【为学故事】“为区块链安全保驾护航”——Yul语言的形式化研究

为鼓励研究生学术创新和产出高水平学术成果，培养拔尖创新人才，学校设立了“研究生高水平学术创新项目”。项目实施以来，在各院系通力配合和研究生导师精心指导下，多名研究生取得了优异成绩和创新性成果。为此，研究生院推出【为学故事】系列报道，介绍2020年度“研究生高水平学术创新项目”优秀研究生及其科研工作，以期在广大研究生之中，倡导严谨笃学、求实求新之精神，培育勤勉致知、善学进取之学风。

韩宁（信息工程学院通信与信息系统硕士研究生）

指导教师：李希萌讲师

科研感言：戒骄戒躁，认真做事，坚持不懈，厚积薄发

区块链是去中心化、分布式的数字账本，具有交易记录可验证、难篡改、交易历史可追溯等优良特性，在数字金融、供应链管理、智能制造等领域有着广阔的应用前景。智能合约是运行其上的重要计算机程序，决定了区块链在实际应用中所能发挥的效能。但是，目前智能合约存在编程漏洞，针对智能合约的安全攻击也屡见不鲜。智能合约的安全性问题已成为制约区块链落地应用的主要因素之一。我的研究方向就是通过形式化验证的手段保障智能合约的正确性、安全性。

要对智能合约进行形式化验证，首先需要对智能合约的编程语言进行形式化。我在研究生高水平学术创新项目的资金支持下，采用定理证明方法对以太坊中间语言 Yul 进行形式化，并在证明辅助工具Isabelle/HOL中完成语义的形式化定义。我们首次给出了Yul语言类型系统和小步操作语义的形式化定义。该语义是可执行语义(Executable Semantics)，已通过由120个Yul语言程序组成的测试集。我们的研究成果已整理成文章《以太坊中间语言的可执行语义》，该文已在2021年在6月的《软件学报》上发表。

做科研是一个需要抗住压力、拼搏向上的过程，在这个过程中，会遇到许多困难和挑战。我在研究智能合约执行消耗Gas问题时，需要自己通过具体的程序测试归纳总结规律，并与编译器中的实验进行对照。这个工作繁琐零碎，极大地锻炼了我的耐心和毅力。此外，我的实验数据经常达不到理想状况，我就主动与导师沟通交流，自己也通过各种途径寻找解决办法。总之，我的科研经验就是：保持耐心、寻找办法、永不放弃。最后，我想感谢我的导师李希萌老师和所有帮助过我的同学们。正因为有你们的支持和鼓励，我才能完成这样一个有挑战、有意义的课题。