ブロックチェーンのスマートコントラクトの脆弱性は何ですか？

スマートコントラクトの脆弱性の紹介

スマート契約は、コードに直接書かれた契約の条件との自己執行契約です。彼らは、特にイーサリアムのようなプラットフォームで、ブロックチェーンのエコシステムで重要な役割を果たしています。ただし、その利点にもかかわらず、スマートコントラクトには、攻撃者が悪意のある目的で悪用する脆弱性を含めることができます。これらの欠陥は、多くの場合、コーディングエラー、設計監視、またはプログラミングコンストラクトの不適切な使用に起因します。

これらの脆弱性を理解することは、開発者もユーザーも同様に不可欠です。これは、重大な財政的損失やシステムの失敗につながる可能性があるためです。この記事では、一般的なタイプのスマートコントラクトの脆弱性、それらがどのように現れるか、およびそれらを緩和するためにどのようなステップを踏むことができるかを掘り下げています。

再発攻撃

最も悪名高いスマートコントラクトの脆弱性の1つは、DAOハックで有名になった再発攻撃です。この脆弱性は、内部状態変数を更新する前に外部契約呼び出しが行われたときに発生します。その結果、攻撃者は実行を完了する前に元の関数に再帰的にコールバックすることができます。

これを説明するには：

• 契約はユーザーアドレスにエーテルを送信します。
• ユーザーのアドレスは、悪意のある契約を指しています。
• 送信契約がその残高を更新する前に、悪意のある契約は再び同じ機能を呼び出します。
• この再帰ループは、契約から資金を排出します。

緩和戦略には次のものがあります。

• Checks-effects-interactionsパターンを使用します
• 再突入を防ぐためにミューテックスロックを使用します
• 外部アドレスへの直接転送を回避します

開発者は、そのようなエクスプロイトを防ぐために、外部呼び出しの前にすべての重要な状態の変更が発生することを確認する必要があります。

整数のオーバーフローとアンダーフロー

スマートコントラクトのもう1つの一般的な問題には、整数のオーバーフローとアンダーフローが含まれます。 0.8.0より前の堅牢性バージョンでは、算術操作はオーバーフローやアンダーフローで自動的に戻りませんでした。これにより、攻撃者は予想される範囲を超えて値を操作することができました。

例えば：

• トークンバランスが署名のない整数として保存され、保持されるよりも大きな値によって差し引かれる場合、非常に高い数に包まれます。
• 攻撃者はこれを使用して、トークンバランスを人為的に膨らませることができます。

これと戦うために：

• Solidityバージョン0.8.0以降を使用してください。
• 以前のバージョンにはSafeMathライブラリを実装します
• 算術操作を実行する前に、入力値を慎重に検証します

これらの注意事項は、データの完全性を維持し、数値状態の不正な操作を防ぐのに役立ちます。

チェックされていない外部呼び出し

スマート契約は、他の契約や外部機能と頻繁に相互作用します。これらの相互作用が適切にチェックされない場合、脆弱性を導入できます。チェックされていない外部呼び出しは、誤った契約を正しく処理することなく、虚偽を返したり、エラーを投げたりする場合があります。

潜在的なリスクは次のとおりです。

• 無効な契約住所に送られている資金
• 失敗した呼び出しにもかかわらず、実行が継続します
• 未処理の例外による予期しない動作

ベストプラクティスには：

• 常に外部呼び出しの返品値を確認します
• 必要な場合にのみ、 call 、 delegatecall 、 staticcallなどの低レベルの呼び出しを使用する
• フォールバック機能を確保しても、過度のガスが消費されません

外部の相互作用を検証することにより、開発者は静かな障害を防ぎ、契約の信頼性を高めることができます。

ガス制限とループ

ブロックチェーントランザクションにはガス制限があり、トランザクションが実行できる計算量を制限します。無制限の反復を備えたループを含む契約は、この制限を超えている可能性があり、トランザクションが失敗するか、法外に高価になります。

一般的な問題が発生します。

• 大きな配列またはマッピングを介して反復します
• 動的入力に基づいて計算を実行します
• ユーザー制御ループの長さを許可します

ガス関連の問題を避けるため：

• 可能な限りループを避けるためにロジックを再構築します
• 重い計算には、オフチェーンソリューションを使用します
• ループの最大反復数をキャップします

ガス効率を備えた契約を設計すると、よりスムーズな実行とユーザーエクスペリエンスの向上が保証されます。

フロントランニングとトランザクションの注文

パブリックブロックチェーンでは、トランザクションが採掘される前に表示されます。この透明性は、前のランニング攻撃への扉を開き、悪意のある俳優が保留中の取引を観察し、最初に実行されるためにより高いガソリン料金で自分のものを提出します。

そのようなシナリオの例：

• オークションへの入札
• 分散型取引所での価格に敏感な取引
• トランザクションの順序に依存する状態変換関数呼び出し

防御策は次のとおりです。

• Commit-Revealスキームを使用して、機密データを非表示にします
• 該当する場合に実行順序をランダム化します
• 並べ替えられたトランザクションに復元されるシステムの設計

トランザクションの可視性とマイナーの動作の認識は、より安全なスマートコントラクトロジックを作成するのに役立ちます。

よくある質問（FAQ）

Q1：スマートコントラクトの脆弱性を完全に排除できますか？すべてのリスクを排除することは困難ですが、ベストプラクティスに従って、正式な検証ツールを使用し、監査を実施することは、搾取可能なバグの可能性を大幅に減らします。

Q2：新しいブロックチェーンプラットフォームは、スマートコントラクトの脆弱性を発揮する傾向がありませんか？いくつかの新しいプラットフォームには、より厳格なデフォルトの動作（自動オーバーフローチェックなど）と改善された開発フレームワークが組み込まれています。ただし、セキュリティは最終的には、プラットフォームに関係なく開発者の勤勉に依存します。

Q3：展開前にスマートコントラクトを脆弱性についてテストするにはどうすればよいですか？ SlitherやOyenteなどの静的分析ツールを使用し、トリュフなどのフレームワークを使用してユニットテストを実行し、専門的な監査を検討します。エッジのケースと敵対的条件をシミュレートすることも重要です。

Q4：スマートコントラクトでサードパーティライブラリを使用しても安全ですか？サードパーティのライブラリは、監査され、広く使用されている場合は安全です。ただし、契約に統合する前に、常にソースコードを確認し、その意味を理解してください。