Expliquez le modèle de chèques-effets-interactions dans le développement de contrats intelligents

Comprendre le modèle de chèques-effets-interactions dans le développement de contrats intelligents

Le modèle de chèques-effets-interactions est une meilleure pratique largement adoptée dans le développement de contrats intelligents Ethereum. Il sert de stratégie de programmation défensive pour empêcher les attaques de réentrance et d'autres vulnérabilités critiques qui peuvent entraîner une perte de fonds ou une corruption des données.

Ce modèle de conception structure l'exécution en trois phases distinctes: vérifications , effets et interactions . En adhérant à cette ordonnance, les développeurs s'assurent que les modifications de l'État se produisent avant que des appels externes ne soient effectués, minimisant les risques associés à des contrats malveillants ou à des comportements inattendus pendant l'exécution.

Quels sont les composants du modèle de contrôle-effectif-interactions?

Chaque partie du modèle joue un rôle crucial dans le maintien de l'intégrité des contrats:

• Vérification : Cette phase consiste à valider toutes les entrées et conditions avant de procéder à une logique. Il comprend le respect des états non valides , la vérification des soldes , la vérification de la propriété et la garantie des mécanismes de contrôle de l'accès sont respectés.

• Effets : À ce stade, le contrat modifie ses variables d'état interne. Ces modifications d'état doivent être achevées avant que toute interaction externe n'ait lieu. Les exemples incluent la mise à jour des soldes, la modification des drapeaux de propriété ou les allocations de jetons décrémentantes.

• Interactions : La dernière étape consiste à passer des appels externes à d'autres contrats ou à envoyer de l'éther. Étant donné que ces actions peuvent déclencher des rappels (par exemple, via des fonctions de secours), elles doivent se produire après toutes les mises à jour de l'état interne pour éviter l'exploitation.

Pourquoi l'ordre d'exécution est-il important?

Les contrats intelligents interagissent souvent avec des entités externes telles que les contrats de jeton, les échanges décentralisés ou les portefeuilles d'utilisateurs. Si un contrat envoie Ether ou fait un appel externe avant de mettre à jour son propre état, il ouvre une fenêtre pour les attaques de réentrance .

Par exemple, envisagez un contrat qui déduit le solde d'un utilisateur après l'envoi d'éther. Un contrat malveillant pourrait utiliser le rappel du transfert pour réintégrer la fonction d'origine et drainer les fonds à plusieurs reprises. En appliquant le modèle de chèques-effets-interactions , le contrat vérifie d'abord l'admissibilité ( chèques ), met à jour le grand livre interne ( effets ), et déclenche alors le transfert externe ( interactions ), fermant ainsi le vecteur d'attaque.

Comment implémenter le modèle de chèques-effets-interactions dans la solidité

Pour implémenter correctement ce modèle, suivez ces étapes de séquence:

• Vérification :

  • Valider les paramètres d'entrée en utilisant require ou revert .
  • Assurez-vous que l'appelant a la permission d'exécuter la fonction.
  • Vérifiez que les soldes ou allocations requis sont suffisants.

• Effets :

  • Mettez à jour les variables d'état directement liées à la transaction.
  • Évitez d'effectuer des calculs ou des appels externes ici.
  • Assurez-vous que tous les changements d'État sont atomiques et déterministes.

• Interactions :

  • Effectuez des appels externes à l'aide de fonctions de bas niveau comme call , transfer ou send .
  • Préférez l'utilisation de la méthode call avec des limites de gaz explicites pour un meilleur contrôle.
  • Gérer les valeurs de retour de manière appropriée pour détecter les échecs.

Voici un exemple simplifié:

 function withdraw(uint256 amount) public { // Checks require(balanceOf[msg.sender] >= amount, 'Insufficient balance'); // Effects balanceOf[msg.sender] -= amount; // Interactions (bool success, ) = msg.sender.call{value: amount}(''); require(success, 'Transfer failed');

}

Dans cet extrait de code, la fonction garantit que l'utilisateur a suffisamment de solde ( chèques ), déduit le montant de son compte ( effets ) et envoie enfin l'éther ( interactions ).

Erreurs courantes lorsque vous ne suivez pas le schéma

La déviation par rapport au modèle de chèques-effets-interactions peut entraîner de graves problèmes:

• Vulnérabilités de réentrance : envoyer de l'éther ou passer des appels externes avant de mettre à jour l'état permet aux attaquants d'appeler récursivement la même fonction.
• Conditions de course : si plusieurs opérations dépendent de résultats externes sans séquençage approprié, des résultats inattendus peuvent se produire.
• Mises à jour de l'état incorrect : Modification de l'état après les appels externes peut laisser le contrat dans un état incohérent en cas d'échec de l'appel.

Un exemple infâme est le hack DAO , où le manque d'adhésion à ce modèle a permis un exploit d'appel récursif qui a drainé des millions d'éther.

Meilleures pratiques au-delà du modèle de base

Bien que le suivi de la structure des chèques-effets d'interactions est essentiel, les précautions supplémentaires améliorent la sécurité:

• Utilisez le contrôle d'accès basé sur le modificateur pour centraliser les contrôles et réduire la redondance.
• Appliquez des motifs de traction sur les transferts d'éther pour donner aux utilisateurs le contrôle des retraits.
• Utilisez des verrous non réentrants lorsque vous traitez avec une logique complexe ou plusieurs appels externes.
• Envisagez d'utiliser la bibliothèque de ReentricancyGuard d'OpenZeppelin pour ajouter une couche de protection supplémentaire.

Ces pratiques complètent le modèle de base et aident à créer des contrats intelligents plus robustes et sécurisés.

Questions fréquemment posées (FAQ)

Q: Puis-je utiliser le modèle de contrôle-effets-interactions dans d'autres plates-formes de blockchain en plus d'Ethereum? Oui, alors que le modèle est originaire d'Ethereum en raison de sa sensibilité aux attaques de réentrance, elle s'applique largement à n'importe quelle plate-forme où les contrats intelligents interagissent avec les systèmes externes ou modifient l'état basé sur des déclencheurs externes.

Q: Que se passe-t-il si un appel externe échoue dans la phase d'interactions? Si un appel externe échoue, la transaction reviendra à moins de gérer explicitement. Il est important d'envelopper de tels appels dans un mécanisme de capture d'essai ou de vérifier la valeur de retour pour décider de continuer ou de reculer.

Q: Y a-t-il des outils pour détecter les violations du modèle de contrôle-effets-interactions? Oui, les outils d'analyse statique comme Slither , Oyente et Securify peuvent identifier les écarts potentiels par rapport à ce modèle et à signaler des constructions de code risqué.

Q: Est-il possible d'avoir plusieurs effets ou interactions dans une seule fonction? Absolument. Cependant, tous les effets (changements d'état) doivent précéder les interactions (appels externes) . Même si plusieurs interactions sont nécessaires, elles devraient toutes venir après la dernière mise à jour de l'État.