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？それらを防ぐ方法は？

Smart Contractsは、Ethereumのようなブロックチェーンプラットフォーム上の自己執行コードの部分であり、暗号通貨の世界での取引と契約の処理方法に革命をもたらしました。しかし、採用が増加するにつれて、これらのスマート契約の脆弱性は精査されています。これらの脆弱性を理解し、それらを防ぐ方法を学ぶことは、開発者とユーザーにとって同様に重要です。

一般的なスマートコントラクトの脆弱性

スマートコントラクトの脆弱性は、大きな経済的損失につながり、ブロックチェーンテクノロジーへの信頼を損なう可能性があります。最も一般的な脆弱性の一部は次のとおりです。

• 再発攻撃：これは、契約が独自の状態を解決する前に外部契約を呼び出すときに発生します。攻撃者は、機能の最初の呼び出しが終了する前に、元の契約に繰り返しコールバックすることができ、潜在的に排出される資金があります。

• 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は、整数タイプを使用して数値値を処理することがよくあります。これらの値が最大または最小制限を超えると、包み回すことができ、予期しない行動や脆弱性につながります。

• タイムスタンプの依存関係：いくつかのスマートコントラクトは、重要な機能のためにブロックタイムスタンプに依存しています。鉱山労働者は、これらのタイムスタンプを特定の範囲内で操作できます。これは、契約の結果に影響を与えるために悪用される可能性があります。

• フロントランニング攻撃：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。攻撃者は保留中の取引を見て、最初に採掘するためにより高いガス価格で同様のトランザクションを提出し、元の取引の結果に影響を与えます。

• 未チェックの外部呼び出し：スマートコントラクトが別の契約または外部システムと対話する場合、コールが成功したかどうかを確認しない場合があり、外部コールが失敗した場合に潜在的な脆弱性につながります。

再発攻撃の防止

再発攻撃は、スマートコントラクトで最も危険な脆弱性の1つです。これらの攻撃を防ぐために、開発者はこれらのベストプラクティスに従うことができます。

• Checks-effects-interactionsパターンを使用します。このパターンにより、外部呼び出しが実行される前にすべての状態の変更が行われることが保証されます。最初に状態を更新することにより、あなたは再発の可能性を防ぎます。

  • チェックを実装して、トランザクションの条件を検証します。
  • 取引の効果を契約の状態に適用します。
  • 州の変更が完了した後、外部呼び出しを行います。

• Mutex Lock：Mutex（相互除外）ロックを実装すると、一度に1つの関数のみが実行できることを確認することで、再発を防ぐことができます。

  • 状態変数を使用して、関数が現在実行されているかどうかを追跡します。
  • 関数を入力する前に、ロックが使用可能かどうかを確認します。そうでない場合は、トランザクションを元に戻します。
  • 関数の先頭にロックをtrueに設定し、最後にfalseにリセットします。

整数のオーバーフローとアンダーフローの防止

整数のオーバーフローとアンダーフローは、次の方法で軽減できます。

• SafeMath Libraryを使用：Safemath Library in Solidityは、オーバーフローとアンダーフローをチェックする関数を提供し、そのような条件が検出された場合にトランザクションを戻します。

  • SafeMathライブラリを契約にインポートします。
  • 標準の算術操作を、 add 、 sub 、 mul 、 divなどのSafeMath関数に置き換えます。

• Solidityバージョン0.8.0以降を利用：バージョン0.8.0から始めると、Solidityには算術的なオーバーフローとアンダーフローの組み込みチェックが含まれており、Safemathの使用が不要になります。

  • 契約の堅牢性バージョンを^0.8.0以降と指定します。
  • オーバーフローやアンダーフローを心配することなく、標準の算術操作を使用します。

タイムスタンプの依存を軽減します

タイムスタンプの依存に関連するリスクを減らすために、これらの戦略を検討してください。

• タイムスタンプの代わりにブロック番号を使用します。ブロック番号は、タイムスタンプよりも予測可能であり、操作の影響を受けにくくなります。

  • block.timestampをblock.number contractロジックに置き換えます。
  • 平均ブロック時間とブロック数を使用して、時間ベースの条件を計算します。

• タイムバッファーを実装する：潜在的なタイムスタンプの操作を考慮して、時間に敏感な操作にバッファを追加します。

  • 15分など、契約の時間バッファーを定義します。
  • このバッファーをすべての時間ベースのチェックに追加して、安全性のマージンを確保します。

前面攻撃の防止

フロントランニングは予防するのが難しい場合がありますが、これらのアプローチは次のとおりです。

• コミットレビールスキームを使用する：このスキームは、それを明らかにする前に値にコミットすることを伴い、攻撃者がフロントランをすることを困難にします。

  • 最初のトランザクションでは、使用する値のハッシュをコミットします。
  • その後のトランザクションで、値を明らかにし、コミットしたハッシュに対して検証します。

• ランダム化メカニズムを実装する：暗号化されたランダム性を使用して、攻撃者がトランザクションの結果を予測することを難しくします。

  • 検証可能なランダム関数（VRF）を使用して、乱数を生成します。
  • これらの乱数を契約ロジックに組み込み、予測可能性を低下させます。

未チェックの外部呼び出しを回避します

チェックされていない外部呼び出しの問題を防ぐには、次のガイドラインに従ってください。

• 要求ステートメントを使用します。ソリティのrequireステートメントを使用して、外部呼び出しの成功を確認できます。

  • 外部通話を行った後、使用が必要であることを確認するrequire 。
  • 例： require(address(this).call(data), 'External call failed');

• Try-Catchブロックを実装：Solidityバージョン0.6.0以降は、外部呼び出し障害を優雅に処理するために使用できます。

  • 潜在的な障害を処理するために、トライキャッチブロックに外部呼び出しをラップします。
  • キャッチブロックを使用して、トランザクションを元に戻すか、障害を適切に処理します。

FAQ

Q：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？

A：脆弱性を完全に排除することは不可能ですが、ベストプラクティスと徹底的な監査を実施することでリスクを大幅に減らすことができます。

Q：スマート契約はどのくらいの頻度で監査する必要がありますか？

A：スマートコントラクトは、展開する前に少なくとも1回は監査する必要があります。重要な契約の場合、新しい脆弱性に対処するために、定期的な監査と更新が必要になる場合があります。

Q：スマートコントラクトの脆弱性を検出するのに役立つツールはありますか？

A：はい、Mythril、Slither、Oyenteなどのいくつかのツールは、スマートコントラクトの一般的な脆弱性の検出に役立ちます。これらのツールは、手動のコードレビューと組み合わせて使用​​する必要があります。

Q：展開されたスマートコントラクトで脆弱性を見つけた場合はどうすればよいですか？

A：脆弱性を見つけた場合は、すぐに契約の開発者に報告してください。脆弱性が深刻な場合は、搾取を防ぐためにより広範なコミュニティに通知することを検討してください。