Systematic Review of Ethereum Smart Contract Security Vulnerabilities, Analysis Methods and Tools

Abstract

Smart Contracts, die auf der Ethereum Blockchain eingesetzt werden, halten Vermögenswerte im Wert von Milliarden von USD. Ethereum ist derzeit die am meisten genutzte Plattform für Smart Contracts. Gemessen an der Marktkapitalisierung ist Ethereum nach Bitcoin die zweitgrößte Blockchain mit einem stetig wachsenden Marktanteil. Da Smart Contracts nach der Bereitstellung nicht mehr geändert werden können, ist es von entscheidender Bedeutung, dass der Code auf potenzielle Schwachstellen überprüft wird, die erhebliche finanzielle Verluste verursachen und das Vertrauen beschädigen können. Zu diesem Zweck wurden zahlreiche Tools entwickelt, und es wird immer mehr Literatur über Schwachstellen und Erkennungsmethoden zu diesem Thema veröffentlicht. Regelmäßige Literaturanalysen sind unerlässlich, um mit der raschen Entwicklung auf diesem Gebiet Schritt halten zu können. Diese Arbeit präsentiert eine systematische Literatur- und Toolanalyse, die einen strukturierten, umfassenden Überblick über den aktuellen Stand der Technik von Tools, Smart Contract Schwachstellen und Erkennungsmethoden bietet. Die Einhaltung und Protokollierung einer präzisen Evaluierungsstrategie, Such- und Relevanzprüfungen gewährleisten umfassende und reproduzierbare Ergebnisse. Nach Bereinigung der Referenzen, Entfernung von Duplikaten sowie Anwendung von definierten Ein- und Ausschlusskriterien, führte die initiale Literatursuche zu einer ersten Identifikation von 303 Publikationen. Auf Basis einer Qualitätsbewertung auf Grundlage intrinsischer und kontextbezogener Datenqualitätsmetriken wurden schließlich 149 Primärstudien, 38 Surveys und 8 systematische Literaturanalysen für die Datenextraktion ausgewählt. Die Synthese beinhaltet eine umfassende Klassifizierung von Smart Contract Schwachstellen, eine neue Taxonomie der Eigenschaften und verwendeten Methoden von Analysetools sowie einen Überblick über Tools, einschließlich eines strukturierten Vergleichs auf Grundlage der Taxonomie. Schließlich wird eine konsolidierte Sammlung veröffentlichter und verfügbarer Benchmark-Datensätze bereitgestellt.