Move言語のセキュリティ解析

イントロダクション

Moveは、MoveVMを実装したブロックチェーン環境で動作するスマートコントラクト言語です。その誕生当初から、ブロックチェーンとスマートコントラクトの多くのセキュリティ問題を考慮し、RUST言語のいくつかのセキュリティ設計を参考にしています。安全性を主要な特徴とする次世代のスマートコントラクト言語として、Moveの安全性はどのようなものなのでしょうか？言語レベルや関連メカニズムでEVM、WASMなどのコントラクト仮想マシンの一般的なセキュリティ脅威を回避できるのでしょうか？それ自体に特有のセキュリティリスクは存在するのでしょうか？

この記事では、言語の特性、実行メカニズム、検証ツールの3つの側面からMove言語の安全性の問題について探討します。

! Move Securityの説明:スマートコントラクト言語のゲームチェンジャー

1. Move 言語のセキュリティ機能

多くの既存のプログラミング言語とは異なり、Moveは信頼されていないコードとの安全な相互作用をサポートし、かつ静的検証をサポートするように設計されています。Moveがこれらの安全性を備えているのは、柔軟性を考慮した非線形ロジックを放棄し、動的ディスパッチや再帰的外部呼び出しをサポートしないためです。その代わりに、ジェネリック、グローバルストレージ、リソースなどの概念を使用して代替のプログラミングモデルを実現しています。例えば、Moveは再入可能性の脆弱性を引き起こす可能性のある動的スケジューリングと再帰呼び出しの機能を省略しています。

Moveの主なセキュリティ機能は次のとおりです:

1. モジュール(Module): 各Moveモジュールは、一連の構造体タイプとプロセス定義で構成されています。モジュールは、他のモジュールが宣言したタイプ定義をインポートし、そのプロセスを呼び出すことができます。

2. 構造体(Structs): リソースタイプとして定義でき、永続的なグローバルキー/値ストレージに保存できることを示します。

3. プロセス(function): モジュールの具体的な機能を定義します。

4. グローバルストレージ: Moveプログラムが永続的なデータを保存することを許可します。このデータは、それを所有するモジュールによってプログラム的に読み書きされることのみができます。

5. 不変条件のチェック: 定義可能な静的チェックの不変条件により、システム内のリソースの完全性を保証します。

6. バイトコード検証器: セキュリティタイプと線形化を検証し、機密値が不正に作成、変更、または破壊されるのを防ぎます。

! ムーブセキュリティの説明:スマートコントラクト言語のゲームチェンジャー

2. Moveの実行メカニズム

Moveプログラムは仮想マシンで実行され、システムメモリに直接アクセスすることはできません。プログラムはスタック上で実行され、グローバルストレージはメモリ(ヒープ)とグローバル変数(スタック)の二つの部分に分かれています。

Moveのバイトコード命令はスタック型インタプリタで実行されます。この方法は実装と制御が容易で、ハードウェアの要求が低く、ブロックチェーンのシナリオに適しています。同時に、レジスタ型インタプリタと比較して、スタック型インタプリタは変数間のコピーや移動をより簡単に制御および検出できます。

実行中、Moveプログラムの状態はコールスタック、メモリ、グローバル変数、および操作によって構成されます。コールスタックにはプロセス実行のすべてのコンテキスト情報が含まれています。Call命令を実行すると、新しいコールスタックオブジェクトが作成されます。分岐命令に遭遇すると、プロセス内部で静的ジャンプが行われます。

EVMとは異なり、MoveVMはデータストレージと呼び出しスタックを分離しており、ブロックチェーン上の資産安全管理のニーズにより適しています。この設計は安全性と実行効率の大幅な向上をもたらします。

! ムーブセキュリティの説明:スマートコントラクト言語のゲームチェンジャー

3. ムーブプロバー

Move Proverは、推論に基づく形式的検証ツールであり、形式的な言語を使用してプログラムの動作を記述し、推論アルゴリズムを用いてプログラムが期待通りに動作するかどうかを検証します。これにより、開発者はスマートコントラクトの正確性を確保し、取引リスクを低減することができます。

Move Proverは演繹的検証アルゴリズムを使用して、既知の情報に基づいてプログラムの動作を推測し、期待される動作と一致することを保証します。これにより、プログラムの正確性を確保し、手動テストの作業量を削減するのに役立ちます。

Move Proverのワークフローは次のとおりです:

1. Moveソースファイルを入力として受け取る
2. 規範を抽出し、バイトコードにコンパイルする
3. バリデーターオブジェクトモデルに変換する
4. Boogie中級言語への翻訳
5. 検証条件を生成する
6. Z3ソルバーを使用してSMT式を検証する
7. 診断レポートを生成し、ソースコードレベルのエラーに復元する

Move仕様言語は、仕様システムを記述するために使用され、Move言語のサブセットであり、プログラムの正確な動作を静的に記述することをサポートします。

全体的に見て、Move Proverは、開発者がスマートコントラクトの正確性を確認し、取引リスクを減らし、スマートコントラクトの展開に対する信頼を高めるのに非常に役立つツールです。

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4. まとめ

Move言語はセキュリティ設計において非常に優れており、言語の特徴、仮想マシンの実行、セキュリティツールのレベルで包括的に考慮されています。柔軟性の一部を犠牲にし、強制型チェックと線形論理を採用することで、コンパイルチェックと形式的検証が容易になります。MoveVMは状態とロジックを分離しており、ブロックチェーン資産のセキュリティ管理のニーズにより適しています。

Move言語は、EVMで一般的な再入、オーバーフロー、Call/DeleGateCall注入などの脆弱性を効果的に回避できます。しかし、認証、コードロジック、大きな整数構造のオーバーフローなどの問題は、依然として開発者が特に注意を払う必要があります。Move Proverは形式的検証を提供しますが、全体設計の欠陥を補うことはできません。

Moveはセキュリティ面で多くの考慮がなされているが、完全に安全な言語やプログラムは存在しない。Moveスマートコントラクト開発者は、引き続き第三者のセキュリティ会社の監査サービスを利用し、規範部分の作成と検証を専門のセキュリティチームに委託することをお勧めする。