Revizija pametnih ugovora: Sveobuhvatan vodič za analizu sigurnosnih ranjivosti

Pametni ugovori su samoispunjavajući sporazumi napisani u kodu i implementirani na blockchain mrežama. Oni pokreću širok raspon decentraliziranih aplikacija (dApps), od decentraliziranih financijskih (DeFi) platformi do sustava upravljanja lancem opskrbe. Međutim, pametni ugovori su također podložni sigurnosnim ranjivostima koje mogu dovesti do značajnih financijskih gubitaka i štete ugledu. Ovaj članak pruža sveobuhvatan vodič za reviziju pametnih ugovora, pokrivajući ključne koncepte, uobičajene ranjivosti, metodologije revizije i najbolje prakse za osiguravanje sigurnosti vaših decentraliziranih aplikacija.

Što je revizija pametnih ugovora?

Revizija pametnih ugovora je proces sustavnog pregledavanja i analiziranja koda pametnog ugovora radi identificiranja potencijalnih sigurnosnih ranjivosti, pogrešaka i logičkih grešaka. To je kritičan korak u životnom ciklusu razvoja bilo koje dApp, jer pomaže u ublažavanju rizika povezanih s implementacijom nesigurnog koda na blockchainu. Za razliku od tradicionalnog softvera, pametni ugovori su nepromjenjivi nakon implementacije, što znači da se sve ranjivosti otkrivene nakon implementacije ne mogu lako popraviti. To čini temeljitu reviziju još važnijom.

Primarni cilj revizije pametnog ugovora je osigurati da ugovor funkcionira kako je predviđeno, da nema sigurnosnih nedostataka i da se pridržava najboljih praksi. To uključuje kombinaciju ručnog pregleda koda, automatiziranih alata za analizu i tehnika testiranja za identificiranje i rješavanje potencijalnih problema.

Zašto je revizija pametnih ugovora važna?

Važnost revizije pametnih ugovora ne može se prenaglasiti. Posljedice implementacije ranjivih pametnih ugovora mogu biti ozbiljne, što dovodi do:

• Financijski gubici: Ranjivosti mogu iskoristiti zlonamjerni akteri za krađu sredstava, manipuliranje logikom ugovora ili ometanje funkcionalnosti dApp-a.
• Šteta ugledu: Sigurnosni propusti mogu narušiti povjerenje korisnika i oštetiti ugled projekta i njegovog tima.
• Pravni i regulatorni rizici: U nekim jurisdikcijama implementacija nesigurnih pametnih ugovora može rezultirati pravnim obvezama i regulatornim kaznama.
• Gubitak povjerenja korisnika: Korisnici će manje vjerojatno vjerovati i koristiti dApps koji imaju povijest sigurnosnih ranjivosti.

Nedavna povijest prepuna je primjera iskorištavanja koja su rezultirala milijunima dolara gubitaka. Revizija može spriječiti te gubitke i uspostaviti povjerenje u platformu.

Uobičajene ranjivosti pametnih ugovora

Razumijevanje uobičajenih ranjivosti pametnih ugovora bitno je i za razvojne programere i za revizore. Evo nekih od najčešćih vrsta ranjivosti:

1. Reentrancy

Reentrancy je ranjivost koja se javlja kada ugovor upućuje vanjski poziv drugom ugovoru prije ažuriranja vlastitog stanja. To omogućuje vanjskom ugovoru da ponovno pozove izvorni ugovor više puta prije nego što je izvorni ugovor završio s izvršavanjem svoje logike. Reentrancy napadi su poznati po tome što su iskorišteni u DAO haku, što je rezultiralo krađom Etera u vrijednosti od milijuna dolara.

Primjer:

Razmotrite ugovor koji korisnicima omogućuje povlačenje Etera. Ako ugovor pošalje Ether korisniku prije ažuriranja svoje interne bilance, korisnik može ponovno pozvati ugovor i povući Ether više puta prije nego što se ažurira njegova bilanca.

Ublažavanje:

• Koristite uzorak "Provjere-Efekti-Interakcije", koji uključuje provođenje provjera prije upućivanja vanjskih poziva, ažuriranje stanja prije upućivanja vanjskih poziva i ograničavanje interakcija s vanjskim ugovorima.
• Koristite funkcije `transfer()` ili `send()` za slanje Etera, jer te funkcije ograničavaju količinu plina koju primatelj može koristiti, sprječavajući ih da ponovno pozovu ugovor.
• Implementirajte reentrancy zaštite, koje sprječavaju da se funkcija poziva rekurzivno.

2. Integer Overflow i Underflow

Integer overflow i underflow javljaju se kada aritmetička operacija rezultira vrijednošću koja je izvan raspona tipa podataka koji se koristi za pohranu rezultata. Na primjer, ako se 8-bitni cijeli broj bez predznaka (uint8) poveća iznad 255, on će se prebaciti na 0. Slično tome, ako se smanji ispod 0, prebacit će se na 255.

Primjer:

Razmotrite ugovor o tokenima gdje je ukupna ponuda tokena predstavljena cijelim brojem bez predznaka. Ako ugovor dopušta korisnicima kovanje novih tokena, a ukupna ponuda premašuje maksimalnu vrijednost cijelog broja, on će se prebaciti na malu vrijednost, potencijalno dopuštajući napadačima kovanje neograničenog broja tokena.

Ublažavanje:

• Koristite sigurne matematičke biblioteke, kao što je SafeMath biblioteka OpenZeppelina, koja pruža funkcije koje provjeravaju overflow i underflow i poništavaju transakciju ako se pojave.
• Koristite veće tipove podataka cijelih brojeva, kao što je uint256, kako biste smanjili vjerojatnost overflow i underflow.

3. Denial of Service (DoS)

Denial of Service (DoS) napadi imaju za cilj poremetiti normalno funkcioniranje pametnog ugovora, sprječavajući legitimne korisnike da pristupe njegovim uslugama. DoS ranjivosti mogu nastati iz različitih izvora, kao što su problemi s ograničenjem plina, punjenje bloka i neočekivani uvjeti poništavanja.

Primjer:

Razmotrite ugovor koji korisnicima omogućuje sudjelovanje na aukciji. Ako ugovor iterira kroz popis ponuđača kako bi odredio pobjednika, napadač može stvoriti veliki broj lažnih ponuđača kako bi iteracija potrošila prekomjernu količinu plina, uzrokujući neuspjeh transakcije. To može spriječiti legitimne ponuđače da sudjeluju na aukciji.

Ublažavanje:

• Izbjegavajte neograničene petlje i iteracije, jer one mogu potrošiti prekomjernu količinu plina.
• Implementirajte paginaciju ili batch obradu kako biste ograničili količinu plina potrebnu za svaku transakciju.
• Koristite pull plaćanja umjesto push plaćanja, jer pull plaćanja omogućuju korisnicima povlačenje sredstava vlastitim tempom, smanjujući rizik od problema s ograničenjem plina.
• Implementirajte prekidače, koji mogu privremeno onemogućiti određene funkcije ugovora ako se otkrije DoS napad.

4. Ovisnost o vremenskoj oznaci

Pametni ugovori mogu pristupiti vremenskoj oznaci trenutnog bloka, koju daje rudar koji je iskopao blok. Međutim, rudari imaju određenu kontrolu nad vremenskom oznakom i mogu je manipulirati unutar određenih granica. To može dovesti do ranjivosti ako se ugovor oslanja na vremensku oznaku za kritičnu logiku, kao što je generiranje slučajnih brojeva ili vremenski osjetljive operacije.

Primjer:

Razmotrite ugovor o kockanju koji koristi vremensku oznaku bloka za generiranje slučajnog broja. Napadač može utjecati na ishod igre iskopavanjem bloka s vremenskom oznakom koja pogoduje željenom rezultatu.

Ublažavanje:

• Izbjegavajte korištenje vremenske oznake bloka za kritičnu logiku.
• Koristite pouzdanije izvore slučajnosti, kao što su Chainlink VRF ili RANDAO.
• Implementirajte zaštitne mjere kako biste osigurali da je vremenska oznaka unutar razumnog raspona.

5. Delegatecall

`delegatecall` je funkcija niske razine koja omogućuje ugovoru izvršavanje koda iz drugog ugovora u kontekstu pozivnog ugovora. To znači da pozvani ugovor može mijenjati varijable pohrane i stanja pozivnog ugovora. Ako se koristi nepravilno, `delegatecall` može dovesti do ozbiljnih sigurnosnih ranjivosti.

Primjer:

Razmotrite proxy ugovor koji koristi `delegatecall` za prosljeđivanje poziva ugovoru o logici. Ako ugovor o logici ima drugačiji izgled pohrane od proxy ugovora, može prebrisati kritične varijable pohrane proxy ugovora, potencijalno dopuštajući napadaču da stekne kontrolu nad proxy ugovorom.

Ublažavanje:

• Osigurajte da je izgled pohrane proxy ugovora i ugovora o logici kompatibilan.
• Pažljivo revidirajte kod ugovora o logici kako biste osigurali da ne sadrži zlonamjerni kod.
• Koristite dobro testirane i revidirane proxy uzorke, kao što je UUPS (Universal Upgradeable Proxy Standard) uzorak.

6. Kontrola pristupa

Pravilna kontrola pristupa bitna je za osiguravanje da samo ovlašteni korisnici mogu izvršavati određene radnje na pametnom ugovoru. Nedovoljna ili netočna kontrola pristupa može dopustiti napadačima da zaobiđu sigurnosne mjere i steknu neovlašteni pristup osjetljivim podacima ili funkcijama.

Primjer:

Razmotrite ugovor koji dopušta samo vlasniku povlačenje sredstava. Ako ugovor ne provjerava ispravno identitet pozivatelja, napadač se može lažno predstaviti kao vlasnik i povući sredstva.

Ublažavanje:

• Koristite modifikator `onlyOwner` za ograničavanje pristupa određenim funkcijama vlasniku ugovora.
• Implementirajte višepotpisnu autentifikaciju kako biste zahtijevali od više strana da odobre kritične radnje.
• Koristite kontrolu pristupa temeljenu na ulogama (RBAC) za definiranje različitih uloga i dopuštenja za različite korisnike.
• Implementirajte popise za kontrolu pristupa (ACL) za dodjelu ili opoziv pristupa određenim resursima.

7. Neobrađeni izuzeci

U Solidityju se izuzeci mogu baciti pomoću funkcija `revert()`, `require()` i `assert()`. Ako se izuzetak ne obradi ispravno, može dovesti do neočekivanog ponašanja i sigurnosnih ranjivosti.

Primjer:

Razmotrite ugovor koji šalje Ether korisniku. Ako je adresa korisnika ugovor koji baca izuzetak prilikom primanja Etera, transakcija će se poništiti. Međutim, ako ugovor ne obradi ispravno izuzetak, može ostaviti svoje stanje u nedosljednom stanju, potencijalno dopuštajući napadačima da iskoriste nedosljednost.

Ublažavanje:

• Koristite uzorak "Provjere-Efekti-Interakcije" kako biste smanjili rizik od pojave izuzetaka tijekom vanjskih poziva.
• Koristite try-catch blokove za obradu izuzetaka i poništavanje transakcije ako je potrebno.
• Izbjegavajte upućivanje vanjskih poziva koji će vjerojatno baciti izuzetke.

8. Front Running

Front running se javlja kada napadač promatra transakciju na čekanju i podnosi vlastitu transakciju s višom cijenom plina kako bi se izvršila prije izvorne transakcije. To može dopustiti napadaču da profitira od izvorne transakcije ili manipulira njezinim ishodom.

Primjer:

Razmotrite decentraliziranu burzu (DEX) gdje korisnici mogu trgovati tokenima. Ako napadač promatra veliku narudžbu za kupnju, može podnijeti vlastitu narudžbu za kupnju s nešto višom cijenom plina kako bi se izvršila prije izvorne narudžbe. To omogućuje napadaču da kupi tokene po nižoj cijeni, a zatim ih proda izvornom kupcu po višoj cijeni.

Ublažavanje:

• Koristite sheme predaje-otkrivanja, koje zahtijevaju od korisnika da se obvežu na svoje transakcije prije nego što ih otkriju na lancu.
• Koristite okruženja za izvršavanje izvan lanca, kao što su rješenja za skaliranje sloja 2, kako biste smanjili vidljivost transakcija.
• Implementirajte algoritme podudaranja naloga koji su otporni na front running.

Metodologije revizije pametnih ugovora

Revizije pametnih ugovora obično uključuju kombinaciju ručnog pregleda koda, automatiziranih alata za analizu i tehnika testiranja. Evo nekih od najčešćih metodologija:

1. Ručni pregled koda

Ručni pregled koda je proces pažljivog ispitivanja koda pametnog ugovora redak po redak radi identificiranja potencijalnih ranjivosti, pogrešaka i logičkih grešaka. Ovo je dugotrajan, ali bitan dio procesa revizije, jer omogućuje revizorima da steknu duboko razumijevanje funkcionalnosti ugovora i identificiraju probleme koji se možda neće otkriti automatiziranim alatima.

Najbolje prakse:

• Koristite strukturirani pristup, kao što je OWASP Smart Contract Top 10, za vođenje procesa pregleda.
• Dokumentirajte sve nalaze i preporuke na jasan i sažet način.
• Uključite više revizora s različitim stručnostima kako biste osigurali temeljit pregled.
• Koristite alate za pregled koda za isticanje potencijalnih problema i praćenje napretka.

2. Statička analiza

Statička analiza uključuje analiziranje koda pametnog ugovora bez izvršavanja. To omogućuje revizorima da identificiraju potencijalne ranjivosti, kao što su integer overflow i underflow, reentrancy i ovisnost o vremenskoj oznaci, bez pokretanja ugovora na blockchainu. Alati za statičku analizu mogu automatizirati veći dio procesa pregleda koda, čineći ga učinkovitijim i manje podložnim ljudskoj pogrešci.

Popularni alati:

• Slither
• Mythril
• Securify
• Oyente

3. Dinamička analiza

Dinamička analiza uključuje izvršavanje koda pametnog ugovora u kontroliranom okruženju radi promatranja njegovog ponašanja i identificiranja potencijalnih ranjivosti. To se može učiniti pomoću tehnika fuzzinga, koje uključuju pružanje ugovora s velikim brojem slučajnih ulaza kako bi se pokušalo pokrenuti neočekivano ponašanje, ili putem simboličkog izvršavanja, koje uključuje istraživanje svih mogućih putova izvršavanja ugovora.

Popularni alati:

• Echidna
• MythX
• Manticore

4. Formalna verifikacija

Formalna verifikacija je matematička tehnika koja uključuje dokazivanje ispravnosti pametnog ugovora formalnim specificiranjem njegovog namjeravanog ponašanja, a zatim provjerom da kod ispunjava specifikaciju. Ovo je vrlo rigorozan, ali i dugotrajan i složen proces koji se obično koristi za kritične ugovore gdje je sigurnost najvažnija.

Popularni alati:

• Certora Prover
• K Framework
• Isabelle/HOL

5. Optimizacija plina

Optimizacija plina je proces smanjenja količine plina potrebne za izvršavanje pametnog ugovora. To je važno jer troškovi plina mogu biti značajni, posebno za složene ugovore. Optimizacija plina također može poboljšati performanse ugovora i smanjiti rizik od uskraćivanja usluge.

Najbolje prakse:

• Koristite učinkovite strukture podataka i algoritme.
• Smanjite broj čitanja i pisanja u pohranu.
• Koristite calldata umjesto memorije za argumente funkcije.
• Spremite često pristupane podatke u predmemoriju.
• Izbjegavajte nepotrebne petlje i iteracije.

Proces revizije pametnih ugovora

Tipičan proces revizije pametnih ugovora uključuje sljedeće korake:

1. Određivanje opsega: Definirajte opseg revizije, uključujući ugovore koje treba revidirati, funkcije koje treba testirati i sigurnosne ciljeve koje treba postići.
2. Prikupljanje informacija: Prikupljanje informacija o projektu, uključujući arhitekturu, poslovnu logiku, okruženje implementacije i potencijalne vektore napada.
3. Pregled koda: Izvršite ručni pregled koda radi identificiranja potencijalnih ranjivosti, pogrešaka i logičkih grešaka.
4. Automatizirana analiza: Koristite alate za statičku i dinamičku analizu za automatizaciju procesa pregleda koda i identificiranje dodatnih ranjivosti.
5. Testiranje: Izvršite jedinice testove, integracijske testove i fuzzing testove za provjeru funkcionalnosti i sigurnosti ugovora.
6. Izvještavanje: Dokumentirajte sve nalaze i preporuke u sveobuhvatnom izvješću o reviziji.
7. Sanacija: Radite s razvojnim timom na sanaciji identificiranih ranjivosti i implementaciji preporučenih sigurnosnih mjera.
8. Ponovna revizija: Izvršite ponovnu reviziju kako biste provjerili jesu li sanirane ranjivosti uspješno riješene.

Odabir tvrtke za reviziju

Odabir prave tvrtke za reviziju ključan je za osiguravanje sigurnosti vaših pametnih ugovora. Evo nekih čimbenika koje treba uzeti u obzir pri odabiru tvrtke za reviziju:

• Iskustvo: Odaberite tvrtku s dokazanim rezultatima u reviziji pametnih ugovora i dubokim razumijevanjem blockchain tehnologije.
• Stručnost: Osigurajte da tvrtka ima stručnost u specifičnim programskim jezicima i okvirima koji se koriste u vašim pametnim ugovorima.
• Ugled: Provjerite ugled i reference tvrtke kako biste osigurali da su pouzdani i vjerodostojni.
• Metodologija: Razumite metodologiju revizije tvrtke i osigurajte da je usklađena s vašim sigurnosnim ciljevima.
• Komunikacija: Odaberite tvrtku koja je responzivna i komunikativna te koja je spremna raditi s vama na rješavanju svih problema.
• Trošak: Usporedite troškove različitih tvrtki i odaberite onu koja nudi fer cijenu za pružene usluge. Međutim, nemojte ugroziti kvalitetu radi troškova.

Najbolje prakse za sigurnost pametnih ugovora

Osim revizije, postoji nekoliko najboljih praksi kojih se razvojni programeri mogu pridržavati kako bi poboljšali sigurnost svojih pametnih ugovora:

• Pišite jasan i sažet kod: Koristite smislene nazive varijabli, komentare i dosljedan stil kodiranja kako biste kod učinili lakšim za razumijevanje i pregled.
• Slijedite najbolje sigurnosne prakse: Pridržavajte se utvrđenih najboljih sigurnosnih praksi, kao što je OWASP Smart Contract Top 10.
• Koristite dobro testirane i revidirane biblioteke: Koristite dobro testirane i revidirane biblioteke, kao što su OpenZeppelin Contracts, kako biste izbjegli ponovno izmišljanje kotača i uvođenje novih ranjivosti.
• Implementirajte odgovarajuću kontrolu pristupa: Koristite modifikator `onlyOwner`, višepotpisnu autentifikaciju i kontrolu pristupa temeljenu na ulogama za ograničavanje pristupa osjetljivim funkcijama.
• Ispravno obradite izuzetke: Koristite try-catch blokove za obradu izuzetaka i poništavanje transakcije ako je potrebno.
• Temeljito testirajte: Izvršite jedinice testove, integracijske testove i fuzzing testove za provjeru funkcionalnosti i sigurnosti ugovora.
• Budite u tijeku s najnovijim sigurnosnim prijetnjama: Budite informirani o najnovijim sigurnosnim prijetnjama i ranjivostima i ažurirajte svoj kod u skladu s tim.
• Razmotrite formalnu verifikaciju za kritične ugovore: Koristite formalnu verifikaciju za matematičko dokazivanje ispravnosti kritičnih ugovora.
• Implementirajte nadzor i upozoravanje: Implementirajte sustave nadzora i upozoravanja za otkrivanje i reagiranje na potencijalne sigurnosne incidente.
• Imajte program nagrađivanja pogrešaka: Ponudite program nagrađivanja pogrešaka kako biste potaknuli sigurnosne istraživače da pronađu i prijave ranjivosti.

Budućnost revizije pametnih ugovora

Područje revizije pametnih ugovora neprestano se razvija kako se pojavljuju nove tehnologije i ranjivosti. Evo nekih trendova koji oblikuju budućnost revizije pametnih ugovora:

• Povećana automatizacija: Automatizirani alati za analizu postaju sofisticiraniji i sposobniji za otkrivanje šireg raspona ranjivosti.
• Usvajanje formalne verifikacije: Formalna verifikacija postaje pristupačnija i praktičnija, što je čini održivom opcijom za širi raspon ugovora.
• Revizija pokretana umjetnom inteligencijom: Umjetna inteligencija (UI) i strojno učenje (SU) koriste se za razvoj novih alata za reviziju koji mogu automatski identificirati i odrediti prioritete ranjivosti.
• Standardizirani okviri za reviziju: U tijeku su napori za razvoj standardiziranih okvira za reviziju i certifikata kako bi se osigurala kvaliteta i dosljednost revizija pametnih ugovora.
• Revizija vođena zajednicom: Platforme za reviziju vođene zajednicom se pojavljuju, omogućujući programerima da pošalju svoje ugovore na pregled od strane zajednice sigurnosnih stručnjaka.

Zaključak

Revizija pametnih ugovora kritičan je aspekt osiguravanja sigurnosti i pouzdanosti decentraliziranih aplikacija. Razumijevanjem uobičajenih ranjivosti, implementacijom robusnih metodologija revizije i slijeđenjem najboljih sigurnosnih praksi, razvojni programeri mogu ublažiti rizike povezane s implementacijom nesigurnog koda na blockchainu. Kako blockchain ekosustav nastavlja rasti i razvijati se, važnost revizije pametnih ugovora samo će se povećati.

Ulaganje u temeljitu reviziju nije samo trošak; to je ulaganje u dugoročni uspjeh i održivost vašeg projekta. Davanjem prioriteta sigurnosti možete izgraditi povjerenje sa svojim korisnicima, zaštititi svoju imovinu i pridonijeti sigurnijoj i otpornijoj decentraliziranoj budućnosti. Kako globalni krajolik pametnih ugovora sazrijeva, proaktivne sigurnosne mjere, uključujući sveobuhvatne revizije, bit će bitne za poticanje širokog usvajanja i održavanje integriteta blockchain aplikacija u različitim međunarodnim kontekstima.