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
   . w% `8 s7 G3 g% p
2. () recv_external(slice in_msg) impure {     
   9 V( r4 k! i3 T( k3 |
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
   
5.     var ds = get_data().begin_parse();      ;; reading the contract storage
   
6.     var public_key = ds~load_uint(256);     ;; read the authorized key (contract owner)
   : |7 i9 U0 f4 Y, I0 j6 Z2 g
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
    ( r$ n0 ^, X8 v2 ?3 d
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);
   
3.     var cs = in_msg;
   ! D' }: d3 J( W* Y3 S
4.     var valid_until = cs~load_uint(32);         ;; added
   
5.     throw_if(35, valid_until <= now());         ;; added
   ) z& E' r3 n8 v& K: j2 p
6.     var ds = get_data().begin_parse();
   $ R' Y% P8 H/ P* `  X- a5 r/ D; @% }
7.     var public_key = ds~load_uint(256);
   & c: e" m2 ]8 @  L" I5 a
8.     throw_unless(34, check_signature(slice_hash(in_msg), signature, public_key));
   5 u" _9 _. i4 o+ o* D$ H3 Z0 l- ^- N! u- M
9.     accept_message();
   : k+ S% q7 k: K4 C7 G& s; h* F4 V. m
10.     var mode = cs~load_uint(8);
    
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 {
   / D0 V* h/ H6 A- e; J  }0 J, \
2.     var signature = in_msg~load_bits(512);
   
3.     var cs = in_msg;
   * [7 z6 S3 E" O  }: |
4.     var (msg_seqno, valid_until) = (cs~load_uint(32), cs~load_uint(32));            ;; changed
   
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));         ;; changed
   
8.     throw_unless(33, msg_seqno == stored_seqno);                                    ;; added
   + c8 y/ h6 ~* |  _3 x
9.     throw_unless(34, check_signature(slice_hash(in_msg), signature, public_key));
   
10.     accept_message();
    
11.     var mode = cs~load_uint(8);
    
12.     send_raw_message(cs~load_ref(), mode);
    2 I0 x' r$ [. y% P/ R) W- v
13. 
    
14.     set_data(begin_cell()                                   ;; added
    
15.         .store_uint(stored_seqno + 1, 32)
    1 y* T4 w* G3 F/ @, Q( z# r
16.         .store_uint(public_key, 256)
    * T* l% t7 U9 q. P( R; v
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 {
   
2.     var signature = in_msg~load_bits(512);
   # L+ A! E- f' _' k9 W" Z+ L
3.     var cs = in_msg;
   : y# m% `/ @6 I
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();
   - v3 s1 {6 ]  D' c
7.     var (stored_seqno, public_key) = (ds~load_uint(32), ds~load_uint(256));
   8 a6 m  a4 t* c+ M/ T+ k; w4 e% J
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. 
    
13.     var mode = cs~load_uint(8);
    ( }) d; E+ F" e2 W# d$ J
14.     send_raw_message(cs~load_ref(), mode);
    
15.     set_data(begin_cell()
    ' O3 [8 Z- x$ F. u0 a0 i* W0 N
16.         .store_uint(stored_seqno + 1, 32)
    
17.         .store_uint(public_key, 256)
    
18.         .end_cell());                                   
    
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));   
   , Y* Y1 T" n3 f  V- f
5.     throw_if(35, valid_until <= now());
   . t: c2 m/ V& U# f: V. P" B
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);                                    
   
9.     throw_unless(34, check_signature(slice_hash(in_msg), signature, public_key));
   . L# ^1 y9 F( W, O% T6 n
10.     accept_message();                           
    ! e5 m$ e, X8 _9 g# E
11. 
    
12.     set_data(begin_cell()                       ;; moved
    
13.         .store_uint(stored_seqno + 1, 32)
    5 \# R$ H2 H5 C; L8 x) b$ |5 @# E: |  k
14.         .store_uint(public_key, 256)
    
15.         .end_cell());
    
16.     commit();                                   ;; added
    . c% ^0 c1 J" h- _( ]- g2 p
17. 
    1 I/ Z4 m) C- _, z/ Z! S  ]  z
18.     var mode = cs~load_uint(8);                 ;; can fail
    
19.     send_raw_message(cs~load_ref(), mode);      ;; can fail
    
20. }

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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
  
  ; q1 a9 f* r* e# p- J, N, b

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。
  
  6 M) Q5 _# P+ B$ n# I& N

" d4 D* H: B- z, N# C( w7 h8 Y