Uniswap v4 フックメカニズム:革新と挑戦の共存

Uniswap v4が間もなくリリースされます。このバージョンでは、各取引ペアに対して無限の流動性プールとダイナミック手数料をサポートすることを含む、いくつかの重要な革新が導入されます。シングルトン設計、フラッシュアカウンティング、Hookメカニズム、そしてERC1155トークン標準のサポートも含まれています。その中でも、Hookメカニズムはその強力な潜在能力から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時点でカスタムコードを実行することを許可し、プールの拡張性と柔軟性を大幅に向上させます。しかし、この柔軟性は新たなセキュリティの課題ももたらします。本稿では、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、シングルトンアーキテクチャ、およびフラッシュアカウンティングです。

Hookメカニズム

Hookは流動性資金プールのライフサイクルのさまざまな段階で動作する契約であり、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たり、時間加重平均によるマーケットメイカー(TWAMM)によって大口注文を分散することができます。

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)

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シングルトン、ライトニング帳簿およびロックメカニズム

シングルトンアーキテクチャとライトニングアカウントは、パフォーマンスを向上させることを目的としています。すべての流動性プールは、同じPoolManagerスマートコントラクトに保存されています。

ロックメカニズムの動作方式は次のとおりです:

1. ロッカー コントラクトが PoolManager のロックを要求します
2. PoolManagerはそのロッカーアドレスをキューに追加し、コールバックを呼び出します
3. locker契約の実行ロジック、プールとの相互作用は非ゼロの通貨増加を引き起こす可能性があります。
4. PoolManagerはキューと通貨の増加状況を確認し、検証後にそのロッカーを削除します。

この方法は、即時送金ではなく、内部の純残高を調整します。実際の送金は操作終了時に行われ、未清算のトークンがないことを保証します。

外部アカウントはPoolManagerと直接やり取りすることはできず、契約を通じて行う必要があります。主に2つのやり取りシナリオがあります:

• 公式またはユーザーがデプロイしたロッカー契約(ルーター)
• ロッカー契約とフックが同じ契約に統合されました

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自体は良性だが脆弱性が存在する
• 脅威モデルII: Hook自体が悪意のあるものである

威脅モデルIの安全問題

私たちはv4バージョン特有の潜在的な脆弱性に注目しており、主に2つのカテゴリに分かれています:

• ユーザーの資金を保持するフック
• 主要な状態データを保存するフック

研究で発見された脆弱性は主にhook、PoolManagerおよび外部の第三者とのリスク相互作用に起因し、次のように分類できます:

• アクセス制御の問題
• 検証の質問を入力します

22の関連プロジェクトの中で、8つの(36%)は脆弱性があり、そのうち6つはアクセス制御の問題があり、2つは信頼できない外部呼び出しの影響を受けやすい。

アクセス制御の問題

v4のコールバック関数(8個のhookコールバックとlockコールバック)は、PoolManagerによってのみ呼び出されるべきです。強力なアクセス制御メカニズムを構築することが重要です。

入力検証の質問

ロックメカニズムがあるにもかかわらず、潜在的な攻撃シナリオが存在します。

• hook未検証ユーザーインタラクションの資金プール
• 重要なhook関数は任意の外部呼び出しを許可します

これ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

• 敏感な関数に必要なアクセス制御を実施する
• 入力パラメータを検証する
• 再入保護の実装

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セキュリティ問題に関する脅威モデルII

私たちはHookを2つのカテゴリに分けます:

• ホスティング型Hook:ユーザーはルーターを介してhookと対話します
• スタンドアロンフック:ユーザーはフックと直接対話します

マネージド型Hook

ユーザー資産をルーターに転送します。悪意のあるフックは直接盗むのが難しいですが、費用管理メカニズムを操作する可能性があります。

独立型フック

hookはより多くの権限を取得し、任意の操作を実行できる。主なリスク:

• アップグレード可能な代理
• 自己破壊ロジックを持つ

使用上の注意

• hookが悪意のあるものかどうかを評価する
• 監視型フックの費用管理行動に注目する
• 独立型フックのアップグレード可能性に注目する

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セキュリティリスクを概説します。Hookメカニズムは革新的ですが、新たなセキュリティの課題ももたらします。今後の記事では、各種脅威モデルにおけるセキュリティ問題について詳細に分析します。

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