스마트 컨트랙트 감사: 보안 취약점 분석 종합 가이드

스마트 컨트랙트는 코드에 작성되어 블록체인 네트워크에 배포되는 자체 실행 계약입니다. 이는 분산형 금융(DeFi) 플랫폼에서 공급망 관리 시스템에 이르기까지 광범위한 분산형 애플리케이션(dApp)을 지원합니다. 그러나 스마트 컨트랙트는 심각한 재정적 손실과 평판 손상으로 이어질 수 있는 보안 취약점에도 취약합니다. 이 기사에서는 스마트 컨트랙트 감사에 대한 포괄적인 가이드를 제공하여 주요 개념, 일반적인 취약점, 감사 방법론 및 분산형 애플리케이션의 보안을 보장하기 위한 모범 사례를 다룹니다.

스마트 컨트랙트 감사란 무엇입니까?

스마트 컨트랙트 감사는 잠재적인 보안 취약점, 버그 및 논리 오류를 식별하기 위해 스마트 컨트랙트 코드를 체계적으로 검토하고 분석하는 프로세스입니다. 이는 블록체인에 안전하지 않은 코드를 배포하는 것과 관련된 위험을 완화하는 데 도움이 되므로 모든 dApp의 개발 수명 주기에서 중요한 단계입니다. 기존 소프트웨어와 달리 스마트 컨트랙트는 배포 후에는 변경할 수 없으므로 배포 후에 발견된 모든 취약점을 쉽게 수정할 수 없습니다. 따라서 철저한 감사가 더욱 중요합니다.

스마트 컨트랙트 감사의 주요 목표는 컨트랙트가 의도한 대로 작동하고 보안 결함이 없으며 모범 사례를 준수하는지 확인하는 것입니다. 여기에는 잠재적인 문제를 식별하고 해결하기 위해 수동 코드 검토, 자동 분석 도구 및 테스트 기술의 조합이 포함됩니다.

스마트 컨트랙트 감사가 중요한 이유는 무엇입니까?

스마트 컨트랙트 감사의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 취약한 스마트 컨트랙트를 배포하면 다음과 같은 심각한 결과를 초래할 수 있습니다.

• 재정적 손실: 악의적인 행위자가 취약점을 악용하여 자금을 훔치거나 컨트랙트 로직을 조작하거나 dApp의 기능을 방해할 수 있습니다.
• 평판 손상: 보안 침해는 사용자 신뢰를 떨어뜨리고 프로젝트 및 팀의 평판을 손상시킬 수 있습니다.
• 법적 및 규제적 위험: 일부 관할 구역에서는 안전하지 않은 스마트 컨트랙트를 배포하면 법적 책임 및 규제 벌금이 부과될 수 있습니다.
• 사용자 신뢰 상실: 사용자는 보안 취약점의 이력이 있는 dApp을 신뢰하고 사용할 가능성이 적습니다.

최근에는 수백만 달러의 손실을 초래하는 악용 사례가 많이 발생했습니다. 감사를 통해 이러한 손실을 방지하고 플랫폼에 대한 신뢰를 구축할 수 있습니다.

일반적인 스마트 컨트랙트 취약점

일반적인 스마트 컨트랙트 취약점을 이해하는 것은 개발자와 감사자 모두에게 필수적입니다. 다음은 가장 일반적인 유형의 취약점 중 일부입니다.

1. 재진입

재진입은 컨트랙트가 자체 상태를 업데이트하기 전에 다른 컨트랙트에 대한 외부 호출을 할 때 발생하는 취약점입니다. 이를 통해 외부 컨트랙트는 원래 컨트랙트가 로직 실행을 완료하기 전에 원래 컨트랙트를 여러 번 다시 호출할 수 있습니다. 재진입 공격은 수백만 달러 상당의 이더를 훔치는 결과를 초래한 DAO 해킹에서 유명하게 악용되었습니다.

예:

사용자가 이더를 인출할 수 있도록 하는 컨트랙트를 고려하십시오. 컨트랙트가 내부 잔액을 업데이트하기 전에 사용자에게 이더를 보내는 경우 사용자는 컨트랙트를 다시 호출하고 잔액이 업데이트되기 전에 여러 번 이더를 인출할 수 있습니다.

완화:

• 외부 호출을 하기 전에 검사를 수행하고, 외부 호출을 하기 전에 상태를 업데이트하고, 외부 컨트랙트와의 상호 작용을 제한하는 "검사-효과-상호 작용" 패턴을 사용합니다.
• `transfer()` 또는 `send()` 함수를 사용하여 이더를 보냅니다. 이러한 함수는 수신자가 사용할 수 있는 가스 양을 제한하여 컨트랙트를 다시 호출하는 것을 방지합니다.
• 함수가 재귀적으로 호출되는 것을 방지하는 재진입 가드를 구현합니다.

2. 정수 오버플로 및 언더플로

정수 오버플로 및 언더플로는 산술 연산의 결과가 결과를 저장하는 데 사용되는 데이터 유형의 범위를 벗어날 때 발생합니다. 예를 들어, 부호 없는 8비트 정수(uint8)가 255를 초과하여 증가하면 0으로 래핑됩니다. 마찬가지로 0 미만으로 감소하면 255로 래핑됩니다.

예:

토큰 컨트랙트에서 총 토큰 공급량이 부호 없는 정수로 표시된다고 가정합니다. 컨트랙트에서 사용자가 새 토큰을 발행할 수 있고 총 공급량이 정수의 최대값을 초과하면 작은 값으로 래핑되어 공격자가 무제한의 토큰을 발행할 수 있습니다.

완화:

• OpenZeppelin의 SafeMath 라이브러리와 같은 안전한 수학 라이브러리를 사용합니다. 이러한 라이브러리는 오버플로 및 언더플로를 확인하고 발생하는 경우 트랜잭션을 되돌리는 함수를 제공합니다.
• uint256과 같이 더 큰 정수 데이터 유형을 사용하여 오버플로 및 언더플로 가능성을 줄입니다.

3. 서비스 거부(DoS)

서비스 거부(DoS) 공격은 스마트 컨트랙트의 정상적인 기능을 방해하여 합법적인 사용자가 서비스에 액세스하지 못하도록 하는 것을 목표로 합니다. DoS 취약점은 가스 제한 문제, 블록 채우기 및 예상치 못한 되돌리기 조건과 같은 다양한 소스에서 발생할 수 있습니다.

예:

사용자가 경매에 참여할 수 있도록 하는 컨트랙트를 고려하십시오. 컨트랙트가 입찰자 목록을 반복하여 승자를 결정하는 경우 공격자는 많은 수의 더미 입찰자를 만들어 반복이 과도한 가스를 소비하여 트랜잭션이 실패하도록 만들 수 있습니다. 이렇게 하면 합법적인 입찰자가 경매에 참여할 수 없습니다.

완화:

• 무한 루프 및 반복은 과도한 가스를 소비할 수 있으므로 피하십시오.
• 페이지 매김 또는 일괄 처리를 구현하여 각 트랜잭션에 필요한 가스 양을 제한합니다.
• 푸시 결제 대신 풀 결제를 사용합니다. 풀 결제를 사용하면 사용자가 자신의 속도로 자금을 인출할 수 있으므로 가스 제한 문제가 발생할 위험이 줄어듭니다.
• DoS 공격이 감지되면 컨트랙트의 특정 기능을 일시적으로 비활성화할 수 있는 회로 차단기를 구현합니다.

4. 타임스탬프 종속성

스마트 컨트랙트는 현재 블록의 타임스탬프에 액세스할 수 있으며, 이는 블록을 마이닝한 광부에 의해 제공됩니다. 그러나 광부는 타임스탬프에 대한 어느 정도의 제어 권한을 가지며 특정 제한 내에서 조작할 수 있습니다. 이로 인해 컨트랙트가 임의의 숫자 생성 또는 시간에 민감한 작업과 같은 중요한 로직에 타임스탬프에 의존하는 경우 취약점이 발생할 수 있습니다.

예:

블록 타임스탬프를 사용하여 임의의 숫자를 생성하는 도박 컨트랙트를 고려하십시오. 공격자는 원하는 결과를 선호하는 타임스탬프가 있는 블록을 마이닝하여 게임 결과에 영향을 미칠 수 있습니다.

완화:

• 중요한 로직에 블록 타임스탬프를 사용하지 마십시오.
• Chainlink VRF 또는 RANDAO와 같은 보다 안정적인 임의성 소스를 사용하십시오.
• 타임스탬프가 합리적인 범위 내에 있는지 확인하기 위한 안전 장치를 구현하십시오.

5. Delegatecall

`delegatecall`은 컨트랙트가 호출 컨트랙트의 컨텍스트에서 다른 컨트랙트의 코드를 실행할 수 있도록 하는 하위 수준 함수입니다. 즉, 호출된 컨트랙트는 호출 컨트랙트의 스토리지 및 상태 변수를 수정할 수 있습니다. 부적절하게 사용하면 `delegatecall`은 심각한 보안 취약점으로 이어질 수 있습니다.

예:

`delegatecall`을 사용하여 로직 컨트랙트에 대한 호출을 전달하는 프록시 컨트랙트를 고려하십시오. 로직 컨트랙트의 스토리지 레이아웃이 프록시 컨트랙트와 다른 경우 프록시 컨트랙트의 중요한 스토리지 변수를 덮어쓸 수 있으므로 공격자가 프록시 컨트랙트를 제어할 수 있습니다.

완화:

• 프록시 컨트랙트와 로직 컨트랙트의 스토리지 레이아웃이 호환되는지 확인합니다.
• 악성 코드가 포함되어 있지 않은지 확인하기 위해 로직 컨트랙트의 코드를 신중하게 감사하십시오.
• UUPS(Universal Upgradeable Proxy Standard) 패턴과 같이 잘 테스트되고 감사된 프록시 패턴을 사용하십시오.

6. 액세스 제어

적절한 액세스 제어는 권한이 있는 사용자만 스마트 컨트랙트에서 특정 작업을 수행할 수 있도록 하는 데 필수적입니다. 불충분하거나 잘못된 액세스 제어를 통해 공격자는 보안 조치를 우회하고 중요한 데이터 또는 기능에 대한 무단 액세스를 얻을 수 있습니다.

예:

소유자만 자금을 인출할 수 있도록 하는 컨트랙트를 고려하십시오. 컨트랙트가 호출자의 ID를 제대로 확인하지 못하면 공격자가 소유자를 사칭하고 자금을 인출할 수 있습니다.

완화:

• `onlyOwner` 수정자를 사용하여 컨트랙트 소유자에게 특정 기능에 대한 액세스를 제한합니다.
• 여러 당사자가 중요한 작업을 승인하도록 요구하는 다중 서명 인증을 구현합니다.
• 역할 기반 액세스 제어(RBAC)를 사용하여 다양한 사용자에 대한 다양한 역할과 권한을 정의합니다.
• 액세스 제어 목록(ACL)을 구현하여 특정 리소스에 대한 액세스 권한을 부여하거나 취소합니다.

7. 처리되지 않은 예외

Solidity에서 예외는 `revert()`, `require()` 및 `assert()` 함수를 사용하여 발생할 수 있습니다. 예외가 제대로 처리되지 않으면 예상치 못한 동작과 보안 취약점으로 이어질 수 있습니다.

예:

사용자에게 이더를 보내는 컨트랙트를 고려하십시오. 사용자의 주소가 이더를 받을 때 예외를 발생시키는 컨트랙트인 경우 트랜잭션이 되돌려집니다. 그러나 컨트랙트가 예외를 제대로 처리하지 못하면 상태가 일관되지 않은 상태로 남을 수 있으므로 공격자가 불일치를 악용할 수 있습니다.

완화:

• "검사-효과-상호 작용" 패턴을 사용하여 외부 호출 중에 예외가 발생할 위험을 최소화합니다.
• try-catch 블록을 사용하여 예외를 처리하고 필요한 경우 트랜잭션을 되돌립니다.
• 예외를 발생시킬 가능성이 있는 외부 호출을 피하십시오.

8. 프런트 러닝

프런트 러닝은 공격자가 보류 중인 트랜잭션을 관찰하고 더 높은 가스 가격으로 자신의 트랜잭션을 제출하여 원래 트랜잭션보다 먼저 실행되도록 할 때 발생합니다. 이를 통해 공격자는 원래 트랜잭션에서 이익을 얻거나 결과를 조작할 수 있습니다.

예:

사용자가 토큰을 거래할 수 있는 분산형 거래소(DEX)를 고려하십시오. 공격자가 큰 매수 주문을 관찰하는 경우 약간 더 높은 가스 가격으로 자신의 매수 주문을 제출하여 원래 주문보다 먼저 실행되도록 할 수 있습니다. 이를 통해 공격자는 더 낮은 가격으로 토큰을 구매한 다음 더 높은 가격으로 원래 구매자에게 판매할 수 있습니다.

완화:

• 사용자가 체인에서 공개하기 전에 트랜잭션에 커밋하도록 요구하는 커밋-공개 체계를 사용합니다.
• 레이어 2 확장 솔루션과 같은 오프체인 실행 환경을 사용하여 트랜잭션의 가시성을 줄입니다.
• 프런트 러닝에 강한 주문 매칭 알고리즘을 구현합니다.

스마트 컨트랙트 감사 방법론

스마트 컨트랙트 감사는 일반적으로 수동 코드 검토, 자동 분석 도구 및 테스트 기술의 조합을 포함합니다. 다음은 가장 일반적인 방법론 중 일부입니다.

1. 수동 코드 검토

수동 코드 검토는 잠재적인 취약점, 버그 및 논리 오류를 식별하기 위해 스마트 컨트랙트 코드를 한 줄씩 신중하게 검사하는 프로세스입니다. 이는 시간이 많이 걸리지만 감사 프로세스에서 필수적인 부분입니다. 감사자는 컨트랙트의 기능에 대한 깊은 이해를 얻고 자동화된 도구에서 감지하지 못할 수 있는 문제를 식별할 수 있기 때문입니다.

모범 사례:

• 검토 프로세스를 안내하기 위해 OWASP 스마트 컨트랙트 상위 10개와 같은 구조화된 접근 방식을 사용합니다.
• 모든 결과와 권장 사항을 명확하고 간결하게 문서화합니다.
• 철저한 검토를 위해 다양한 전문 지식을 가진 여러 감사자를 참여시킵니다.
• 코드 검토 도구를 사용하여 잠재적인 문제를 강조 표시하고 진행 상황을 추적합니다.

2. 정적 분석

정적 분석은 스마트 컨트랙트 코드를 실행하지 않고 분석하는 것을 포함합니다. 이를 통해 감사자는 블록체인에서 컨트랙트를 실행하지 않고도 정수 오버플로 및 언더플로, 재진입 및 타임스탬프 종속성과 같은 잠재적인 취약점을 식별할 수 있습니다. 정적 분석 도구는 코드 검토 프로세스의 많은 부분을 자동화하여 보다 효율적이고 인적 오류가 발생하기 쉽지 않도록 만들 수 있습니다.

인기 있는 도구:

• Slither
• Mythril
• Securify
• Oyente

3. 동적 분석

동적 분석은 스마트 컨트랙트 코드를 제어된 환경에서 실행하여 동작을 관찰하고 잠재적인 취약점을 식별하는 것을 포함합니다. 이는 예상치 못한 동작을 유발하기 위해 컨트랙트에 많은 수의 임의 입력을 제공하는 퍼징 기술을 사용하거나 컨트랙트의 모든 가능한 실행 경로를 탐색하는 기호 실행을 통해 수행할 수 있습니다.

인기 있는 도구:

• Echidna
• MythX
• Manticore

4. 형식 검증

형식 검증은 스마트 컨트랙트의 의도된 동작을 공식적으로 지정한 다음 코드가 사양을 충족하는지 확인하여 스마트 컨트랙트의 정확성을 공식적으로 증명하는 것을 포함하는 수학적 기술입니다. 이는 매우 엄격하지만 시간이 많이 걸리고 복잡한 프로세스이며 보안이 가장 중요한 중요한 컨트랙트에 일반적으로 사용됩니다.

인기 있는 도구:

• Certora Prover
• K Framework
• Isabelle/HOL

5. 가스 최적화

가스 최적화는 스마트 컨트랙트를 실행하는 데 필요한 가스 양을 줄이는 프로세스입니다. 이는 가스 비용이 상당할 수 있기 때문에 중요합니다. 특히 복잡한 컨트랙트의 경우. 가스 최적화는 또한 컨트랙트의 성능을 향상시키고 서비스 거부 공격의 위험을 줄일 수 있습니다.

모범 사례:

• 효율적인 데이터 구조 및 알고리즘을 사용하십시오.
• 스토리지 읽기 및 쓰기 횟수를 최소화하십시오.
• 함수 인수에 메모리 대신 calldata를 사용하십시오.
• 자주 액세스하는 데이터를 캐싱하십시오.
• 불필요한 루프와 반복을 피하십시오.

스마트 컨트랙트 감사 프로세스

일반적인 스마트 컨트랙트 감사 프로세스에는 다음 단계가 포함됩니다.

1. 범위 지정: 감사할 컨트랙트, 테스트할 기능 및 달성할 보안 목표를 포함하여 감사의 범위를 정의합니다.
2. 정보 수집: 아키텍처, 비즈니스 로직, 배포 환경 및 잠재적인 공격 벡터를 포함하여 프로젝트에 대한 정보를 수집합니다.
3. 코드 검토: 수동 코드 검토를 수행하여 잠재적인 취약점, 버그 및 논리 오류를 식별합니다.
4. 자동 분석: 정적 및 동적 분석 도구를 사용하여 코드 검토 프로세스를 자동화하고 추가 취약점을 식별합니다.
5. 테스트: 단위 테스트, 통합 테스트 및 퍼징 테스트를 수행하여 컨트랙트의 기능 및 보안을 확인합니다.
6. 보고: 모든 결과와 권장 사항을 포괄적인 감사 보고서에 문서화합니다.
7. 수정: 개발 팀과 협력하여 식별된 취약점을 수정하고 권장되는 보안 조치를 구현합니다.
8. 재감사: 재감사를 수행하여 수정된 취약점이 성공적으로 해결되었는지 확인합니다.

감사 회사 선택

스마트 컨트랙트의 보안을 보장하려면 올바른 감사 회사를 선택하는 것이 중요합니다. 감사 회사를 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 요소는 다음과 같습니다.

• 경험: 스마트 컨트랙트 감사에 대한 입증된 실적과 블록체인 기술에 대한 깊은 이해를 가진 회사를 선택하십시오.
• 전문 지식: 회사에 스마트 컨트랙트에 사용된 특정 프로그래밍 언어 및 프레임워크에 대한 전문 지식이 있는지 확인하십시오.
• 평판: 회사의 평판과 참조를 확인하여 신뢰할 수 있고 신뢰할 수 있는지 확인하십시오.
• 방법론: 회사의 감사 방법론을 이해하고 보안 목표와 일치하는지 확인하십시오.
• 의사 소통: 대응력이 뛰어나고 의사 소통이 잘 되는 회사를 선택하고 문제를 해결하기 위해 기꺼이 협력하십시오.
• 비용: 다양한 회사의 비용을 비교하고 제공되는 서비스에 대해 적절한 가격을 제시하는 회사를 선택하십시오. 그러나 비용 때문에 품질을 타협하지 마십시오.

스마트 컨트랙트 보안을 위한 모범 사례

감사 외에도 개발자가 스마트 컨트랙트의 보안을 개선하기 위해 따를 수 있는 몇 가지 모범 사례가 있습니다.

• 명확하고 간결한 코드 작성: 의미 있는 변수 이름, 주석 및 일관된 코딩 스타일을 사용하여 코드를 더 쉽게 이해하고 검토할 수 있도록 합니다.
• 보안 모범 사례 따르기: OWASP 스마트 컨트랙트 상위 10개와 같은 확립된 보안 모범 사례를 준수합니다.
• 잘 테스트되고 감사된 라이브러리 사용: 휠을 재발명하고 새로운 취약점을 도입하지 않도록 OpenZeppelin Contracts와 같이 잘 테스트되고 감사된 라이브러리를 사용합니다.
• 적절한 액세스 제어 구현: `onlyOwner` 수정자, 다중 서명 인증 및 역할 기반 액세스 제어를 사용하여 중요한 기능에 대한 액세스를 제한합니다.
• 예외를 적절하게 처리: try-catch 블록을 사용하여 예외를 처리하고 필요한 경우 트랜잭션을 되돌립니다.
• 철저한 테스트: 단위 테스트, 통합 테스트 및 퍼징 테스트를 수행하여 컨트랙트의 기능 및 보안을 확인합니다.
• 최신 보안 위협을 최신 상태로 유지: 최신 보안 위협 및 취약점에 대한 정보를 얻고 그에 따라 코드를 업데이트합니다.
• 중요한 컨트랙트에 대한 형식 검증 고려: 형식 검증을 사용하여 중요한 컨트랙트의 정확성을 수학적으로 증명합니다.
• 모니터링 및 경고 구현: 잠재적인 보안 사고를 감지하고 대응하기 위해 모니터링 및 경고 시스템을 구현합니다.
• 버그 바운티 프로그램 운영: 보안 연구원이 취약점을 찾아 보고하도록 장려하기 위해 버그 바운티 프로그램을 제공합니다.

스마트 컨트랙트 감사의 미래

스마트 컨트랙트 감사 분야는 새로운 기술과 취약점이 등장함에 따라 끊임없이 진화하고 있습니다. 다음은 스마트 컨트랙트 감사의 미래를 형성하는 몇 가지 추세입니다.

• 자동화 증가: 자동 분석 도구가 점점 더 정교해지고 더 넓은 범위의 취약점을 감지할 수 있습니다.
• 형식 검증 채택: 형식 검증이 점점 더 접근 가능하고 실용화되어 더 넓은 범위의 컨트랙트에 대한 실행 가능한 옵션이 되고 있습니다.
• AI 기반 감사: 인공 지능(AI) 및 기계 학습(ML)은 취약점을 자동으로 식별하고 우선 순위를 지정할 수 있는 새로운 감사 도구를 개발하는 데 사용되고 있습니다.
• 표준화된 감사 프레임워크: 스마트 컨트랙트 감사의 품질과 일관성을 보장하기 위해 표준화된 감사 프레임워크 및 인증을 개발하기 위한 노력이 진행 중입니다.
• 커뮤니티 기반 감사: 커뮤니티 기반 감사 플랫폼이 등장하여 개발자가 보안 전문가 커뮤니티에서 검토를 위해 컨트랙트를 제출할 수 있습니다.

결론

스마트 컨트랙트 감사는 분산형 애플리케이션의 보안과 안정성을 보장하는 데 중요한 측면입니다. 일반적인 취약점을 이해하고 강력한 감사 방법론을 구현하며 보안 모범 사례를 따르면 개발자는 블록체인에 안전하지 않은 코드를 배포하는 것과 관련된 위험을 완화할 수 있습니다. 블록체인 생태계가 계속 성장하고 진화함에 따라 스마트 컨트랙트 감사의 중요성은 더욱 커질 것입니다.

철저한 감사를 위한 투자는 단순한 비용이 아닙니다. 프로젝트의 장기적인 성공과 지속 가능성에 대한 투자입니다. 보안을 우선시함으로써 사용자와 신뢰를 구축하고 자산을 보호하며 보다 안전하고 탄력적인 분산형 미래에 기여할 수 있습니다. 글로벌 스마트 컨트랙트 환경이 성숙함에 따라 포괄적인 감사를 포함한 사전 예방적 보안 조치는 광범위한 채택을 촉진하고 다양한 국제적 맥락에서 블록체인 애플리케이션의 무결성을 유지하는 데 필수적입니다.