說明智能合同開發中的檢查效應互動模式

了解智能合同開發中的檢查效應互動模式

檢查效應互動模式是以太坊智能合約開發中廣泛採用的最佳實踐。它是一種防禦性編程策略，可防止重新進入攻擊和其他可能導致資金損失或數據腐敗的關鍵漏洞。

該設計模式結構的函數執行分為三個不同的階段：檢查，效果和相互作用。通過遵守此命令，開發人員確保在進行任何外部呼叫之前發生狀態變化，從而最大程度地減少與惡意合同或執行過程中意外行為相關的風險。

檢查效應互動模式的組成部分是什麼？

模式的每個部分在維持合同完整性中起著至關重要的作用：

• 檢查：此階段涉及在進行任何邏輯之前驗證所有輸入和條件。它包括對無效狀態的恢復，檢查餘額，驗證所有權以及確保尊重訪問控制機制。

• 效果：在此階段，合同修改了其內部狀態變量。這些狀態更改應在發生任何外部互動之前完成。示例包括更新余額，更改所有權標誌或減少令牌津貼。

• 互動：最後一步涉及對其他合同或發送以太的外部電話。由於這些操作可以觸發回調（例如，通過後備功能），因此在所有內部狀態更新後必鬚髮生它們以避免開發。

為什麼執行順序很重要？

智能合約經常與外部實體（例如令牌合同，分散交易所或用戶錢包）進行互動。如果合同在更新自己的狀態之前在更新自己的狀態之前將以太發送或進行外部呼叫，則它將打開一個重新入侵攻擊的窗口。

例如，考慮發送以太之後扣除用戶餘額的合同。惡意合同可以使用轉移中的回調來重新輸入原始功能並反复流失資金。通過應用檢查效應 - 相互作用模式，合同首先驗證資格（檢查），更新內部分類帳（效果），然後才啟動外部傳輸（交互），從而關閉攻擊向量。

如何實現穩固性的檢查效應互動模式

要正確實施此模式，請按照以下步驟遵循以下步驟：

• 檢查：

  • 使用require或revert驗證輸入參數。
  • 確保呼叫者有權執行該功能。
  • 檢查所需的餘額或津貼是否足夠。

• 效果：

  • 更新與交易直接相關的狀態變量。
  • 避免在此處執行任何計算或外部呼叫。
  • 確保所有狀態變化都是原子和確定性的。

• 互動：

  • 使用低級功能進行外部呼叫，例如call ， transfer或send 。
  • 更喜歡使用具有顯式氣體限制的call方法來更好地控制。
  • 處理返回值適當地檢測故障。

這是一個簡化的例子：

 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');

}

在此代碼段中，該功能可確保用戶具有足夠的餘額（檢查），從其帳戶中扣除金額（效果），並最終發送以太（交互）。

不遵循模式的常見錯誤

偏離檢查效應互動模式可能會導致嚴重的問題：

• 重新輸入漏洞：在更新狀態之前發送以太或進行外部呼叫允許攻擊者遞歸呼叫相同的功能。
• 種族條件：如果多次操作取決於外部結果而沒有適當的測序，則可能會發生意外結果。
• 不正確的狀態更新：在外部呼叫後修改狀態可以使合同處於不一致的狀態，如果呼叫失敗。

一個臭名昭著的例子是Dao Hack ，在此攻擊性模式的缺乏使遞歸呼叫的利用可以耗盡數百萬的以太。

核心模式以外的最佳實踐

在遵循檢查效應之間的結構是必不可少的同時，其他預防措施可增強安全性：

• 使用基於修飾符的訪問控件來集中檢查並減少冗餘。
• 應用帶有pull-push的模式以使用戶控制提款。
• 處理複雜的邏輯或多個外部呼叫時，請使用非倫敦鎖。
• 考慮使用OpenZeppelin的重新輸入守衛庫來添加額外的保護層。

這些實踐補充了核心模式，並有助於建立更強大和確保智能合約。

常見問題（常見問題解答）

問：除了以太坊以外，我可以在其他區塊鏈平台中使用檢查效應的互動模式嗎？是的，儘管該模式由於其對重新進入攻擊的敏感性而起源於以太坊，但它廣泛適用於智能合約與外部系統相互作用或基於外部觸發器修改狀態的任何平台。

問：如果外部呼叫在交互階段失敗會發生什麼？如果外部呼叫失敗，則交易將恢復，除非明確處理。將此類呼叫包裹在試用機製或檢查返回值以決定是繼續還是回滾很重要。

問：是否有工具來檢測違反檢查效應的交流模式的違規行為？是的，諸如Slither ， Oyente和Searify之類的靜態分析工具可以識別與此模式的潛在偏差和標誌風險的代碼結構。

問：是否可以在單個功能中具有多個效果或相互作用？絕對地。但是，所有效果（狀態變化）必須先於交互之前（外部呼叫） 。即使需要多次互動，它們也應該在上次狀態更新之後進行。