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
   - x( f+ r$ d1 l8 d5 q$ @- i
2. () recv_external(slice in_msg) impure {     
   0 G' b/ E7 A. ?9 `* ]# d$ ?- P
3.     var signature = in_msg~load_bits(512);  ;; read the signature from the incoming message
   & m$ Y% }# [  M9 d' |
4.     var cs = in_msg;                        ;; make a copy of the incoming message
   9 }! P# _! M  ?$ P+ `( B
5.     var ds = get_data().begin_parse();      ;; reading the contract storage
   ! F( ~# }& c, H3 j0 v
6.     var public_key = ds~load_uint(256);     ;; read the authorized key (contract owner)
   
7.     throw_unless(34, check_signature(slice_hash(in_msg), signature, public_key));
   
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
   
10.     send_raw_message(cs~load_ref(), mode);  ;; send the provided message
    
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 {
   3 ?' B. Y) w3 b
2.     var signature = in_msg~load_bits(512);
   
3.     var cs = in_msg;
   1 K, F; f" L& \7 G
4.     var valid_until = cs~load_uint(32);         ;; added
   
5.     throw_if(35, valid_until <= now());         ;; added
   5 I2 U6 h/ T' o; s8 N9 ~
6.     var ds = get_data().begin_parse();
   5 o- a9 ?1 v, f0 f
7.     var public_key = ds~load_uint(256);
   ! i& z. F, d/ d  x! ]3 u6 f* W# `& |
8.     throw_unless(34, check_signature(slice_hash(in_msg), signature, public_key));
   8 Z2 P4 E8 H; S0 }# G
9.     accept_message();
   
10.     var mode = cs~load_uint(8);
    9 L3 m( o. e4 K7 v
11.     send_raw_message(cs~load_ref(), mode);
    6 ^& Y0 `% |+ q2 u# ?1 H) U* ~
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 {
   
2.     var signature = in_msg~load_bits(512);
   
3.     var cs = in_msg;
   * E+ m! R& ^* N( U
4.     var (msg_seqno, valid_until) = (cs~load_uint(32), cs~load_uint(32));            ;; changed
   
5.     throw_if(35, valid_until <= now());
   / d, t5 T3 V) m  s3 o
6.     var ds = get_data().begin_parse();
   ' ^. S* W: `0 C
7.     var (stored_seqno, public_key) = (ds~load_uint(32), ds~load_uint(256));         ;; changed
   
8.     throw_unless(33, msg_seqno == stored_seqno);                                    ;; added
   $ U3 ^' j/ ?5 U. Z) e; V2 ~
9.     throw_unless(34, check_signature(slice_hash(in_msg), signature, public_key));
   % E5 U" F  n3 @; n" T& i
10.     accept_message();
    4 Q. G/ ^) ^" ?, k9 P/ P
11.     var mode = cs~load_uint(8);
    
12.     send_raw_message(cs~load_ref(), mode);
    . {+ n, N8 Z' y6 q
13. 
    
14.     set_data(begin_cell()                                   ;; added
    
15.         .store_uint(stored_seqno + 1, 32)
    + d/ E  p: K( U7 K
16.         .store_uint(public_key, 256)
    - s! F; V; l' v$ B+ C
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 {
   + E/ P" |4 J1 U+ D! J
2.     var signature = in_msg~load_bits(512);
   & U* G3 h1 m5 m% j! I0 x: u
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();
   
7.     var (stored_seqno, public_key) = (ds~load_uint(32), ds~load_uint(256));
   6 V2 @8 Q4 _; H. p
8.     throw_unless(33, msg_seqno == stored_seqno);                                    
   
9.     throw_unless(34, check_signature(slice_hash(in_msg), signature, public_key));
   , L/ `0 e( _$ @$ V
10. 
    ( J9 v, P$ K0 l; Y: j
11.     accept_message();                           ;; accept after checking signature only
      `0 N6 }$ c4 C9 S
12. 
    
13.     var mode = cs~load_uint(8);
    
14.     send_raw_message(cs~load_ref(), mode);
    
15.     set_data(begin_cell()
    : w7 g0 Q+ \( {( Q9 V7 U
16.         .store_uint(stored_seqno + 1, 32)
    
17.         .store_uint(public_key, 256)
    
18.         .end_cell());                                   
    # G3 J6 l& B, k  `% |+ g8 z
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。

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 {
   
2.     var signature = in_msg~load_bits(512);
   
3.     var cs = in_msg;
   
4.     var (msg_seqno, valid_until) = (cs~load_uint(32), cs~load_uint(32));   
   * }# F7 L# O7 Z1 Z* H- v
5.     throw_if(35, valid_until <= now());
   
6.     var ds = get_data().begin_parse();
   
7.     var (stored_seqno, public_key) = (ds~load_uint(32), ds~load_uint(256));
   
8.     throw_unless(33, msg_seqno == stored_seqno);                                    
   1 [! i+ r9 A" Z: w: V
9.     throw_unless(34, check_signature(slice_hash(in_msg), signature, public_key));
   , U3 M! `% ^3 _( P7 i# A" v( t
10.     accept_message();                           
    # F! P! p5 }: `" ~3 t. u" P; s
11. 
    ; c: f& h) A  U! \" |$ y
12.     set_data(begin_cell()                       ;; moved
    ' ^: A3 g/ t- R
13.         .store_uint(stored_seqno + 1, 32)
    . ]9 w* y  O, P8 _3 [$ s. J
14.         .store_uint(public_key, 256)
    
15.         .end_cell());
    
16.     commit();                                   ;; added
    & j0 S) K" C$ w, o: ]
17. 
    4 q3 E5 o2 S6 ~( A. a9 Q
18.     var mode = cs~load_uint(8);                 ;; can fail
    $ p. e' A8 C# |( T
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
  
  

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。
  
  + S9 T& |' E3 }0 ^

3 M/ T" C/ y% A/ T( o) i
- K# \5 ^4 l. a# z" V0 @) V8 \