Что такое Формальная верификация смарт-контрактов?
Введение
Поскольку стоимость активов на блокчейне быстро растет, с несколькими проектами, которые по очереди запускают различные случаи использования в криптоэкономике, оставаться впереди возможных уязвимостей и угроз становится более необходимым, чем когда-либо.
Биткойн был изобретен для замены банков, но базовая технология, блокчейн, доказала, что она может заменить практически любого посредника. Двигаясь вперед, она не остановилась там, увидев огромный потенциал, который имеет цифровая валюта, и которого никогда не могла иметь бумажная наличность, а именно возможность программирования денег. Внезапно адвокаты и контракты могли быть заменены в финансовых операциях. Эта форма цифровой валюты продвинула децентрализацию, позволяя автоматическое исполнение контрактов с полной прозрачностью и без человеческого вмешательства. Однако как именно работают смарт-контракты? Можно ли действительно полагаться на эти системы, которым не хватает доверия?
В этой статье мы рассмотрим обширные вопросы о формальной верификации смарт-контрактов, обсудим их плюсы, минусы, влияние на крипто-экосистему и многое другое с акцентом на Ethereum.
Краткая история смарт-контрактов
Источник: CryptoSlate
Ник Сзабо, американский компьютерный ученый и криптограф, которого часто считают Сатоши Накамото, был пионером смарт-контрактов, впервые представив концепцию в 1994 году. Сзабо описал смарт-контракты как цифровые протоколы транзакций, разработанные для автоматического обеспечения выполнения условий соглашения. Его целью было усовершенствование методов электронных транзакций, таких как системы точек продажи, и расширение их возможностей в цифровом мире.
Сабо предвидел будущее, где соглашения могли бы функционировать как торговые автоматы - автоматизированные, надежные и защищенные от вмешательства. Хотя технологии его времени не были достаточно развиты, чтобы полностью воплотить его видение, идеи Сабо заложили основу для того, что позже революционизировало индустрию блокчейна. Когда Ethereum запущенв 2015 году она привнесла смарт-контракты в практическое использование, превратив теоретические концепции Шабо в неотъемлемые компоненты децентрализованных приложений.
Его видение заключалось в создании контрактов, способных управлять отношениями с помощью точных автоматических условий, что уменьшает необходимость в человеческом вмешательстве и контроле. Этот подход направлен на создание более безопасного и эффективного способа урегулирования соглашений, что открывает путь для развития смарт-контрактов в мощные инструменты в экосистеме блокчейна. Ранние идеи Шабо продолжают формировать ландшафт цифровых транзакций и развитие смарт-контрактов и по сегодняшний день.
Что такое Формальная верификация?
Источник: Средний
Формальная верификация - это процесс тщательной оценки того, соответствует ли система, такая как смарт-контракт, определенному набору правил или спецификаций. По сути, это проверяет, работает ли система как ожидалось, обеспечивая выполнение требуемых условий и предназначенных функций без ошибок.
Для достижения этой цели ожидаемое поведение системы описывается с помощью формальных моделей, в то время как языки спецификаций используются для определения точных свойств, которым должен удовлетворять контракт, и мы увидим больше практических сценариев по мере продвижения статьи. Затем формальные методы верификации сопоставляют реализацию контракта с его спецификациями, обеспечивая математическое доказательство его правильности. Когда контракт соответствует этим спецификациям, он считается «функционально правильным» или «правильным по замыслу», что подтверждает его надежность и безопасность в среде блокчейна.
Типы формальных спецификаций для смарт-контрактов
Источник: Ever Scale
Формальные спецификации обеспечивают структурированный подход к использованию математического рассуждения для проверки точности выполнения программы. Эти спецификации могут описывать как свойства высокого уровня, которые фокусируются на общем поведении, так и низкоуровневые детали работы контракта внутри. Определяя эти поведения математически, формальные спецификации гарантируют, что контракт работает так, как задумано.
Высокоуровневые спецификации
Спецификации высокого уровня, также известные как модельно-ориентированные спецификации, описывают общее поведение смарт-контракта, рассматривая его как конечный автомат (FSM), который переходит между различными состояниями через конкретные операции. Временная логика часто используется для определения формальных правил, управляющих этими переходами, детализируя, как контракт перемещается между состояниями со временем и условия, которые он должен выполнить, чтобы сделать это правильно.
Эти спецификации захватывают два важных свойства: безопасность и живучесть. Безопасность гарантирует, что нежелательные события не происходят, такие как предотвращение падения баланса отправителя ниже необходимой суммы для транзакции. Живучесть, напротив, обеспечивает непрерывную работу и развитие контракта, например, поддержание ликвидности, чтобы пользователи могли снимать средства по запросу. Оба свойства гарантируют безопасную и надежную работу смарт-контрактов, обеспечивая защиту взаимодействий и активов пользователей.
Низкоуровневые спецификации
Низкоуровневые спецификации, также известные как ориентированные на свойства спецификации, фокусируются на определении правильного поведения смарт-контрактов путем анализа их внутренних процессов выполнения. В отличие от высокоуровневых спецификаций, которые моделируют контракты как конечные автоматы, низкоуровневые спецификации рассматривают смарт-контракты как системы математических функций и исследуют последовательности выполнения функций, известные как трассы, которые изменяют состояние контракта.
Техники формальной верификации смарт-контрактов
Источник: Ever Scale
Проверка модели
Модельная проверка - это метод формальной верификации, который использует алгоритмы для оценки того, соответствует ли модель смарт-контракта его спецификациям. Смарт-контракты обычно представлены в виде систем переходов состояний, и их свойства определяются с использованием временных логикаЭтот процесс включает в себя создание математической модели контракта и выражение его свойств через логические формулы, позволяя алгоритму проверить, соответствует ли модель этим спецификациям.
Доказательство теоремы
В отличие от проверки модели, доказательство теорем - это математический подход, используемый для установления корректности программ, включая смарт-контракты. Этот метод включает в себя преобразование модели контракта и спецификаций в логические формулы для проверки их логического эквивалентности, что означает, что одно утверждение истинно, если другое истинно. Формулируя эту связь как теорему, автоматический доказатель теорем может подтвердить корректность модели контракта по отношению к его спецификациям.
В явном противоречии с проверкой модели, которая ограничена конечно-состоянийными системами, доказательство теоремы может анализировать бесконечно-состоянийные системы, но часто требует управления человека для решения сложных логических проблем. В результате доказательство теоремы требует больше ресурсов, чем полностью автоматизированный процесс проверки модели.
Символическое выполнение
Символическое исполнение - мощный метод анализа смарт-контрактов, который включает выполнение функций с символическими значениями вместо конкретных входных данных. Этот метод формальной верификации позволяет рассуждать о свойствах на уровне трассировки в коде контракта, представляя пути выполнения в виде математических формул, известных как предикаты пути. Затем используется SMT-решатель, чтобы определить, удовлетворяют ли эти предикаты, то есть, существует ли вход, который соответствует условиям.
Например, если функция контракта возвращает, когда значение находится между 5 и 10, символьное выполнение может эффективно идентифицировать такие активирующие значения, оценивая условие как X > 5 ∧ X < 10. Этот метод часто более эффективен, чем традиционное тестирование, производя меньше ложных срабатываний и напрямую генерируя конкретные значения, которые воспроизводят любой найденный SMT-решатель затем используется для определения ошибок, делая его ценным инструментом для обеспечения надежности смарт-контрактов.
Что такое смарт-контракты?
Источник:Ласково
Смарт-контракты - это автоматизированные компьютерные программы, работающие на блокчейне и выполняющие действия при соблюдении определенных условий. Они могут варьироваться от простых соглашений до высоко сложных процессов и управлять активами, стоимость которых составляет миллионы и даже миллиарды долларов.
В то время как смарт-контракты имеют потенциал изменить различные секторы, такие как политическое голосование, управление цепочкой поставок, здравоохранение и недвижимость, настоящая статья все же уделяет особое внимание их влиянию в сфере криптовалюты. Их конструкция позволяет нескольким сторонам сотрудничать без риска манипуляций, предлагая прозрачную и безопасную структуру, которая повышает эффективность и инновации. Однако важно понимать, что смарт-контракты также имеют уязвимости и вызовы.
Уязвимости с умными контрактами
Уязвимости безопасностив коде смарт-контракта может привести к катастрофическим последствиям, таким как полная потеря активов, хранящихся в контракте, как это продемонстрировали недавние инциденты.
- В 2021 году автоматизированный обменник Uranium Finance потерпел кражу на 50 миллионов долларовиз-за простой опечатки в его смарт-контракте.
- Также в 2021 году, Compound Finance ненароком распределил $80 миллионовв неоправданных вознаграждениях, снова из-за ошибки в одном символе.
- Более значительное нарушение произошло в 2022 годукогда было украдено $320 миллионов из моста Wormholeиз-за ошибки в одном из его смарт-контрактов.
Исходя из этих примеров, крайне важно обеспечить точность кодирования смарт-контрактов с самого начала. После развертывания смарт-контракты становятся открытыми исходными кодами, что означает, что их код доступен публично, что упрощает задачу хакерам в эксплуатации обнаруженных уязвимостей. Кроме того, неизменяемость смарт-контрактов означает, что после их запуска их код обычно не может быть изменен для исправления уязвимостей безопасности, что делает их постоянно уязвимыми, если их не разработать с максимальной точностью.
Как работает верификация смарт-контрактов?
Источник: Certik
Процесс включает в себя:
- Определение спецификаций и требуемых свойств контракта с использованием формального языка.
- Перевод кода контракта в формальное представление, такое как математические модели или логические выражения.
- Автоматизированные доказатели теорем или проверщики моделей применяются для подтверждения достоверности спецификаций и свойств контракта.
- Итеративно повторяйте процесс верификации, чтобы выявить и исправить ошибки или отклонения от предполагаемых свойств.
Основные особенности смарт-контрактов
Источник:Certik
Смарт-контракты можно представить как соглашения, зафиксированные навсегда: после создания их нельзя изменить. Эти контракты работают на неизменном реестре блокчейна и автоматически обеспечивают соблюдение условий без необходимости посредников, что ускоряет транзакции и снижает затраты. Фиксированный характер повышает безопасность и децентрализует контроль, значительно снижая риск мошенничества и коррупции.
Почему важна верификация смарт-контрактов
Математическое рассуждение играет ключевую роль в обеспечении того, что формально верифицированные смарт-контракты свободны от ошибок, уязвимостей и непредвиденных поведений. Этот строгий процесс повышает доверие и уверенность в контракте, так как его свойства были тщательно проверены.
Успешные примеры верификации смарт-контрактов подчеркивают их важность в предотвращении значительных финансовых потерь.
Uniswap
Например, Uniswap, известный автоматизированный поставщик рынка (AMM), прошел формальную верификацию во время разработки своего смарт-контракта V1, которая выявила и исправила ошибки округлениякоторый мог бы вытекать средства.
Balancer
Аналогично, Balancer V2, другая AMM, получила выгоду от формальной верификации, которая обнаружила неправильный расчет комиссиисвязан с мгновенными кредитами, предотвращающими потенциальные кражи.
SafeMoon
У SafeMoon V1 была незаметная ошибкаВыявленный после развертывания через формальную верификацию баг позволял владельцу отказаться от права собственности и восстановить его при определенных условиях, деталь, которую большинство ручных аудитов пропустили из-за ее сложности. Способность формальной верификации анализировать конкретные комбинации значений переменных делает ее эффективным инструментом для выявления проблем, которые могут упустить из виду человеческие аудиторы.
Как формальная верификация и ручная аудит работают вместе
Формальная верификация предлагает систематический и автоматизированный метод проверки логики и поведения смарт-контракта на соответствие его намеченным свойствам. Такой подход упрощает выявление и исправление потенциальных ошибок или багов, особенно сложных проблем, которые могут быть упущены при ручных проверках.
С другой стороны, ручная аудитория включает в себя тщательный обзор кода, дизайна и развертывания контракта экспертом. Аудитор использует свой опыт, чтобы выявить угрозы безопасности и оценить общую безопасность контракта. Они также могут подтвердить правильность процесса формальной верификации и выявить проблемы, которые могут быть упущены автоматическими инструментами. Комбинирование формальной верификации с ручной аудиторией создает комплексную оценку безопасности, повышая вероятность выявления и устранения уязвимостей и создания надежной стратегии защиты, которая использует преимущества как человеческого опыта, так и автоматического анализа.
Плюсы и минусы смарт-контрактов
Источник: Blockonomi
Смарт-контракты не идеальны, но их преимущества значительно превышают недостатки. Они упрощают сложные транзакции, экономят время и деньги, способствуют прозрачности и снижают споры. Поскольку они функционируют на основе кода, они минимизируют человеческие ошибки. Их безопасность крепкая благодаря криптографической защите. Однако смарт-контракты могут быть негибкими и испытывать трудности в адаптации к неожиданным ситуациям. Кроме того, для их настройки требуются специализированные навыки программирования, что может быть преградой для некоторых. Несмотря на эти сложности, смарт-контракты трансформируют отрасли.
Преимущества смарт-контрактов
- Повысить эффективность, автоматизируя задачи, экономя время и деньги.
- Увеличение прозрачности путем предоставления всем сторонам доступа к одной и той же информации, уменьшая споры.
- Снизьте количество ошибок, полагаясь на код, что исключает человеческие ошибки.
- Укрепляйте безопасность с помощью криптографической защиты, делая вмешательство сложным.
Недостатки смарт-контрактов
- Отсутствие гибкости для адаптации к непредвиденным ситуациям из-за их жесткой природы.
- Требуется специализированное знание кодирования, что ограничивает широкое распространение.
Инструменты формальной верификации для смарт-контрактов Ethereum
Источник: Calibraint
Языки спецификации для создания формальных спецификаций
- Act: Act позволяет пользователям определять обновления хранилища, пред- и постусловия, а также инварианты контракта. Его инструментальный набор включает резервные солверы, которые могут проверять различные свойства, используя Coq, SMT-солверы или hevm.
- Scribble: Scribble преобразует аннотации кода, написанные на его языке спецификации, в конкретные утверждения, которые проверяют спецификации.
- Dafny: Dafny - это язык программирования, разработанный для верификации с использованием высокоуровневых аннотаций, которые помогают рассуждать о правильности кода и подтверждать его.
Проверяющие программы для проверки правильности
- Certora Prover: Certora Prover - автоматический инструмент формальной верификации, который проверяет корректность кодов смарт-контрактов. Спецификации создаются с использованием языка верификации Certora (CVL), а обнаружение нарушений свойств осуществляется с помощью комбинации техник статического анализа и решения ограничений.
- Проверка SMTChecker Solidity: SMTChecker Solidity - это интегрированный проверщик модели, который использует модуль удовлетворимости теорий (SMT) и решение задачи Хорна. Он проверяет, соответствует ли исходный код контракта спецификациям во время компиляции и проверяет нарушения условий безопасности.
- Solc-verify: Solc-verify - это усовершенствованная версия компилятора Solidity, которая позволяет автоматизировать формальную верификацию кода Solidity с помощью аннотаций и модульной верификации программы.
- KEVM: KEVM формально представляет собой виртуальную машину Ethereum(EVM)создан с использованием K-фреймворка. Он является исполняемым и может проверять определенные утверждения, связанные с свойствами, с помощью логики достижимости.
Логические фреймворки для доказательства теорем
- Isabelle: Isabelle/HOL - это система доказательства, которая помогает пользователям выражать математические формулы формальным языком и предоставляет инструменты для их доказательства. Ее основное использование - формализация математических доказательств, особенно для проверки корректности компьютерного оборудования и программного обеспечения, а также свойств языков программирования и протоколов.
- Coq - Coq - это интерактивный доказательный помощник, который позволяет вам определять программы с теоремами и создавать машинно-проверяемые доказательства их корректности через интерактивный процесс.
Инструменты на основе символьного выполнения для обнаружения уязвимых шаблонов в смарт-контрактах
- Manticore - инструмент, анализирующий байт-код EVM с использованием символьного выполнения.
- Hevm - hevm - это движок символьного выполнения, который проверяет эквивалентность байт-кода EVM.
- Mythril — инструмент символического исполнения, используемый для поиска уязвимостей в смарт-контрактах Ethereum.
Заключение
Чтобы обеспечить безопасность смарт-контрактов, сочетание формальной верификации с ручной аудиторской проверкой является важным для комплексной оценки их безопасности. Хотя формальная верификация может потреблять много ресурсов, это ценное вложение для контрактов, связанных с высокими ставками или значительными рисками. Смарт-контракты - это не просто модная концепция; они преобразуют глобальные бизнес-операции, и хотя они имеют свои сложности, их беспрецедентная способность увеличивать эффективность, минимизировать ошибки и укреплять безопасность не может быть игнорирована. Смарт-контракты имеют огромный потенциал для упрощения процессов и способствуют доверию в цифровых транзакциях. В этом контексте организации, которые применяют эту технологию сегодня, будут готовы процветать в будущем, которое придает приоритет прозрачности и достоверности.
Статті на тему
Что такое Tronscan и как Вы можете его использовать?
Как сделать ставку на ETH？
Что такое Neiro? Все, что вам нужно знать о NEIROETH
Что такое Формальная верификация смарт-контрактов?
Введение
Поскольку стоимость активов на блокчейне быстро растет, с несколькими проектами, которые по очереди запускают различные случаи использования в криптоэкономике, оставаться впереди возможных уязвимостей и угроз становится более необходимым, чем когда-либо.
Биткойн был изобретен для замены банков, но базовая технология, блокчейн, доказала, что она может заменить практически любого посредника. Двигаясь вперед, она не остановилась там, увидев огромный потенциал, который имеет цифровая валюта, и которого никогда не могла иметь бумажная наличность, а именно возможность программирования денег. Внезапно адвокаты и контракты могли быть заменены в финансовых операциях. Эта форма цифровой валюты продвинула децентрализацию, позволяя автоматическое исполнение контрактов с полной прозрачностью и без человеческого вмешательства. Однако как именно работают смарт-контракты? Можно ли действительно полагаться на эти системы, которым не хватает доверия?
В этой статье мы рассмотрим обширные вопросы о формальной верификации смарт-контрактов, обсудим их плюсы, минусы, влияние на крипто-экосистему и многое другое с акцентом на Ethereum.
Краткая история смарт-контрактов
Источник: CryptoSlate
Ник Сзабо, американский компьютерный ученый и криптограф, которого часто считают Сатоши Накамото, был пионером смарт-контрактов, впервые представив концепцию в 1994 году. Сзабо описал смарт-контракты как цифровые протоколы транзакций, разработанные для автоматического обеспечения выполнения условий соглашения. Его целью было усовершенствование методов электронных транзакций, таких как системы точек продажи, и расширение их возможностей в цифровом мире.
Сабо предвидел будущее, где соглашения могли бы функционировать как торговые автоматы - автоматизированные, надежные и защищенные от вмешательства. Хотя технологии его времени не были достаточно развиты, чтобы полностью воплотить его видение, идеи Сабо заложили основу для того, что позже революционизировало индустрию блокчейна. Когда Ethereum запущенв 2015 году она привнесла смарт-контракты в практическое использование, превратив теоретические концепции Шабо в неотъемлемые компоненты децентрализованных приложений.
Его видение заключалось в создании контрактов, способных управлять отношениями с помощью точных автоматических условий, что уменьшает необходимость в человеческом вмешательстве и контроле. Этот подход направлен на создание более безопасного и эффективного способа урегулирования соглашений, что открывает путь для развития смарт-контрактов в мощные инструменты в экосистеме блокчейна. Ранние идеи Шабо продолжают формировать ландшафт цифровых транзакций и развитие смарт-контрактов и по сегодняшний день.
Что такое Формальная верификация?
Источник: Средний
Формальная верификация - это процесс тщательной оценки того, соответствует ли система, такая как смарт-контракт, определенному набору правил или спецификаций. По сути, это проверяет, работает ли система как ожидалось, обеспечивая выполнение требуемых условий и предназначенных функций без ошибок.
Для достижения этой цели ожидаемое поведение системы описывается с помощью формальных моделей, в то время как языки спецификаций используются для определения точных свойств, которым должен удовлетворять контракт, и мы увидим больше практических сценариев по мере продвижения статьи. Затем формальные методы верификации сопоставляют реализацию контракта с его спецификациями, обеспечивая математическое доказательство его правильности. Когда контракт соответствует этим спецификациям, он считается «функционально правильным» или «правильным по замыслу», что подтверждает его надежность и безопасность в среде блокчейна.
Типы формальных спецификаций для смарт-контрактов
Источник: Ever Scale
Формальные спецификации обеспечивают структурированный подход к использованию математического рассуждения для проверки точности выполнения программы. Эти спецификации могут описывать как свойства высокого уровня, которые фокусируются на общем поведении, так и низкоуровневые детали работы контракта внутри. Определяя эти поведения математически, формальные спецификации гарантируют, что контракт работает так, как задумано.
Высокоуровневые спецификации
Спецификации высокого уровня, также известные как модельно-ориентированные спецификации, описывают общее поведение смарт-контракта, рассматривая его как конечный автомат (FSM), который переходит между различными состояниями через конкретные операции. Временная логика часто используется для определения формальных правил, управляющих этими переходами, детализируя, как контракт перемещается между состояниями со временем и условия, которые он должен выполнить, чтобы сделать это правильно.
Эти спецификации захватывают два важных свойства: безопасность и живучесть. Безопасность гарантирует, что нежелательные события не происходят, такие как предотвращение падения баланса отправителя ниже необходимой суммы для транзакции. Живучесть, напротив, обеспечивает непрерывную работу и развитие контракта, например, поддержание ликвидности, чтобы пользователи могли снимать средства по запросу. Оба свойства гарантируют безопасную и надежную работу смарт-контрактов, обеспечивая защиту взаимодействий и активов пользователей.
Низкоуровневые спецификации
Низкоуровневые спецификации, также известные как ориентированные на свойства спецификации, фокусируются на определении правильного поведения смарт-контрактов путем анализа их внутренних процессов выполнения. В отличие от высокоуровневых спецификаций, которые моделируют контракты как конечные автоматы, низкоуровневые спецификации рассматривают смарт-контракты как системы математических функций и исследуют последовательности выполнения функций, известные как трассы, которые изменяют состояние контракта.
Техники формальной верификации смарт-контрактов
Источник: Ever Scale
Проверка модели
Модельная проверка - это метод формальной верификации, который использует алгоритмы для оценки того, соответствует ли модель смарт-контракта его спецификациям. Смарт-контракты обычно представлены в виде систем переходов состояний, и их свойства определяются с использованием временных логикаЭтот процесс включает в себя создание математической модели контракта и выражение его свойств через логические формулы, позволяя алгоритму проверить, соответствует ли модель этим спецификациям.
Доказательство теоремы
В отличие от проверки модели, доказательство теорем - это математический подход, используемый для установления корректности программ, включая смарт-контракты. Этот метод включает в себя преобразование модели контракта и спецификаций в логические формулы для проверки их логического эквивалентности, что означает, что одно утверждение истинно, если другое истинно. Формулируя эту связь как теорему, автоматический доказатель теорем может подтвердить корректность модели контракта по отношению к его спецификациям.
В явном противоречии с проверкой модели, которая ограничена конечно-состоянийными системами, доказательство теоремы может анализировать бесконечно-состоянийные системы, но часто требует управления человека для решения сложных логических проблем. В результате доказательство теоремы требует больше ресурсов, чем полностью автоматизированный процесс проверки модели.
Символическое выполнение
Символическое исполнение - мощный метод анализа смарт-контрактов, который включает выполнение функций с символическими значениями вместо конкретных входных данных. Этот метод формальной верификации позволяет рассуждать о свойствах на уровне трассировки в коде контракта, представляя пути выполнения в виде математических формул, известных как предикаты пути. Затем используется SMT-решатель, чтобы определить, удовлетворяют ли эти предикаты, то есть, существует ли вход, который соответствует условиям.
Например, если функция контракта возвращает, когда значение находится между 5 и 10, символьное выполнение может эффективно идентифицировать такие активирующие значения, оценивая условие как X > 5 ∧ X < 10. Этот метод часто более эффективен, чем традиционное тестирование, производя меньше ложных срабатываний и напрямую генерируя конкретные значения, которые воспроизводят любой найденный SMT-решатель затем используется для определения ошибок, делая его ценным инструментом для обеспечения надежности смарт-контрактов.
Что такое смарт-контракты?
Источник:Ласково
Смарт-контракты - это автоматизированные компьютерные программы, работающие на блокчейне и выполняющие действия при соблюдении определенных условий. Они могут варьироваться от простых соглашений до высоко сложных процессов и управлять активами, стоимость которых составляет миллионы и даже миллиарды долларов.
В то время как смарт-контракты имеют потенциал изменить различные секторы, такие как политическое голосование, управление цепочкой поставок, здравоохранение и недвижимость, настоящая статья все же уделяет особое внимание их влиянию в сфере криптовалюты. Их конструкция позволяет нескольким сторонам сотрудничать без риска манипуляций, предлагая прозрачную и безопасную структуру, которая повышает эффективность и инновации. Однако важно понимать, что смарт-контракты также имеют уязвимости и вызовы.
Уязвимости с умными контрактами
Уязвимости безопасностив коде смарт-контракта может привести к катастрофическим последствиям, таким как полная потеря активов, хранящихся в контракте, как это продемонстрировали недавние инциденты.
- В 2021 году автоматизированный обменник Uranium Finance потерпел кражу на 50 миллионов долларовиз-за простой опечатки в его смарт-контракте.
- Также в 2021 году, Compound Finance ненароком распределил $80 миллионовв неоправданных вознаграждениях, снова из-за ошибки в одном символе.
- Более значительное нарушение произошло в 2022 годукогда было украдено $320 миллионов из моста Wormholeиз-за ошибки в одном из его смарт-контрактов.
Исходя из этих примеров, крайне важно обеспечить точность кодирования смарт-контрактов с самого начала. После развертывания смарт-контракты становятся открытыми исходными кодами, что означает, что их код доступен публично, что упрощает задачу хакерам в эксплуатации обнаруженных уязвимостей. Кроме того, неизменяемость смарт-контрактов означает, что после их запуска их код обычно не может быть изменен для исправления уязвимостей безопасности, что делает их постоянно уязвимыми, если их не разработать с максимальной точностью.
Как работает верификация смарт-контрактов?
Источник: Certik
Процесс включает в себя:
- Определение спецификаций и требуемых свойств контракта с использованием формального языка.
- Перевод кода контракта в формальное представление, такое как математические модели или логические выражения.
- Автоматизированные доказатели теорем или проверщики моделей применяются для подтверждения достоверности спецификаций и свойств контракта.
- Итеративно повторяйте процесс верификации, чтобы выявить и исправить ошибки или отклонения от предполагаемых свойств.
Основные особенности смарт-контрактов
Источник:Certik
Смарт-контракты можно представить как соглашения, зафиксированные навсегда: после создания их нельзя изменить. Эти контракты работают на неизменном реестре блокчейна и автоматически обеспечивают соблюдение условий без необходимости посредников, что ускоряет транзакции и снижает затраты. Фиксированный характер повышает безопасность и децентрализует контроль, значительно снижая риск мошенничества и коррупции.
Почему важна верификация смарт-контрактов
Математическое рассуждение играет ключевую роль в обеспечении того, что формально верифицированные смарт-контракты свободны от ошибок, уязвимостей и непредвиденных поведений. Этот строгий процесс повышает доверие и уверенность в контракте, так как его свойства были тщательно проверены.
Успешные примеры верификации смарт-контрактов подчеркивают их важность в предотвращении значительных финансовых потерь.
Uniswap
Например, Uniswap, известный автоматизированный поставщик рынка (AMM), прошел формальную верификацию во время разработки своего смарт-контракта V1, которая выявила и исправила ошибки округлениякоторый мог бы вытекать средства.
Balancer
Аналогично, Balancer V2, другая AMM, получила выгоду от формальной верификации, которая обнаружила неправильный расчет комиссиисвязан с мгновенными кредитами, предотвращающими потенциальные кражи.
SafeMoon
У SafeMoon V1 была незаметная ошибкаВыявленный после развертывания через формальную верификацию баг позволял владельцу отказаться от права собственности и восстановить его при определенных условиях, деталь, которую большинство ручных аудитов пропустили из-за ее сложности. Способность формальной верификации анализировать конкретные комбинации значений переменных делает ее эффективным инструментом для выявления проблем, которые могут упустить из виду человеческие аудиторы.
Как формальная верификация и ручная аудит работают вместе
Формальная верификация предлагает систематический и автоматизированный метод проверки логики и поведения смарт-контракта на соответствие его намеченным свойствам. Такой подход упрощает выявление и исправление потенциальных ошибок или багов, особенно сложных проблем, которые могут быть упущены при ручных проверках.
С другой стороны, ручная аудитория включает в себя тщательный обзор кода, дизайна и развертывания контракта экспертом. Аудитор использует свой опыт, чтобы выявить угрозы безопасности и оценить общую безопасность контракта. Они также могут подтвердить правильность процесса формальной верификации и выявить проблемы, которые могут быть упущены автоматическими инструментами. Комбинирование формальной верификации с ручной аудиторией создает комплексную оценку безопасности, повышая вероятность выявления и устранения уязвимостей и создания надежной стратегии защиты, которая использует преимущества как человеческого опыта, так и автоматического анализа.
Плюсы и минусы смарт-контрактов
Источник: Blockonomi
Смарт-контракты не идеальны, но их преимущества значительно превышают недостатки. Они упрощают сложные транзакции, экономят время и деньги, способствуют прозрачности и снижают споры. Поскольку они функционируют на основе кода, они минимизируют человеческие ошибки. Их безопасность крепкая благодаря криптографической защите. Однако смарт-контракты могут быть негибкими и испытывать трудности в адаптации к неожиданным ситуациям. Кроме того, для их настройки требуются специализированные навыки программирования, что может быть преградой для некоторых. Несмотря на эти сложности, смарт-контракты трансформируют отрасли.
Преимущества смарт-контрактов
- Повысить эффективность, автоматизируя задачи, экономя время и деньги.
- Увеличение прозрачности путем предоставления всем сторонам доступа к одной и той же информации, уменьшая споры.
- Снизьте количество ошибок, полагаясь на код, что исключает человеческие ошибки.
- Укрепляйте безопасность с помощью криптографической защиты, делая вмешательство сложным.
Недостатки смарт-контрактов
- Отсутствие гибкости для адаптации к непредвиденным ситуациям из-за их жесткой природы.
- Требуется специализированное знание кодирования, что ограничивает широкое распространение.
Инструменты формальной верификации для смарт-контрактов Ethereum
Источник: Calibraint
Языки спецификации для создания формальных спецификаций
- Act: Act позволяет пользователям определять обновления хранилища, пред- и постусловия, а также инварианты контракта. Его инструментальный набор включает резервные солверы, которые могут проверять различные свойства, используя Coq, SMT-солверы или hevm.
- Scribble: Scribble преобразует аннотации кода, написанные на его языке спецификации, в конкретные утверждения, которые проверяют спецификации.
- Dafny: Dafny - это язык программирования, разработанный для верификации с использованием высокоуровневых аннотаций, которые помогают рассуждать о правильности кода и подтверждать его.
Проверяющие программы для проверки правильности
- Certora Prover: Certora Prover - автоматический инструмент формальной верификации, который проверяет корректность кодов смарт-контрактов. Спецификации создаются с использованием языка верификации Certora (CVL), а обнаружение нарушений свойств осуществляется с помощью комбинации техник статического анализа и решения ограничений.
- Проверка SMTChecker Solidity: SMTChecker Solidity - это интегрированный проверщик модели, который использует модуль удовлетворимости теорий (SMT) и решение задачи Хорна. Он проверяет, соответствует ли исходный код контракта спецификациям во время компиляции и проверяет нарушения условий безопасности.
- Solc-verify: Solc-verify - это усовершенствованная версия компилятора Solidity, которая позволяет автоматизировать формальную верификацию кода Solidity с помощью аннотаций и модульной верификации программы.
- KEVM: KEVM формально представляет собой виртуальную машину Ethereum(EVM)создан с использованием K-фреймворка. Он является исполняемым и может проверять определенные утверждения, связанные с свойствами, с помощью логики достижимости.
Логические фреймворки для доказательства теорем
- Isabelle: Isabelle/HOL - это система доказательства, которая помогает пользователям выражать математические формулы формальным языком и предоставляет инструменты для их доказательства. Ее основное использование - формализация математических доказательств, особенно для проверки корректности компьютерного оборудования и программного обеспечения, а также свойств языков программирования и протоколов.
- Coq - Coq - это интерактивный доказательный помощник, который позволяет вам определять программы с теоремами и создавать машинно-проверяемые доказательства их корректности через интерактивный процесс.
Инструменты на основе символьного выполнения для обнаружения уязвимых шаблонов в смарт-контрактах
- Manticore - инструмент, анализирующий байт-код EVM с использованием символьного выполнения.
- Hevm - hevm - это движок символьного выполнения, который проверяет эквивалентность байт-кода EVM.
- Mythril — инструмент символического исполнения, используемый для поиска уязвимостей в смарт-контрактах Ethereum.
Заключение
Чтобы обеспечить безопасность смарт-контрактов, сочетание формальной верификации с ручной аудиторской проверкой является важным для комплексной оценки их безопасности. Хотя формальная верификация может потреблять много ресурсов, это ценное вложение для контрактов, связанных с высокими ставками или значительными рисками. Смарт-контракты - это не просто модная концепция; они преобразуют глобальные бизнес-операции, и хотя они имеют свои сложности, их беспрецедентная способность увеличивать эффективность, минимизировать ошибки и укреплять безопасность не может быть игнорирована. Смарт-контракты имеют огромный потенциал для упрощения процессов и способствуют доверию в цифровых транзакциях. В этом контексте организации, которые применяют эту технологию сегодня, будут готовы процветать в будущем, которое придает приоритет прозрачности и достоверности.
Статті на тему
Что такое Tronscan и как Вы можете его использовать?
Как сделать ставку на ETH？