[发明专利]一种跨合约重入攻击检测方法及系统

说明书

本发明对区块链智能合约，提供了一种跨合约重入攻击检测方法及系统，主旨在于解决由于智能合约代码不严谨而导致的漏洞被利用的问题，其主要方案包括合约处理模块：分析智能合约源码，构建出待检测合约的跨合约调用图；静态分析模块：针对生成的跨合约调用图进行静态污点分析，得到可疑的污点路径；路径确认模块：基于支付前验证、支付地址硬编码、交易锁保护等规则，对可疑的路径进行审查，最终输出重入漏洞路径检测结果。

技术领域

本发明是属于区块链安全领域，提供了一种跨合约重入攻击检测方法及系统。

背景技术

区块链作为目前最火热的技术之一，正在金融服务等方面获得技术采用，它的透明性、可追溯性、不可篡改性和可验证性在多方业务协作方面也很有价值，如供应链管理。智能合约是一种特殊协议，旨在提供、验证及执行合约，它允许我们在不需要第三方的情况下，执行可追溯、不可逆转和安全的交易。智能合约包含了有关交易的所有信息，只有在满足要求后才会执行结果操作。但是由于区块链技术的相对不成熟以及大量良莠不齐的智能合约的出现，导致当智能合约调用或利用其他外部合约的代码时，这些外部调用可能被攻击者所劫持，从而迫使合约执行更多的代码。攻击者可以在外部地址小心地构建合约，该地址包含回退函数中的恶意代码。因此当合约把数据送到此地址时，将激活恶意代码。通常恶意代码在易受攻击的合约上执行函数，是开发人员没有预期的操作。臭名昭著的The Dao事件中黑客就是利用了这种攻击，最终导致了以太坊的硬分叉。

目前针对重入攻击已有一些预防手段，即程序员需要在编写和约的时候更加谨慎。第一种方法是将以太坊发送到外部合约时使用内置的transfer()函数，由于该函数仅仅改送2300Gas给外部调用，这就并不足以使目的地址合约调用另一个合约。第二种技术是确保所有改变状态变量的逻辑，这都发生在以太币被发送出合约或任何外部调用之前。最好将对未知地址的外部调用，作为本地函数或代码的最后一个操作。这在以太坊文档中称为检查-效果-交互模式。另外一种方式是引入互斥锁，也就是添加一个状态变量，在代码执行期间锁定合约，防止重入调用。

函数调用关系图通常是有向无环图，针对调用图的分析可分为静态和动态分析，静态分析是指不运行待分析程序的前提下进行分析，通常分析的是目标的源码或是二进制文件；动态分析是指记录程序实际运行时的函数调用情况。分析源码得到的调用图的质量通常与分析工具对编程语言的理解程度有关。对目标二进制文件的分析通常是将文件进行反汇编，之后分析得到的文本文件。动态分析是在程序运行的时候记录函数的调用，然后整理生成调用图。与静态分析相比，它能够获得更多的信息，比如函数调用的先后顺序和次数；不过也有一定的缺点，就是程序中语句的某些分支可能没有的执行到，这些分支中调用的函数自然就没法被记录。

污点分析可以抽象成一个三元组sources，sinks，sanitizers的形式。source即污点源，代表直接引入不受信任的数据或者机密数据到系统中；sink即污点汇聚点，代表直接产生安全敏感操作(违反数据完整性)或者泄露隐私数据到外界(违反数据保密性)；sanitizer即无害处理，代表通过数据加密或者移除危害操作等手段使数据传播不再对软件系统的信息安全产生危害，污点分析就是分析程序中由污点源引入的数据是否能够不经无害处理，而直接传播到污点汇聚点。如果不能，说明系统是信息流安全的；否则，说明系统产生了隐私数据泄露或危险数据操作等安全问题。