什么是智能合約的形式化驗(yàn)證？

2023年11月02日 19:57

對(duì)智能合約進(jìn)行形式化驗(yàn)證可避免它們出現(xiàn)錯(cuò)誤、漏洞和其他不利的情況。在這個(gè)過程中，人類專家會(huì)將智能合約的邏輯轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)語句，然后通過自動(dòng)化流程對(duì)照合約預(yù)期行為的模型檢查實(shí)際邏輯。將形式化驗(yàn)證和人工審計(jì)相結(jié)合，我們就可以對(duì)智能合約的安全性進(jìn)行全面評(píng)估。

簡(jiǎn)介

智能合約是部署在區(qū)塊鏈上的計(jì)算機(jī)程序，在滿足某些條件時(shí)會(huì)自動(dòng)運(yùn)行。智能合約可能非常簡(jiǎn)單，也可能極其復(fù)雜，可以持有價(jià)值數(shù)百萬甚至數(shù)十億美元的資產(chǎn)。

智能合約代碼如果有安全漏洞，就可能造成毀滅性后果，比如被不法分子盜竊其持有的所有資產(chǎn)。2021年，由于智能合約中的一個(gè)拼寫錯(cuò)誤，自動(dòng)做市商(AMM)Uranium Finance被盜取了5,000萬美元。

同樣在2021年，由于單個(gè)代碼錯(cuò)誤，Compound Finance錯(cuò)誤發(fā)放了8000萬美元的獎(jiǎng)勵(lì)。2022年，因智能合約出現(xiàn)一個(gè)錯(cuò)誤，Wormhole Bridge被盜走3.2億美元。

因此，一開始就把智能合約程序弄對(duì)很重要。智能合約采用開源模式，這意味著一旦合約部署后，代碼就會(huì)公開。如果黑客發(fā)現(xiàn)其中的錯(cuò)誤，就可以立即加以利用。此外，隨著時(shí)間的推移修補(bǔ)安全漏洞的常規(guī)操作派不上用場(chǎng)，因?yàn)橹悄芎霞s的代碼在部署后通常無法修改。

智能合約驗(yàn)證是如何運(yùn)作的？

智能合約的形式化驗(yàn)證是通過將智能合約的邏輯和預(yù)期行為呈現(xiàn)為數(shù)學(xué)語句來實(shí)現(xiàn)的。隨后，審計(jì)師會(huì)使用自動(dòng)化工具檢查這些語句是否正確。

該過程涉及：

用正式語言定義合約的規(guī)范和預(yù)期的特性。

將合約的代碼轉(zhuǎn)換為形式化陳述，例如數(shù)學(xué)模型或邏輯。

使用自動(dòng)化定理證明或模型檢測(cè)來驗(yàn)證合約的規(guī)范和特性。

重復(fù)驗(yàn)證過程，以發(fā)現(xiàn)并修復(fù)任何錯(cuò)誤或與預(yù)期特性的偏差。

為什么智能合約驗(yàn)證很重要

通過運(yùn)用數(shù)學(xué)推理，有助于確保經(jīng)過形式化驗(yàn)證的智能合約避免出現(xiàn)錯(cuò)誤、漏洞和其他不利的情況。驗(yàn)證也有助于增加對(duì)合約的信賴和信心，因?yàn)槠涮匦砸呀?jīng)過了嚴(yán)格檢驗(yàn)，正確可靠。

以下這些示例大致說明了智能合約驗(yàn)證如何幫助防止重大財(cái)務(wù)損失和其他災(zāi)難性后果。

Uniswap

Uniswap是一家著名的AMM。Uniswap V1智能合約在開發(fā)過程中，進(jìn)行了形式化驗(yàn)證。在發(fā)布前，這項(xiàng)形式化驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)并修復(fù)了一些舍入誤差，避免了Uniswap V1的資金被吸干殆盡。

Balancer

Balancer V2也是一個(gè)經(jīng)過驗(yàn)證的AMM。形式化驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)并修復(fù)了智能合約中閃電貸款功能的費(fèi)用計(jì)算錯(cuò)誤，該錯(cuò)誤會(huì)使交易平臺(tái)很容易遭受盜竊。

SafeMoon

SafeMoon V1在部署后，通過形式化驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)了一個(gè)極其微小的錯(cuò)誤，如果該錯(cuò)誤沒被發(fā)現(xiàn)，合約所有人如果在放棄所有權(quán)之前進(jìn)行了某些操作，那合約所有人在放棄之后有可能重新獲得該合約。

大多數(shù)對(duì)SafeMoon V1分叉的人工審計(jì)都遺漏了這個(gè)錯(cuò)誤，因?yàn)樾枰治龀绦蜃兞恐档奶囟ńM合才能發(fā)現(xiàn)這個(gè)錯(cuò)誤。人類很容易錯(cuò)過這個(gè)問題，但機(jī)器卻能及時(shí)地捕捉到它。

形式化驗(yàn)證和人工審計(jì)如何配合發(fā)揮作用

形式化驗(yàn)證提供了一種系統(tǒng)化、自動(dòng)化的辦法，來根據(jù)合約的預(yù)期特性檢查合約的邏輯和行為。這樣可以更輕松地識(shí)別和修復(fù)任何潛在的錯(cuò)誤或漏洞。這對(duì)于人工檢查難以發(fā)現(xiàn)的復(fù)雜、細(xì)微的問題特別有用。

人工審計(jì)則包括專家對(duì)合約的代碼、設(shè)計(jì)和部署進(jìn)行審查。審計(jì)師會(huì)利用自己的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)，來識(shí)別安全風(fēng)險(xiǎn)并評(píng)估合約的整體安全狀況。他們還可以確認(rèn)形式化驗(yàn)證過程是否正確執(zhí)行，并檢查是否存在自動(dòng)化工具可能無法檢測(cè)到的任何問題。

將形式化驗(yàn)證和人工審計(jì)相結(jié)合，我們就可以對(duì)智能合約的安全性進(jìn)行全面評(píng)估。這可以提高發(fā)現(xiàn)和修復(fù)任何漏洞的幾率。這樣一來，我們就相當(dāng)于采用了一種結(jié)合人類和機(jī)器各自專長(zhǎng)的深度防御安全措施。

結(jié)語

為了確保智能合約的安全性，必須將形式化驗(yàn)證和人工審計(jì)相結(jié)合，從而確保對(duì)智能合約的安全態(tài)勢(shì)進(jìn)行全面而徹底的評(píng)估。

雖然形式化驗(yàn)證對(duì)資源消耗較高，但對(duì)于具有高價(jià)值或高風(fēng)險(xiǎn)因素的合約來說，這是一項(xiàng)值得的投資。畢竟歸根結(jié)底，安全重于泰山，一定要優(yōu)先考慮安全性并確保智能合約遠(yuǎn)離錯(cuò)誤、漏洞和不利的意外行為。

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