روز کنید تا تأثیر خطاها به حداقل برسد.
- استفاده از بلوک‌های Try-Catch (سالیدیتی 0.8.0 و بالاتر): از بلوک‌های `try-catch` برای مدیریت استثناها به صورت زیبا استفاده کنید.
پیش‌دوی (Front Running)
توضیح: پیش‌دوی زمانی رخ می‌دهد که یک مهاجم یک تراکنش در حال انتظار را مشاهده کرده و تراکنش خود را با قیمت گس بالاتر ارسال می‌کند تا قبل از تراکنش اصلی اجرا شود. این می‌تواند برای سود بردن از یا دستکاری نتیجه تراکنش اصلی استفاده شود. این امر در صرافی‌های غیرمتمرکز (DEXs) رایج است.
مثال: یک مهاجم می‌تواند یک سفارش خرید بزرگ در یک DEX را با ارسال سفارش خرید خود با قیمت گس بالاتر، پیش‌دوی کند و قیمت دارایی را قبل از اجرای سفارش اصلی بالا ببرد. این به مهاجم اجازه می‌دهد از افزایش قیمت سود ببرد.
راهکار mitigation:
- استفاده از طرح‌های تعهد-افشا: به کاربران اجازه دهید به اقدامات خود بدون افشای فوری آنها متعهد شوند. این کار از مشاهده و پیش‌دوی تراکنش‌های آنها توسط مهاجمان جلوگیری می‌کند.
- استفاده از اثبات‌های دانش صفر: از اثبات‌های دانش صفر برای پنهان کردن جزئیات تراکنش‌ها از ناظران استفاده کنید.
- استفاده از ترتیب‌دهی خارج از زنجیره: از سیستم‌های ترتیب‌دهی خارج از زنجیره برای تطبیق سفارشات خرید و فروش قبل از ارسال آنها به بلاک‌چین استفاده کنید.
- پیاده‌سازی کنترل لغزش (Slippage): به کاربران اجازه دهید حداکثر لغزشی را که مایل به تحمل آن هستند، مشخص کنند. این کار از دستکاری قیمت به ضرر آنها توسط مهاجمان جلوگیری می‌کند.
حمله آدرس کوتاه (Short Address Attack)
توضیح: حمله آدرس کوتاه، که به عنوان حمله پدینگ (padding) نیز شناخته می‌شود، از آسیب‌پذیری‌ها در نحوه مدیریت آدرس‌ها توسط برخی قراردادهای هوشمند سوءاستفاده می‌کند. با ارسال آدرسی که کوتاه‌تر از طول مورد انتظار است، مهاجمان می‌توانند داده‌های ورودی را دستکاری کرده و به طور بالقوه وجوه را به آدرس دیگری هدایت کنند یا عملکرد ناخواسته‌ای را فعال کنند. این آسیب‌پذیری به ویژه هنگام استفاده از نسخه‌های قدیمی‌تر سالیدیتی یا تعامل با قراردادهایی که اعتبارسنجی ورودی مناسب را پیاده‌سازی نکرده‌اند، مرتبط است.
مثال: یک تابع انتقال توکن را تصور کنید که انتظار یک آدرس ۲۰ بایتی را به عنوان ورودی دارد. یک مهاجم می‌تواند یک آدرس ۱۹ بایتی ارسال کند و EVM ممکن است آدرس را با یک بایت صفر پد کند. اگر قرارداد طول را به درستی اعتبارسنجی نکند، این می‌تواند منجر به ارسال وجوه به آدرسی متفاوت از آنچه در نظر گرفته شده بود، شود.
راهکار mitigation:
- اعتبارسنجی طول ورودی: همیشه طول داده‌های ورودی، به ویژه آدرس‌ها، را اعتبارسنجی کنید تا اطمینان حاصل شود که با اندازه مورد انتظار مطابقت دارند.
- استفاده از کتابخانه‌های SafeMath: در حالی که عمدتاً برای جلوگیری از سرریز/زیرریز اعداد صحیح هستند، کتابخانه‌های SafeMath می‌توانند با اطمینان از اینکه عملیات روی مقادیر دستکاری شده همچنان طبق انتظار رفتار می‌کنند، به طور غیرمستقیم کمک کنند.
- نسخه‌های مدرن سالیدیتی: نسخه‌های جدیدتر سالیدیتی شامل بررسی‌های داخلی هستند و ممکن است برخی از مشکلات پدینگ را کاهش دهند، اما هنوز هم پیاده‌سازی اعتبارسنجی صریح حیاتی است.
متدولوژی‌های حسابرسی قرارداد هوشمند
حسابرسی قرارداد هوشمند یک فرآیند چند وجهی است که شامل ترکیبی از تحلیل دستی، ابزارهای خودکار و تکنیک‌های تأیید رسمی است. در اینجا مروری بر متدولوژی‌های کلیدی ارائه شده است:
بررسی دستی کد
بررسی دستی کد سنگ بنای حسابرسی قرارداد هوشمند است. این کار شامل بررسی دقیق کد منبع توسط یک متخصص امنیتی برای شناسایی آسیب‌پذیری‌های بالقوه، خطاهای منطقی و انحراف از بهترین شیوه‌ها است. این امر نیازمند درک عمیق از اصول امنیتی قراردادهای هوشمند، بردارهای حمله رایج و منطق خاص قرارداد مورد حسابرسی است. حسابرس باید عملکرد مورد نظر را درک کند تا بتواند به طور دقیق مغایرت‌ها یا آسیب‌پذیری‌ها را شناسایی کند.
مراحل کلیدی:
- درک هدف قرارداد: قبل از ورود به کد، حسابرس باید عملکرد مورد نظر قرارداد، معماری آن و تعاملاتش با سایر قراردادها را درک کند.
- بررسی خط به خط کد: هر خط کد را با دقت بررسی کنید و به بخش‌های حیاتی مانند کنترل دسترسی، اعتبارسنجی داده‌ها، عملیات حسابی و فراخوانی‌های خارجی توجه کنید.
- شناسایی بردارهای حمله بالقوه: مانند یک مهاجم فکر کنید و سعی کنید راه‌های بالقوه برای سوءاستفاده از قرارداد را شناسایی کنید.
- بررسی آسیب‌پذیری‌های رایج: به دنبال آسیب‌پذیری‌های رایج مانند ورود مجدد، سرریز/زیرریز عدد صحیح، وابستگی به زمان‌سنج و مشکلات کنترل دسترسی باشید.
- تأیید انطباق با بهترین شیوه‌های امنیتی: اطمینان حاصل کنید که قرارداد از بهترین شیوه‌های امنیتی تثبیت شده، مانند الگوی بررسی-اثرات-تعاملات، پیروی می‌کند.
- مستندسازی یافته‌ها: تمام یافته‌ها را به وضوح مستند کنید، از جمله محل آسیب‌پذیری، تأثیر بالقوه و مراحل پیشنهادی برای رفع آن.
ابزارهای تحلیل خودکار
ابزارهای تحلیل خودکار می‌توانند با شناسایی خودکار آسیب‌پذیری‌های رایج و بوی کد (code smells)، فرآیند حسابرسی را ساده‌تر کنند. این ابزارها از تکنیک‌های تحلیل استاتیک برای شناسایی مشکلات امنیتی بالقوه بدون اجرای واقعی کد استفاده می‌کنند. با این حال، ابزارهای خودکار جایگزینی برای بررسی دستی کد نیستند، زیرا ممکن است آسیب‌پذیری‌های ظریف را نادیده بگیرند یا نتایج مثبت کاذب تولید کنند.
ابزارهای محبوب:
- Slither: یک ابزار تحلیل استاتیک که طیف وسیعی از آسیب‌پذیری‌ها، از جمله ورود مجدد، سرریز/زیرریز عدد صحیح و وابستگی به زمان‌سنج را شناسایی می‌کند.
- Mythril: یک ابزار اجرای نمادین که تمام مسیرهای اجرای ممکن یک قرارداد هوشمند را برای شناسایی مشکلات امنیتی بالقوه کاوش می‌کند.
- Oyente: یک ابزار تحلیل استاتیک که آسیب‌پذیری‌های رایج مانند وابستگی به ترتیب تراکنش و وابستگی به زمان‌سنج را شناسایی می‌کند.
- Securify: یک ابزار تحلیل استاتیک که انطباق با ویژگی‌های امنیتی را بر اساس یک مشخصات رسمی تأیید می‌کند.
- SmartCheck: یک ابزار تحلیل استاتیک که بوی کدهای مختلف و آسیب‌پذیری‌های بالقوه را شناسایی می‌کند.
فازینگ (Fuzzing)
فازینگ یک تکنیک تست دینامیک است که شامل تغذیه یک قرارداد هوشمند با تعداد زیادی ورودی تصادفی یا نیمه‌تصادفی برای شناسایی آسیب‌پذیری‌های بالقوه یا رفتار غیرمنتظره است. فازینگ می‌تواند به کشف باگ‌هایی که ممکن است توسط ابزارهای تحلیل استاتیک یا بررسی دستی کد نادیده گرفته شوند، کمک کند. با این حال، فازینگ یک تکنیک تست جامع نیست و باید همراه با سایر متدولوژی‌های حسابرسی استفاده شود.
ابزارهای محبوب فازینگ:
- Echidna: یک ابزار فازینگ مبتنی بر Haskell که ورودی‌های تصادفی را بر اساس یک مشخصات رسمی از رفتار قرارداد تولید می‌کند.
- Foundry: یک جعبه ابزار سریع، قابل حمل و ماژولار برای توسعه برنامه‌های اتریوم که شامل قابلیت‌های قدرتمند فازینگ است.
تأیید رسمی (Formal Verification)
تأیید رسمی دقیق‌ترین روش برای اطمینان از صحت و امنیت قراردادهای هوشمند است. این روش شامل استفاده از تکنیک‌های ریاضی برای اثبات رسمی این است که یک قرارداد هوشمند مجموعه‌ای از مشخصات از پیش تعریف شده را برآورده می‌کند. تأیید رسمی می‌تواند سطح بالایی از اطمینان را فراهم کند که یک قرارداد هوشمند عاری از باگ‌ها و آسیب‌پذیری‌ها است، اما همچنین یک فرآیند پیچیده و زمان‌بر است.
مراحل کلیدی:
- تعریف مشخصات رسمی: رفتار مورد نظر قرارداد هوشمند را به وضوح در یک زبان رسمی تعریف کنید.
- مدل‌سازی قرارداد هوشمند: یک مدل رسمی از قرارداد هوشمند با استفاده از یک چارچوب ریاضی ایجاد کنید.
- اثبات انطباق با مشخصات: از اثبات‌گرهای قضیه خودکار یا بررسی‌کننده‌های مدل برای اثبات اینکه قرارداد هوشمند مشخصات رسمی را برآورده می‌کند، استفاده کنید.
- اعتبارسنجی مدل رسمی: اطمینان حاصل کنید که مدل رسمی به طور دقیق رفتار قرارداد هوشمند را منعکس می‌کند.
ابزارها:
- Certora Prover: ابزاری که می‌تواند قراردادهای هوشمند نوشته شده به زبان سالیدیتی را به طور رسمی تأیید کند.
- K Framework: چارچوبی برای مشخص کردن زبان‌های برنامه‌نویسی و تأیید برنامه‌ها.
برنامه‌های جایزه در ازای باگ (Bug Bounty)
برنامه‌های جایزه در ازای باگ، محققان امنیتی را برای یافتن و گزارش آسیب‌پذیری‌ها در قراردادهای هوشمند تشویق می‌کنند. با ارائه پاداش برای گزارش‌های معتبر باگ، این برنامه‌ها می‌توانند به شناسایی آسیب‌پذیری‌هایی که ممکن است توسط تلاش‌های حسابرسی داخلی نادیده گرفته شوند، کمک کنند. این برنامه‌ها یک حلقه بازخورد مداوم ایجاد می‌کنند و وضعیت امنیتی قرارداد هوشمند را بیشتر تقویت می‌کنند. اطمینان حاصل کنید که دامنه برنامه جایزه در ازای باگ به وضوح تعریف شده است و مشخص می‌کند کدام قراردادها و انواع آسیب‌پذیری‌ها در محدوده هستند و قوانین مشارکت و توزیع پاداش چگونه است. پلتفرم‌هایی مانند Immunefi برگزاری برنامه‌های جایزه در ازای باگ را تسهیل می‌کنند.
بهترین شیوه‌ها برای توسعه امن قرارداد هوشمند
جلوگیری از آسیب‌پذیری‌ها در وهله اول، مؤثرترین راه برای تضمین امنیت قراردادهای هوشمند است. در اینجا برخی از بهترین شیوه‌ها برای توسعه امن قرارداد هوشمند آورده شده است:
- پیروی از شیوه‌های کدنویسی امن: به شیوه‌های کدنویسی امن تثبیت شده، مانند اعتبارسنجی ورودی، کدگذاری خروجی و مدیریت خطا، پایبند باشید.
- استفاده از کتابخانه‌های تثبیت شده: از کتابخانه‌های معتبر و حسابرسی‌شده، مانند قراردادهای OpenZeppelin، برای جلوگیری از اختراع مجدد چرخ و معرفی آسیب‌پذیری‌های بالقوه استفاده کنید.
- کد را ساده و ماژولار نگه دارید: کد ساده و ماژولار بنویسید که درک و حسابرسی آن آسان باشد.
- تست‌های واحد بنویسید: تست‌های واحد جامع بنویسید تا عملکرد قرارداد هوشمند را تأیید کرده و باگ‌های بالقوه را شناسایی کنید.
- تست‌های یکپارچه‌سازی انجام دهید: تست‌های یکپارچه‌سازی را برای تأیید تعاملات بین قرارداد هوشمند و سایر قراردادها یا سیستم‌ها انجام دهید.
- حسابرسی‌های امنیتی منظم انجام دهید: حسابرسی‌های امنیتی منظم توسط حسابرسان با تجربه برای شناسایی و کاهش آسیب‌پذیری‌ها انجام دهید.
- یک برنامه واکنش به حوادث امنیتی پیاده‌سازی کنید: یک برنامه واکنش به حوادث امنیتی برای رسیدگی به حوادث و آسیب‌پذیری‌های امنیتی به موقع و مؤثر تدوین کنید.
- از اخبار امنیتی به‌روز باشید: از آخرین تهدیدها و آسیب‌پذیری‌های امنیتی در اکوسیستم بلاک‌چین مطلع باشید.
- کد خود را مستند کنید: مستندسازی مناسب کد، درک کد شما را برای دیگران آسان‌تر می‌کند و شانس کشف آسیب‌پذیری‌ها را در حین بررسی همتا و حسابرسی افزایش می‌دهد.
- قابلیت ارتقا را در نظر بگیرید: قراردادهای هوشمند خود را طوری طراحی کنید که قابل ارتقا باشند، تا بتوانید آسیب‌پذیری‌ها را برطرف کرده و ویژگی‌های جدیدی را بدون انتقال داده‌های موجود اضافه کنید. با این حال، الگوهای قابلیت ارتقا را با دقت پیاده‌سازی کنید تا از معرفی ریسک‌های امنیتی جدید جلوگیری شود.
- آگاهی از محدودیت گس: هنگام طراحی و پیاده‌سازی قراردادهای هوشمند، به محدودیت‌های گس توجه داشته باشید. کدی که گس بیش از حد مصرف می‌کند، می‌تواند منجر به شکست تراکنش یا حملات منع سرویس شود.
- در صورت امکان از تأیید رسمی استفاده کنید: برای قراردادهای هوشمند حیاتی که دارایی‌های با ارزش بالا را مدیریت می‌کنند، استفاده از تکنیک‌های تأیید رسمی را برای ارائه سطح بالایی از اطمینان از عاری بودن قرارداد از باگ‌ها و آسیب‌پذیری‌ها در نظر بگیرید.
انتخاب حسابرس قرارداد هوشمند
انتخاب حسابرس مناسب برای تضمین امنیت قراردادهای هوشمند شما حیاتی است. در اینجا برخی از عواملی که باید هنگام انتخاب حسابرس در نظر بگیرید، آورده شده است:
- تجربه و تخصص: حسابرسی را انتخاب کنید که تجربه گسترده‌ای در امنیت قراردادهای هوشمند و درک عمیقی از فناوری بلاک‌چین داشته باشد.
- اعتبار: اعتبار و سابقه حسابرس را بررسی کنید. به دنبال گواهی‌نامه‌ها از مشتریان قبلی و نظرات کارشناسان صنعت باشید.
- متدولوژی: در مورد متدولوژی حسابرسی حسابرس سؤال کنید. اطمینان حاصل کنید که آنها از ترکیبی از تحلیل دستی، ابزارهای خودکار و تکنیک‌های تأیید رسمی استفاده می‌کنند.
- ارتباطات: حسابرسی را انتخاب کنید که پاسخگو، ارتباطی و قادر به توضیح واضح یافته‌ها و توصیه‌های خود باشد.
- شفافیت: حسابرسی را انتخاب کنید که در مورد فرآیند و یافته‌های خود شفاف باشد. آنها باید مایل به اشتراک‌گذاری گزارش حسابرسی خود و پاسخ به هر سؤالی که ممکن است داشته باشید، باشند.
- هزینه: هزینه حسابرسی را در نظر بگیرید، اما اجازه ندهید قیمت تنها عامل تعیین‌کننده باشد. یک حسابرسی ارزان‌تر ممکن است به اندازه یک حسابرسی گران‌تر دقیق یا قابل اعتماد نباشد.
- شناخت در صنعت: به دنبال حسابرسانی باشید که در جامعه امنیت بلاک‌چین شناخته شده باشند.
- ترکیب تیم: ترکیب تیم حسابرسی را درک کنید. یک تیم متنوع با تخصص در زمینه‌های مختلف امنیتی (مانند رمزنگاری، امنیت وب، توسعه قرارداد هوشمند) می‌تواند حسابرسی جامع‌تری ارائه دهد.
آینده حسابرسی قرارداد هوشمند
زمینه حسابرسی قرارداد هوشمند با کشف آسیب‌پذیری‌های جدید و ظهور فناوری‌های جدید، به طور مداوم در حال تحول است. در اینجا برخی از روندهایی که آینده حسابرسی قرارداد هوشمند را شکل می‌دهند، آورده شده است:
- افزایش اتوماسیون: ابزارهای تحلیل خودکار در حال پیچیده‌تر شدن و توانایی شناسایی طیف وسیع‌تری از آسیب‌پذیری‌ها هستند.
- تأیید رسمی: تکنیک‌های تأیید رسمی در حال دسترسی‌پذیرتر شدن و آسان‌تر شدن برای استفاده هستند.
- حسابرسی مبتنی بر هوش مصنوعی: هوش مصنوعی (AI) برای توسعه ابزارهای حسابرسی جدیدی که می‌توانند به طور خودکار الگوها و ناهنجاری‌ها را در کد قرارداد هوشمند شناسایی کنند، استفاده می‌شود.
- چارچوب‌های حسابرسی استاندارد شده: تلاش‌هایی برای توسعه چارچوب‌های حسابرسی استاندارد شده در حال انجام است که رویکردی ثابت و تکرارپذیر برای حسابرسی قرارداد هوشمند فراهم می‌کنند.
- حسابرسی مبتنی بر جامعه: ابتکارات حسابرسی مبتنی بر جامعه، مانند برنامه‌های جایزه در ازای باگ، در حال محبوب‌تر و مؤثرتر شدن هستند.
- یکپارچه‌سازی با ابزارهای توسعه: ابزارهای حسابرسی امنیتی در حال یکپارچه‌سازی با محیط‌های توسعه هستند و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهند تا آسیب‌پذیری‌ها را در مراحل اولیه فرآیند توسعه شناسایی و رفع کنند.
- تمرکز بر زبان‌ها و پلتفرم‌های جدید: با ظهور زبان‌ها و پلتفرم‌های جدید قرارداد هوشمند (مانند Rust برای Solana)، ابزارها و تکنیک‌های حسابرسی برای پشتیبانی از آنها در حال توسعه هستند.
نتیجه‌گیری
حسابرسی قرارداد هوشمند یک فرآیند حیاتی برای تضمین امنیت و قابلیت اطمینان برنامه‌های کاربردی بلاک‌چین است. با درک آسیب‌پذیری‌های رایج، پیاده‌سازی شیوه‌های کدنویسی امن و انجام حسابرسی‌های دقیق، توسعه‌دهندگان می‌توانند ریسک نقض‌های امنیتی را به حداقل رسانده و از دارایی‌های کاربران خود محافظت کنند. با ادامه رشد اکوسیستم بلاک‌چین، اهمیت حسابرسی قرارداد هوشمند تنها افزایش خواهد یافت. اقدامات امنیتی پیشگیرانه، همراه با متدولوژی‌های حسابرسی در حال تحول، برای تقویت اعتماد و پیشبرد پذیرش فناوری بلاک‌چین در سراسر جهان ضروری است. به یاد داشته باشید که امنیت یک فرآیند مستمر است، نه یک رویداد یک‌باره. حسابرسی‌های منظم، همراه با نظارت و نگهداری مداوم، برای حفظ امنیت بلندمدت قراردادهای هوشمند شما حیاتی هستند.