Эксплойт The DAO

Что представлял собой эксплойт The DAO?

Эксплойт The DAO был крупной атакой на смарт-контракт Ethereum в июне 2016 года, в результате которой было выведено примерно одна треть ETH, хранившихся в The DAO — ранней децентрализованной инвестиционной организации.

The DAO была задумана как организация на основе блокчейна, в которой держатели токенов могли голосовать по предложениям и участвовать в решении того, как будут использоваться объединенные средства.

Эксплойт стал одним из важнейших событий в истории криптовалют, поскольку показал, насколько опасными могут быть ошибки смарт-контрактов, когда код контролирует большие объемы ценности.

Он также привел к одному из самых известных споров об управлении Ethereum: должна ли сеть изменить свое состояние, чтобы помочь вернуть затронутые средства.

В итоге сообщество Ethereum поддержало хардфорк, который перевел средства из связанных с The DAO контрактов в контракт восстановления.

В официальном объявлении Ethereum Foundation о завершении хардфорка говорится, что блок 1,920,000 выполнил нерегулярное изменение состояния, переведшее около 12 миллионов ETH из контрактов «Dark DAO» и «Whitehat DAO» в контракт восстановления WithdrawDAO.

Это событие часто называют «взломом The DAO», но более точный термин — «эксплойт The DAO», поскольку атакующий использовал изъян в логике смарт-контракта, а не взломал базовый протокол Ethereum.

Сам Ethereum не дал сбой на уровне консенсуса.

Уязвимый код находился в системе смарт-контрактов The DAO, развернутой в Ethereum.

Это различие важно, поскольку блокчейны могут работать корректно, тогда как приложения, построенные поверх них, все равно могут содержать критические ошибки.

Что такое The DAO?

The DAO был одним из самых ранних и амбициозных экспериментов с децентрализованной автономной организацией в Ethereum.

Децентрализованная автономная организация, или DAO, — это организация на основе блокчейна, использующая смарт-контракты, токены и правила голосования для координации решений.

The DAO стремилась работать как децентрализованный инвестиционный механизм, в котором держатели токенов могли финансировать проекты и потенциально получать выгоду от результатов.

В отчете о расследовании SEC по The DAO The DAO описывается как виртуальная организация, воплощенная в компьютерном коде и исполняемая в распределенном реестре или блокчейне.

В том же отчете отмечается, что The DAO была создана с целью работы в качестве коммерческой организации, которая будет хранить активы от продажи DAO Tokens и использовать их для финансирования проектов.

С 30 апреля 2016 года по 28 мая 2016 года The DAO продала около 1,15 миллиарда DAO Tokens в обмен примерно на 12 миллионов ETH.

В то время это сделало The DAO одним из крупнейших криптовалютных мероприятий по привлечению средств из когда-либо предпринятых.

Многие пользователи видели в нем смелый пример возможностей смарт-контрактов Ethereum.

Вместо опоры на традиционную компанию, совет директоров или инвестиционного управляющего The DAO пыталась дать держателям токенов возможность координировать капитал посредством кода.

Эта концепция привлекла огромное внимание, но также сосредоточила очень большой объем ETH внутри сложной и относительно новой системы смарт-контрактов.

Как произошел эксплойт The DAO

Эксплойт The DAO широко считается атакой повторного входа (reentrancy).

Повторный вход происходит, когда смарт-контракт отправляет ценность внешнему контракту до того, как безопасно обновит собственный внутренний учет.

Получающий контракт затем может снова вызвать уязвимую функцию до завершения первого вызова.

Если уязвимый контракт еще не уменьшил баланс атакующего, атакующий может получить возможность снова и снова выводить средства в той же последовательности вызовов.

В случае The DAO атакующий использовал механику вывода и разделения контрактов, чтобы многократно запрашивать средства до того, как The DAO корректно обновила соответствующее состояние баланса.

Это позволило перевести ETH в дочернюю DAO, контролируемую атакующим.

Атака не требовала взлома приватных ключей, подавления майнеров Ethereum или изменения правил консенсуса Ethereum.

Атакующий использовал правила смарт-контракта The DAO против него самого.

В официальной документации Solidity по безопасности повторный вход по-прежнему указан как ключевой риск смарт-контрактов; в ней поясняется, что любое взаимодействие одного контракта с другим может позволить вызываемому контракту выполнить обратный вызов до завершения первого взаимодействия.

Эксплойт The DAO стал классическим примером того, почему разработчики должны быть чрезвычайно осторожны при написании функций, переводящих активы и обновляющих балансы.

Почему повторный вход был так опасен

Повторный вход опасен, поскольку превращает обычное взаимодействие контрактов в цикл, способный вывести средства.

Смарт-контракт может, на первый взгляд, содержать понятное правило о том, что пользователь может вывести только разрешенный ему баланс.

Однако если контракт отправляет средства до уменьшения баланса пользователя, контракт атакующего может повторно войти в функцию вывода до изменения баланса.

В результате один действительный баланс может использоваться многократно.

Это похоже на ситуацию, в которой банковский счет позволяет повторно снимать средства до фиксации того, что деньги уже были списаны.

В смарт-контрактах подобная ошибка может стать катастрофической, поскольку исполнение автоматизировано, быстро и необратимо, если более широкая сеть или приложение не имеют механизма восстановления.

Повторный вход также опасен тем, что новичкам может быть трудно его заметить.

Уязвимый код может на первый взгляд выглядеть разумно, поскольку проверяет балансы, отправляет средства и обновляет записи.

Проблема заключается в порядке операций.

Безопасная разработка контрактов обычно требует обновлять внутреннее состояние до совершения внешних вызовов.

Этот принцип часто называют паттерном checks-effects-interactions.

Паттерн checks-effects-interactions рекомендует разработчикам сначала выполнять проверки, затем обновлять внутреннее состояние и обращаться к внешним контрактам только после завершения этих обновлений.

Хронология эксплойта The DAO

Продажа токенов The DAO проходила с 30 апреля 2016 года по 28 мая 2016 года.

Проект быстро собрал большой объем ETH и стал важным символом ранних обещаний смарт-контрактов Ethereum.

17 июня 2016 года атакующий эксплуатировал контракт The DAO и начал выводить средства в дочернюю DAO.

Поскольку устройство The DAO включало задержки до полного вывода средств из дочерней DAO, у сообщества Ethereum было время обсудить возможные ответы.

Разработчики, майнеры, держатели токенов, биржи, исследователи и пользователи обсуждали, ничего ли не предпринимать, попытаться ли выполнить софтфорк или реализовать хардфорк.

Подход с софтфорком был рассмотрен, но вызвал технические проблемы и опасения по поводу безопасности.

Затем предложение о хардфорке стало предметом интенсивных обсуждений, поскольку оно изменило бы состояние Ethereum для помощи в возврате средств.

15 июля 2016 года Ethereum Foundation опубликовала пост «To fork or not to fork», в котором объяснялось, что решение является деликатным и должно оцениваться сообществом, а не приниматься одной центральной стороной.

20 июля 2016 года хардфорк был активирован на блоке 1,920,000.

Форк перевел средства из связанных с DAO контрактов в контракт восстановления, чтобы держатели DAO Tokens могли вывести ETH.

Ответ в форме хардфорка

Ответ в форме хардфорка стал наиболее спорной частью эксплойта The DAO.

Хардфорк — это изменение протокола, несовместимое с прежними правилами.

В данном случае форк включал нерегулярное изменение состояния, связанное со средствами The DAO.

Цель не заключалась в исправлении всех ошибок смарт-контрактов Ethereum.

Целью было конкретно устранить проблему большого объема ETH, затронутого эксплойтом The DAO.

В посте Ethereum Foundation о завершении хардфорка говорилось, что вскоре после форка около 85% майнеров майнили в цепочке форка.

Сторонники форка утверждали, что эксплойт нанес ущерб большому числу пользователей, угрожал ранней экосистеме Ethereum и использовал изъян контракта, а не легитимное рыночное решение.

Критики утверждали, что изменение состояния блокчейна подрывает принцип окончательности исполнения кода.

Этот спор стал одним из самых ранних и серьезных примеров социального управления блокчейном в действии.

Событие показало, что блокчейн — это не только программное обеспечение.

Это также сообщество пользователей, разработчиков, валидаторов или майнеров, создателей приложений и участников рынка, которым необходимо решать, как реагировать на экстремальные события.

Что произошло с Ethereum после форка?

После хардфорка форкнутая цепочка Ethereum стала цепочкой, которую продолжила использовать большая часть экосистемы Ethereum.

Контракт восстановления позволял держателям DAO Tokens вернуть ETH в соответствии с процессом восстановления форка.

Однако не все согласились с форком.

Некоторые пользователи продолжили поддерживать исходную нефоркнутую цепочку, сохранившую историю до форка без нерегулярного изменения состояния.

Это создало долгосрочный раскол в истории Ethereum и показало, что блокчейн-сообщества могут разделяться при разногласиях о принципах управления.

Поэтому эксплойт The DAO повлиял не только на безопасность смарт-контрактов.

Он также сформировал дискуссии о неизменяемости, социальном консенсусе, защите пользователей и легитимности протокола.

Для Ethereum форк позволил основной экосистеме двигаться вперед, сохранив при этом более широкое видение смарт-контрактов.

Для более широкого крипторынка событие стало предупреждением, что децентрализованным системам все равно необходимы проверка безопасности, планирование управления и процессы экстренного реагирования.

Почему эксплойт The DAO не был взломом протокола Ethereum

Эксплойт The DAO иногда ошибочно понимают как атаку на сам Ethereum.

Это неточно.

Протокол Ethereum продолжал обрабатывать блоки и транзакции в соответствии со своими правилами.

Слабость находилась в коде смарт-контракта The DAO.

Это различие важно для понимания криптовалютного риска.

Безопасный блокчейн может размещать небезопасные приложения.

Смарт-контракт может содержать ошибки, даже если базовая сеть работает так, как задумано.

Пользователи часто взаимодействуют с децентрализованными приложениями через кошельки, веб-сайты, смарт-контракты и системы токенов.

Каждый уровень может создавать риск.

Базовый блокчейн может быть безопасным, но DeFi-протокол, DAO-контракт, мост, минт NFT, контракт стейкинга или система управления все равно могут быть уязвимыми.

Эксплойт The DAO помог криптоиндустрии осознать, что риск смарт-контрактов следует рассматривать как первостепенную проблему безопасности.

Он также показал, что «децентрализованный» не означает автоматически «безопасный».

Уроки безопасности из эксплойта The DAO

Первый урок заключается в том, что код смарт-контракта нуждается в профессиональной проверке безопасности до того, как он начнет контролировать значительные средства.

Второй урок состоит в том, что сложные контракты создают большую поверхность атаки, чем простые контракты.

Третий урок: разработчики должны быть осторожны с внешними вызовами, логикой вывода, обновлениями состояния и поведением fallback-функций.

Четвертый урок: аудиты снижают риск, но не устраняют его.

Пятый урок: приложения должны по возможности включать лимиты риска, экстренные процедуры, мониторинг и поэтапные запуски.

Шестой урок: процессы управления следует планировать до возникновения кризиса.

Седьмой урок: пользователям не следует считать популярный проект безопасным только потому, что многие люди внесли в него средства.

The DAO имела большое сообщество и привлекла значительное внимание, но все равно содержала критическую уязвимость.

Современные команды смарт-контрактов часто используют аудиты, программы bug bounty, формальную верификацию, тестовые сети, ревью кода, ограниченные бета-релизы и инструменты мониторинга, поскольку индустрия извлекла уроки из ранних неудач, таких как The DAO.

В материале ConsenSys Diligence о предположениях по transfer и газу также отражен более широкий урок безопасности Ethereum: безопасные паттерны смарт-контрактов могут меняться по мере развития сети.

Эксплойт The DAO и паттерн checks-effects-interactions

Паттерн checks-effects-interactions стал одним из наиболее распространенных уроков, связанных с эксплойтом The DAO.

Checks означает, что контракт сначала проверяет, разрешено ли действие.

Effects означает, что затем контракт обновляет внутреннее состояние, например уменьшает баланс пользователя.

Interactions означает, что в конце контракт вызывает внешние контракты или переводит ценность.

Этот порядок важен, поскольку внешние вызовы могут запускать неизвестный код.

Если контракт взаимодействует с контролируемым атакующим контрактом до обновления внутренних балансов, атакующий может получить возможность повторного входа.

Обновляя состояние первым, контракт снижает вероятность того, что повторный вызов сможет снова использовать тот же баланс.

Этот паттерн не является единственной защитой от повторного входа, но остается одной из важнейших ментальных моделей для разработчиков смарт-контрактов.

Современные контракты также могут использовать защиту от повторного входа, схемы pull payment, строгий контроль доступа, тщательную обработку ошибок и формальное тестирование.

Главная мысль состоит в том, что код, перемещающий активы, должен разрабатываться с защитой от атак.

В криптовалюте небольшая ошибка в порядке операций может стать многомиллионным эксплойтом.

Эксплойт The DAO и аудиты смарт-контрактов

Эксплойт The DAO помог сделать аудит смарт-контрактов ключевой частью криптоиндустрии.

До 2016 года многие пользователи в основном концентрировались на перспективах смарт-контрактов и децентрализованных приложений.

После эксплойта The DAO больше людей осознали, что смарт-контракты — это финансовое программное обеспечение, которое необходимо проверять как высокорисковую инфраструктуру.

Аудит — это структурированная проверка кода, архитектуры, предположений, разрешений и путей атаки.

Аудиторы могут искать повторный вход, проблемы с целыми числами, ошибки контроля доступа, манипуляции оракулами, атаки на управление, проблемы обновляемости, ошибки подписей и экономические эксплойты.

Однако аудит не является гарантией безопасности.

Аудиторы могут пропустить ошибки, команды проекта могут изменить код после проверки, а новые методы атак могут появиться позднее.

Для пользователей отчеты об аудитах следует считать полезным доказательством, а не абсолютной защитой.

Более безопасный процесс исследования также включает изучение возраста проекта, общей заблокированной стоимости, истории bug bounty, контроля административных ключей, модели управления и планов реагирования на инциденты.

Эксплойт The DAO остается напоминанием, что безопасность смарт-контрактов — это непрерывный процесс, а не разовый чек-лист.

Эксплойт The DAO и правовые последствия

Эксплойт The DAO также оказал значительное правовое и регуляторное влияние.

В июле 2017 года SEC выпустила отчет с анализом The DAO и продажи ее токенов.

В пресс-релизе SEC о DAO говорилось, что DAO Tokens являлись ценными бумагами в соответствии с федеральными законами США о ценных бумагах, исходя из фактов и обстоятельств того предложения.

В отчете также подчеркивалось, что организации на основе блокчейна и продажи токенов не оказываются автоматически вне сферы действия законодательства о ценных бумагах.

Это стало важным моментом для крипторегулирования, поскольку показало, что регуляторы будут оценивать экономическую сущность, а не только технологии или используемую терминологию.

SEC не выдвинула обвинения по этому конкретному делу, однако отчет стал знаковым источником для последующих обсуждений предложений токенов и соблюдения требований для цифровых активов.

Для создателей DAO правовой урок был ясен: заявления о децентрализации сами по себе не отменяют юридические обязательства.

Для инвесторов урок заключался в том, что владение токеном может включать права, ожидания и риски, которые регуляторы могут анализировать в соответствии с действующим законодательством.

Таким образом, эксплойт The DAO повлиял как на техническую безопасность, так и на регуляторное мышление на крипторынке.

Эксплойт The DAO и неизменяемость блокчейна

Неизменяемость блокчейна означает, что после подтверждения ончейн-данных изменить их крайне сложно.

Хардфорк The DAO поставил перед криптосообществом вопрос о том, что неизменяемость должна означать на практике.

Некоторые пользователи считали, что цепочка должна сохранять все действительные транзакции, даже если ошибка смарт-контракта привела к вредному результату.

Другие пользователи считали, что исключительное вмешательство оправдано, поскольку эксплойт угрожал значительной части ранней экосистемы Ethereum.

Это разногласие создало одну из важнейших философских дискуссий в истории блокчейна.

Фраза «code is law» стала центральной для обсуждения.

Сторонники строгой неизменяемости утверждали, что результаты смарт-контрактов должны сохраняться, поскольку блокчейн исполнил код в написанном виде.

Сторонники форка утверждали, что социальный консенсус все равно является частью управления блокчейном, поскольку люди выбирают, какое программное обеспечение запускать и какую цепочку поддерживать.

Эксплойт The DAO показал, что публичными блокчейнами управляют как технические правила, так и координация людей.

Даже когда код исполняется автоматически, сообщества все равно должны решать, как реагировать на чрезвычайные ситуации, обновления и серьезные сбои.

Эксплойт The DAO и современные DAO

Современные DAO во многом отличаются от The DAO, но по-прежнему несут связанные риски.

Современные DAO могут использовать токены управления, порталы голосования, казначейства с мультиподписью, таймлоки, системы делегирования, панели мониторинга казначейства и модули смарт-контрактов.

Эти инструменты могут повысить прозрачность и координацию, но также создают риски безопасности и управления.

Казначейство DAO может быть атаковано через ошибки смарт-контрактов, манипуляции управлением, фишинг, вредоносные предложения, низкую активность голосования или скомпрометированных подписантов.

Эксплойт The DAO научил последующие проекты тщательно продумывать структуру казначейства и контроль обновлений.

Многие современные DAO избегают размещения всех средств в одном сложном неаудированном контракте.

Некоторые используют таймлоки, чтобы пользователи могли отреагировать до вступления важных изменений в силу.

Некоторые применяют поэтапное управление, при котором крупные переводы требуют более тщательной проверки.

Некоторые используют bug bounty и аудиты до развертывания критичного для казначейства кода.

Эти практики не устраняют все риски, но отражают уроки, извлеченные из провала The DAO.

Почему эксплойт The DAO все еще важен

Эксплойт The DAO по-прежнему важен, поскольку повторный вход и ошибки смарт-контрактов продолжают затрагивать криптовалютные приложения.

Хотя инструменты разработчиков улучшились, атакующие продолжают искать ошибки в DeFi-протоколах, мостах, кошельках, контрактах управления и системах токенов.

Эксплойт также важен, поскольку он сформировал идентичность Ethereum и историю его управления.

Он заставил сообщество решить, может ли защита пользователей оправдать изменение состояния блокчейна.

Он повлиял на то, как разработчики думают об аудитах контрактов, безопасных паттернах написания кода и экстренном реагировании.

Он повлиял на то, как регуляторы рассматривают продажи токенов и децентрализованные организации.

Он повлиял на то, как пользователи понимают различие между безопасностью протокола и безопасностью приложения.

Для новичков в криптовалюте эксплойт The DAO — один из наиболее наглядных примеров важности риска смарт-контрактов.

Для разработчиков это классический кейс повторного входа и небезопасных внешних вызовов.

Для инвесторов это предупреждение о том, что техническая структура, управление и правовая организация могут быть так же важны, как рыночное воодушевление.

Как пользователи могут защититься от похожих рисков

Пользователи могут снизить риск, изучив, как протокол хранит и перемещает средства, прежде чем вносить активы.

Следует проверить, есть ли у проекта публичные аудиты, программы bug bounty, понятная документация и история безопасной работы.

Следует избегать внесения крупных сумм в новые контракты, которые не были проверены временем или независимыми экспертами.

Следует понимать, могут ли администраторы контракта обновлять код, приостанавливать выводы, перемещать средства казначейства или менять ключевые параметры.

Следует проверить, использует ли протокол таймлоки, одобрения с мультиподписью и прозрачные процессы управления.

Следует осторожно относиться к одобрениям кошелька, поскольку вредоносный или уязвимый контракт может создать риск потери активов.

Следует диверсифицировать риски вместо размещения всех средств в одной системе смарт-контрактов.

Следует помнить, что высокая доходность, крупные сообщества и популярные нарративы не устраняют технический риск.

Криптопользователям не обязательно становиться экспертами по аудитам, но им следует изучить достаточно, чтобы понимать: смарт-контракты не являются автоматически безопасными.

Эксплойт The DAO остается одной из веских причин уважать этот риск.

Распространенные заблуждения об эксплойте The DAO

Одно из распространенных заблуждений заключается в том, что был взломан сам Ethereum.

Эксплойт был нацелен на логику смарт-контракта The DAO, а не на базовый протокол консенсуса Ethereum.

Другое заблуждение состоит в том, что атакующий просто украл приватные ключи.

Атакующий использовал уязвимость контракта, а не скомпрометировал обычный ключ кошелька.

Третье заблуждение — считать хардфорк простым техническим исправлением.

Хардфорк также был важным решением в области управления, потребовавшим координации сообщества и вызвавшим длительные споры.

Четвертое заблуждение — считать все DAO небезопасными из-за провала The DAO.

Правильный вывод состоит в том, что структура DAO должна быть безопасной, аудированной, учитывающей правовые аспекты и реалистичной в операционном отношении.

Пятое заблуждение — считать, что одни лишь аудиты могут предотвратить все будущие эксплойты.

Аудиты полезны, но безопасная разработка требует тестирования, мониторинга, консервативных запусков, активного сопровождения и четких планов реагирования.

FAQ

Что представлял собой эксплойт The DAO?

Эксплойт The DAO был атакой на смарт-контракт в июне 2016 года, в результате которой было выведено примерно одна треть ETH The DAO путем использования уязвимости в логике вывода.

Был ли взломан сам Ethereum во время эксплойта The DAO?

Нет, базовый протокол Ethereum не был взломан, поскольку уязвимость находилась в коде смарт-контракта The DAO.

Каким типом атаки был эксплойт The DAO?

Эксплойт The DAO обычно описывают как атаку повторного входа.

Сколько ETH привлекла The DAO?

The DAO привлекла примерно 12 миллионов ETH во время продажи токенов в 2016 году.

Что произошло после эксплойта The DAO?

Сообщество Ethereum обсудило несколько вариантов и в итоге поддержало хардфорк, переведший связанные с DAO средства в контракт восстановления.

На каком блоке произошел хардфорк Ethereum?

Хардфорк произошел на блоке Ethereum 1,920,000.

Почему хардфорк был спорным?

Он был спорным, поскольку изменил состояние блокчейна для устранения последствий эксплойта смарт-контракта, что вызвало вопросы о неизменяемости и социальном управлении.

Что такое повторный вход?

Повторный вход — это уязвимость смарт-контракта, при которой внешний контракт повторно вызывает функцию до того, как исходный контракт безопасно обновит свое внутреннее состояние.

Какой урок безопасности дал эксплойт The DAO?

Главный урок заключается в том, что смарт-контракты, контролирующие средства, требуют тщательной разработки, аудитов, тестирования и защитных паттернов написания кода.

Почему эксплойт The DAO все еще важен?

Он по-прежнему важен, поскольку повлиял на безопасность смарт-контрактов, управление Ethereum, структуру DAO и крипторегулирование.

Заключение

Эксплойт The DAO был одним из определяющих событий раннего Ethereum и одним из важнейших провалов безопасности в истории криптовалют.

Он показал, что смарт-контракты могут хранить огромную ценность, оставаясь уязвимыми к незначительным на вид ошибкам программирования.

Атакующему не требовалось взламывать сам Ethereum, поскольку возможность создала собственная логика контракта The DAO.

Эксплойт привел к хардфорку, контракту восстановления и длительным спорам о неизменяемости, управлении и защите пользователей.

Он также подтолкнул криптоиндустрию к более строгим аудитам смарт-контрактов, безопасным паттернам кода, программам bug bounty, формальной верификации и более тщательной структуре казначейств DAO.

Для разработчиков эксплойт The DAO — ключевой кейс повторного входа и небезопасных внешних вызовов.

Для пользователей это предупреждение о том, что популярность смарт-контракта не гарантирует безопасность.

Для создателей DAO это напоминание о том, что управление, право, безопасность казначейства и экстренное планирование должны быть разработаны до того, как средства окажутся под угрозой.

Эксплойт The DAO остается актуальным, поскольку тот же базовый урок действует в криптовалюте и сегодня: код может автоматизировать доверие, но плохой код может автоматизировать потери.

Каждому, кто использует децентрализованные приложения, следует понимать, что безопасность блокчейна зависит не только от сети, но и от контрактов, инструментов и решений людей, созданных вокруг нее.