Mitigare gli attacchi front running nei contratti intelligenti? | di Ranjithkumar | Il lato oscuro | Gennaio 2024

I contratti intelligenti, la pietra angolare delle applicazioni decentralizzate (DApp), hanno rivoluzionato il modo in cui effettuiamo transazioni sulla blockchain. Tuttavia, con l’innovazione arriva il rischio di sfruttamento, e una di queste minacce che ha acquisito importanza è l’attacco in prima linea. In questo post del blog esploreremo cos’è il front running, il suo impatto sui contratti intelligenti e le strategie per rafforzare le tue transazioni contro questa pratica dannosa.

Comprendere il Front Running:

Il front running è una forma di manipolazione del mercato in cui un individuo o un’entità sfrutta la conoscenza avanzata delle transazioni imminenti per ottenere un vantaggio ingiusto. Nel contesto degli smart contract, il front running si verifica quando un utente malintenzionato anticipa e sfrutta l’esecuzione di una transazione prima che questa venga inclusa in un blocco. Ciò può portare l’aggressore a trarre profitto a scapito del mittente della transazione originale.

Meccanica di un attacco in corsa frontale:

1. Osservazione: Gli aggressori monitorano le transazioni in sospeso nel mempool, il pool di transazioni non confermate in attesa di essere incluse in un blocco.
2. Anticipazione: L’aggressore identifica una transazione desiderabile, che spesso comporta l’acquisto o la vendita di asset, e prepara rapidamente una transazione da eseguire prima di quella originale.
3. Esecuzione: La transazione dell’aggressore, con un prezzo del gas più elevato, viene compromessa prima della transazione originale, alterando il risultato previsto e portando potenzialmente a perdite finanziarie per la vittima.

Impatto sui contratti intelligenti:

Gli attacchi front running pongono rischi significativi a varie applicazioni decentralizzate e contratti intelligenti. Alcuni scenari comuni includono:

• Scambi decentralizzati (DEX): I front runner possono sfruttare le variazioni di prezzo piazzando ordini prima degli altri, portando a prezzi di mercato distorti e condizioni commerciali sfavorevoli.
• Offerte in stile asta: Negli scenari in cui i partecipanti presentano offerte o transazioni entro un periodo di tempo limitato, i front runner possono manipolare il risultato posizionando strategicamente le loro offerte.
• Vendite di token e offerte iniziali di monete (ICO): I front runner possono trarre vantaggio dalle vendite di token, accaparrandosi una parte significativa di token a un prezzo favorevole prima che altri possano partecipare.

Mitigare gli attacchi in corsa frontale:

Per salvaguardare i tuoi contratti intelligenti dagli attacchi front running, considera l’implementazione delle seguenti strategie:

• Utilizza schemi di commit-rivelazione: Implementa schemi di commit-rivelazione per nascondere le informazioni sensibili fino a una fase di rivelazione successiva. Ciò impedisce ai front runner di prevedere e sfruttare i dettagli della transazione. I partecipanti si impegnano nelle loro transazioni, rendendo difficile per gli aggressori anticipare i dettagli esatti.
• Impegni crittografici: Sfrutta gli impegni crittografici, come le funzioni hash, per creare impegni sicuri e a prova di manomissione. L’uso di funzioni crittografiche aggiunge un livello di complessità, rendendo difficile per i front runner decodificare i valori impegnati.
• Servizi Oracle decentralizzati: Utilizza le reti Oracle decentralizzate per ottenere informazioni dal mondo reale in modo sicuro. Affidandosi a più oracoli, si riduce il rischio di un singolo punto di errore o manipolazione, rendendo più difficile per i front runner sfruttare i feed di informazioni.
• Meccanismi delle aste del gas: Implementare meccanismi di aste del gas per adeguare dinamicamente i prezzi del gas in base alla domanda. Ciò può rendere economicamente irrealizzabile per i front runner sfruttare in modo coerente le transazioni, poiché avrebbero bisogno di superare significativamente le offerte degli altri partecipanti.
• Tecniche di randomizzazione: Introdurre elementi di randomizzazione nella logica del contratto intelligente per rendere più difficile per i front runner prevedere i risultati delle transazioni. Ciò può includere ritardi casuali nell’esecuzione o posizionamenti di ordini casuali.
• Controlli di accesso al contratto intelligente: Implementare controlli di accesso adeguati per limitare le funzioni sensibili agli utenti autorizzati. Garantisci che le funzioni critiche siano accessibili solo agli utenti con le autorizzazioni necessarie, riducendo il rischio di front-running non autorizzato.
• Utilizzo del gas ottimizzato: Ottimizza l’utilizzo del gas nei tuoi contratti intelligenti per rendere gli attacchi front-running meno attraenti dal punto di vista economico. Riducendo al minimo il costo del gas delle transazioni, riduci i potenziali guadagni per i front runner.
• Azioni dipendenti dal tempo: Introdurre azioni dipendenti dal tempo che rendono difficile per i front runner prevedere la tempistica esatta delle transazioni. Ciò può includere ritardi casuali o l’utilizzo di timestamp di blocco in modo sicuro.
• Prove a conoscenza zero: Esplora l’uso delle prove a conoscenza zero per migliorare la privacy e la sicurezza. Le prove a conoscenza zero consentono a una parte di dimostrare l’autenticità delle informazioni senza rivelare i dettagli effettivi. Questo può essere applicato per nascondere i dettagli della transazione ai potenziali favoriti.

Comprensione degli schemi Commit-Reveal:

Uno schema Commit-Reveal è una tecnica crittografica progettata per nascondere informazioni sensibili durante una fase di impegno e successivamente rivelarle in modo sicuro. Questo approccio garantisce che i dettagli critici di una transazione, come l’importo, il prezzo o qualsiasi altro dato riservato, rimangano nascosti fino a un momento predeterminato in cui i partecipanti divulgano le informazioni impegnate.

Le due fasi degli schemi Commit-Reveal:

Fase di impegno:

• Nella fase di commit, i partecipanti generano un impegno, in genere attraverso una funzione hash crittografica, nascondendo le informazioni effettive. L’impegno viene quindi trasmesso pubblicamente o archiviato sulla blockchain, consentendo ai partecipanti di verificare l’esistenza dell’impegno.

Fase di rivelazione:

• Dopo un tempo predefinito o un evento trigger, i partecipanti entrano nella fase di rivelazione, in cui rivelano le informazioni originali. Le informazioni rivelate vengono confrontate con il valore impegnato e, se corrispondono, la transazione viene eseguita.

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;
contract FrontRunningMitigation {
address public auctioneer;
uint256 public revealPhaseEndTime;
bytes32 public commitment;
mapping(address => uint256) public bids;
modifier onlyAuctioneer() {
require(msg.sender == auctioneer, "Unauthorized access");
_;
}
modifier duringRevealPhase() {
require(block.timestamp <= revealPhaseEndTime, "Reveal phase has ended");
_;
}
event BidCommitted(address indexed bidder, bytes32 commitment);
event BidRevealed(address indexed bidder, uint256 revealedBid);
constructor(uint256 _revealPhaseDuration) {
auctioneer = msg.sender;
revealPhaseEndTime = block.timestamp + _revealPhaseDuration;
}
function commitBid(bytes32 _commitment) external payable {
require(msg.value > 0, "Bid value must be greater than 0");
commitment = _commitment;
bids[msg.sender] = msg.value;
emit BidCommitted(msg.sender, _commitment);
}
function revealBid(uint256 _bid, uint256 _nonce) external duringRevealPhase {
require(keccak256(abi.encodePacked(_bid, _nonce, msg.sender)) == commitment, "Invalid commitment");
require(_bid > 0, "Bid must be greater than 0");
// Perform additional logic based on the revealed bid
// For simplicity, we're just emitting an event in this example
emit BidRevealed(msg.sender, _bid);
// Clear the bid to prevent further reveals with the same commitment
bids[msg.sender] = 0;
}
function withdraw() external {
// Participants can withdraw their bid amount after the reveal phase
require(block.timestamp > revealPhaseEndTime, "Reveal phase has not ended");
uint256 amount = bids[msg.sender];
require(amount > 0, "No bid to withdraw");
// Transfer the bid amount back to the participant
payable(msg.sender).transfer(amount);
bids[msg.sender] = 0;
}
// Function to extend the reveal phase if needed (only callable by the auctioneer)
function extendRevealPhase(uint256 _additionalDuration) external onlyAuctioneer {
revealPhaseEndTime += _additionalDuration;
}
}

Spiegazione dei componenti chiave:

• IL commitBid La funzione consente ai partecipanti di impegnarsi in un’offerta fornendo un impegno (hash dell’offerta e un nonce) insieme al valore dell’offerta.
• IL revealBid la funzione viene utilizzata dai partecipanti per rivelare le proprie offerte durante la fase di rivelazione. L’impegno viene controllato per garantirne la validità.
• IL withdraw la funzione consente ai partecipanti di ritirare l’importo della propria offerta dopo la fase di rivelazione.
• IL extendRevealPhase La funzione è una funzione di utilità che il banditore può utilizzare per estendere la fase di rivelazione, se necessario.

Questo contratto intelligente utilizza uno schema Commit-Reveal, in cui i partecipanti si impegnano a rispettare le loro offerte commitBid fase e rivelare i valori effettivi dell’offerta durante la fase revealBid fase. L’impegno viene controllato durante la fase di rivelazione per garantire l’integrità del processo, rendendolo resistente agli attacchi front-running.

Conclusione:

Gli attacchi frontali rappresentano una seria minaccia per l’integrità dei contratti intelligenti e delle applicazioni decentralizzate. Comprendendo i meccanismi del front running e implementando strategie proattive, gli sviluppatori possono rafforzare i propri contratti intelligenti contro la manipolazione. Man mano che l’ecosistema blockchain si evolve, la vigilanza, l’innovazione e la collaborazione della comunità rimangono essenziali nella battaglia in corso contro gli attori malintenzionati che cercano di sfruttare le vulnerabilità nei sistemi decentralizzati.

Pubblicato originariamente in https://www.inclinedweb.com/2024/01/22/mitigate-front-running-attack-in-smart-contracts/