O que é Verificação formal de contratos inteligentes?
Introdução
À medida que o valor dos ativos na blockchain cresce rapidamente, com vários projetos lançando casos de uso diferentes dentro da economia cripto, manter-se à frente de possíveis lacunas e ameaças é mais importante do que nunca.
O Bitcoin foi criado para substituir bancos, mas a tecnologia subjacente, blockchain, provou que poderia substituir quase qualquer intermediário. Indo adiante, não parou por aí, percebendo o enorme potencial que o dinheiro digital possuía, que o dinheiro em papel nunca poderia ter, e isso envolve a capacidade de programar dinheiro. De repente, advogados e contratos poderiam ser substituídos em transações financeiras. Essa forma de moeda digital avançou a descentralização, permitindo a execução automática de contratos com total transparência e sem intervenção humana. No entanto, como exatamente funcionam os contratos inteligentes? É realmente confiável confiar nesses sistemas que carecem de confiança?
Neste artigo, vamos explorar as extensas perguntas sobre a verificação formal de contratos inteligentes, discutindo seus prós, contras, impacto no ecossistema cripto e muito mais, com ênfase no Ethereum.
Breve História dos Contratos Inteligentes
Fonte: CryptoSlate
Nick Szabo, um cientista da computação e criptógrafo americano frequentemente especulado como Satoshi Nakamoto, foi o pioneiro dos contratos inteligentes, introduzindo o conceito pela primeira vez em 1994. Szabo descreveu contratos inteligentes como protocolos de transação digital projetados para aplicar automaticamente os termos de um acordo. Seu objetivo era melhorar os métodos de transação eletrônica, como sistemas de ponto de venda, e expandir suas capacidades para o mundo digital.
Szabo vislumbrou um futuro em que acordos poderiam funcionar como máquinas de venda automática - automatizadas, confiáveis e à prova de violação. Embora a tecnologia de sua época não fosse avançada o suficiente para realizar plenamente sua visão, as ideias de Szabo lançaram as bases para o que mais tarde revolucionaria a indústria blockchain. Quando Ethereum lançadoem 2015, trouxe contratos inteligentes para uso prático, transformando os conceitos teóricos de Szabo em componentes essenciais de aplicações descentralizadas.
Sua visão era de contratos que pudessem gerenciar relacionamentos com termos precisos e automatizados, reduzindo a necessidade de intervenção e supervisão humanas. Essa abordagem tinha como objetivo criar uma maneira mais segura e eficiente de lidar com acordos, pavimentando o caminho para a evolução dos contratos inteligentes em ferramentas poderosas no ecossistema blockchain. As percepções iniciais de Szabo continuam a moldar o cenário das transações digitais e do desenvolvimento de contratos inteligentes hoje.
O que é Verificação formal?
Origem: Médio
A verificação formal é o processo de avaliar rigorosamente se um sistema, como um contrato inteligente, opera de acordo com um conjunto definido de regras ou especificações. Em essência, verifica se o sistema se comporta como esperado, garantindo que atenda às condições necessárias e execute as funções pretendidas sem erros.
Para alcançar isso, os comportamentos esperados do sistema são delineados usando modelos formais, enquanto as linguagens de especificação são usadas para definir as propriedades exatas que o contrato deve satisfazer e veremos mais cenários práticos à medida que o artigo avança. As técnicas de verificação formal então comparam a implementação do contrato com suas especificações, fornecendo prova matemática de sua correção. Quando um contrato atende a essas especificações, ele é considerado "funcionalmente correto" ou "correto por design," confirmando sua confiabilidade e segurança no ambiente de blockchain.
Tipos de Especificações Formais para Contratos Inteligentes
Origem: Ever Scale
As especificações formais fornecem uma maneira estruturada de usar o raciocínio matemático para verificar a precisão da execução de um programa. Essas especificações podem descrever propriedades de alto nível, que se concentram no comportamento geral, ou detalhes de baixo nível de como um contrato opera internamente. Ao definir esses comportamentos matematicamente, as especificações formais garantem que o contrato funcione conforme o pretendido.
Especificações de alto nível
Especificações de alto nível, também conhecidas como especificações orientadas a modelos, descrevem o comportamento geral de um contrato inteligente, tratando-o como uma máquina de estados finitos (FSM) que transita entre diferentes estados por meio de operações específicas. A lógica temporal é frequentemente utilizada para definir as regras formais que regem essas transições, detalhando como o contrato se move entre estados ao longo do tempo e as condições que deve atender para fazê-lo corretamente.
Essas especificações capturam duas propriedades essenciais: segurança e vivacidade. A segurança garante que eventos indesejáveis não ocorram, como impedir que o saldo do remetente fique abaixo do valor necessário para uma transação. A vivacidade, por outro lado, garante que o contrato continue funcionando e progredindo, como manter a liquidez para que os usuários possam sacar fundos quando solicitado. Ambas as propriedades garantem que os contratos inteligentes operem de forma segura e confiável, protegendo as interações e ativos do usuário.
Especificações de baixo nível
Especificações de baixo nível, também conhecidas como especificações orientadas à propriedade, concentram-se em definir o comportamento correto dos contratos inteligentes, analisando seus processos de execução interna. Ao contrário das especificações de alto nível que modelam contratos como máquinas de estado finito, as especificações de baixo nível consideram os contratos inteligentes como sistemas de funções matemáticas e examinam as sequências de execuções de funções, conhecidas como traços, que alteram o estado do contrato.
Técnicas para Verificação Formal de Contratos Inteligentes
Fonte: Escala Ever
Verificação de modelos
Model checking é um método de verificação formal que usa algoritmos para avaliar se o modelo de um contrato inteligente está alinhado com suas especificações. Contratos inteligentes são normalmente representados como sistemas de transição de estados, e suas propriedades são definidas usando lógica temporal.lógica. Esse processo envolve a criação de um modelo matemático do contrato e a expressão de suas propriedades por meio de fórmulas lógicas, permitindo que o algoritmo verifique se o modelo atende a essas especificações.
Prova de Teorema
Ao contrário da verificação de modelos, a prova de teoremas é uma abordagem matemática usada para estabelecer a correção de programas, incluindo contratos inteligentes. Este método envolve converter o modelo e as especificações de um contrato em fórmulas lógicas para verificar sua equivalência lógica, ou seja, uma declaração é verdadeira se a outra for verdadeira. Formulando essa relação como um teorema, um provador de teoremas automatizado pode validar a correção do modelo de contrato em relação às suas especificações.
Em nítido contraste com a verificação de modelo, que é limitada a sistemas de estado finito, a prova de teorema pode analisar sistemas de estado infinito, mas muitas vezes requer orientação humana para naviGate problemas lógicos complexos. Consequentemente, a prova de teorema tende a ser mais intensiva em recursos do que o processo de verificação de modelo totalmente automatizado.
Execução Simbólica
A execução simbólica é um método de análise poderoso para contratos inteligentes que envolve a execução de funções com valores simbólicos em vez de entradas específicas. Esta técnica de verificação formal permite raciocinar sobre propriedades em nível de rastreamento no código de um contrato, representando os caminhos de execução como fórmulas matemáticas, conhecidas como predicados de caminho. Um solucionador SMT é então utilizado para determinar se esses predicados são satisfatórios, ou seja, se existe uma entrada que atenda às condições.
Por exemplo, se uma função de contrato reverter quando um valor estiver entre 5 e 10, a execução simbólica pode identificar eficientemente tais valores desencadeantes avaliando a condição como X > 5 ∧ X < 10. Este método é frequentemente mais eficaz do que os testes tradicionais, produzindo menos falsos positivos e gerando diretamente valores concretos que replicam qualquer solucionador SMT é então empregado para determinar os erros encontrados, tornando-se assim uma ferramenta valiosa para garantir a confiabilidade do contrato inteligente.
O que são contratos inteligentes?
Fonte: Tenderly
Os contratos inteligentes são programas de computador automatizados que operam em uma blockchain, executando ações quando condições específicas são atendidas. Eles podem variar desde acordos simples até processos altamente complexos e podem gerenciar ativos avaliados em milhões ou até bilhões de dólares.
Embora os contratos inteligentes tenham o potencial de revolucionar vários setores, como votação política, gerenciamento da cadeia de suprimentos, saúde e imóveis, este artigo mantém seu foco em seu impacto no universo das criptomoedas. Seu design permite que várias partes colaborem sem o risco de manipulação, oferecendo um framework transparente e seguro que aprimora a eficiência e a inovação. No entanto, é importante reconhecer que os contratos inteligentes também apresentam vulnerabilidades e desafios.
Vulnerabilidades com Contratos Inteligentes
Vulnerabilidades de segurançaem código de contrato inteligente pode levar a resultados catastróficos, como a perda total de ativos armazenados dentro do contrato, como demonstrado por incidentes recentes.
- Em 2021, o criador de mercado automatizado Uranium Finance sofreu um roubo de $50 milhõesdevido a um simples erro de digitação em seu contrato inteligente.
- Também em 2021, Compound Finance inadvertidamente distribuiu $80 milhõesem recompensas não ganhas, novamente por causa de um erro de um único caractere.
- Uma violação mais significativa ocorreu em 2022quando $320 milhões foram roubados da Ponte Wormholedevido a um bug em um de seus contratos inteligentes.
Dado esses exemplos, é crucial garantir que os contratos inteligentes sejam codificados com precisão desde o início. Uma vez implantados, os contratos inteligentes são de código aberto, o que significa que seu código é publicamente acessível, tornando fácil para hackers explorar quaisquer vulnerabilidades descobertas. Além disso, a natureza imutável dos contratos inteligentes significa que, uma vez lançados, seu código geralmente não pode ser alterado para corrigir falhas de segurança, deixando-os perpetuamente em risco se não forem desenvolvidos com a máxima precisão.
Como Funciona a Verificação de Contratos Inteligentes?
Origem: Certik
O processo inclui:
- Definindo as especificações e propriedades desejadas do contrato usando linguagem formal.
- Traduzindo o código do contrato em uma representação formal, como modelos matemáticos ou expressões lógicas.
- Provadores automáticos de teoremas ou verificadores de modelos são empregados para confirmar a validade das especificações e propriedades do contrato.
- Repetir iterativamente o processo de verificação para identificar e corrigir erros ou desvios das propriedades pretendidas.
Recursos-chave dos contratos inteligentes
Origem: Certik
Pense nos contratos inteligentes como acordos gravados em pedra, uma vez criados, eles não podem ser alterados. Operando no livro-razão imutável de uma blockchain, esses contratos aplicam automaticamente os termos sem a necessidade de intermediários, o que acelera as transações e reduz os custos. Essa natureza fixa melhora a segurança e descentraliza o controle, reduzindo significativamente as chances de fraude e corrupção.
Por que a Verificação de Contratos Inteligentes é Importante
O raciocínio matemático desempenha um papel crucial na garantia de que os contratos inteligentes verificados formalmente estejam livres de bugs, vulnerabilidades e comportamentos inesperados. Esse processo rigoroso aumenta a confiança e a segurança no contrato, uma vez que suas propriedades foram minuciosamente validadas.
Exemplos bem-sucedidos de verificação formal de contratos inteligentes destacam sua importância na prevenção de perdas financeiras significativas.
Uniswap
Por exemplo, Uniswap, um conhecido criador de mercado automatizado (AMM), passou por verificação formal durante o desenvolvimento de seu contrato inteligente V1, que identificou e corrigiu erros de arredondamentoque poderia ter drenado fundos.
Balancer
Da mesma forma, o Balancer V2, outra AMM, se beneficiou da verificação formal que descobriu um cálculo incorreto de taxarelacionado a empréstimos instantâneos, prevenindo possíveis roubos.
SafeMoon
SafeMoon V1 teve um bug sutilidentificado através de verificação formal após implantação. Este bug permitiu ao proprietário renunciar à propriedade e recuperá-la sob certas condições, um detalhe que a maioria das auditorias manuais perdeu devido à sua complexidade. A capacidade de verificação formal de analisar combinações específicas de valores variáveis torna-a uma ferramenta eficaz para detetar problemas que os auditores humanos podem ignorar.
Como a Verificação Formal e a Auditoria Manual trabalham juntas
A verificação formal oferece um método sistemático e automatizado para verificar a lógica e o comportamento de um contrato inteligente em relação às suas propriedades pretendidas. Essa abordagem simplifica a identificação e correção de erros ou bugs potenciais, especialmente problemas complexos que inspeções manuais podem ignorar.
Por outro lado, a auditoria manual envolve uma revisão minuciosa do código, design e implantação do contrato por um especialista. O auditor utiliza sua experiência para identificar riscos de segurança e avaliar a postura geral de segurança do contrato. Eles também podem validar a correção do processo de verificação formal e identificar problemas que ferramentas automatizadas podem não detectar. Combinar a verificação formal com a auditoria manual cria uma avaliação abrangente de segurança, aumentando a probabilidade de descobrir e resolver vulnerabilidades, e estabelecendo uma estratégia de defesa robusta que aproveita as habilidades da expertise humana e da análise automatizada.
Prós e contras dos contratos inteligentes
Origem: Blockonomi
Os contratos inteligentes não são perfeitos, mas suas vantagens superam significativamente as desvantagens. Eles simplificam transações complexas, economizando tempo e dinheiro, promovendo transparência e reduzindo disputas. Como operam com código, minimizam erros humanos. Sua segurança é robusta, graças às proteções criptográficas. No entanto, os contratos inteligentes podem ser inflexíveis e ter dificuldade para se adaptar a situações inesperadas. Além disso, sua configuração requer habilidades de codificação especializadas, o que pode ser uma barreira para alguns. Apesar desses desafios, os contratos inteligentes estão transformando indústrias.
Prós dos Contratos Inteligentes
- Melhore a eficiência automatizando tarefas, economizando tempo e dinheiro.
- Aumentar a transparência fornecendo a todas as partes acesso às mesmas informações, reduzindo disputas.
- Reduza os erros ao depender do código, o que elimina erros humanos.
- Fortalecer a segurança com proteções criptográficas, tornando difícil a adulteração.
Desvantagens dos contratos inteligentes
- Falta de flexibilidade para se ajustar a situações imprevistas devido à sua natureza rígida.
- Requer conhecimento especializado em codificação, limitando a adoção generalizada.
Ferramentas de Verificação Formal para Contratos Inteligentes Ethereum
Origem: Calibraint
Linguagens de especificação para criar especificações formais
- Act: O Act permite aos usuários definir atualizações de armazenamento, pré e pós-condições, e invariantes de contrato. Sua suíte de ferramentas inclui backends de prova que podem validar várias propriedades usando Coq, solucionadores SMT ou hevm.
- Rabisco: O Rabisco converte anotações de código escritas em sua linguagem de especificação em assertivas específicas que verificam as especificações.
- Dafny: Dafny é uma linguagem de programação projetada para verificação, usando anotações de alto nível para ajudar a raciocinar e confirmar a correção do código.
Verificadores de programa para verificar a correção
- Certora Prover: Certora Prover é uma ferramenta automatizada de verificação formal que verifica a correção dos códigos de contrato inteligente. As especificações são criadas usando a Linguagem de Verificação Certora (CVL) e ele detecta violações de propriedades por meio de uma combinação de análise estática e técnicas de resolução de restrições.
- Solidity SMTChecker: O SMTChecker do Solidity é um verificador de modelo integrado que usa Satisfabilidade Modulo Theories (SMT) e resolução de Horn. Ele verifica se o código-fonte de um contrato está alinhado com as especificações durante a compilação e verifica violações de propriedade de segurança.
- Solc-verify: Solc-verify é uma versão aprimorada do compilador Solidity que permite a verificação formal automatizada do código Solidity por meio de anotações e verificação modular do programa.
- KEVM: KEVM representa formalmente a Máquina Virtual Ethereum(EVM)criado usando o framework K. É executável e pode verificar reivindicações específicas relacionadas a propriedades por meio da lógica de alcançabilidade.
Estruturas lógicas para prova de teoremas
- Isabelle: Isabelle/HOL é um assistente de prova que ajuda os usuários a expressar fórmulas matemáticas em uma linguagem formal e fornece ferramentas para prová-las. Seu uso principal é formalizar provas matemáticas, especialmente para verificar a correção de hardware e software de computador e as propriedades de linguagens de programação e protocolos.
- Coq - Coq é um provador de teoremas interativo que permite que você defina programas com teoremas e crie provas verificadas por máquina de sua correção através de um processo interativo.
Ferramentas baseadas em execução simbólica para detectar padrões vulneráveis em contratos inteligentes
- Manticore - Uma ferramenta que analisa o bytecode EVM usando execução simbólica.
- Hevm - hevm é um mecanismo de execução simbólica que verifica a equivalência do bytecode EVM.
- Mythril - Uma ferramenta de execução simbólica usada para encontrar vulnerabilidades em contratos inteligentes Ethereum.
Conclusão
Para proteger contratos inteligentes, a combinação de verificação formal com auditoria manual é crucial para uma avaliação abrangente de sua segurança. Embora a verificação formal possa ser pesada em recursos, é um investimento valioso para contratos que envolvem altas apostas ou riscos significativos. Os contratos inteligentes são mais do que um conceito na moda; eles estão transformando as operações de negócios globais e, embora tragam desafios, sua capacidade sem igual de aumentar a eficiência, minimizar erros e reforçar a segurança não pode ser ignorada. Os contratos inteligentes têm um potencial tremendo para simplificar processos e promover a confiança em transações digitais. Nesse sentido, as organizações que adotam essa tecnologia hoje estarão preparadas para prosperar em um futuro que prioriza a transparência e a confiabilidade.
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Conteúdo
O que é Verificação Formal?
Tipos de Especificações Formais para Contratos Inteligentes
Técnicas para Verificação Formal de Contratos Inteligentes
O que são contratos inteligentes?
Como Funciona a Verificação de Contratos Inteligentes?
Recursos principais dos contratos inteligentes
Por que a verificação de contratos inteligentes é importante
Ferramentas de Verificação Formal para Contratos Inteligentes Ethereum da Gate
Conclusão
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Recursos principais dos contratos inteligentes
Por que a verificação de contratos inteligentes é importante
Ferramentas de Verificação Formal para Contratos Inteligentes Ethereum da Gate
Conclusão
Introdução
À medida que o valor dos ativos na blockchain cresce rapidamente, com vários projetos lançando casos de uso diferentes dentro da economia cripto, manter-se à frente de possíveis lacunas e ameaças é mais importante do que nunca.
O Bitcoin foi criado para substituir bancos, mas a tecnologia subjacente, blockchain, provou que poderia substituir quase qualquer intermediário. Indo adiante, não parou por aí, percebendo o enorme potencial que o dinheiro digital possuía, que o dinheiro em papel nunca poderia ter, e isso envolve a capacidade de programar dinheiro. De repente, advogados e contratos poderiam ser substituídos em transações financeiras. Essa forma de moeda digital avançou a descentralização, permitindo a execução automática de contratos com total transparência e sem intervenção humana. No entanto, como exatamente funcionam os contratos inteligentes? É realmente confiável confiar nesses sistemas que carecem de confiança?
Neste artigo, vamos explorar as extensas perguntas sobre a verificação formal de contratos inteligentes, discutindo seus prós, contras, impacto no ecossistema cripto e muito mais, com ênfase no Ethereum.
Breve História dos Contratos Inteligentes
Fonte: CryptoSlate
Nick Szabo, um cientista da computação e criptógrafo americano frequentemente especulado como Satoshi Nakamoto, foi o pioneiro dos contratos inteligentes, introduzindo o conceito pela primeira vez em 1994. Szabo descreveu contratos inteligentes como protocolos de transação digital projetados para aplicar automaticamente os termos de um acordo. Seu objetivo era melhorar os métodos de transação eletrônica, como sistemas de ponto de venda, e expandir suas capacidades para o mundo digital.
Szabo vislumbrou um futuro em que acordos poderiam funcionar como máquinas de venda automática - automatizadas, confiáveis e à prova de violação. Embora a tecnologia de sua época não fosse avançada o suficiente para realizar plenamente sua visão, as ideias de Szabo lançaram as bases para o que mais tarde revolucionaria a indústria blockchain. Quando Ethereum lançadoem 2015, trouxe contratos inteligentes para uso prático, transformando os conceitos teóricos de Szabo em componentes essenciais de aplicações descentralizadas.
Sua visão era de contratos que pudessem gerenciar relacionamentos com termos precisos e automatizados, reduzindo a necessidade de intervenção e supervisão humanas. Essa abordagem tinha como objetivo criar uma maneira mais segura e eficiente de lidar com acordos, pavimentando o caminho para a evolução dos contratos inteligentes em ferramentas poderosas no ecossistema blockchain. As percepções iniciais de Szabo continuam a moldar o cenário das transações digitais e do desenvolvimento de contratos inteligentes hoje.
O que é Verificação formal?
Origem: Médio
A verificação formal é o processo de avaliar rigorosamente se um sistema, como um contrato inteligente, opera de acordo com um conjunto definido de regras ou especificações. Em essência, verifica se o sistema se comporta como esperado, garantindo que atenda às condições necessárias e execute as funções pretendidas sem erros.
Para alcançar isso, os comportamentos esperados do sistema são delineados usando modelos formais, enquanto as linguagens de especificação são usadas para definir as propriedades exatas que o contrato deve satisfazer e veremos mais cenários práticos à medida que o artigo avança. As técnicas de verificação formal então comparam a implementação do contrato com suas especificações, fornecendo prova matemática de sua correção. Quando um contrato atende a essas especificações, ele é considerado "funcionalmente correto" ou "correto por design," confirmando sua confiabilidade e segurança no ambiente de blockchain.
Tipos de Especificações Formais para Contratos Inteligentes
Origem: Ever Scale
As especificações formais fornecem uma maneira estruturada de usar o raciocínio matemático para verificar a precisão da execução de um programa. Essas especificações podem descrever propriedades de alto nível, que se concentram no comportamento geral, ou detalhes de baixo nível de como um contrato opera internamente. Ao definir esses comportamentos matematicamente, as especificações formais garantem que o contrato funcione conforme o pretendido.
Especificações de alto nível
Especificações de alto nível, também conhecidas como especificações orientadas a modelos, descrevem o comportamento geral de um contrato inteligente, tratando-o como uma máquina de estados finitos (FSM) que transita entre diferentes estados por meio de operações específicas. A lógica temporal é frequentemente utilizada para definir as regras formais que regem essas transições, detalhando como o contrato se move entre estados ao longo do tempo e as condições que deve atender para fazê-lo corretamente.
Essas especificações capturam duas propriedades essenciais: segurança e vivacidade. A segurança garante que eventos indesejáveis não ocorram, como impedir que o saldo do remetente fique abaixo do valor necessário para uma transação. A vivacidade, por outro lado, garante que o contrato continue funcionando e progredindo, como manter a liquidez para que os usuários possam sacar fundos quando solicitado. Ambas as propriedades garantem que os contratos inteligentes operem de forma segura e confiável, protegendo as interações e ativos do usuário.
Especificações de baixo nível
Especificações de baixo nível, também conhecidas como especificações orientadas à propriedade, concentram-se em definir o comportamento correto dos contratos inteligentes, analisando seus processos de execução interna. Ao contrário das especificações de alto nível que modelam contratos como máquinas de estado finito, as especificações de baixo nível consideram os contratos inteligentes como sistemas de funções matemáticas e examinam as sequências de execuções de funções, conhecidas como traços, que alteram o estado do contrato.
Técnicas para Verificação Formal de Contratos Inteligentes
Fonte: Escala Ever
Verificação de modelos
Model checking é um método de verificação formal que usa algoritmos para avaliar se o modelo de um contrato inteligente está alinhado com suas especificações. Contratos inteligentes são normalmente representados como sistemas de transição de estados, e suas propriedades são definidas usando lógica temporal.lógica. Esse processo envolve a criação de um modelo matemático do contrato e a expressão de suas propriedades por meio de fórmulas lógicas, permitindo que o algoritmo verifique se o modelo atende a essas especificações.
Prova de Teorema
Ao contrário da verificação de modelos, a prova de teoremas é uma abordagem matemática usada para estabelecer a correção de programas, incluindo contratos inteligentes. Este método envolve converter o modelo e as especificações de um contrato em fórmulas lógicas para verificar sua equivalência lógica, ou seja, uma declaração é verdadeira se a outra for verdadeira. Formulando essa relação como um teorema, um provador de teoremas automatizado pode validar a correção do modelo de contrato em relação às suas especificações.
Em nítido contraste com a verificação de modelo, que é limitada a sistemas de estado finito, a prova de teorema pode analisar sistemas de estado infinito, mas muitas vezes requer orientação humana para naviGate problemas lógicos complexos. Consequentemente, a prova de teorema tende a ser mais intensiva em recursos do que o processo de verificação de modelo totalmente automatizado.
Execução Simbólica
A execução simbólica é um método de análise poderoso para contratos inteligentes que envolve a execução de funções com valores simbólicos em vez de entradas específicas. Esta técnica de verificação formal permite raciocinar sobre propriedades em nível de rastreamento no código de um contrato, representando os caminhos de execução como fórmulas matemáticas, conhecidas como predicados de caminho. Um solucionador SMT é então utilizado para determinar se esses predicados são satisfatórios, ou seja, se existe uma entrada que atenda às condições.
Por exemplo, se uma função de contrato reverter quando um valor estiver entre 5 e 10, a execução simbólica pode identificar eficientemente tais valores desencadeantes avaliando a condição como X > 5 ∧ X < 10. Este método é frequentemente mais eficaz do que os testes tradicionais, produzindo menos falsos positivos e gerando diretamente valores concretos que replicam qualquer solucionador SMT é então empregado para determinar os erros encontrados, tornando-se assim uma ferramenta valiosa para garantir a confiabilidade do contrato inteligente.
O que são contratos inteligentes?
Fonte: Tenderly
Os contratos inteligentes são programas de computador automatizados que operam em uma blockchain, executando ações quando condições específicas são atendidas. Eles podem variar desde acordos simples até processos altamente complexos e podem gerenciar ativos avaliados em milhões ou até bilhões de dólares.
Embora os contratos inteligentes tenham o potencial de revolucionar vários setores, como votação política, gerenciamento da cadeia de suprimentos, saúde e imóveis, este artigo mantém seu foco em seu impacto no universo das criptomoedas. Seu design permite que várias partes colaborem sem o risco de manipulação, oferecendo um framework transparente e seguro que aprimora a eficiência e a inovação. No entanto, é importante reconhecer que os contratos inteligentes também apresentam vulnerabilidades e desafios.
Vulnerabilidades com Contratos Inteligentes
Vulnerabilidades de segurançaem código de contrato inteligente pode levar a resultados catastróficos, como a perda total de ativos armazenados dentro do contrato, como demonstrado por incidentes recentes.
- Em 2021, o criador de mercado automatizado Uranium Finance sofreu um roubo de $50 milhõesdevido a um simples erro de digitação em seu contrato inteligente.
- Também em 2021, Compound Finance inadvertidamente distribuiu $80 milhõesem recompensas não ganhas, novamente por causa de um erro de um único caractere.
- Uma violação mais significativa ocorreu em 2022quando $320 milhões foram roubados da Ponte Wormholedevido a um bug em um de seus contratos inteligentes.
Dado esses exemplos, é crucial garantir que os contratos inteligentes sejam codificados com precisão desde o início. Uma vez implantados, os contratos inteligentes são de código aberto, o que significa que seu código é publicamente acessível, tornando fácil para hackers explorar quaisquer vulnerabilidades descobertas. Além disso, a natureza imutável dos contratos inteligentes significa que, uma vez lançados, seu código geralmente não pode ser alterado para corrigir falhas de segurança, deixando-os perpetuamente em risco se não forem desenvolvidos com a máxima precisão.
Como Funciona a Verificação de Contratos Inteligentes?
Origem: Certik
O processo inclui:
- Definindo as especificações e propriedades desejadas do contrato usando linguagem formal.
- Traduzindo o código do contrato em uma representação formal, como modelos matemáticos ou expressões lógicas.
- Provadores automáticos de teoremas ou verificadores de modelos são empregados para confirmar a validade das especificações e propriedades do contrato.
- Repetir iterativamente o processo de verificação para identificar e corrigir erros ou desvios das propriedades pretendidas.
Recursos-chave dos contratos inteligentes
Origem: Certik
Pense nos contratos inteligentes como acordos gravados em pedra, uma vez criados, eles não podem ser alterados. Operando no livro-razão imutável de uma blockchain, esses contratos aplicam automaticamente os termos sem a necessidade de intermediários, o que acelera as transações e reduz os custos. Essa natureza fixa melhora a segurança e descentraliza o controle, reduzindo significativamente as chances de fraude e corrupção.
Por que a Verificação de Contratos Inteligentes é Importante
O raciocínio matemático desempenha um papel crucial na garantia de que os contratos inteligentes verificados formalmente estejam livres de bugs, vulnerabilidades e comportamentos inesperados. Esse processo rigoroso aumenta a confiança e a segurança no contrato, uma vez que suas propriedades foram minuciosamente validadas.
Exemplos bem-sucedidos de verificação formal de contratos inteligentes destacam sua importância na prevenção de perdas financeiras significativas.
Uniswap
Por exemplo, Uniswap, um conhecido criador de mercado automatizado (AMM), passou por verificação formal durante o desenvolvimento de seu contrato inteligente V1, que identificou e corrigiu erros de arredondamentoque poderia ter drenado fundos.
Balancer
Da mesma forma, o Balancer V2, outra AMM, se beneficiou da verificação formal que descobriu um cálculo incorreto de taxarelacionado a empréstimos instantâneos, prevenindo possíveis roubos.
SafeMoon
SafeMoon V1 teve um bug sutilidentificado através de verificação formal após implantação. Este bug permitiu ao proprietário renunciar à propriedade e recuperá-la sob certas condições, um detalhe que a maioria das auditorias manuais perdeu devido à sua complexidade. A capacidade de verificação formal de analisar combinações específicas de valores variáveis torna-a uma ferramenta eficaz para detetar problemas que os auditores humanos podem ignorar.
Como a Verificação Formal e a Auditoria Manual trabalham juntas
A verificação formal oferece um método sistemático e automatizado para verificar a lógica e o comportamento de um contrato inteligente em relação às suas propriedades pretendidas. Essa abordagem simplifica a identificação e correção de erros ou bugs potenciais, especialmente problemas complexos que inspeções manuais podem ignorar.
Por outro lado, a auditoria manual envolve uma revisão minuciosa do código, design e implantação do contrato por um especialista. O auditor utiliza sua experiência para identificar riscos de segurança e avaliar a postura geral de segurança do contrato. Eles também podem validar a correção do processo de verificação formal e identificar problemas que ferramentas automatizadas podem não detectar. Combinar a verificação formal com a auditoria manual cria uma avaliação abrangente de segurança, aumentando a probabilidade de descobrir e resolver vulnerabilidades, e estabelecendo uma estratégia de defesa robusta que aproveita as habilidades da expertise humana e da análise automatizada.
Prós e contras dos contratos inteligentes
Origem: Blockonomi
Os contratos inteligentes não são perfeitos, mas suas vantagens superam significativamente as desvantagens. Eles simplificam transações complexas, economizando tempo e dinheiro, promovendo transparência e reduzindo disputas. Como operam com código, minimizam erros humanos. Sua segurança é robusta, graças às proteções criptográficas. No entanto, os contratos inteligentes podem ser inflexíveis e ter dificuldade para se adaptar a situações inesperadas. Além disso, sua configuração requer habilidades de codificação especializadas, o que pode ser uma barreira para alguns. Apesar desses desafios, os contratos inteligentes estão transformando indústrias.
Prós dos Contratos Inteligentes
- Melhore a eficiência automatizando tarefas, economizando tempo e dinheiro.
- Aumentar a transparência fornecendo a todas as partes acesso às mesmas informações, reduzindo disputas.
- Reduza os erros ao depender do código, o que elimina erros humanos.
- Fortalecer a segurança com proteções criptográficas, tornando difícil a adulteração.
Desvantagens dos contratos inteligentes
- Falta de flexibilidade para se ajustar a situações imprevistas devido à sua natureza rígida.
- Requer conhecimento especializado em codificação, limitando a adoção generalizada.
Ferramentas de Verificação Formal para Contratos Inteligentes Ethereum
Origem: Calibraint
Linguagens de especificação para criar especificações formais
- Act: O Act permite aos usuários definir atualizações de armazenamento, pré e pós-condições, e invariantes de contrato. Sua suíte de ferramentas inclui backends de prova que podem validar várias propriedades usando Coq, solucionadores SMT ou hevm.
- Rabisco: O Rabisco converte anotações de código escritas em sua linguagem de especificação em assertivas específicas que verificam as especificações.
- Dafny: Dafny é uma linguagem de programação projetada para verificação, usando anotações de alto nível para ajudar a raciocinar e confirmar a correção do código.
Verificadores de programa para verificar a correção
- Certora Prover: Certora Prover é uma ferramenta automatizada de verificação formal que verifica a correção dos códigos de contrato inteligente. As especificações são criadas usando a Linguagem de Verificação Certora (CVL) e ele detecta violações de propriedades por meio de uma combinação de análise estática e técnicas de resolução de restrições.
- Solidity SMTChecker: O SMTChecker do Solidity é um verificador de modelo integrado que usa Satisfabilidade Modulo Theories (SMT) e resolução de Horn. Ele verifica se o código-fonte de um contrato está alinhado com as especificações durante a compilação e verifica violações de propriedade de segurança.
- Solc-verify: Solc-verify é uma versão aprimorada do compilador Solidity que permite a verificação formal automatizada do código Solidity por meio de anotações e verificação modular do programa.
- KEVM: KEVM representa formalmente a Máquina Virtual Ethereum(EVM)criado usando o framework K. É executável e pode verificar reivindicações específicas relacionadas a propriedades por meio da lógica de alcançabilidade.
Estruturas lógicas para prova de teoremas
- Isabelle: Isabelle/HOL é um assistente de prova que ajuda os usuários a expressar fórmulas matemáticas em uma linguagem formal e fornece ferramentas para prová-las. Seu uso principal é formalizar provas matemáticas, especialmente para verificar a correção de hardware e software de computador e as propriedades de linguagens de programação e protocolos.
- Coq - Coq é um provador de teoremas interativo que permite que você defina programas com teoremas e crie provas verificadas por máquina de sua correção através de um processo interativo.
Ferramentas baseadas em execução simbólica para detectar padrões vulneráveis em contratos inteligentes
- Manticore - Uma ferramenta que analisa o bytecode EVM usando execução simbólica.
- Hevm - hevm é um mecanismo de execução simbólica que verifica a equivalência do bytecode EVM.
- Mythril - Uma ferramenta de execução simbólica usada para encontrar vulnerabilidades em contratos inteligentes Ethereum.
Conclusão
Para proteger contratos inteligentes, a combinação de verificação formal com auditoria manual é crucial para uma avaliação abrangente de sua segurança. Embora a verificação formal possa ser pesada em recursos, é um investimento valioso para contratos que envolvem altas apostas ou riscos significativos. Os contratos inteligentes são mais do que um conceito na moda; eles estão transformando as operações de negócios globais e, embora tragam desafios, sua capacidade sem igual de aumentar a eficiência, minimizar erros e reforçar a segurança não pode ser ignorada. Os contratos inteligentes têm um potencial tremendo para simplificar processos e promover a confiança em transações digitais. Nesse sentido, as organizações que adotam essa tecnologia hoje estarão preparadas para prosperar em um futuro que prioriza a transparência e a confiabilidade.
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