카카롯 코드 연습: EVM 구현 및 감사 인사이트

### 코드 워크스루: 카이로에서 카카롯의 EVM 구현하기
* 👋 안녕하세요, 저는 카카롯의 엔지니어인 애니라고 합니다. **코드 기반을 소개**하고 **잠재적인 감사 취약점**을 강조하기 위해 이 자리에 섰습니다.
* 📂 코드 베이스는 3개의 리포지토리에 분산되어 있으며, 주요 리포지토리는 STET 에코시스템의 기본 프로그래밍 언어인 카이로 제로 언어로 **KAK를 구현하는 K 리포지토리**입니다.
* 🗂 또한 KR-SSJ 리포지토리에는 3개의 프리컴파일을 포함하여 Cairo One에서 최적화되었거나 Cairo Zero에서 사용할 수 없는 작업을 위한 "caran helper"와 같은 특수 파일이 포함되어 있습니다: **SHA-256, ECAD, EOLD.**
* 🔄 카카롯의 트랜잭션 라이프사이클은 **EVM 사양을 따르며, 특히 최신 버전인 칸쿤**을 사용하여 이더리움 공식 테스트 벡터 스위트를 대상으로 테스트합니다.
* 🔑 카카롯 계정 모델은 **네이티브 계정 추상화**를 사용하므로 모든 계정을 프로그래밍할 수 있으며, 배포 시 초기화되는 **초기화되지 않은 계정**부터 시작하여 사용자 지정 로직을 구현할 수 있습니다.
* 📜 트랜잭션을 실행하는 동안 서명 및 트랜잭션 데이터와 같은 이더리움 관련 매개변수의 유효성을 검사하고, **내부 상태 변경 레지스트리**를 유지하는 카카롯 컨트랙트를 사용하여 트랜잭션을 실행합니다.
* 🔍 발견된 취약점 중 주목할 만한 취약점은 **추출된 데이터의 길이가 입력 길이와 비교하여 확인되지 않아 악의적인 조작**을 가능하게 하는 **RLP 디코딩 중 제약 조건 미달**과 관련이 있습니다.
* ⚙ 마지막으로, 코드에서 힌트를 활용하여 고비용 연산을 최적화하고 메모리에서 직접 값을 설정할 수 있도록 함으로써 **카이로 구현의 효율성**을 높이는 데 중요한 역할을 합니다.

### 카카롯의 증명자 동작 및 메모리 관리 이해하기
* 🔍 증명자는 힌트 실행 중에 메모리를 임의의 값으로 채울 수 있으므로 **적절히 제한하지 않으면 취약점**이 발생할 수 있습니다.
* ⚠ 악의적인 증명자가 **1,000과 같은 예기치 않은 값을 메모리에 기록**하는 힌트를 실행하면 계산에 불일치와 위험한 결과를 초래할 수 있습니다.
* 📊 메모리에 기록되는 값이 **0에서 255 범위 내에 있는지 확인하는 등 값에 어설션**을 구현하면 올바른 계산을 보장하여 이러한 취약점을 방지할 수 있습니다.
* 🛠 테스트 프레임워크의 개발을 통해 **악의적인 증명자 행동을 시뮬레이션**하여 잠재적인 공격 시나리오에서 코드가 예상대로 작동하는지 확인할 수 있습니다.
* 🔒 카카롯의 프리컴파일 실행에는 **헬퍼 함수를 정의하는 클래스**가 포함되어 주소 복구와 같은 작업이 안전하고 올바르게 실행되도록 합니다.
* 📜 카카롯 메시징 콘트랙트는 **이더리움 L1과 카카롯 L2 간의 통신**을 촉진하여 사용자 페이로드를 기본 시스템에서 처리할 수 있는 형식으로 변환합니다.
* 💡 상호운용성 프로토콜을 통해 **카카롯에서 직접 카이로 컨트랙트를 실행**할 수 있어 솔리디티와 카이로 환경 간의 원활한 상호작용이 가능합니다.
* 🔄 카카롯의 효과적인 상태 관리는 **계약 실행 중 변경된 사항을 작업의 성공 여부에 따라 커밋하거나 되돌릴 수 있도록 보장**하여 시스템의 무결성을 유지합니다.

Anie는 카카롯의 코드베이스를 소개하며 잠재적인 감사 취약점과 EVM 구현의 트랜잭션 수명 주기를 강조합니다.

Kakarot Code Walk-Through

Code4rena

카카롯 리포지토리 코드 워크스루

카카롯의 코드 베이스는 3개의 저장소에 분산되어 있으며, 메인 저장소는 구현을 위해 카이로 제로를 사용합니다.

스탁넷의 계정 모델은 네이티브 계정 추상화를 통해 프로그래밍 가능한 계정과 트랜잭션 실행을 위한 투명한 프록시를 제공합니다.

트랜잭션 수명 주기에는 트랜잭션을 후원하는 릴레이 메커니즘이 포함되며, EVM 사양을 준수하기 위해 다양한 검사 및 유효성 검사가 수행됩니다.

카카롯의 착취 위험과 거래 실행

카카롯 콘트랙트의 메모리 세그먼트 할당은 악의적인 증명자에 의해 악용될 수 있으며, 잠재적으로 트랜잭션 실행을 변경할 수 있습니다.

콘트랙트는 이더리움 관련 유효성 검사를 수행하며, 트랜잭션 실행을 위한 두 가지 주요 진입점이 있습니다.

상태 변경의 내부 레지스트리는 실행 중에 유지되며, 악의적인 값 설정을 방지하기 위해 생성된 모든 사전은 마지막에 스쿼시되어야 합니다.

EVM은 각 함수 호출에 대해 자식 인스턴스를 생성하여 잠재적인 반전을 처리하기 위해 상태를 복사합니다.

옵코드 실행에는 점프 테이블을 사용하여 올바른 함수로 이동하는 데 사용되는 정적 및 동적 가스를 충전하는 작업이 포함됩니다.

이 프로세스에는 스택에서 값 팝핑, 메모리 크기 조정, 변수 정의 섀도잉을 통해 EVM의 상태 변경을 관리하는 작업이 포함됩니다.

카이로에서 포인터와 프리 컴파일의 역할

Cairo는 할당 포인터와 프레임 포인터를 사용해 메모리와 함수 실행을 관리하며, 각 포인터는 특정 역할을 수행합니다.

할당 포인터는 암시적 및 명시적 인수를 반환하고, 프레임 포인터는 현재 실행 중인 함수의 컨텍스트를 추적합니다.

Cairo의 사전 컴파일은 일반 EVM 사전 컴파일, 롤업 사전 컴파일, Kak 전용 사전 컴파일로 분류되며, 각각 실행 프로세스와 함수 오프셋이 정의되어 있습니다.

증명자 실행에서 어설션의 중요성

증명자는 힌트 실행 중에 메모리를 임의의 값으로 채울 수 있으며, 이는 일관되지 않고 위험한 결과를 초래할 수 있습니다.

올바른 계산을 보장하고 악의적인 동작을 방지하려면 메모리 값에 강력한 어설션을 설정하는 것이 중요합니다.

증명자의 동작을 테스트하고 시뮬레이션하면 취약점을 파악하고 메모리가 올바른 값으로 채워지는지 확인할 수 있습니다.

프로그래밍 언어인 Cairo는 안전한 메모리 관리를 제공하고 제약이 적은 데이터 세그먼트를 피하기 때문에 Kyo보다 더 안전합니다.

이 언어는 변경 가능한 참조를 제공하며, 트랜잭션 실패를 처리하기 위한 사전 컴파일을 위한 특별한 가중치 목록 메커니즘을 갖추고 있습니다.

카이로의 상호운용성 프로토콜은 카카롯에서 카이로 컨트랙트를 원활하게 실행할 수 있도록 하여 솔리디티와 카이로 간의 데이터 교환을 가능하게 합니다.

계약 커뮤니케이션을 위한 카카로트 쿄 프리컴파일 호출하기

카카롯 쿄 프리컴파일은 입력 데이터가 형식화되고 바이트 단위로 직렬화된 반환 데이터와 함께 스텟 네트워크에서 컨트랙트를 호출하는 데 사용됩니다.

L1 카카롯 메시징 컨트랙트는 이더리움 L1에서 카카롯 L2로 메시지 전송을 용이하게 하며, 그 반대의 경우 ABI 인코딩과 정적 호출을 통해 이루어집니다.

이중 VM 토큰은 스텟 EC20 토큰을 감싸기 위해 제안되어 상태 쿼리 및 변경을 허용하며, 카카롯과 스텟 간의 유동성 통합에 중점을 두고 있습니다.

컨트랙트를 실행하려면 현재 상태의 복사본을 가져와 일반 코드 함수에서 반환해야 합니다.

컨트랙트를 실행한 후 모든 데이터 구조의 값을 스쿼싱하고 새로운 상태를 반환함으로써 상태가 최종 확정됩니다.

실행 호출이 실패하면 이전 상태가 재사용되고, 성공하면 수정된 상태가 계속 유지됩니다.