--- title: "Руководство по инструментам безопасности смарт-контрактов" description: "Обзор трех различных методов тестирования и анализа программ" author: Trailofbits lang: ru tags: - solidity - смарт-контракты - безопасность skill: intermediate breadcrumb: "Инструменты безопасности" published: 2020-09-07 source: Building secure contracts sourceUrl: https://github.com/crytic/building-secure-contracts/tree/master/program-analysis --- Мы собираемся использовать три различных метода тестирования и анализа программ: - **Статический анализ с помощью [Слизер](/developers/tutorials/how-to-use-slither-to-find-smart-contract-bugs/).** Все пути программы аппроксимируются и анализируются одновременно через различные представления программы (например, граф потока управления). - **Фаззинг с помощью [Эхидна](/developers/tutorials/how-to-use-echidna-to-test-smart-contracts/).** Код выполняется с псевдослучайной генерацией транзакций. Фаззер попытается найти последовательность транзакций, нарушающую заданное свойство. - **Символьное выполнение с помощью [Мантикора](/developers/tutorials/how-to-use-manticore-to-find-smart-contract-bugs/).** Метод формальной верификации, который переводит каждый путь выполнения в математическую формулу, поверх которой можно проверять ограничения. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки и будет полезен в [конкретных случаях](#determining-security-properties): | Метод | Инструмент | Использование | Скорость | Пропущенные ошибки | Ложные срабатывания | | ------------------ | --------- | ----------------------------- | ------- | ----------- | ------------ | | Статический анализ | Слизер | CLI и скрипты | секунды | умеренно | мало | | Фаззинг | Эхидна | Свойства Solidity | минуты | мало | нет | | Символьное выполнение | Мантикора | Свойства Solidity и скрипты | часы | нет\* | нет | \* если все пути исследованы без тайм-аута **Слизер** анализирует контракты за считанные секунды, однако статический анализ может приводить к ложным срабатываниям и менее подходит для сложных проверок (например, арифметических). Запускайте Слизер через API для быстрого доступа к встроенным детекторам или через API для пользовательских проверок. **Эхидна** должна работать несколько минут и выдает только истинно положительные результаты. Эхидна проверяет предоставленные пользователем свойства безопасности, написанные на Solidity. Она может пропустить ошибки, так как основана на случайном исследовании. **Мантикора** выполняет самый «тяжелый» анализ. Как и Эхидна, Мантикора проверяет предоставленные пользователем свойства. Ей потребуется больше времени на выполнение, но она может доказать валидность свойства и не будет выдавать ложных срабатываний. ## Рекомендуемый рабочий процесс {#suggested-workflow} Начните со встроенных детекторов Слизер, чтобы убедиться, что простые ошибки отсутствуют сейчас и не появятся позже. Используйте Слизер для проверки свойств, связанных с наследованием, зависимостями переменных и структурными проблемами. По мере роста кодовой базы используйте Эхидна для тестирования более сложных свойств конечного автомата. Снова вернитесь к Слизер для разработки пользовательских проверок защит, недоступных в Solidity, например, защиты от переопределения функции. Наконец, используйте Мантикора для выполнения целенаправленной верификации критических свойств безопасности, например, арифметических операций. - Используйте CLI Слизер для выявления распространенных проблем - Используйте Эхидна для тестирования высокоуровневых свойств безопасности вашего контракта - Используйте Слизер для написания пользовательских статических проверок - Используйте Мантикора, когда вам нужна глубокая уверенность в критических свойствах безопасности **Замечание о модульных тестах**. Модульные тесты необходимы для создания высококачественного программного обеспечения. Однако эти методы не лучшим образом подходят для поиска уязвимостей в безопасности. Обычно они используются для тестирования позитивного поведения кода (т. е. код работает как ожидается в нормальном контексте), в то время как уязвимости безопасности, как правило, кроются в крайних случаях, которые разработчики не учли. В нашем исследовании десятков проверок безопасности смарт-контрактов [покрытие модульными тестами не повлияло на количество или серьезность уязвимостей безопасности](https://blog.trailofbits.com/2019/08/08/246-findings-from-our-smart-contract-audits-an-executive-summary/), которые мы обнаружили в коде наших клиентов. ## Определение свойств безопасности {#determining-security-properties} Чтобы эффективно тестировать и верифицировать ваш код, вы должны определить области, требующие внимания. Поскольку ваши ресурсы, затрачиваемые на безопасность, ограничены, определение слабых или наиболее ценных частей вашей кодовой базы важно для оптимизации ваших усилий. В этом может помочь моделирование угроз. Рассмотрите возможность изучения: - [Быстрая оценка рисков (Rapid Risk Assessments)](https://infosec.mozilla.org/guidelines/risk/rapid_risk_assessment.html) (наш предпочтительный подход при нехватке времени) - [Руководство по моделированию угроз для систем, ориентированных на данные](https://csrc.nist.gov/pubs/sp/800/154/ipd) (также известное как NIST 800-154) - [Моделирование угроз по Шостаку](https://www.amazon.com/Threat-Modeling-Designing-Adam-Shostack/dp/1118809998) - [STRIDE]() / [DREAD]() - [PASTA](https://wikipedia.org/wiki/Threat_model#P.A.S.T.A.) - [Использование утверждений (Assertions)](https://blog.regehr.org/archives/1091) ### Компоненты {#components} Знание того, что вы хотите проверить, также поможет вам выбрать правильный инструмент. Широкие области, которые часто актуальны для смарт-контрактов, включают: - **Конечный автомат.** Большинство контрактов можно представить в виде конечного автомата. Рассмотрите возможность проверки того, что (1) невозможно достичь недействительного состояния, (2) если состояние действительно, то оно может быть достигнуто, и (3) никакое состояние не блокирует контракт. - Эхидна и Мантикора — предпочтительные инструменты для тестирования спецификаций конечного автомата. - **Контроль доступа.** Если в вашей системе есть привилегированные пользователи (например, владелец, контроллеры и т. д.), вы должны убедиться, что (1) каждый пользователь может выполнять только разрешенные действия и (2) ни один пользователь не может блокировать действия более привилегированного пользователя. - Слизер, Эхидна и Мантикора могут проверять правильность контроля доступа. Например, Слизер может проверить, что только функции из белого списка не имеют модификатора onlyOwner. Эхидна и Мантикора полезны для более сложного контроля доступа, например, для разрешения, предоставляемого только в том случае, если контракт достигает заданного состояния. - **Арифметические операции.** Проверка надежности арифметических операций имеет решающее значение. Использование `SafeMath` везде — хороший шаг для предотвращения переполнения (overflow/underflow), однако вы все равно должны учитывать другие арифметические недостатки, включая проблемы с округлением и ошибки, которые блокируют контракт. - Мантикора — лучший выбор в данном случае. Эхидна может использоваться, если арифметика выходит за рамки возможностей SMT-солвера. - **Правильность наследования.** Контракты Solidity сильно зависят от множественного наследования. Легко допустить такие ошибки, как отсутствие вызова `super` в перекрывающей функции и неправильно интерпретированный порядок c3-линеаризации. - Слизер — это инструмент, обеспечивающий обнаружение этих проблем. - **Внешние взаимодействия.** Контракты взаимодействуют друг с другом, и некоторым внешним контрактам не следует доверять. Например, если ваш контракт полагается на внешние оракулы, останется ли он безопасным, если половина доступных оракулов будет скомпрометирована? - Мантикора и Эхидна — лучший выбор для тестирования внешних взаимодействий с вашими контрактами. Мантикора имеет встроенный механизм для создания заглушек (stub) внешних контрактов. - **Соответствие стандартам.** Стандарты Эфириума (например, ERC-20) имеют историю недостатков в своем дизайне. Помните об ограничениях стандарта, на котором вы строите. - Слизер, Эхидна и Мантикора помогут вам обнаружить отклонения от заданного стандарта. ### Шпаргалка по выбору инструментов {#tool-selection-cheatsheet} | Компонент | Инструменты | Примеры | | ----------------------- | --------------------------- | --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | | Конечный автомат | Эхидна, Мантикора | | Контроль доступа | Слизер, Эхидна, Мантикора | [Упражнение Слизер 2](https://github.com/crytic/slither/blob/7f54c8b948c34fb35e1d61adaa1bd568ca733253/docs/src/tutorials/exercise2.md), [Упражнение Эхидна 2](https://github.com/crytic/building-secure-contracts/blob/master/program-analysis/echidna/exercises/Exercise-2.md) | | Арифметические операции | Мантикора, Эхидна | [Упражнение Эхидна 1](https://github.com/crytic/building-secure-contracts/blob/master/program-analysis/echidna/exercises/Exercise-1.md), [Упражнения Мантикора 1 - 3](https://github.com/crytic/building-secure-contracts/tree/master/program-analysis/manticore/exercises) | | Правильность наследования | Слизер | [Упражнение Слизер 1](https://github.com/crytic/slither/blob/7f54c8b948c34fb35e1d61adaa1bd568ca733253/docs/src/tutorials/exercise1.md) | | Внешние взаимодействия | Мантикора, Эхидна | | Соответствие стандартам | Слизер, Эхидна, Мантикора | [`slither-erc`](https://github.com/crytic/slither/wiki/ERC-Conformance) | В зависимости от ваших целей потребуется проверить и другие области, но эти укрупненные направления — хорошее начало для любой системы смарт-контрактов. Наши публичные аудиты содержат примеры верифицированных или протестированных свойств. Рассмотрите возможность прочтения разделов `Automated Testing and Verification` в следующих отчетах, чтобы ознакомиться с реальными свойствами безопасности: - [0x](https://github.com/trailofbits/publications/blob/master/reviews/0x-protocol.pdf) - [Balancer](https://github.com/trailofbits/publications/blob/master/reviews/BalancerCore.pdf)