SMTChecker 检查合约漏洞的超能力_LOOT:RES

译文出自:登链翻译计划

译者:翻译小组

校对:Tiny熊

理论:什么是SMTChecker?

你是否敢打保证,你刚刚部署的合约没有严重的漏洞吗?如果你像我一样,想必答案是一个响亮的不。

我在传统的软件工程中见过足够多的黑客,知道你永远不可能100%确定。这很可怕,但不同技术的组合使用可以让我们相当接近到所需要的信心。

SMTChecker就是这样给我信心的技术之一。

SMTChecker是一个对合约进行形式化验证的工具:你定义一个规范,SMTChecker以证明该合约符合该规范。如果不符合,SMTChecker通常会给你一个具体的反例:一个破坏规范的交易序列。

最重要的是什么?如果你使用Solidity,你已经有了SMTChecker-它是Solidity编译器的一部分。

不过它决不是一个无懈可击的解决方案--验证错误是慢的。最重要的是,要定义一个完整的规范是非常困难的。但即使如此,SMTChecker仍然值得一试。

以跳棋合约为例

该合约实现了一个计数器--一个在8x8棋盘上玩的跳棋游戏的棋子。

我们将设计一个LazyCounter:它不能移动,但可以通过捕获(capture)相邻的“支点”棋子,跳到对角线格子:如果当前在,想要支点棋子是,我最终会跳在,很简单吧。

//SPDX-License-Identifier:MITpragmasolidity>=0

//////}

代码很简单:我们在一个给定的位置创建一个计数器。然后它可以捕捉其他棋子。

有趣的是最后一个函数(invariant),它定义了一个在任何时候都必须保持的不变性。这个不变性很简单--计数器不能离开棋盘。让我们编译合约,看看我们的不变性是否被破坏。

~/hide/smtchecker_demo???solc1

functionmove1()public{x=1;y=2;require(isValidPosition());}functionmove2()public{x=2;y=1;require(isValidPosition());}functionmove3()public{x=2;y-=1;require(isValidPosition());}functionmove4()public{x-=1;y-=2;require(isValidPosition());}functionmove5()public{x-=1;y=2;require(isValidPosition());}functionmove6()public{x-=2;y=1;require(isValidPosition());}functionmove7()public{x-=2;y-=1;require(isValidPosition());}functionmove8()public{x-=1;y-=2;require(isValidPosition());}functionget_to_7_7()publicview{assert(!(x==7&&y==7));}}

ZBG将于3月5日20:00启动ETHA申购:ZBG官网消息,ZBG交易所将于3月5日20:00启动ETHA抢购活动,活动将采用Super Launchpad模式,申购总量为5万枚,申购价格为1USDT,申购时间:3月5日20:00-3月6日20:00,并将于3月8日20:00开启ETHA/USDT交易及充提业务。

据悉,ETHA Lend是由以太坊和波卡支持的跨链收益优化协议。该该协议是可组合的,可以集成任何收益聚合器或流动性协议以提供具有成本效益的收益。

ZBG Super Launchpad是人人参与既有所得的全新模式;实际获得代币=(个人申购金额/全网总申购金额)X 代币销售总量。[2021/3/4 18:14:57]

~/hide/smtchecker_demo???solc2

contractAMMPair{IERC20Metadatax;IERC20Metadatay;uint256xReserves;uint256yReserves;uint256totalSupply;constructor(IERC20Metadata_x,IERC20Metadata_y,uint256depositX,uint256depositY){require(_x

functionaddLiquidity(uint256depositX,uint256depositY)publicreturns(uint256){require(depositX!=0,"depositX!=0");require(depositY!=0,"depositY!=0");require(depositX*1e18/depositY==xReserves*1e18/yReserves,"unbalancing");uint256extraSupply=depositX*totalSupply/xReserves;xReserves=depositX;yReserves=depositY;totalSupply=extraSupply;x

}

我们可以添加什么样不变性?不多--也许储备不为空,仅此而已。

让我们把不变性的定义扩展,称之为动态不变性:知道执行addLiquidity之前和之后的状态,我们可以断言什么?

FAME将9月2日上线中币子平台ZBG:据ZBG官方消息,FAME将于9月2日上线ZBG,并将于2020年9月2日16:00开启FAME/USDT交易对。

FAME是构建于UFC底层的去中心化金融系统,旨在建立一个公平的去中心化金融系统,为全球所有用户提供稳定币借贷和治理机制;持有FAME可以参与社区公平治理,并在公平制度下支付CDP借款的稳定费。更多详情请见ZBG官网。[2020/9/1]

contractAMMPair{//..

}

注意结尾处的revert()--它确保了此不变函数没有副作用,让我们试试吧

~/hide/smtchecker_demo???solc--model-checker-enginechc--model-checker-show-unproved--model-checker-timeout0--model-checker-contracts3

functionaddLiquidityStateChange(uint256depositX,uint256depositY)internalreturns(uint256){require(depositX!=0,"depositX!=0");require(depositY!=0,"depositY!=0");require((depositX*1e18)/depositY==(xReserves*1e18)/yReserves,"unbalancing");uint256extraSupply=(depositX*totalSupply)/xReserves;xReserves=depositX;yReserves=depositY;totalSupply=extraSupply;returnextraSupply;}functioninvariant1()publicview{assert(xReserves>0);assert(yReserves>0);}functioninvariantAddLiquidity(uint256depositX,uint256depositY)public{uint256oldSupply=totalSupply;uint256oldXReserves=xReserves;uint256supplyAdded=addLiquidityStateChange(depositX,depositY);assert(depositX/oldXReserves==supplyAdded/oldSupply);revert("alldone");}}contractAMMPairisAMMPairEngine{IERC20x;IERC20y;constructor(IERC20_x,IERC20_y,uint256depositX,uint256depositY)AMMPairEngine(depositX,depositY){require(_x

ZB&ZBG首期石榴矿池Filecoin云算力1000TB 56分钟售罄:ZBG官方消息,7月6日上线的石榴矿池Filecoin云算力已售罄,1000TB仅耗时56分钟。消息人士称,本次销售的Filecoin云算力低至1200元/TB/年,具有0管理费 ,服务1+1年等优势。

据系,ZB与ZBG将临时加推第二期石榴矿池Filecoin云算力,并将于7月7日15:00点上线,第二期销售的Filecoin云算力单价不变,为1200元/TB/年,详情可至中币APP或ZBG官网了解详情。[2020/7/6]

functionaddLiquidity(uint256depositX,uint256depositY)public{addLiquidityStateChange(depositX,depositY);x

}

AMMPairEngine有addLiquidityStateChange作为一个内部函数。它是由AMMPair调用的。AMMPairEngine唯一的公共函数是不变性函数。如果我们不希望它们出现在部署的代码中,则它们可以被移到AMMPairEngineTestisAMMPairEngine合约中。

~/hide/smtchecker_demo???timesolc--model-checker-enginechc--model-checker-show-unproved--model-checker-timeout0--model-checker-contracts3.sol:AMMPairEngine3.solWarning:CHC:Divisionbyzerohappenshere.Counterexample:xReserves=2,yReserves=2,totalSupply=0depositX=1depositY=1oldSupply=0oldXReserves=1supplyAdded=0Transactiontrace:AMMPairEngine.constructor(1,1)State:xReserves=1,yReserves=1,totalSupply=0AMMPairEngine.invariantAddLiquidity(1,1)AMMPairEngine.addLiquidityStateChange(1,1)--internalcall-->3.sol:117:43:|117|assert(depositX/oldXReserves==supplyAdded/oldSupply);|^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^Warning:CHC:Assertionviolationhappenshere.-->3.sol:117:9:|117|assert(depositX/oldXReserves==supplyAdded/oldSupply);|^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^solc--model-checker-enginechc--model-checker-show-unproved03.sol7.11suser0.17ssystem98%cpu7.357total

A16z发布第三代全新互联网政策议程:金色财经报道,10月13日消息,a16z发布第三代互联网政策议程,该议程将成为a16z全新Web3 Policy Hub的动态文件,同时为政府、学术界、民间社会和私营部门的领导者提供更多资源并致力于为网络未来建立一个共同愿景。?A16z表示,过去十年教会我们需要一个积极的战略来塑造技术,并且在开放社会中发挥作用,在这种情况下,Web3将会带来一波全新的创新浪潮,政策制定者和监管机构可以利用 Web3 提供的工具来构建互联网,从而更好地为社会释放更多机会、保护数据、并且解决关键问题。?A16z已经开始努力确保这个新议程能够运作,在过去几周时间已经向参议院领导层提交了一封信函,旨在解决目前基础设施法案中税收条款的挑战,此外a16z还发布了一个政策框架,概述了稳定币在促进金融包容性方面的作用,另外也与参议院银行委员会的每位成员分享了四项立法提案,以鼓励政策制定者考虑周到、具体的方案去监管去中心化技术。由于 Web3 的广度和影响,定义开明的政策和监管战略是一项重要任务,任何单个组织都无法自行解决。A16z认为,现在是时候开始建立一个更好的互联网了。[2021/10/13 20:26:46]

可以看到会出现除以0会导致违反断言。反例使问题很明显:合约创建者存入了1e-18的X和1e-18的Y代币。这使得合约发行了0个LP代币。我们将切换到36进制的数学,这应该可以解决这个问题。

contractAMMPairEngine{//...constructor(uint256depositX,uint256depositY){//...totalSupply=depositX*depositY;//removed'/1e18'}//...}

~/hide/smtchecker_demo???timesolc--model-checker-enginechc--model-checker-show-unproved--model-checker-timeout0--model-checker-contracts3.sol:AMMPairEngine3.solWarning:CHC:Assertionviolationmighthappenhere.-->3.sol:117:9:|117|assert(depositX/oldXReserves==supplyAdded/oldSupply);|^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^solc--model-checker-enginechc--model-checker-show-unproved03.sol75.19suser0.50ssystem99%cpu1:16.27total

Titan在A16z领投的B轮融资中筹集了5800万美元:金色财经报道,Titan在由Andreessen Horowitz(A16z)领投的B轮融资中筹集了5800万美元,现有投资者General Catalyst和Box Group等也参与了此轮投资。a16z的普通合伙人Anish Acharya将加入Titan的董事会。据悉,该公司是一个移动优先的投资平台,允许客户在长期战略中积极管理他们的资本。[2021/7/21 1:06:08]

注意这个变化:现在没有除以0违反断言的情况,现在是Assertionviolationmighthappenhere。这里表达了不确定。我需要做更多的调查以更好地了解这里发生了什么。

更新09/05/2021:LeoAlt指出,可能发生并不足以称之为部分成功--而是SMTChecker真的很难证明这个断言,所以我们不能真的依赖它。

WechatIMG386image-20210909173722020

顺便说一句,你可以手动证明最后一个例子中的数学公式,但这显然没有扩展性,原代码中有断言违反,有一个反例:

1_H28r2hdKhCL9JAgarE53iA

证明新代码中没有违反断言的情况:

1_F9k9Dwa8_Lba-4zTG68q9w

结论

当我们编写合约的时候考虑到它,那每个人都可以享受到SMTChecke自动形式化验证的好处。

我希望能花些时间深入研究SMTChecker,敬请关注。

其他的替代品

Manticore是一个符号执行引擎,可以做与SMTChecker类似的事情。一方面它是高度可编程的,但它做更少的事情。另一方面,这些事情是可实现的,另外我们对验证过程有更多的控制

Echidna是一个模糊工具--使用类似于不变性的想法,随机地试图找到破坏它们的输入。它并不能证明不变性的成立,但可以快速发现很多非边缘案例的缺陷。Echidna使用与Manticore相同的语法,因此它们都可以并行使用。

Scribble采取了一种不同的方法--用动态不变性对每个函数进行注解。它使用自己的语言来描述不变性,并且可以用物化的不变性来记录你的代码。

大量的静态分析/其他模糊分析工具--它们非常有用,但不在本文的讨论范围之内。

鸣谢

AlbertoCuestaCa?ada为上述大多数参考资料和最小AMM的想法。

本翻译由CellETF赞助支持。

来源:https://medium.com/@sblowpckcr/smtchecker-almost-practical-superpower-5a3efdb3cf19

参考资料

登链翻译计划:https://github.com/lbc-team/Pioneer

翻译小组:https://learnblockchain.cn/people/412

Tiny熊:https://learnblockchain.cn/people/15

SMTChecker:https://docs.soliditylang.org/en/v0.8.7/smtchecker.html

积极(aggressive):https://docs.soliditylang.org/en/v0.8.7/smtchecker.html#timeout

准确(accurate):https://docs.soliditylang.org/en/v0.8.7/smtchecker.html#constrained-horn-clauses-chc

这里:https://docs.soliditylang.org/en/v0.8.7/smtchecker.html#smt-and-horn-solvers

可以可以帮助发现重入问题:https://docs.soliditylang.org/en/v0.8.7/smtchecker.html#external-calls-and-reentrancy

LeoAlt:https://twitter.com/leonardoalt

你可以手动证明最后一个例子中的数学公式:https://github.com/sblOWPCKCR/smtchecker_demo/blob/main/z3.ipynb

Manticore:https://github.com/trailofbits/manticore

Echidna:https://github.com/crytic/echidna

Scribble:https://consensys.net/diligence/scribble/

AlbertoCuestaCa?ada:https://medium.com/u/8206cbb70805?source=post_page-----5a3efdb3cf19--------------------------------

CellETF:https://celletf.io/?utm_souce=learnblockchain

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