Overflow e Underflow: Como Evitar Falhas em Smart Contracts

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Overflow e Underflow: Como Evitar Falhas em Smart Contracts

Em 2025, a segurança de contratos inteligentes continua sendo um dos maiores desafios para desenvolvedores e investidores de criptomoedas no Brasil. Entre as vulnerabilidades mais antigas e ainda presentes, overflow e underflow ocupam lugar de destaque. Este artigo técnico, com mais de 2.000 palavras, explora o que são esses fenômenos, como eles afetam blockchains públicas como Ethereum e Binance Smart Chain, e quais estratégias de mitigação são recomendadas hoje.

Principais Pontos

  • Definição técnica de overflow e underflow em aritmética de computadores.
  • Como Solidity e outras linguagens de contratos inteligentes lidam com esses erros.
  • Casos históricos de hacks que exploraram overflow/underflow.
  • Ferramentas de análise estática e dinâmica para detectar vulnerabilidades.
  • Boas práticas de codificação: uso de OpenZeppelin, SafeMath, e verificações de limites.

Introdução

Quando falamos de segurança de smart contracts, a maioria dos usuários pensa em ataques de reentrância ou phishing. Contudo, vulnerabilidades matemáticas — especificamente overflow e underflow — são ainda mais sutis e podem causar perdas de milhões de reais sem que o atacante precise interagir diretamente com a interface do contrato.

Este artigo destina‑se a usuários brasileiros de cripto, tanto iniciantes quanto intermediários, que desejam entender a fundo esses riscos e aplicar mitigação nas suas aplicações descentralizadas (dApps). Ao final, você terá um checklist prático para revisar seu código antes de publicar na mainnet.

O que é Overflow?

Overflow ocorre quando uma operação aritmética produz um valor maior que o limite máximo que pode ser representado pelo tipo de dado utilizado. Em linguagens de baixo nível, como C, um uint8 tem capacidade de armazenar valores de 0 a 255. Se somarmos 200 + 100, o resultado esperado seria 300, mas como 300 não cabe em 8 bits, o valor “dá a volta” e passa a ser 44 (300 – 256).

No contexto de smart contracts, a maioria dos tipos numéricos são uint256, que podem armazenar até 2256‑1. Embora esse número seja astronomicamente grande, overflow ainda pode acontecer quando contratos manipulam valores tokenizados, alocam recompensas ou calculam juros compostos repetidamente.

Exemplo simples em Solidity

pragma solidity ^0.8.0;

contract OverflowDemo {
    uint8 public counter = 250;

    function increment(uint8 _value) public {
        counter += _value; // Se _value = 10, overflow ocorre e counter vira 4
    }
}

Antes da versão 0.8.0, Solidity não lançava exceção automática para overflow, exigindo bibliotecas externas como SafeMath. A partir da 0.8, o compilador gera uma exceção (revert) sempre que overflow ocorre, tornando o risco menor, porém ainda relevante em versões antigas ou em linguagens que não possuem verificação automática.

O que é Underflow?

Underflow acontece quando uma operação aritmética gera um valor menor que o limite mínimo representável. No caso de tipos unsigned (não assinados), o menor valor possível é zero. Se subtrairmos 5 de 3, o resultado esperado seria -2, mas como não há representação para números negativos, o valor “dá a volta” e passa a ser o maior número possível do tipo.

Em uint256, isso significa que 0 – 1 resultaria em 2256‑1, um número que pode ser usado maliciosamente para gerar tokens infinitos ou drenar fundos.

Exemplo de underflow em Solidity (versão < 0.8)

pragma solidity ^0.7.0;

contract UnderflowDemo {
    uint256 public balance = 0;

    function withdraw(uint256 _amount) public {
        balance -= _amount; // Se _amount > balance, underflow ocorre e balance vira 2^256-1
    }
}

Esse erro foi a raiz de vários hacks famosos, como o ataque ao DAO em 2016, onde a manipulação de contadores permitiu ao atacante retirar fundos repetidamente.

Como Overflow e Underflow Afetam a Criptomoeda no Brasil

Para o investidor brasileiro, a consequência direta é a perda de ativos digitais que podem valer dezenas de milhares de reais. Além disso, exchanges descentralizadas (DEX) que não sanitizam corretamente entradas podem ser exploradas, gerando volatilidade artificial nos pares de negociação e afetando a liquidez do mercado nacional.

Um caso recente, em março de 2025, envolveu um token de finanças descentralizadas (DeFi) que utilizava uint128 para calcular recompensas de staking. Um atacante enviou uma transação com valor extremamente alto, provocando overflow e recebendo mais de R$ 3.000.000 em tokens recém‑mintados.

Ferramentas de Detecção de Overflow/Underflow

Embora a linguagem Solidity já inclua verificações a partir da versão 0.8, ainda é recomendável usar ferramentas de análise para garantir que contratos legados ou bibliotecas externas estejam seguras.

  • MythX: Plataforma de análise estática que detecta vulnerabilidades de overflow, underflow e outras falhas de segurança.
  • Slither: Ferramenta open‑source que gera relatórios de segurança, incluindo checagens de limites numéricos.
  • SmartCheck: Analisa código Solidity em busca de padrões de vulnerabilidade, como uso de assert inadequado.
  • Remix IDE (com plugin “Solidity Analyzer”): Permite testar rapidamente contratos e observar exceções de overflow.

Integrar essas ferramentas ao pipeline CI/CD (por exemplo, via GitHub Actions) reduz consideravelmente o risco de publicação de código vulnerável.

Boas Práticas de Codificação para Prevenir Overflow/Underflow

  1. Use Solidity ≥0.8.0: A linguagem já lança exceções automáticas para operações que excedem limites.
  2. Utilize bibliotecas de segurança como OpenZeppelin que implementam SafeMath e outras rotinas de verificação.
  3. Defina limites explícitos nas funções de depósito e saque. Por exemplo, limite máximo de token por transação.
  4. Faça checagens de pré‑condição usando require antes de operações aritméticas.
  5. Teste com casos de borda: Simule valores próximos ao máximo (type(uint256).max) e ao mínimo (0) em ambientes de teste.
  6. Audite contratos com empresas reconhecidas no ecossistema brasileiro, como AuditOne ou PeckShield BR.

Exemplo de uso de SafeMath (antes da 0.8)

pragma solidity ^0.7.0;
import "@openzeppelin/contracts/math/SafeMath.sol";

contract SafeMathDemo {
    using SafeMath for uint256;
    uint256 public totalSupply;

    function mint(uint256 _amount) public {
        totalSupply = totalSupply.add(_amount); // Lança erro se overflow ocorrer
    }
}

Casos Históricos de Exploração

A seguir, alguns incidentes emblemáticos que ilustram a gravidade de overflow/underflow:

  • Hack do DAO (2016): Vulnerabilidade de reentrância combinada com contadores que permitiram a retirada de 3,6 milhões de ETH.
  • Parity Wallet (2017): Falha de controle de acesso que, ao ser combinada com overflow, resultou na perda de 150 mil ETH.
  • Attack ao token “BunnyFinance” (2023): Exploração de overflow em cálculo de recompensas, gerando 2,5 milhões de tokens gratuitos.
  • Exploit DeFi “StakeX” (março 2025): Underflow em função de retirada de staking, permitindo a criação de tokens equivalentes a R$ 3,2 milhões.

Como Auditar um Contrato para Overflow/Underflow

A auditoria deve seguir um roteiro estruturado:

  1. Revisão de Tipos de Dados: Verificar se variáveis críticas são uint256 ou outro tipo que suporte o valor esperado.
  2. Mapeamento de Funções Financeiras: Identificar todas as funções que realizam somas, subtrações, multiplicações ou divisões.
  3. Inserção de Guard Clauses: Garantir que require valide limites antes de operações.
  4. Teste de Unidade: Criar casos de teste que forcem overflow/underflow deliberadamente.
  5. Simulação em Testnet: Deploy na rede de teste (Goerli, Sepolia) e execute scripts de ataque automatizados.
  6. Relatório de Vulnerabilidades: Documentar cada risco encontrado, seu impacto financeiro e recomendações de mitigação.

Impacto na Experiência do Usuário Brasileiro

Para quem compra tokens via corretoras como Mercado Bitcoin ou Binance Brasil, um contrato vulnerável pode resultar em bloqueio de fundos ou necessidade de migração para versões corretas, gerando fricção e desconfiança.

Portanto, desenvolvedores devem incluir mensagens claras nas UI/UX das dApps explicando que o contrato passou por auditoria e que as operações são seguras contra overflow/underflow.

Checklist de Segurança para Desenvolvedores

  1. Utilizar Solidity ≥0.8.0.
  2. Aplicar SafeMath ou bibliotecas equivalentes em contratos legados.
  3. Definir limites máximos e mínimos com require.
  4. Executar análise estática (MythX, Slither) e dinâmica (Foundry, Hardhat).
  5. Realizar testes de fuzzing que incluam valores extremos.
  6. Obter auditoria externa antes do lançamento na mainnet.
  7. Publicar relatório de auditoria na documentação do projeto.
  8. Monitorar contratos em produção com ferramentas de observabilidade (Tenderly, Forta).

Conclusão

Overflow e underflow são vulnerabilidades matemáticas que, apesar de simples em teoria, podem gerar perdas catastróficas em ambientes de finanças descentralizadas. No Brasil, onde o volume de investimentos em cripto continua crescendo, a responsabilidade recai tanto sobre desenvolvedores quanto sobre usuários que exigem transparência e auditoria.

Adotar boas práticas — como usar versões recentes de Solidity, integrar bibliotecas de segurança, realizar auditorias independentes e empregar ferramentas de análise automática — reduz drasticamente o risco. Ao seguir o checklist apresentado, você contribui para um ecossistema mais seguro, protege seus ativos e fortalece a confiança da comunidade cripto brasileira.