スマートコントラクトに対する既知の攻撃とその対策 / bc.tokyo-21

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1. スマートコントラクトに対する
 既知の攻撃とその対策
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 blockchain.tokyo#21
 @odan3240


2. 自己紹介
 • Twitter: @odan3240
 • エンジニア
 ◦ フロントエンド
 ◦ AWS


   ◦ ブロックチェーン
 
 • 会社: モバイルファクトリー
 ◦ チーム: ブロックチェーンチーム
 ◦ DApps を身近にする Uniqys Project をやっている
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3. Uniqys Project
 • ミッション
 ◦ Uniqys Project ですべての人に DApps を身近にする


   
 • Uniqys Kit
 ◦ Ethereum のサイドチェーンな DApps を
 開発するための開発キット
 • Quragé
 ◦ モバイルウォレット
 • Quragé Link
 ◦ Metamask のないブラウザでも
 DApps のプレイを可能にするサービス
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4. 背景
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5. スマートコントラクト
 • Ethereum の仮想マシンのコンテキストで決定論的に実 行される不変なコンピュータプログラム
 
 • コンテキスト
 ◦ ブロックチェーンに関する


   限られた情報にしかアクセスできない
 • 決定論的
 ◦ 実行時のコンテキストが同じなら
 誰が実行しても結果は同じ
 • 不変
 ◦ デプロイすると変更できない
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6. コントラクトの難しさ
 • スマートコントラクトの実装は
 Web 開発とは異なる視点が必要
 ◦ ハードウェアとか金融プログラミングに似ている
 ▪ 変更が困難
 ▪

   バグが発生したときのリスクが高い
 • 歴史が浅く様々な攻撃手法が発見されている
 ◦ The DAO 事件
 ◦ Parity Multisig Wallet への攻撃
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7. 対策
 • 哲学を知る
 • ベストプラクティスを知る
 • 実装パターンを知る
 • テストを書く
 •

   監査ツールを使う
 • 監査組織に監査を依頼する
 • 既知の攻撃と対策を知る
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8. 対策
 • 哲学を知る
 • ベストプラクティスを知る
 • 実装パターンを知る
 • テストを書く
 •

   監査ツールを使う
 • 監査組織に監査を依頼する
 • 既知の攻撃と対策を知る ← この話をします
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9. 既知の攻撃
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10. Reentrancy
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11. Reentrancy
 • DAO 事件で有名
 • 正常系
 ◦ 残高を取得
 ◦ 送金しながら外部のコントラクトを呼び出し


    ◦ 残高をクリア
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12. Reentrancy
 • 異常系
 ◦ 残高を取得
 ◦ 送金しながら外部のコントラクトを呼び出し
 ◦ 外部のコントラクトで withdrawBalance

    を呼び出し
 ◦ 送金しながら外部のコントラクトを呼び出し
 ◦ 外部のコントラクトで withdrawBalance を呼び出し
 ◦ 送金しながら外部のコントラクトを呼び出し
 ◦ 外部のコントラクトで withdrawBalance を呼び出し
 ◦ 送金しながら外部のコントラクトを呼び出し
 ◦ 外部のコントラクトで withdrawBalance を呼び出し
 ◦ (無限に送金してしまう)
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13. Reentrancy
 • 対策
 ◦ 極力外部のコントラクトを call しない
 ◦ call するなら内部状態を変更し終わった後にする


    ▪ withdrawBalance だと2行目と3行目を逆にする
 ◦ call.value()() の代わりに 
 send() を使うなどして用途を限定する
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14. Front-Running
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15. Front-Running
 • トランザクションの取り込みの順番に起因する攻撃
 • Bob は持っているトークンX売り出し
 それを Alice が購入するケースを考える
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16. Front-Running
 1. BobはトークンXに 10ETH の売値をつける
 2. AliceはトークンXを購入する
 トランザクション T1を発行する
 3.

    Bobはそのトランザクション T1を見て
 トークンXの売値を 20ETH に変更する
 トランザクション T2を発行する
 4. ブロックチェーンはT2, T1の順番でトランザクションを取り 込む (gas代を調整することで可能)
 5. Aliceは 20ETH でトークンXを購入してしまう
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17. Front-Running
 • 対策
 ◦ gas代に上限を設定
 ▪ Bob からの攻撃は防げる
 ▪ マイナーからの攻撃は防げない


    ◦ commit–reveal scheme
 ▪ 公開情報を乱数値と一緒にハッシュ化
 ▪ 例 じゃんけん
 1. ブロックチェーンでのじゃんけんは
 手が丸見えなので後出しし放題
 2. 乱数値とじゃんけんの手をハッシュ化
 3. ハッシュ値を提出後、乱数値とじゃんけんの手を公開
 4. 嘘をついていないかはハッシュ値によってわかる
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18. Integer Overflow
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19. Integer Overflow
 • int型やuint型の桁あふれのこと
 • uint 型に 2^256 + 1

    を格納すると値は 0
 • Overflow が発生しうる状況は20通り
 ◦ https://github.com/ethereum/solidity/issues/796#issuecomm ent-253578925
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20. Integer Overflow
 • 対策
 ◦ SafeMath を使う
 ▪ https://github.com/OpenZeppelin/openzeppelin-solidity/blob/ master/contracts/math/SafeMath.sol


    ▪ Overflow のチェックが入った算術演算子を
 関数として提供しているライブラリ
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21. DoS with (Unexpected) revert
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22. DoS with (Unexpected) revert
 • 以下のようなコードで発生する
 ◦ 悪意のある入札者が現れると
 それ以降誰も入札できなくなる
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23. DoS with (Unexpected) revert
 • 対策
 ◦ 入札と払い戻しのロジックを分離する
 ◦ Pull

    over Push パターン と呼ばれる
 ▪ 前のリーダーに返金する withdrawRefund 関数を用意
 • bid 関数とは別に呼ぶ
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24. DoS with Block Gas Limit
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25. DoS with Block Gas Limit
 • トランザクションの実行に消費される gas が
 ブロックに設定されている

    gas limit を超えると
 トランザクションは失敗する
 • 攻撃者によってトランザクションの実行に
 必要な gas が増えてしまう問題
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26. DoS with Block Gas Limit
 • 対策
 ◦ 動的配列に対して for

    文を回すことを避ける
 ◦ Pull over Push パターンで実装
 ◦ gas を常に確認する (画像)
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27. 参考資料
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28. 参考資料
 • Ethereum Smart Contract Best Practices
 ◦ https://consensys.github.io/smart-contract-best-practices/
 •

    Mastering Ethereum
 ◦ https://github.com/ethereumbook/ethereumbook
 • Solidity Patterns
 ◦ https://fravoll.github.io/solidity-patterns/
 • スマートコントラクトのセキュリティ Part 1 – Loom Network JP – Medium
 ◦ https://link.medium.com/fvdoXrFBAY
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29. 参考資料
 • Onward with Ethereum Smart Contract Security
 ◦ https://blog.openzeppelin.com/onward-with-ethereum-smart

    -contract-security-97a827e47702/
 • Solidity Security: Comprehensive list of known attack vectors and common anti-patterns
 ◦ https://blog.sigmaprime.io/solidity-security.html
 • Dapper Ethereum Smart Contract Wallet: Security Review
 ◦ https://blog.sigmaprime.io/dapper-wallet-review.html
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