前言
智能合约的概念于1995年由NickSzabo首次提出,它是一种旨在以信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议,它允许在没有第三方的情况下进行可信交易,这些交易可追踪且不可逆转。然而智能合约也并非是安全的,其中重入(Re-Entrance)攻击漏洞是以太坊中的攻击方式之一,早在2016年就因为TheDAO事件而造成了以太坊的硬分叉。漏洞概述
在以太坊中,智能合约能够调用其他外部合约的代码,由于智能合约可以调用外部合约或者发送以太币,这些操作需要合约提交外部的调用,所以这些合约外部的调用就可以被攻击者利用造成攻击劫持,使得被攻击合约在任意位置重新执行,绕过原代码中的限制条件,从而发生重入攻击。重入攻击本质上与编程里的递归调用类似,所以当合约将以太币发送到未知地址时就可能会发生。简单的来说,发生重入攻击漏洞的条件有2个:调用了外部的合约且该合约是不安全的外部合约的函数调用早于状态变量的修改下面给出一个简单的代码片段示例:
上述代码片段就是最简单的提款操作,接下来会给大家详细分析重入攻击造成的原因。漏洞分析
在正式的分析重入攻击之前,我们先来介绍几个重点知识。01转账方法
由于重入攻击会发送在转账操作时,而Solidity中常用的转账方法为<address>.transfer(),<address>.send()和<address>.gas().call.vale()(),下面对这3种转账方法进行说明:<address>.transfer():只会发送2300gas进行调用,当发送失败时会通过throw来进行回滚操作,从而防止了重入攻击。<address>.send():只会发送2300gas进行调用,当发送失败时会返回布尔值false,从而防止了重入攻击。<address>.gas().call.vale()():在调用时会发送所有的gas,当发送失败时会返回布尔值false,不能有效的防止重入攻击。02fallback函数
欧易OKX将于3月23日21 : 20 (HKT) 开启ARB交易:3月23日消息,据官方公告显示,欧易OKX将于3月23日21 : 20 (HKT) 开启ARB交易,并于3月23日22:00 (HKT) 在网页端、APP端及API正式上线ARBUSDT永续合约, 2023年3月24日11:00 (HKT) 上线ARB/USDT的杠杆交易、余币宝。[2023/3/23 13:22:16]
接着我们来讲解下fallback回退函数。回退函数(fallbackfunction):回退函数是每个合约中有且仅有一个没有名字的函数,并且该函数无参数,无返回值,如下所示:
回退函数在以下几种情况中被执行:调用合约时没有匹配到任何一个函数;没有传数据;智能合约收到以太币。03漏洞代码
下面的代码就是存在重入攻击的,实现的是一个类似于公共钱包的合约,所有的用户都可以使用deposit()存款到Reentrance合约中,也可以从Reentrance合约中使用withdraw()进行提款,当然了所有人也可以使用balanceof()查询自己或者其他人在该合约中的余额。
首先使用一个账户(0x5B38Da6a701c568545dCfcB03FcB875f56beddC4)扮演受害者,将该合约在RemixIDE点击Deploy按钮进行部署。
加密货币总市值跌至1.07万亿美元,24小时跌幅4.2%:金色财经报道,CoinGecko数据显示,加密货币总市值跌至1.07万亿美元,24小时跌幅4.2%。[2023/2/10 11:59:47]
在部署合约成功后在VALUE设置框中填写5,将单位改成ether,点击deposit存入5个以太币。
点击wallet查看该合约的余额,发现余额为5ether,说明我们的存款成功。
而下面的代码则是针对上面存在漏洞的合约进行的攻击:
使用另外一个账户(0xAb8483F64d9C6d1EcF9b849Ae677dD3315835cb2)扮演攻击者,复制存在漏洞的合约地址到Deploy的设置框内,点击Deploy部署上面的攻击合约。
NFT市场X2Y2将解锁3750万代币:2月3日消息,NFT市场X2Y2宣布,对于将在24小时内进行的代币解锁,包括解锁1250万个Treasury代币和2500万个Team代币,X2Y2团队在可预见的未来不会出售即将解锁的任何代币或迄今为止解锁的任何代币。[2023/2/4 11:46:42]
部署成功后先调用wallet()函数查看攻击合约的余额为0。
攻击者先存款1ether到漏洞合约中,这里设置VALUE为1ether,之后点击攻击合约的deposit进行存款。
再次调用合约的wallet函数查看漏洞合约的余额,发现已经变成了6ether。
Polygon联合创始人:未来非托管人的问题是安全问题:金色财经联合Coinlive现场报道,“Token 2049”峰会活动在新加坡举办,在题为 \"未来之路 \"的圆桌讨论中。Ledger主席兼首席执行官Pascal Gauthier表示,要吸引人们进入加密货币,必须对他们有意义,而不像仅仅从应用商店下载一个应用程序。他认为NFT是惊人的,因为用户并不关心比特币和以太坊之间的战争,他们关心的反而是收藏。在过去的10年里,所有的品牌都开始了数字之旅,而我们现在所处的位置,已经是Web3了。 这是一个非常自然的业务扩展;他们明白NFT确实有实用性。
Polygon的联合创始人Jaynti Kanani指出,目前正在发生的是,Web2公司正在想办法与Web3平台整合,给用户提供Web3层面的东西。他认为未来非托管人的问题是安全问题。钱包的第二个安全问题是账户提取和智能合约钱包,这对用户来说是很难理解的。[2022/9/29 6:01:18]
攻击者(0xAb8483F64d9C6d1EcF9b849Ae677dD3315835cb2)调用攻击合约的attack函数模拟攻击,之后调用被攻击合约的wallet函数去查看合约的余额,发现已经归零,此时回到攻击合约查看余额,发现被攻击合约中的6ether已经全部提款到了攻击者合约中,这就造成了重入攻击。
04源码分析
巴西投资银行BTG Pactual宣布推出加密货币交易所Mynt:金色财经消息,Watcher.Guru发推表示,巴西最大的投资银行BTG Pactual宣布推出自己的加密货币交易所Mynt。[2022/8/16 12:28:00]
上面讲解了如何进行重入攻击已经漏洞原因,这里梳理了漏洞源码和攻击的步骤,列出了关键代码。
相关案例
2016年6月17日,TheDAO项目遭到了重入攻击,导致了300多万个以太币被从TheDAO资产池中分离出来,而攻击者利用TheDAO智能合约中的splitDAO()函数重复利用自己的DAO资产进行重入攻击,不断的从TheDAO项目的资产池中将DAO资产分离出来并转移到自己的账户中。下列代码为splitDAO()函数中的部分代码,源代码在TokenCreation.sol中,它会将代币从theparentDAO转移到thechildDAO中。平衡数组uintfundsToBeMoved=(balances*p.splitData.splitBalance)/p.splitData.totalSupply决定了要转移的代币数量。
下面的代码则是进行提款奖励操作,每次攻击者调用这项功能时p.splitData都是一样的,并且p.splitData.totalSupply与balances的值由于函数顺序问题,发生在了转账操作之后,并没有被更新。
paidOut+=reward更新状态变量放在了问题代码payOut函数调用之后。
对_recipient发出.call.value调用,转账_amount个Wei,.call.value调用默认会使用当前剩余的所有gas。
解决办法
通过上面对重入攻击的分析,我们可以发现重入攻击漏洞的重点在于使用了fallback等函数回调自己造成递归调用进行循环转账操作,所以针对重入攻击漏洞的解决办法有以下几种。01使用其他转账函数
在进行以太币转账发送给外部地址时使用Solidity内置的transfer()函数,因为transfer()转账时只会发送2300gas进行调用,这将不足以调用另一份合约,使用transfer()重写原合约的withdraw()如下:
02先修改状态变量
这种方式就是确保状态变量的修改要早于转账操作,即Solidity官方推荐的检查-生效-交互模式(checks-effects-interactions)。
03使用互斥锁
互斥锁就是添加一个在代码执行过程中锁定合约的状态变量以防止重入攻击。
04使用OpenZeppelin官方库
OpenZeppelin官方库中有一个专门针对重入攻击的安全合约:https://github.com/OpenZeppelin/openzeppelin-contracts/blob/master/contracts/security/ReentrancyGuard.sol
参考文献
1.以太坊的几次硬分叉:https://zhuanlan.zhihu.com/p/1114467922.以太坊智能合约安全漏洞(1):重入攻击:https://blog.csdn.net/henrynote/article/details/821191163.区块链的那些事—THEDAO攻击事件源码分析:https://blog.csdn.net/Flyhps/article/details/83095036
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