8.1 处理外部信息

riyad

💎 欢迎来到第 8 章。

本章将探讨与 TON 中区块链安全和管理相关的各种主题。本章首先深入研究了简单的钱包实现、重放攻击、拒绝服务攻击和合约建议。之后，重点将转移到消息流上，指导你掌握有效使用消息流的必要知识和技能。TON 中的GAS管理是其中一课涉及的另一个重要方面，它使您能够理解并实施高效GAS管理策略。此外，本章还包括一个深入探讨 TON 存储管理的教程，为您提供有效数据存储的基本见解和技术。

您可能已经知道，TON 智能合约有三个可能的入口：

• 每个合约都必须有一个 recv_internal 函数。
• 可选的 recv_external 用于接收外部信息。
• run_ticktock 在特殊智能合约的 ticktock 交易中调用。普通合约不使用。
  
  

下面我们将讨论 recv_external。这个概念很熟悉：用户通常在链外进行交易，用自己的私钥签名，然后发送给合约。

简单的钱包实施

TON 中的钱包只是一个智能合约。让我们写一个简单的钱包，它只转发用我们的私钥签名的信息。基本实现如下:

1. ;; the only function that can get messages not from other smart contracts
   
2. () recv_external(slice in_msg) impure {     
   ; _* V' n  k$ W$ t# n" s
3.     var signature = in_msg~load_bits(512);  ;; read the signature from the incoming message
   
4.     var cs = in_msg;                        ;; make a copy of the incoming message
   # k) T  |" D  u- Q2 B1 v; p. ~; w( }
5.     var ds = get_data().begin_parse();      ;; reading the contract storage
   ' a. {; b) @$ W
6.     var public_key = ds~load_uint(256);     ;; read the authorized key (contract owner)
   / b+ a* w/ c/ d2 p8 G: Q  ^) q) q
7.     throw_unless(34, check_signature(slice_hash(in_msg), signature, public_key));
   % a2 H8 q1 u% d; _
8.     accept_message();                       ;; we are ready to pay for gas to process this
   
9.     var mode = cs~load_uint(8);             ;; read the mode from incoming message
   % T% I! G2 ?. l9 N, ?7 S
10.     send_raw_message(cs~load_ref(), mode);  ;; send the provided message
    ; g3 I& h% w! L4 ?/ w
11. }

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事实上，该合约将处理合约所有者签署的信息。但没有什么能阻止恶意方读取有效载荷并重新传输。这就是所谓的 "重放攻击"。

重复一遍。攻击者获取合约所有者签署的信息，并再次发送到这个钱包。它将再次被执行。

重放攻击

钱包所有者现在需要提供一个时间戳，直到信息有效为止。但在这段时间内，信息仍可被重放。

1. () recv_external(slice in_msg) impure {
   
2.     var signature = in_msg~load_bits(512);
   5 T0 E! n: I7 i5 N
3.     var cs = in_msg;
   ' V( w( h4 z1 |& @& {9 x! Y
4.     var valid_until = cs~load_uint(32);         ;; added
   , \& K9 U% O! B1 K; x5 L/ z
5.     throw_if(35, valid_until <= now());         ;; added
   2 k: d! B0 K- R/ u: `$ M: x6 ?
6.     var ds = get_data().begin_parse();
   
7.     var public_key = ds~load_uint(256);
   
8.     throw_unless(34, check_signature(slice_hash(in_msg), signature, public_key));
   " h5 S' s8 p; y4 b; C/ I
9.     accept_message();
   5 m& n5 Z( |* m1 f4 Z$ z( M0 z) D
10.     var mode = cs~load_uint(8);
    8 T$ I! ?4 _# F2 {) ?
11.     send_raw_message(cs~load_ref(), mode);
    
12. }

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重放攻击

钱包所有者现在需要提供一个序列号，该序列号会在存储的序列号上递增。这确保了任何信息都只能被处理一次：

1. () recv_external(slice in_msg) impure {
   5 B0 b: G& O0 m1 ]
2.     var signature = in_msg~load_bits(512);
   
3.     var cs = in_msg;
   9 o+ D1 c2 c) e
4.     var (msg_seqno, valid_until) = (cs~load_uint(32), cs~load_uint(32));            ;; changed
   / E! a0 B8 y' S, W
5.     throw_if(35, valid_until <= now());
   8 [8 Y; Z+ [, N9 e
6.     var ds = get_data().begin_parse();
   
7.     var (stored_seqno, public_key) = (ds~load_uint(32), ds~load_uint(256));         ;; changed
   ! W/ m+ Q" M, O! Y; z: H0 q: }! \
8.     throw_unless(33, msg_seqno == stored_seqno);                                    ;; added
   
9.     throw_unless(34, check_signature(slice_hash(in_msg), signature, public_key));
   : Z( M+ }; x# p3 r+ J" I& f
10.     accept_message();
    
11.     var mode = cs~load_uint(8);
    . V- W' p6 a! L( q. P0 i) [5 g% S
12.     send_raw_message(cs~load_ref(), mode);
    
13. 
    
14.     set_data(begin_cell()                                   ;; added
    2 q2 |9 w6 X! G3 Y1 y/ x
15.         .store_uint(stored_seqno + 1, 32)
    ( m+ H: o$ {# Z' |4 ^
16.         .store_uint(public_key, 256)
    8 q& S6 z1 z# Q9 c1 W, J" ^3 |
17.         .end_cell());                                   
    
18. }

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拒绝服务攻击

应谨慎使用 recv_external，并在验证后才使用 accept_message()。否则，GAS可能会因GAS恶意执行而耗尽合约资金

1. () recv_external(slice in_msg) impure {
   / V) j3 k- `' j1 _" O5 m! N
2.     var signature = in_msg~load_bits(512);
   8 ^9 H& n, d( t) s( I$ w3 `
3.     var cs = in_msg;
   5 T$ _" S5 P8 m% U
4.     var (msg_seqno, valid_until) = (cs~load_uint(32), cs~load_uint(32));   
   
5.     throw_if(35, valid_until <= now());
   # L5 y+ h  O6 H) d' x+ I
6.     var ds = get_data().begin_parse();
   - g: v; V/ K  ]% K; C% v- ?
7.     var (stored_seqno, public_key) = (ds~load_uint(32), ds~load_uint(256));
   
8.     throw_unless(33, msg_seqno == stored_seqno);                                    
   
9.     throw_unless(34, check_signature(slice_hash(in_msg), signature, public_key));
   
10. 
    
11.     accept_message();                           ;; accept after checking signature only
    
12. 
    6 i' x# r) H& F( O! E
13.     var mode = cs~load_uint(8);
    1 ?; w1 o; @6 j: C" q
14.     send_raw_message(cs~load_ref(), mode);
      u4 b# H6 Y9 y+ W% J" }
15.     set_data(begin_cell()
    
16.         .store_uint(stored_seqno + 1, 32)
    ( P: X6 c  ~+ k: m2 Q! g
17.         .store_uint(public_key, 256)
    9 ]2 ^; I/ I9 l! m  g& c
18.         .end_cell());                                   
    ) X$ F! X$ _$ Z: N6 @9 I' U
19. }

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另外请注意，同一签名的信息可以在同一所有者的另一个钱包上重放。或者，测试网络中的信息可以在主网络中重放。

( l/ m' [/ C" b9 j5 c0 y失败的重放攻击

请注意，如果在 accept_message() 后出现错误，交易将被写入区块链，费用将从合约余额中扣除，但不会更新存储，也不会像任何有错误退出代码的交易那样执行操作。因此，如果合约接受了一条外部消息，然后由于消息数据出错或发送了一条序列化错误的消息而抛出异常，它将支付处理费用，但却无法防止消息重放。合约会一次又一次地接受相同的消息，直到耗尽全部余额。

这就是为什么我们要在信息解析和执行前保存更新状态的原因：

1. () recv_external(slice in_msg) impure {
   ( T' }4 h" b, p( m8 ]3 i
2.     var signature = in_msg~load_bits(512);
   0 e$ [7 k  }; j+ K
3.     var cs = in_msg;
   
4.     var (msg_seqno, valid_until) = (cs~load_uint(32), cs~load_uint(32));   
   
5.     throw_if(35, valid_until <= now());
   
6.     var ds = get_data().begin_parse();
   - ?6 k9 \" s7 L/ L
7.     var (stored_seqno, public_key) = (ds~load_uint(32), ds~load_uint(256));
   9 c# ^' Y) {; d7 \/ ]4 d
8.     throw_unless(33, msg_seqno == stored_seqno);                                    
   + o( {$ b/ G8 _: k4 C# H) U
9.     throw_unless(34, check_signature(slice_hash(in_msg), signature, public_key));
   ; M3 W  ?- _, R9 w$ z4 M# O2 P
10.     accept_message();                           
    : @6 B5 z6 Y. o" X( Z6 L8 {
11. 
    + l7 r- `9 N9 q& c
12.     set_data(begin_cell()                       ;; moved
    4 h2 x1 A1 r8 w' b- b% Q4 O: {
13.         .store_uint(stored_seqno + 1, 32)
    - z/ L% \4 D9 X7 X# g
14.         .store_uint(public_key, 256)
    
15.         .end_cell());
    
16.     commit();                                   ;; added
    5 t8 ?6 d; E3 m5 f7 S6 A: o
17. 
    
18.     var mode = cs~load_uint(8);                 ;; can fail
    
19.     send_raw_message(cs~load_ref(), mode);      ;; can fail
    
20. }

复制代码

EVM vs TON

在以太坊虚拟机（EVM）中，重放保护并不在讨论范畴之内的：

• 私钥只有一个相关地址
• 每次处理交易后，nonce  会自动增加
• 钱包所有者支付 GAS，失败的交易无法重放
  
  ; [. H0 \/ o8 o  M

TON 更为灵活：

• 一个私人密钥可控制多个钱包
• 钱包可编程
• 外部交易记入 10k Gas。 如果接受，它将花费合约余额。 (https://ton.org/docs/develop/smart-contracts/guidelines/accept#external-messages) 。
  
  

建议

幸运的是，对于大多数合约开发人员来说，有一个简单的建议：避免处理外部消息。

• 让 "钱包 "合约来完成这项工作，在你的合约中只包含 recv_internal。
• 即使您编写的是 "多重签名 "或特殊钱包，您仍然可以只处理来自普通钱包的内部信息。
• 在这种情况下，您将获得 EVM 风格的交易，并拥有底层的所有灵活性。
  
  

/ W# ?3 a: O7 V' T+ v
+ B0 A: F1 m8 x; c  i' B: H