Phân tích lỗ hổng biên dịch viên Solidity và chiến lược ứng phó

Trình biên dịch là một trong những thành phần cốt lõi của hệ thống máy tính hiện đại, chức năng chính của nó là chuyển đổi mã nguồn ngôn ngữ lập trình cấp cao thành mã lệnh có thể thực thi bởi máy. Mặc dù các nhà phát triển và nhân viên an ninh thường chú ý nhiều hơn đến tính an toàn của mã ứng dụng, nhưng trình biên dịch như một chương trình máy tính cũng có thể tồn tại những lỗ hổng bảo mật, trong một số trường hợp có thể gây ra rủi ro an toàn nghiêm trọng.

Ví dụ, khi trình duyệt biên dịch và thực thi mã JavaScript, có thể do lỗ hổng trong engine JavaScript mà dẫn đến việc thực thi mã từ xa, cho phép kẻ tấn công kiểm soát trình duyệt của nạn nhân hoặc thậm chí hệ điều hành. Tương tự, lỗi trong trình biên dịch C++ cũng có thể dẫn đến việc thực thi mã từ xa và những hậu quả nghiêm trọng khác. Trình biên dịch Solidity cũng không phải là ngoại lệ, nhiều phiên bản đều tồn tại lỗ hổng bảo mật.

Trình biên dịch Solidity có chức năng chuyển đổi mã hợp đồng thông minh thành mã lệnh có thể thực thi trên máy ảo Ethereum (EVM). Cần lưu ý rằng lỗ hổng của trình biên dịch Solidity khác với lỗ hổng của EVM. Lỗ hổng EVM có thể ảnh hưởng đến sự an toàn của toàn bộ mạng Ethereum, trong khi lỗ hổng của trình biên dịch Solidity chủ yếu ảnh hưởng đến các nhà phát triển hợp đồng thông minh, không trực tiếp đe dọa đến mạng Ethereum.

Một trong những mối nguy hiểm chính của lỗ hổng trình biên dịch Solidity là có thể dẫn đến mã EVM được tạo ra không khớp với dự kiến của nhà phát triển. Bởi vì các hợp đồng thông minh trên Ethereum thường liên quan đến tài sản tiền điện tử của người dùng, nên bất kỳ lỗi nào do trình biên dịch gây ra đều có thể dẫn đến tổn thất tài sản của người dùng, hậu quả rất nghiêm trọng.

Dưới đây là một số ví dụ thực tế về lỗ hổng của trình biên dịch Solidity:

1. SOL-2016-9 HighOrderByteCleanStorage

Lỗ hổng này tồn tại trong các phiên bản trước của biên dịch viên Solidity ( >= 0.1.6 < 0.4.4). Trong một số trường hợp, các biến storage có thể bị sửa đổi một cách không mong muốn, dẫn đến giá trị trả về của hàm không khớp với mong đợi. Sự không nhất quán này có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng trong các hoạt động quan trọng như xác thực quyền hạn, kế toán tài sản.

2. SOL-2022-4 Tác động bên của bộ nhớ InlineAssembly

Lỗ hổng này ảnh hưởng đến các phiên bản biên dịch viên từ >=0.8.13 đến <0.8.15. Do lỗi trong quá trình tối ưu hóa của biên dịch viên, có thể dẫn đến việc thao tác ghi vào bộ nhớ bị xóa nhầm, từ đó tạo ra giá trị trả về không chính xác cho hàm.

3. SOL-2022-6 AbiReencodingHeadOverflowWithStaticArrayCleanup

Lỗi này tồn tại trong các trình biên dịch phiên bản >= 0.5.8 < 0.8.16. Khi xử lý các thao tác abi.encode với mảng kiểu calldata, có thể thay đổi sai dữ liệu liền kề, dẫn đến dữ liệu không nhất quán sau khi mã hóa và giải mã.

Đối với lỗ hổng của trình biên dịch Solidity, xin đưa ra các khuyến nghị bảo mật sau:

Dành cho các nhà phát triển:

• Sử dụng phiên bản trình biên dịch Solidity mới hơn để giảm thiểu các vấn đề bảo mật đã biết.
• Hoàn thiện các trường hợp thử nghiệm đơn vị, nâng cao tỷ lệ bao phủ mã, giúp phát hiện các vấn đề do biên dịch viên gây ra.
• Tránh sử dụng lắp ráp nội tuyến, mã hóa và giải mã abi phức tạp, cẩn thận khi sử dụng các tính năng mới và các chức năng thử nghiệm.

Đối với nhân viên an ninh:

• Xem xét các rủi ro có thể do trình biên dịch Solidity gây ra trong quá trình kiểm toán an ninh.
• Trong quy trình phát triển SDL, thúc giục đội ngũ phát triển nâng cấp phiên bản biên dịch kịp thời.
• Có thể đưa vào kiểm tra tự động về phiên bản biên dịch trong quy trình CI/CD.
• Đánh giá ảnh hưởng an ninh thực tế của lỗ hổng biên dịch viên dựa trên tình huống cụ thể của dự án, tránh lo lắng quá mức.

Một số tài nguyên hữu ích:

• Cảnh báo an toàn chính thức từ Solidity
• Danh sách lỗi được cập nhật định kỳ trong kho GitHub Solidity
• Danh sách lỗi biên dịch viên các phiên bản, có thể được sử dụng để kiểm tra tự động.
• Trang hợp đồng trên Etherscan sẽ thông báo các lỗ hổng bảo mật có trong phiên bản biên dịch hiện tại.

Tóm lại, mặc dù lỗ hổng của trình biên dịch Solidity không phổ biến, nhưng có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng. Các nhà phát triển và nhân viên an ninh nên nâng cao cảnh giác và thực hiện các biện pháp phù hợp để giảm thiểu rủi ro liên quan.