【摘 要】
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区块链被誉为第四次工业革命中最具颠覆性的创新技术,是国家核心技术自主创新的重要突破口,已被纳入国家新基建发展战略。区块链技术的兴起推动了智能合约的广泛应用,去中心化应用因此得以迅猛发展。然而,智能合约安全漏洞事件的频发,不仅造成了严重的经济损失,也给整个区块链生态的可信交易环境带来了巨大的安全风险。近年来,学术界和工业界越来越多的研究人员开始致力于智能合约安全漏洞检测,以期准确地检测出智能合约中的
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区块链被誉为第四次工业革命中最具颠覆性的创新技术,是国家核心技术自主创新的重要突破口,已被纳入国家新基建发展战略。区块链技术的兴起推动了智能合约的广泛应用,去中心化应用因此得以迅猛发展。然而,智能合约安全漏洞事件的频发,不仅造成了严重的经济损失,也给整个区块链生态的可信交易环境带来了巨大的安全风险。近年来,学术界和工业界越来越多的研究人员开始致力于智能合约安全漏洞检测,以期准确地检测出智能合约中的安全漏洞。当前主流的智能合约漏洞检测方法可分为两类:一类方法围绕静态分析技术,它们依赖于专家定义的逻辑规则来检测智能合约漏洞,但这些规则固定且容易被攻击者绕过,从而导致静态分析结果与实际运行情况不符等问题;另一类方法采用模糊测试技术,其可解释性强,能有效指出合约漏洞发生的位置,从而进一步指导开发者修补合约漏洞。然而,当前的模糊测试技术仍然存在函数调用序列混乱、测试用例随机性强、测试资源随机分配等问题,严重影响了模糊测试效率及漏洞检测准确率。基于此,本文提出了一种基于策略优化模糊测试的智能合约漏洞检测方法,实现了基于模糊测试的自动化智能合约漏洞检测系统。为了解决上述模糊测试问题,本文首先提出了一种序列生成优化策略以产生高质量的函数调用序列,该策略分析了智能合约中全局变量的数据流依赖关系,并定义了两条规则来推导调用序列中不同函数的顺序优先度;此外,本文引入了一种基于分支距离度量的种子优化策略,该策略通过分支距离度量对测试用例进行迭代优化,使得模糊测试能更快地到达那些条件严格的分支;最后,本文设计了一种模糊测试资源分配优化策略,定义了智能合约中需重点分析的两类分支,并通过灵活的资源调度,确保了这些目标分支能被分配到更多的测试资源。进一步地,本文在超过包含1.2万份智能合约的数据集上进行了实验,结果表明本文提出的方法效果显著,具体地:(1)运行效率高,平均每秒可以生成350个测试用例;(2)分析能力强,可以实现高达90%的平均分支覆盖率;(3)检测效果好,可以发现更多类型的合约漏洞,漏洞检测的准确率比当前业内最好的方法平均高出了 7%。
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