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 {     
   
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
   - T( |% H7 b; O, M) Q+ T
6.     var public_key = ds~load_uint(256);     ;; read the authorized key (contract owner)
   4 u* I2 j. v2 ?/ c8 I2 p
7.     throw_unless(34, check_signature(slice_hash(in_msg), signature, public_key));
   6 p! G) c- w$ K
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
   4 w2 G3 s/ ]$ g. @7 \2 h7 R
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 {
   * ~* g" p9 u' L3 Q/ @# O  Y
2.     var signature = in_msg~load_bits(512);
   : @$ f/ R: y) l6 U$ T
3.     var cs = in_msg;
   ' A4 f9 X+ B3 _: T& B
4.     var valid_until = cs~load_uint(32);         ;; added
   1 l7 p8 g5 M( H1 Q
5.     throw_if(35, valid_until <= now());         ;; added
   
6.     var ds = get_data().begin_parse();
   
7.     var public_key = ds~load_uint(256);
   % S9 x" f, [$ k, }/ V- G
8.     throw_unless(34, check_signature(slice_hash(in_msg), signature, public_key));
   0 P3 f' J0 p, ^) D* s: i3 ], l- G
9.     accept_message();
   , V* U+ q/ P, f+ n
10.     var mode = cs~load_uint(8);
    3 X" ~& k! }9 ?6 o% \4 c3 P
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 {
   ! d2 J: Q# x% N# d# @
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));            ;; changed
   ' A8 X1 p3 ~7 _! U7 f0 }* S) ^$ ]
5.     throw_if(35, valid_until <= now());
   7 s$ `+ X0 V5 ?. J. r! ]# i7 q. ]
6.     var ds = get_data().begin_parse();
   9 B  Y4 y" K0 n. s# R$ ]& h
7.     var (stored_seqno, public_key) = (ds~load_uint(32), ds~load_uint(256));         ;; changed
   
8.     throw_unless(33, msg_seqno == stored_seqno);                                    ;; added
   * \# B1 I" K( M7 ?/ e: @
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);
    8 r( L2 r2 S; Z/ @
13. 
    ; `! N+ O7 H3 {5 l4 A$ B
14.     set_data(begin_cell()                                   ;; added
    
15.         .store_uint(stored_seqno + 1, 32)
    3 U! S7 d; g. m. S3 g9 V
16.         .store_uint(public_key, 256)
    
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; e1 ?1 S0 ^: V
3.     var cs = in_msg;
   . R- x4 V4 _5 f
4.     var (msg_seqno, valid_until) = (cs~load_uint(32), cs~load_uint(32));   
   
5.     throw_if(35, valid_until <= now());
   . m  X  E3 D! I$ e" D  u/ `0 t
6.     var ds = get_data().begin_parse();
   . E/ S' ^: c# g$ e
7.     var (stored_seqno, public_key) = (ds~load_uint(32), ds~load_uint(256));
   % l$ ]6 Z+ }$ T% F
8.     throw_unless(33, msg_seqno == stored_seqno);                                    
   
9.     throw_unless(34, check_signature(slice_hash(in_msg), signature, public_key));
   
10. 
    ( H6 n0 p* P2 J! j1 T
11.     accept_message();                           ;; accept after checking signature only
    
12. 
    
13.     var mode = cs~load_uint(8);
    8 e( d5 N# C' A
14.     send_raw_message(cs~load_ref(), mode);
    2 z9 b, I9 B; \
15.     set_data(begin_cell()
    9 k0 `% R$ ~' o. D' Z
16.         .store_uint(stored_seqno + 1, 32)
    
17.         .store_uint(public_key, 256)
    * A$ j: X! l8 u5 x5 @/ F1 r  B) [, Z
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。

0 t- w3 \& u- j3 Q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 {
   ' z( s2 I/ k: d! X
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));   
   
5.     throw_if(35, valid_until <= now());
   
6.     var ds = get_data().begin_parse();
   9 u- i, G% h6 F! b
7.     var (stored_seqno, public_key) = (ds~load_uint(32), ds~load_uint(256));
   
8.     throw_unless(33, msg_seqno == stored_seqno);                                    
   5 C; i) f& I" h: k
9.     throw_unless(34, check_signature(slice_hash(in_msg), signature, public_key));
   
10.     accept_message();                           
    : L  A+ m/ P/ n$ j( Y
11. 
    
12.     set_data(begin_cell()                       ;; moved
    
13.         .store_uint(stored_seqno + 1, 32)
    
14.         .store_uint(public_key, 256)
    . m. r$ }- `4 Q' I: `2 {8 T" |# T
15.         .end_cell());
    ; S" `: @0 z: _7 ~" G5 @
16.     commit();                                   ;; added
    
17. 
    & ]" o: @0 Y9 m9 I& o5 m
18.     var mode = cs~load_uint(8);                 ;; can fail
    
19.     send_raw_message(cs~load_ref(), mode);      ;; can fail
    ) u) K% E5 Y. @3 b3 m
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
  
  

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) 。
  
  % ]; K1 ^) `  Q6 t4 j0 J, q

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。
  
  $ g+ ~3 t- n- q: d% J! f