Introdução

Desde a ascensão do DeFi em 2019 até sua maturidade gradual até 2024, os problemas de dados têm sido consistentemente uma preocupação central para os desenvolvedores. Isso ocorre porque a operação do DeFi depende de dados on-chain precisos e em tempo real, e a qualidade dos dados impacta diretamente na segurança, eficiência e experiência do usuário dos protocolos. Os dados são fundamentais para a troca de valor e a pedra angular dos mecanismos de confiança de protocolo. Para contratos inteligentes, os dados funcionam como fatos de entrada, mas os próprios contratos inteligentes não podem verificar ativamente a autenticidade dos dados. Em vez disso, eles são totalmente dependentes de dados fornecidos por fontes externas. Essa característica significa que, se os dados de entrada forem adulterados ou imprecisos, o contrato inteligente os aceita passivamente, potencialmente levando a riscos sistêmicos. Portanto, garantir a descentralização, confiabilidade e usabilidade dos dados continua sendo um desafio contínuo. Os desafios decorrem de duas questões principais: primeiro, a maioria dos dados é controlada por instituições ou plataformas centralizadas; Em segundo lugar, o acesso aos dados é difícil porque manter a confiabilidade em todo o pipeline — da origem aos canais de transmissão e destino final — apresenta desafios significativos.

Como uma ponte entre interações de dados na cadeia e fora da cadeia, os oráculos frequentemente se tornam os principais alvos de ataques. Uma vez que um oráculo é manipulado, os atacantes podem explorar informações de preço ou mercado falsas para executar ataques econômicos em grande escala, como a manipulação de oráculo e os ataques de empréstimo flash que ocorreram com frequência em 2021 e 2022. Mesmo em 2024, essa ameaça persiste, como destacado pelos incidentes recentes envolvendo UwU Lend e Banana Gun. Esses eventos continuam a nos lembrar que a qualidade e a segurança dos dados do oráculo determinam o sucesso ou fracasso de protocolos individuais e têm um impacto direto na estabilidade de todo o ecossistema DeFi.

Este artigo irá se concentrar em aplicar oráculos no blockchain, tipos de ataques e métodos para prevenir manipulações comuns de oráculos. Ele tem como objetivo educar os leitores sobre os conceitos básicos e a importância dos oráculos, aumentar a conscientização sobre segurança e fornecer recomendações práticas para desenvolvedores sobre a integração segura de oráculos em contratos inteligentes.

Conceitos fundamentais de Oráculos

Definição e Papel dos Oráculos

Um oráculo é uma interface crítica entre o blockchain e o mundo externo. É responsável por importar dados off-chain para o blockchain, como preços de mercado, informações meteorológicas ou resultados de eventos, permitindo que contratos inteligentes acessem informações externas. Dada a natureza inherentemente fechada dos blockchains, os oráculos desempenham um papel vital em áreas como DeFi, mercados de previsão, seguros e jogos. Além de abordar as limitações do blockchain, os oráculos facilitam a interação entre contratos inteligentes e dados do mundo real, ampliando o escopo de aplicação da tecnologia blockchain. No entanto, os oráculos também enfrentam certos desafios e pontos críticos:

• A precisão dos oráculos é crucial. Se a fonte de dados for pouco confiável ou comprometida, pode levar a execução incorreta de contratos inteligentes, resultando em perdas financeiras.
• Os próprios oráculos podem se tornar alvos de ataques, como a manipulação de dados do oráculo para transmitir informações falsas, levando à manipulação do mercado e interrompendo as operações do protocolo.
• Embora as redes de oráculos descentralizados possam reduzir pontos únicos de falha, persistem debates sobre seu grau de descentralização e confiabilidade. Aprimorar a confiabilidade e segurança dos oráculos continua sendo um desafio tecnológico-chave.

Tendo compreendido a definição básica e o papel das oráculos, exploraremos brevemente os tipos de oráculos, seus casos de uso e os riscos de segurança que enfrentam.

Tipos de Oráculos: Centralizados vs. Descentralizados

Os oráculos podem ser amplamente categorizados em dois modelos de implementação: centralizado e descentralizado. Oráculos centralizados, como Oraclize, normalmente dependem de uma única fonte de dados para fornecer informações off-chain. Eles combinam soluções de hardware e software, aproveitando tecnologias como TLSNotary e Android Proof para garantir a precisão dos dados. Esses oráculos se destacam em eficiência e desempenho estável. No entanto, sua dependência de uma única fonte confiável compromete a natureza descentralizada do blockchain, introduz gargalos de ponto único e limita a escalabilidade, apresentando desafios tanto em segurança quanto em extensibilidade.

Por outro lado, oráculos descentralizados como o Chainlink priorizam a segurança do sistema e a transparência da confiança. Na arquitetura do Chainlink, a coleta e validação de dados são realizadas por múltiplos nós independentes, distribuídos entre diferentes participantes, reduzindo o risco de pontos únicos de falha. Ao coordenar operações on-chain e off-chain, o Chainlink garante diversidade e confiabilidade de dados. Esse design descentralizado é particularmente eficaz em aplicações financeiras, melhorando a resistência do oráculo a ataques. No entanto, essa abordagem envolve compensações em eficiência e custo, tornando-a menos adequada para casos de uso de baixa frequência.

A importância dos oráculos descentralizados reside na redução do risco de manipulação da fonte de dados e na prevenção de possíveis abusos por partes confiáveis únicas. A descentralização garante que os oráculos não dependam mais de algumas fontes de dados, mas melhorem a segurança e a confiabilidade dos dados por meio de vários nós distribuídos. No entanto, os oráculos descentralizados também enfrentam desafios, como manter mecanismos de incentivo efetivos a longo prazo e garantir a estabilidade geral da rede do oráculo. Em seguida, exploraremos os riscos de segurança associados aos oráculos descentralizados e suas soluções potenciais.

Princípios Operacionais e Riscos dos Oráculos

Oráculos com Diferentes Fontes de Dados: Off-Chain e On-Chain

Nas operações da Oracle, a origem e o método de transmissão dos dados afetam diretamente sua segurança e confiabilidade. As Oracles obtêm dados de dois tipos de fontes: off-chain e on-chain. A origem e os métodos de aquisição de dados são diferentes entre essas duas abordagens:

• Dados off-chain: A velocidade de resposta à volatilidade para dados off-chain depende das características da fonte de dados e do mecanismo de transmissão. Por exemplo, os dados de preços fora da cadeia das bolsas normalmente são atualizados rapidamente. Ainda assim, outros dados off-chain (como dados de mercados financeiros tradicionais ou dados gerados por meio de cálculos complexos) podem sofrer atrasos. A transmissão de dados off-chain geralmente depende de um número limitado de instituições privilegiadas para enviar dados para o blockchain. Assim, garantir que essas instituições não alterem dados maliciosamente ou empurrem atualizações incorretas sob coação é crucial. Essa dependência ameaça potencialmente a credibilidade e a usabilidade dos dados em blockchains descentralizadas.
• Dados On-Chain: Os dados on-chain não requerem nenhum acesso privilegiado e estão sempre atualizados, oferecendo fortes capacidades em tempo real. No entanto, essa mesma característica os torna altamente suscetíveis à manipulação por atacantes, o que poderia levar a resultados catastróficos. Os desenvolvedores podem acessar facilmente os dados on-chain consultando as exchanges descentralizadas (DEXs) para calcular os preços em tempo real.

Oráculos On-Chain e Off-Chain
A escolha entre fontes de dados off-chain e on-chain depende dos requisitos específicos do projeto e das compensações inerentes de cada abordagem. Os desenvolvedores devem avaliar cuidadosamente e abordar os riscos associados. Essa necessidade de equilíbrio levou a pesquisas contínuas sobre métodos de manipulação de dados mais seguros e confiáveis. As seguintes seções examinarão os princípios operacionais das oráculos e suas potenciais vulnerabilidades.

Um breve exemplo de desenvolvimento de Oracle

Esta seção apresenta um cenário de desenvolvimento simplificado para ajudar os leitores a entender os casos de uso dos oráculos em blockchain. No desenvolvimento real de contratos inteligentes em blockchain, existem várias maneiras para um contrato inteligente acessar dados de preço de oráculos. Métodos comuns incluem chamar diretamente o contrato do oráculo ou usar tecnologias como o Protocolo de Interoperabilidade Cross-Chain da Chainlink (CCIP). As principais diferenças entre esses métodos são:

1. Se a aplicação de destino estiver na mesma blockchain, os desenvolvedores geralmente chamam o contrato do oráculo diretamente para recuperar informações de preços em tempo real rapidamente.
2. Para aplicações DeFi de várias cadeias, o Chainlink CCIP é comumente usado. O CCIP fornece uma maneira segura de transmitir dados entre diferentes blockchains em cenários de cross-chain.

Aqui, demonstramos o uso de uma chamada direta a um contrato de oráculo. Imagine que você seja um desenvolvedor de contratos inteligentes no ecossistema Ethereum e precise buscar dados de preço ETH/USD usando um oráculo em seu contrato. Primeiro, você definiria uma interface para se conectar ao contrato de oráculo e escreveria uma função para buscar os dados de preço.

Este exemplo simples de contrato mostra como o PriceConsumero contrato obtém dados de preço em tempo real e os utiliza para tomar decisões. Isso fornece uma compreensão básica de como os contratos inteligentes interagem com oráculos para acessar dados de preço. Em seguida, analisaremos os riscos associados a partir de duas perspectivas:

Do ponto de vista de contrato interno usando oráculos, invasores podem explorar mercados de baixa liquidez ou pequenas exchanges para manipular os preços ETH/USD através de grandes transações, causando flutuações de preço anormais. Como alguns oráculos dependem da agregação de dados de múltiplas plataformas de negociação, essas flutuações anormais podem propagar rapidamente para o método fetchPrice() do PriceConsumer, levando a distorção de preços. Essa situação geralmente surge quando as fontes de dados do oráculo são muito centralizadas e os riscos não são suficientemente diversificados, tornando o sistema mais vulnerável à manipulação de preços.

Do ponto de vista de um contrato externo, a análise precisa considerar diferentes cenários de aplicação. Suponha que o contrato PriceConsumer seja usado em uma plataforma de empréstimo em que os usuários possam depositar ETH como garantia para emprestar outros ativos. Atacantes primeiro usam empréstimos instantâneos para pegar grandes quantidades de fundos e depositam temporariamente esses fundos em Fabricantes de Mercado Automático (AMM) ou outras piscinas de liquidez. Se o AMM tiver pouca profundidade de negociação, uma grande quantidade de um único ativo entrando rapidamente na piscina causará diretamente deslizamento de preço.

Nesse cenário, as grandes transações do atacante alteram o preço informado pela AMM, que é então refletido no preço manipulado do oráculo. Após manipular o preço, o atacante pode lucrar de várias maneiras, como:

1. Liquidação de Colateral em Protocolos de Empréstimo: O preço manipulado pode desencadear a liquidação de certos ativos colateralizados. O atacante poderia então comprar esses ativos a um preço baixo durante a liquidação para obter lucro.
2. Arbitragem entre plataformas: Se o preço manipulado criar uma disparidade de preço significativa entre as plataformas, o atacante poderia explorar essa diferença para executar negociações de arbitragem lucrativas.

Assim que o atacante concluir suas operações, ele pode imediatamente sacar os fundos, restaurar o preço da AMM e reembolsar o empréstimo relâmpago com juros, concluindo o processo de manipulação.

A seguir, iremos aprofundar a discussão, analisando casos específicos de ataques de oráculo, seus métodos e examinando seu impacto destrutivo nos protocolos DeFi e nos ecossistemas on-chain, enquanto desvendamos a lógica subjacente e os detalhes técnicos-chave.

Riscos causados diretamente e indiretamente por Oracles

Embora a manipulação de mercado e os ataques de oráculo possam ter consequências semelhantes, como distorções de preço e perdas de ativos, seus métodos e pontos de falha diferem. A maioria das perdas no espaço blockchain decorre da manipulação de mercado, em vez de falhas de design inerentes aos oráculos. As principais distinções são as seguintes:

• Manipulação de mercado envolve alterar artificialmente a oferta e demanda para inflar ou desinflar os preços dos ativos. Táticas comuns incluem negociações falsas e manipulação entre mercados. Por exemplo, ativos com baixa liquidez são mais suscetíveis à manipulação, o que pode levar a dívidas ruins e riscos de liquidez para protocolos DeFi.
• Ataques do Oracle interrompem as fontes de dados do Oracle, fazendo com que ele informe preços inconsistentes com o mercado atual. Isso pode ser devido a manipulação intencional, fontes de dados insuficientes ou vulnerabilidades de segurança do oracle. Os atacantes exploram a discrepância entre o feed e os preços de mercado reais para manipular operações em protocolos DeFi, como a colateralização ou liquidação.

Vamos analisar este caso:

Em essência, a manipulação de mercado é alcançada pela alteração dos preços reais de mercado, com oráculos refletindo fielmente esses preços manipulados, enquanto os ataques de oráculo envolvem a reportagem de preços incorretos, enquanto os preços de mercado permanecem normais. Tendo compreendido a distinção entre oráculos e manipulação de preços, nosso próximo passo será explorar as diferenças entre aquisição de dados on-chain e off-chain, para entender melhor como os oráculos transmitem dados.

Casos de Ataque Relacionados ao Oracle

Entre os inúmeros incidentes de ataque a oráculos, os tipos comuns incluem manipulação de preços, empréstimos instantâneos combinados com distorções de oráculos, erros de dados off-chain e exploração de vulnerabilidades de design de protocolo. Abaixo, discutimos dois casos típicos: o incidente de manipulação de preços da UwU Lend, que revelou as vulnerabilidades dos oráculos on-chain à manipulação maliciosa, e a falha do oráculo off-chain da Synthetix, que demonstrou o impacto profundo de erros de dados externos nos contratos on-chain.

Incidente de Manipulação de Preço de Empréstimo UwU

Em 10 de junho de 2024, a UwU Lend, uma plataforma de empréstimo de ativos digitais baseada em cadeias EVM, sofreu um ataque resultando em uma perda de aproximadamente $19,3 milhões. Esse incidente expôs vulnerabilidades potenciais nos mecanismos de oráculo dentro dos protocolos DeFi.

UwU Lend utilizou uma criptomoeda chamada sUSDE, cujo preço era determinado por um oráculo de preço. Como componente crítico do protocolo de empréstimo, a principal responsabilidade do oráculo era obter e fornecer dados de preço precisos para garantir que operações-chave como empréstimos e liquidação fossem baseadas em preços justos e estáveis. No entanto, esse mecanismo essencial se tornou o ponto de entrada para o ataque.

O atacante manipulou o preço de mercado do sUSDE realizando operações de troca em grande escala dentro da pool de liquidez da Curve Finance. Essa ação distorceu os dados de preço gerados pelo oráculo em que o UwU Lend confiava. Explorando o valor inflado do sUSDE, o atacante o utilizou como garantia para extrair outros ativos do UwU Lend, causando, no final das contas, uma significativa redução de ativos para a plataforma.

A causa raiz deste incidente residia no design insuficiente do UwU Lend para anti-manipulação do oráculo. Essa vulnerabilidade permitiu que o atacante manipulasse o preço de mercado, distorcesse os dados reportados pelo oráculo e executasse um ataque direcionado. Este caso destaca uma deficiência comum nas plataformas DeFi - mecanismos de anti-manipulação fracos nos oráculos, especialmente em ambientes de mercado de baixa liquidez, onde tais riscos são mais acentuados.

Vale ressaltar a semelhança entre este incidente e os ataques de empréstimo relâmpago. Os ataques de empréstimo relâmpago geralmente envolvem a criação de anomalias de preço através de fluxos de capital substanciais e de curto prazo, perturbando assim os mecanismos de feedback de preço do oráculo para alcançar arbitragem de ativos ou outros objetivos maliciosos. Essa semelhança ressalta ainda mais a importância de designs robustos de anti-manipulação em oráculos, componentes críticos da segurança do sistema DeFi.

No futuro, as plataformas DeFi devem se concentrar em estratégias como agregação de dados de preços de várias fontes, otimização das frequências de atualização de preços e monitoramento de preços anômalos ao construir mecanismos de oráculo. Aprimorar as capacidades antimanipulação pode reduzir os riscos sistêmicos causados por falhas pontuais ou volatilidade de mercado.

Falha do Oráculo de Synthetix

Em 25 de junho de 2019, o Synthetix, um protocolo de liquidez de derivativos no Ethereum, sofreu uma falha crítica em seu sistema de oráculo de preço personalizado fora da cadeia, resultando em uma única transação gerando lucros maciços inesperados. O Synthetix dependia de fontes confidenciais para seu feed de preços, agregando e publicando preços na cadeia em intervalos fixos para fornecer aos usuários preços de negociação para ativos sintéticos longos ou curtos.

No entanto, um dos canais de preços relatou erroneamente a taxa de câmbio do Won coreano (KRW) como sendo 1.000 vezes o seu valor real. O sistema não conseguiu filtrar esses dados anômalos, levando à aceitação e publicação do preço incorreto na cadeia. Um robô de negociação detectou esse erro e rapidamente executou operações de compra e venda no mercado sKRW, acumulando lucros substanciais por meio de arbitragem. A descoberta rápida da equipe sobre o problema permitiu que eles negociassem com o trader, que devolveu os lucros em troca de uma recompensa por falhas, evitando perdas potenciais superiores a US$ 1 bilhão.

Embora a equipe do Synthetix tenha implementado medidas para agregar dados de preço de várias fontes a fim de se proteger contra imprecisões de uma única fonte, esse incidente destacou os riscos inerentes dos oráculos de dados fora da cadeia. Quando as fontes de dados de origem erram, os contratos on-chain não têm visão do processo de cálculo de preço e, portanto, não conseguem detectar automaticamente anomalias.

Medidas Preventivas

Os casos acima destacam que os desafios enfrentados pelos oráculos vão além da precisão das fontes de dados, incluindo a resistência à manipulação e a segurança da integração de dados off-chain. Como tal, prevenir ataques de oráculo é de importância primordial. Aprimorar a segurança, confiabilidade e capacidades anti-manipulação dos oráculos torna-se um fator chave ao projetá-los e utilizá-los. Nesta seção, exploramos medidas eficazes para combater diferentes tipos de ataques e fortalecer a segurança geral dos sistemas de oráculos.

1. Use Várias Fontes de Dados para Garantir a Precisão dos Dados

Análise de caso: no incidente de manipulação de preço do UwU Lend, os atacantes manipularam com sucesso o oráculo de preço do UwU Lend influenciando o preço do sUSDE no pool de Curve Finance. Ao explorar a vulnerabilidade de manipulação de preço, os atacantes extraíram ativos que o sistema não avaliou corretamente. Se o UwU Lend tivesse usado várias fontes de dados para determinar o preço do sUSDE, o sistema poderia ter verificado os preços por outras fontes, reduzindo o risco de ataque.

Análise Estendida: Este incidente envolveu manipulação de preços e expôs questões relacionadas à liquidez insuficiente. Quando um token não possui liquidez de mercado suficiente, a profundidade de negociação rasa torna seu preço facilmente influenciado por um pequeno número de transações, aumentando assim a vulnerabilidade do oráculo. Consequentemente, ao lançar novos tokens, as equipes de projetos devem avaliar cuidadosamente a liquidez do mercado para evitar distorções de preços e riscos de segurança associados. Por exemplo, protocolos de empréstimo como Aave, Kamino e Scallop impõem limitações mais rigorosas aos tokens de baixa liquidez em seus designs para garantir a estabilidade e a segurança do mercado.

Abordagem de otimização: Para garantir a precisão dos dados, os protocolos devem adotar uma estratégia de várias fontes de dados, incorporando múltiplos oráculos descentralizados, como Chainlink ou Band Protocol, para agregar dados de várias exchanges ou pools de liquidez. Essa abordagem mitiga o impacto na segurança em todo o sistema se uma única fonte de dados for manipulada.

2. Agregadores de Dados Descentralizados para Garantir a Segurança da Transmissão de Dados

Análise de caso: A falha do oráculo off-chain do Synthetix expôs os riscos de erros em fontes de dados off-chain. Neste incidente, foi relatado um preço incorreto do Won sul-coreano (KRW), permitindo que um robô de negociação explorasse o erro para arbitragem. Se o Synthetix tivesse empregado um agregador de dados descentralizado, outras fontes de dados descentralizadas poderiam ter corrigido prontamente o problema, mesmo que uma fonte de dados off-chain falhasse.

Abordagem de otimização: Semelhante às melhorias no Uniswap V3, o uso de agregadores de dados descentralizados pode aprimorar a segurança da transmissão de dados. Ao aproveitar protocolos criptográficos (como TLS) e verificação de assinatura, combinados com nós de retransmissão descentralizados, sistemas podem evitar ataques de intermediários e adulteração de dados. Por exemplo, no oráculo Chainlink, cada fonte de dados é validada por vários nós independentes e protegida com técnicas de criptografia para garantir a integridade e imutabilidade dos dados transmitidos.

4. Design Modular na Arquitetura de Aplicação para Reduzir Riscos de Falha Única de Pontos

Análise de caso: Muitos incidentes de ataque revelam deficiências no design modular dos protocolos DeFi, que muitas vezes carecem de mecanismos defensivos suficientes. Ao projetar e construir cuidadosamente módulos independentes, é possível evitar que os atacantes explorem uma única vulnerabilidade para causar danos catastróficos a todo o sistema. Por exemplo, no caso de falha do oráculo off-chain do Synthetix, se a equipe de desenvolvimento tivesse projetado preventivamente um sistema de alerta modular, poderia ter identificado e corrigido dados anormais mais rapidamente.

Abordagem de otimização: Para aumentar a resistência a ataques, os desenvolvedores podem adotar arquiteturas em camadas durante o processo de desenvolvimento e garantir que cada módulo (fonte de dados, lógica de validação, módulo de transmissão) opere de forma independente. Por exemplo, como no Uniswap V3, armazenar informações de preço de diferentes pools de liquidez em pools de observação separados permite que o protocolo compare preços entre vários pools, reduzindo o risco de manipulação em qualquer pool único. No desenvolvimento prático, técnicas como encapsulamento de interface e injeção de dependência podem separar o módulo de validação de dados de outras lógicas, garantindo flexibilidade e manutenibilidade do sistema.

5. Mecanismos de defesa adaptativos em contratos inteligentes

Enquanto a maioria dos oráculos depende de medidas de defesa estáticas, os contratos inteligentes podem adotar estratégias de defesa adaptativas para combater métodos de ataque altamente dinâmicos. Por exemplo, ao monitorar a frequência de flutuações anormais de preços, o sistema pode determinar se um ataque está ocorrendo e acionar mecanismos adicionais de validação ou rollback em resposta a essas anomalias. Essa abordagem adaptativa pode proteger automaticamente o sistema de perdas potenciais durante manipulações repentinas de preços.

Aplicação Prática: Alguns protocolos DeFi implementam mecanismos de 'alerta de limite' para detectar flutuações significativas de preço em tempo real. Se a flutuação de preço exceder um limite pré-definido, o sistema inicia automaticamente processos de validação adicionais ou aciona reversões para evitar que a manipulação se intensifique. Por exemplo, o protocolo Balancer usa um limite de desvio de preço; se um preço for detectado como excessivamente alto ou baixo, ele interrompe certas transações até uma confirmação adicional da validade do preço.

Baseando-se nas discussões de otimização do design e aplicação de oráculos, podemos explorar soluções específicas dentro das aplicações DeFi. Em seguida, apresentaremos o mecanismo de preço médio ponderado pelo tempo no Uniswap V2 e suas melhorias no V3.

Casos de otimização de segurança em aplicativos Oracle DeFi

A segurança dos oráculos é uma preocupação central para os protocolos DeFi. Muitos protocolos DeFi introduziram inovações valiosas para prevenir efetivamente ataques de oráculos. O Uniswap, por exemplo, forneceu novas ideias para o design de oráculos através de suas otimizações na geração de preços on-chain e mecanismos de defesa. Uma comparação entre o Uniswap V2 e V3 demonstra como as melhorias técnicas podem aprimorar as capacidades anti-manipulação dos oráculos, oferecendo um caminho claro para o design seguro de contratos inteligentes.

TWAP no Uniswap V2

O Uniswap V2 introduziu pela primeira vez o oráculo TWAP (Preço Médio Ponderado pelo Tempo), permitindo que os desenvolvedores on-chain acessem dados de preços de exchanges descentralizadas (DEX). TWAP é um oráculo on-chain que obtém seus dados a partir dos próprios dados de negociação on-chain do Uniswap, sem depender de nenhum dado off-chain.

No UniswapV2Paircontrato, o_update() A função é a função privada central responsável por atualizar as reservas e acumuladores de preço para pares de negociação. Seu objetivo principal é usar o acumulador de preço ponderado pelo tempo para ajudar a prevenir ataques de oráculo.

A ideia principal desta função é limitar a capacidade de um atacante manipular os preços em um único ponto no tempo, registrando as mudanças de preço ponderadas pelo tempo para cada bloco. Especificamente, a função calcula a diferença de tempo (tempoDecorridoentre o horário atual e a última atualização, multiplica essa diferença pelo preço atual do par de negociação e, em seguida, adiciona o resultado aos acumuladores de preçopreço0AcumuladoÚltimoe price1CumulativeLastEsta acumulação registra o preço médio ponderado pelo tempo para suavizar as possíveis flutuações de preço. Como o preço é acumulado ao longo de um período, os atacantes precisariam operar continuamente em vários blocos para alterar significativamente o preço, aumentando assim o custo de manipulação.

Além disso, a função atualiza os acumuladores de preço apenas se tempo decorridoé maior que 0, o que significa que o preço só será atualizado uma vez por bloco. Esse design limita a frequência das operações de um atacante dentro de um curto período de tempo. Para manipular efetivamente o preço, os atacantes precisariam intervir continuamente em vários blocos em vez de um único bloco, reduzindo ainda mais a probabilidade de manipulação.

Do ponto de vista da segurança, este mecanismo é robusto. A função inclui verificações de overflow para garantir que os valores máximos das reservas não ultrapassem os limites do sistema, e os cálculos de preço acumulados também são protegidos contra overflow. Esses elementos de design tornam a manipulação externa significativamente mais difícil.

No entanto, a versão V2 do oráculo tem algumas limitações práticas. Por exemplo, o contrato oficial fornece apenas os últimos valores de preço acumulado, exigindo que os desenvolvedores gravem e recuperem dados de preços históricos, impondo uma barreira técnica mais alta. Além disso, o oráculo V2 não registra diretamente a profundidade do par de negociação. A profundidade do par de negociação é crítica para a estabilidade do oráculo diante de ataques—uma profundidade menor facilita a manipulação de preços.

Uniswap V3

Para resolver as limitações de seu antecessor, Uniswap melhorou a funcionalidade do oráculo em sua versão V3. Os contratos V3 mantiveram os valores de preço acumulados ao longo do tempo e adicionaram a capacidade de armazenar informações de preço históricas, suportando até 65.535 registros. Isso eliminou a necessidade de os desenvolvedores armazenarem dados históricos manualmente.

Além disso, a versão V3 do oráculo registra os valores de liquidez ponderados pelo tempo para diferentes níveis de taxa. Isso permite que os desenvolvedores selecionem pools de liquidez com volumes mais altos como fontes de referência de preço, garantindo maior precisão de preço. Toda a lógica relacionada ao oráculo é encapsulada na biblioteca Oracle, permitindo que os contratos registrem automaticamente informações cumulativas de preço e liquidez para cada transação sem exigir manutenção externa do usuário.

Outra melhoria digna de nota é o ajuste no método de cálculo de preço. No Uniswap V2, os cálculos TWAP eram baseados na média aritmética, enquanto o V3 adota a média geométrica. Comparada à média aritmética, a média geométrica oferece maior estabilidade na implementação e é mais adequada para ambientes com alta volatilidade de preços, reduzindo ainda mais o risco de manipulação.

Tendências Futuras

Os atacantes do Oracle incluem grupos organizados, hackers independentes e potenciais insiders colaborando com partes externas. Esses ataques geralmente envolvem uma complexidade técnica moderada, exigindo que os atacantes tenham uma compreensão fundamental de blockchain e contratos inteligentes e habilidades específicas para explorar vulnerabilidades. À medida que as barreiras técnicas diminuem, a complexidade dos ataques do Oracle está diminuindo, permitindo que hackers com menos experiência técnica participem.

Os ataques Oracle dependem muito da automação. A maioria dos atacantes usa ferramentas automatizadas para escanear e analisar dados on-chain, identificando rapidamente e explorando vulnerabilidades de segurança, como flutuações de preços ou atrasos de dados em oráculos. Por exemplo, bots de arbitragem e scripts automatizados podem responder a mudanças de preços em milissegundos, garantindo que os atacantes obtenham lucro antes que o mercado se ajuste. À medida que as redes blockchain continuam a descentralizar, esses métodos automatizados se tornam cada vez mais eficientes, tornando os ataques Oracle mais precisos e difíceis de detectar.

Olhando para o futuro, a confiabilidade dos dados do oráculo e a resistência à manipulação provavelmente melhorarão por meio da adoção generalizada de mecanismos de precificação padronizados, como o preço médio ponderado pelo tempo (TWAP) e a validação de dados de várias fontes criptograficamente assinadas. Embora isso possa reduzir a viabilidade de ataques ao oráculo, novas ameaças podem surgir - especialmente métodos sofisticados que combinam várias técnicas de arbitragem para contornar verificações de segurança. Os desenvolvedores de DeFi devem permanecer vigilantes, pois o futuro da segurança do oráculo depende do aprimoramento contínuo das medidas de proteção de dados descentralizadas e da defesa proativa contra vetores de ataque emergentes.

Conclusão

Este artigo explorou o papel crítico dos oráculos nos sistemas DeFi e suas vulnerabilidades de segurança, examinando os tipos de oráculos, exemplos de desenvolvimento, estudos de caso e medidas preventivas. A análise se concentrou em duas áreas-chave: ataques de oráculos baseados em empréstimos flash e ataques aleatórios decorrentes de falhas em oráculos. Através deste exame, demonstramos a importância fundamental dos oráculos na arquitetura de segurança DeFi e sua necessidade de resistência à manipulação, fornecendo métodos práticos para prevenir ataques de oráculos.

Aviso Legal: O conteúdo deste artigo é apenas para referência e destina-se a aprender e trocar conhecimentos sobre ataques de oráculo. Não constitui orientação para operações reais ou casos de instrução.