Sumário
- Introdução
- O que é o padrão CEI (Checks-Effects-Interactions, ou Verificações-Efeitos-Interações)
- Por que ataques de reentrância são possíveis quando não se segue o padrão CEI?
- Exemplo de Ataque de Reentrância não seguindo o padrão CEI
- Como aplicar o padrão CEI
- Conclusões
- Referências
Introdução
Neste artigo, discutiremos o padrão CEI, ou padrão de Verificações-Efeitos-Interações, um conceito crucial no desenvolvimento de contratos inteligentes. Ao seguir este padrão, os desenvolvedores podem melhorar significativamente a segurança de seus contratos inteligentes, pois a ausência deste padrão pode introduzir o famoso vetor de ataque de reentrância.
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O que é o padrão CEI?
O padrão CEI é um conceito crucial no desenvolvimento de contratos inteligentes que visa melhorar a segurança, garantindo que chamadas externas sejam feitas apenas após todas as alterações de estado terem ocorrido. Esta é uma prática recomendada que todos os desenvolvedores devem ter em mente ao criar contratos inteligentes seguros na blockchain, especialmente usando a linguagem de programação Solidity para blockchains compatíveis com a EVM.
O padrão CEI requer que qualquer modificação de estado em uma função ocorra antes que uma chamada externa seja feita. Em essência, isso significa que antes de fazer uma chamada externa, a função deve realizar todas as mudanças de estado necessárias, como atualizar os dados do contrato (por exemplo, o saldo de um usuário), verificar a validade dos valores de entrada, e assim por diante.
Uma violação do padrão CEI pode levar a consequências desastrosas. Se você quiser saber mais sobre as consequências de não seguir esta melhor prática, veja o exemplo abaixo.
Por que ataques de reentrância são possíveis quando não se segue o padrão CEI?
Quando uma chamada externa é feita, o controle é transferido para outro contrato ou uma terceira parte, que pode aproveitar o estado inalterado para executar código malicioso que pode comprometer a segurança do contrato. Isso pode resultar em um cenário de reentrância, onde um ator mal-intencionado pode reentrar repetidamente na função do contrato e alterar seu fluxo esperado.
Imagem da geeksforgeeks.
Outra definição de Reentrância por BlockSec:
Em um contrato inteligente, a reentrância pode ocorrer quando uma função executa uma chamada externa de outro contrato, que por sua vez invoca a função original (ou outras funções) antes que a invocação original retorne. Se a chamada externa for controlada por uma entidade não confiável (por exemplo, um contrato malicioso), isso pode levar a um resultado inesperado. Isso porque, em algumas funções, o resultado depende do estado do contrato. O estado do contrato será atualizado após a chamada externa. No entanto, a invocação reentrante da função usará o estado antigo em vez do atualizado.
Exemplo de Ataque de Reentrância não seguindo o padrão CEI
Código do desafio Ethernaut não usando o padrão CEI, introduzindo um vetor de ataque de reentrância:
Código Vulnerável
O ataque de reentrância consistirá nas seguintes etapas:
- A vítima deposita 0.001 ETH no contrato vulnerável;
- O invasor chama a função de ataque (
attack) no contratoAttackerContract. Esta função primeiro deposita 0.01 ETH no cofre usando a funçãodonate. Isso é feito para ter um saldo no cofre que pode ser retirado doAttackerContract. - O atacante então chama a função de saque (
withdraw) do cofre, tentando sacar este 0.01 ETH. Como o atacante tem um saldo no cofre, a retirada é bem sucedida. - O cofre transfere o 0.01 ETH do saldo do atacante para o
AttackerContract. - O
AttackerContractrecebe 0.01 ETH em sua funçãoreceive, que é acionada pela transferência. Neste ponto, o saldo do atacante no cofre ainda não foi alterado. - Dentro da função
receive, o atacante chama a funçãowithdrawdo cofre novamente, tentando sacar 0.01 ETH. Como o saldo do atacante no cofre ainda não foi atualizado, a retirada é bem sucedida novamente. - O cofre transfere um adicional de 0.001 (saldo restante) ETH para o
AttackerContract, que agora executou com sucesso um ataque de reentrância, chamando repetidamente a função de saque e drenando o contrato.
AttackerContract
Veja o código do AttackerContract aqui:
Teste explorando o código vulnerável acima
1.Saldo inicial do contrato vulnerável = 0.001 ETH.
2.Implantando o AttackerContract, passando como argumento o endereço do contrato vulnerável.
Endereço do contrato vulnerável
Implantando o AttackerContract
1.Saldo do AttackerContract antes do ataque.
2.Atacante inicia a função attack do AttackerContract (Depósito de 0.01ETH do atacante EOA + Saque do mesmo 0.01 ETH).
3.O atacante obtém o saldo do AttackerContract usando a função getBalance, e agora ele tem o 0.01 ETH que enviou mais o 0.001 ETH que estava no contrato antes do ataque.
Saldo do AttackerContract após o ataque
4.O contrato vulnerável agora teve seus fundos drenados.
Saldo do contrato vulnerável após o ataque
Como aplicar o padrão CEI
Para implementar o padrão CEI, os desenvolvedores devem seguir três etapas:
- Verificações: A função deve validar todos os parâmetros de entrada para garantir que sejam válidos.
- Efeitos: Todas as alterações de estado devem ocorrer, incluindo a atualização dos dados do contrato.
- Interação: Finalmente, todas as chamadas externas devem ser feitas.
Conclusões:
O padrão CEI, ou padrão de Verificações-Efeitos-Interações, é uma prática de segurança crítica para o desenvolvimento de contratos inteligentes. Ao seguir o padrão CEI, os desenvolvedores podem melhorar significativamente a segurança de seus contratos inteligentes, garantindo que as chamadas externas sejam feitas apenas após todas as alterações de estado terem ocorrido. Isso pode ajudar a prevenir ataques de reentrância, que são uma das vulnerabilidades de segurança mais comuns em contratos inteligentes.
O padrão CEI é relativamente simples de implementar, e existem vários recursos disponíveis para ajudar os desenvolvedores a aprender mais sobre ele. Eu encorajo todos os desenvolvedores que estão construindo contratos inteligentes a adotar o padrão CEI como parte de suas melhores práticas de segurança.
Obrigado por ler!
Referências:
Checks Effects Interactions by Fravoll
Smart Contract : Security Patterns
Reentrancy Attack in Smart Contracts — GeeksForGeeks
Artigo original publicado por Sergio Mazariego. Traduzido por Paulinho Giovannini.
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