Uniswap v4のフックメカニズム:可能性と課題が共存

Uniswap v4がまもなく登場します。このアップグレードでは、多くの革新的な機能が導入されており、その中でもHookメカニズムが特に注目されています。

Hookメカニズムは、流動性プールのライフサイクルの特定のノードでカスタムコードを実行することを可能にし、プールの拡張性と柔軟性を大幅に向上させます。しかし、Hookの複雑さは新たな潜在的なセキュリティリスクをもたらします。本記事では、Hookメカニズムに関連するセキュリティ問題と潜在的なリスクについて体系的に紹介し、コミュニティの安全な発展を促進します。

Uniswap v4のコアメカニズム

Uniswap v4の3つの重要な機能はHook、シングルインスタンスアーキテクチャ、そしてフラッシュアカウンティングです。

フック

Hookは流動性資金プールのライフサイクルの異なる段階で動作する契約であり、Hookを導入することでネイティブに動的手数料をサポートし、オンチェーンのリミットオーダーを追加し、時間加重平均に基づいてマーケットメイキングを分散させるなどの機能を実現できます。現在、8つのHookコールバックがあり、4つのグループに分かれています:

• beforeInitialize/afterInitialize
• beforeModifyPosition/afterModifyPosition
• スワップ前/スワップ後
• beforeDonate/afterDonate(寄付後)

! なぜフックはUniswap V4の「両刃の剣」なのですか?

シングルトン、ライトニング記帳とロックメカニズム

シングルトンアーキテクチャとライトニング帳簿は、コストを削減し、効率を確保することでパフォーマンスを向上させることを目的としています。すべてのプールの状態を保存および管理するために、PoolManagerコントラクトが導入されました。

v4バージョンは、フラッシュ会計とロックメカニズムを導入しました。ロックメカニズムの動作方法は次のとおりです:

1. locker契約はPoolManagerにロックをリクエストします
2. PoolManagerはそのロッカーコントラクトアドレスをlockDataキューに追加し、lockAcquiredコールバックを呼び出します。
3. locker契約はコールバック内でそのロジックを実行します
4. PoolManagerはlockDataキューと通貨の増分の状態をチェックし、検証後にそのロッカー契約を削除します。

ロックメカニズムは同時アクセスを防ぎ、すべての取引が清算されることを保証します。変更はプールの内部残高に記録され、実際の送金は操作の終了時に行われます。

ロックメカニズムが存在するため、外部アカウントは直接PoolManagerと対話できず、契約を通じて行う必要があります。主に2つの契約インタラクションシナリオが存在します。

• ロッカー契約は公式コードベースから来るか、ユーザーによって展開され、ルーターを介してインタラクションすることができる。
• locker契約とHookが同じ契約に統合されているため、Hookを通じて相互作用していると見なすことができます。

脅威モデル

私たちは主に2つの脅威モデルを考慮しています:

• 脅威モデルI: Hook自体は良性ですが、脆弱性があります
• 脅威モデルII: Hook自体が悪意を持っている

威胁モデルIにおけるセキュリティ問題

私たちは主にv4バージョン特有の潜在的な脆弱性に焦点を当て、以下の2種類のHookについて主に議論します:

1. ユーザーの資金を保持するフック
2. 重要な状態データを保存するHook

研究の結果、主に二つの問題が存在することが分かりました: アクセス制御の問題と入力検証の問題。

アクセス制御の問題

v4のコールバック関数はPoolManagerによってのみ呼び出されるべきです。対応する関数が任意のアカウントによって呼び出される可能性があると、報酬が誤って受け取られるなどの問題が発生する可能性があります。したがって、強力なアクセス制御メカニズムを構築することが非常に重要です。

入力検証の質問

ロックメカニズムの存在により、ユーザーはプール操作を実行するために契約を通じてロックを取得する必要があります。しかし、依然として潜在的な攻撃シナリオが存在します:

• Hook未検証ユーザーがインタラクションを希望する資金プール
• 一部の重要なHook関数は、任意の外部呼び出しを許可します

信頼されていない外部呼び出しは、再入攻撃などの問題を引き起こす可能性があります。

使用上の注意

このようなセキュリティ問題を回避するために、敏感な関数には必要なアクセス制御を実施し、入力パラメータを検証し、再入保護を実施することを検討するべきです。

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脅威モデルIIにおけるセキュリティ問題

私たちはHookを二つのカテゴリーに分けます:

• ホスティング型フック: エントリーポイントではなく、ユーザーはルーターを介してそれと対話します
• 独立型Hook:入口ポイントであり、ユーザーが直接インタラクトできることを許可します

マネージド型フック

ユーザーの資産はrouterに転送または権限付与されます。PoolManagerが残高チェックを実行するため、悪意のあるHookが資産を直接盗むことは難しいですが、手数料管理メカニズムを操作することで攻撃が可能です。

スタンドアロンフック

独立型Hookはより多くの権限を取得し、任意の操作を実行できます。主なリスクには以下が含まれます。

• アップグレード可能な代理
• 自己破壊ロジックを持つ契約

使用上の注意

Hookが悪意のあるものであるかを評価することは非常に重要です。管理型Hookについては、費用管理の行動に注目する必要があります。独立型Hookについては、アップグレード可能かどうかに注目する必要があります。

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まとめ

この記事では、Uniswap v4 Hookメカニズムに関連するコアメカニズムと潜在的なセキュリティリスクを概説します。今後の記事では、各脅威モデルにおけるセキュリティ問題について詳しく分析します。