Move言語の安全性分析:スマートコントラクト分野の革新者

Move言語は、MoveVMをサポートするブロックチェーン環境で実行されるスマートコントラクト言語です。設計の初衷は、ブロックチェーンとスマートコントラクトの多くのセキュリティ問題を考慮し、Rust言語の一部のセキュリティ設計理念を参考にしています。安全性をコア特性とする次世代のスマートコントラクト言語として、Moveの安全性は実際にどうなのでしょうか？それは、言語レベルや関連メカニズムにおいてEVM、WASMなどのコントラクト仮想マシンに共通するセキュリティの脅威を回避できるのでしょうか？Move自体に独自のセキュリティリスクは存在するのでしょうか？

本稿では、言語の特性、実行メカニズム、検証ツールの三つの側面からMove言語の安全性の問題について考察します。

1. Move言語のセキュリティ特性

Move言語は、既存の多くのプログラミング言語とは異なり、信頼できないコードと安全に相互作用できるプログラムを記述することをサポートし、静的検証をサポートすることを目的として設計されています。Moveは、柔軟性を考慮した非線形ロジックを放棄し、動的ディスパッチや再帰的外部呼び出しをサポートせず、代わりにジェネリック、グローバルストレージ、リソースなどの概念を導入して代替的なプログラミングパターンを実現しています。例えば、Moveは動的スケジューリングや再帰呼び出しの機能を省略していますが、これらの機能は他のスマートコントラクト言語では高コストの再入ス漏洞を引き起こしやすいです。

Moveのコアセキュリティ特性には、

1. モジュール: 各Moveモジュールは、構造体の型定義とプロセス定義の一連で構成されています。モジュールは、他のモジュールで宣言された型定義をインポートし、プロセスを呼び出すことができます。

2. 構造体:リソースタイプとして定義でき、永続的なグローバルキー/バリューストレージに保存できることを示します。

3. プロセス: モジュールの機能とロジックを定義する。

4. グローバルストレージ: Moveプログラムが永続データを保存することを許可し、これらのデータはそれを所有するモジュールによってプログラム的に読み書きされることのみが可能です。

5. 不変量チェック:静的チェックの不変量を定義することで、システムの状態の保存性を保証できます。

6. バイトコード検証器: バイトコードレベルで型システムを強制し、不正な操作を防止します。

これらのセキュリティ機能により、Moveはスマートコントラクト開発により安全で信頼性の高いプログラミング環境を提供します。

! Move Securityの説明:スマートコントラクト言語のゲームチェンジャー

2. Moveの実行メカニズム

Moveプログラムは仮想マシン上で実行され、実行中にシステムメモリにアクセスすることができません。これにより、Moveは信頼できない環境で安全に実行できるようになります。

Moveプログラムはスタック上で実行され、グローバルストレージはメモリ(ヒープ)とグローバル変数(スタック)の2つの部分に分かれています。メモリは一次ストレージであり、メモリセルへのポインタを保存することはできません。グローバル変数はメモリセルへのポインタを保存するために使用されますが、インデックスの方法はメモリとは異なります。

Moveのバイトコード命令はスタックベースのインタプリタで実行されます。レジスタベースのインタプリタに比べて、スタックベースのインタプリタは変数間のコピーや移動操作をより簡単に制御および検出できます。

Moveプログラムの実行時状態は⟨C, M, G, S⟩の四元組で、呼び出しスタック(C)、メモリ(M)、グローバル変数(G)、およびオペランド(S)を含みます。スタックは、関数本体を含む命令を解釈するための関数テーブルも維持しています。

MoveVMはデータストレージと呼び出しスタック(のプロセスロジック)を分離しており、これはEVMとの主な違いです。ユーザーの状態(アカウントアドレスの下のリソース)は独立して保存され、プログラム呼び出しは権限とリソースに関連する強制ルールに従う必要があります。この設計は一定の柔軟性を犠牲にしているものの、安全性と実行効率において著しい向上を得ています。

! ムーブセキュリティの説明:スマートコントラクト言語のゲームチェンジャー

3. 移動プローバー

Move Proverは、推論に基づく形式的検証ツールであり、形式的言語を使用してプログラムの動作を記述し、推論アルゴリズムを用いてプログラムが期待通りであるかを検証します。これにより、開発者はスマートコントラクトの正確性を確保し、取引リスクを軽減することができます。

Move Proverは演繹検証アルゴリズムを使用して、既知の情報に基づいてプログラムの動作を推論し、期待される動作と一致することを保証します。これにより、プログラムの正確性を確保し、手動テストの作業量を削減するのに役立ちます。

Move Proverのワークフローは以下の通りです:

1. Moveソースファイルを入力として受け取り、プログラムの入力仕様を含みます。

2. Move Parserのソースコードからの規範を抽出します。

3. Moveコンパイラはソースファイルをバイトコードにコンパイルし、仕様システムと共に検証者オブジェクトモデルに変換します。

4. オブジェクトモデルはBoogie中間言語に翻訳されます。

5. Boogie検証システムは入力に対して「検証条件生成」を行います。

6. 検証条件をZ3ソルバー(に渡す、マイクロソフトが開発したSMTソルバー)。

7. Z3はSMT式が満たされないかどうかをチェックします。満たされない場合は、仕様が成立することを示し、そうでない場合は条件を満たすモデルを生成します。

8. 診断報告をソースコードレベルのエラーに復元します。

MoveはMove Specification Languageを使用してシステムを規定し、これはMove言語のサブセットであり、プログラムの正しさの動作を静的に記述することをサポートし、生産に影響を与えません。規定は独立して記述でき、ビジネスコードと形式的検証コードを分離するのに便利です。

Move Proverは、開発者がスマートコントラクトの正確性を確保し、取引リスクを軽減し、スマートコントラクトを本番環境に展開する際の信頼を高めるのに役立つ強力なツールです。

! ムーブセキュリティの説明:スマートコントラクト言語のゲームチェンジャー

4. まとめ

Move言語は安全性の設計において非常に優れており、言語の特性、バーチャルマシンの実行、安全ツールのレベルで包括的に考慮されています。言語の特性は一部の柔軟性を犠牲にし、強制的な型チェックと線形論理を適用することで、コンパイルチェックと形式的検証の自動化および検証可能性に寄与しています。MoveVMの設計は状態とロジックを分離し、ブロックチェーン資産の安全管理のニーズにより適合しています。

言語レベルでは、MoveはEVMで一般的な再入、オーバーフロー、Call/DeleGateCallインジェクションなどの脆弱性を効果的に回避できます。しかし、認証、コードロジック、大整数構造のオーバーフローなどの問題は、依然として開発者の慎重な取り扱いに依存しています。Move Proverは強力ですが、全体的な設計が疎かになると、効果を発揮できない可能性があります。

Move言語はプログラマーに多重のセキュリティ保護を提供しますが、完全に安全な言語やプログラムは存在しません。Moveスマートコントラクト開発者は、引き続き第三者のセキュリティ会社による監査サービスを利用し、仕様部分のコードの作成と検証を専門のセキュリティチームに委託して、契約の安全性をさらに向上させることをお勧めします。

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