G.O.S.S.I.P 学术论文推荐 2021-07-16（补）

今（昨）天给大家推荐的是来自IEEE S&P的一篇关于智能合约自动化检查和修复的论文——"SGUARD: Towards Fixing Vulnerable Smart Contracts Automatically"。作者提出了一种工具，在智能合约运行时对其进行自动化检查，可以确保针对智能合约中4种常见的漏洞进行修补。

由于区块链不可篡改的特性，使得其上的存在漏洞的智能合约不可修补，如何在其部署前修补漏洞就成为了解决问题的关键。本文提出了一种用于自动修复存在漏洞的智能合约的工具——SGuard，它能够确保了合约修复的正确性，并且优化了时间开销和gas费用开销。该工具的主要流程如下：

（1）首先SGuard会最大程度地收集智能合约符号执行信息的有限集合，然后对此集合中的符号执行信息进行静态分析，定位出潜在的漏洞所在位置。目前SGuard目前支持以下4种常见的漏洞

• 算数溢出漏洞

• 内部（单一）函数重入攻击漏洞

• 跨函数重入攻击漏洞

• tx.origin利用漏洞

考虑到诸如Securify工具和Ethainter工具等合约漏洞检测工具的存在不足之处，本文工具的静态分析功能基于原有的工具做了相应的改进。总体来讲，SGuard工具首先会计算每个状态的迭代上限，然后根据迭代上限枚举出全部的符号执行信息。之后检查每个符号执行信息，来判断是否出现了本文所定义的4种漏洞。

（2）然后SGuard针对上述4中漏洞类型，分别采用特定的合约修复模式进行修复，并且最终证明本文的修复方案是正确的（没有误报也没有漏报，sound并且complete）。修复是在源代码层面进行的。

作者选取了存在源码的5000个智能合约对工具进行评估。

• 路径分析的复杂性测试：本文测试的5000个合约当中，有1767个合约（即35.34%）运行超时（时间上限设定为5 分钟）。剩下的执行成功的合约当中有1590个合约是无漏洞的，1643个合约得到了修复。其中有38个合约修复后无法编译，作者在文中也对其原因做了分析，包括Solidity编译本身的问题以及不同版本Solidity编译器的兼容性。

• 漏洞定位正确性：作者对工具的漏洞定位能力做了评估，对于漏洞的定位，实际上就是评估数据依赖的正确性。实验结果如下图所示结果，作者选取了四个指令，分别分析了其对应漏洞的定位成功率，分别为99.99%，85.58%，99.98%和98.43%。

• 额外开销：作者分析了本工具在修补完合约之后，对合约的运行时间和gas费用所带来的额外开销情况，平均的时间开销增加量为14.79%，gas费用开销增加量为0.79%。

• 修复工具的运行时间：作者统计并分析了本文提出的修复工具所需要的运行时间，改变了一次输入的合约数量来观察修复工具的性能。结果如下图所示（图中横坐标表示合约数量的10%），其中90%的合约都唔那个在36秒内完成修复。

论文PDF：

https://arxiv.org/pdf/2101.01917.pdf

原文始发于微信公众号（安全研究GoSSIP）：G.O.S.S.I.P 学术论文推荐 2021-07-16（补）