WTF Solidity 合约安全: S07. 坏随机数

我最近在重新学solidity,巩固一下细节,也写一个“WTFSolidity极简入门”,供小白们使用,每周更新1-3讲。

这一讲,我们将介绍智能合约的坏随机数漏洞和预防方法,这个漏洞经常在NFT和GameFi中出现,包括Meebits,Loots,WolfGame等。

伪随机数

很多以太坊上的应用都需要用到随机数,例如NFT随机抽取tokenId、抽盲盒、gamefi战斗中随机分胜负等等。但是由于以太坊上所有数据都是公开透明且确定性的,它没有其他编程语言一样给开发者提供生成随机数的方法,例如random()。很多项目方不得不使用链上的伪随机数生成方法,例如blockhash()和keccak256()方法。

坏随机数漏洞:攻击者可以事先计算这些伪随机数的结果,从而达到他们想要的目的,例如铸造任何他们想要的稀有NFT而非随机抽取。更多的内容可以阅读WTFSolidity极简教程第39讲:伪随机数。

PeopleDAO与WTF Academy合作,在Goerli测试网上试用Soulbound协议:2月21日消息,PeopleDAO与Web3开源学习社区WTF Academy合作,在Goerli测试网上试用声誉NFT协议Soulbound。用例类似于获得课程学分。当WTF学院的学生完成课程后,他们将获得不可转让的证书,即教育证明。

Soulbound选择Goerli测试网对产品进行Beta测试,因为测试网是编码人员用来开发和试用智能合约的以太坊区块链的替代版本。一旦该项目从早期用户那里获得了足够的反馈,下一步将部署到合适的以太坊L2网络。[2023/2/21 12:19:31]

“哥布林” GoblintTown.wtf NFT系列市值突破1亿美元:金色财经报道,据最新数据显示,“哥布林” GoblintTown.wtf NFT系列市值突破1亿美元,本文撰写时达到1.105亿美元,交易额为6834万美元。此外,该NFT系列地板价已升至7.1 ETH,24小时涨幅达到37.18%。Goblintown NFT 通过免费公售的形式在以太链上发售,发行总数量为 9999 个,其中Goblintown #6485以77.75 ETH成交,约合 150,507.29 美元,为目前该系列最高交易记录。[2022/6/6 4:04:39]

坏随机数案例

下面我们学习一个有坏随机数漏洞的NFT合约:BadRandomness.sol。

contract?BadRandomness?is?ERC721?{????uint256?totalSupply;????//?构造函数,初始化NFT合集的名称、代号????constructor()?ERC721("",?""){}????//?铸造函数:当输入的?luckyNumber?等于随机数时才能mint????function?luckyMint(uint256?luckyNumber)?external?{????????uint256?randomNumber?=?uint256(keccak256(abi.encodePacked(blockhash(block.number?-?1),?block.timestamp)))?%?100;?//?get?bad?random?number????????require(randomNumber?==?luckyNumber,?"Better?luck?next?time!");????????_mint(msg.sender,?totalSupply);?//?mint????????totalSupply++;????}}

goblintown.wtf系列NFT交易额突破5000万美元:金色财经报道,据nftgo最新数据显示,“哥布林”goblintown.wtf 系列 NFT交易额已突破 5000 万美元,截至目前为 5067 万美元,交易额排名前三的分别是goblintown #6485(77.75 ETH)、goblintown #8995(69.42 ETH)和goblintown #9249(31.04 ETH)。[2022/6/2 3:58:25]

它有一个主要的铸造函数luckyMint(),用户调用时输入一个0-99的数字,如果和链上生成的伪随机数randomNumber相等,即可铸造幸运NFT。伪随机数使用blockhash和block.timestamp声称。这个漏洞在于用户可以完美预测生成的随机数并铸造NFT。

goblintown.wtf NFT系列地板价突破8ETH,24小时交易额排名达到第一:金色财经消息,据OpenSea数据显示,goblintown.wtf NFT系列地板价突破8ETH,目前为8.2ETH,24小时的交易额为4997.18ETH,24小时交易额在OpenSea排名达到第一。[2022/6/2 3:58:03]

下面我们写个攻击合约Attack.sol。

contract?Attack?{????function?attackMint(BadRandomness?nftAddr)?external?{????????//?提前计算随机数????????uint256?luckyNumber?=?uint256(????????????keccak256(abi.encodePacked(blockhash(block.number?-?1),?block.timestamp))????????)?%?100;????????//?利用?luckyNumber?攻击????????nftAddr.luckyMint(luckyNumber);????}}

攻击函数attackMint()中的参数为BadRandomness合约地址。在其中,我们计算了随机数luckyNumber,然后将它作为参数输入到luckyMint()函数完成攻击。由于attackMint()和luckyMint()将在同一个区块中调用,blockhash和block.timestamp是相同的,利用他们生成的随机数也相同。

Remix复现

由于Remix自带的RemixVM不支持blockhash函数,因此你需要将合约部署到以太坊测试链上进行复现。

部署BadRandomness合约。

部署Attack合约。

将BadRandomness合约地址作为参数传入到Attack合约的attackMint()函数并调用,完成攻击。

调用BadRandomness合约的balanceOf查看Attack合约NFT余额,确认攻击成功。

预防方法

我们通常使用预言机项目提供的链下随机数来预防这类漏洞,例如ChainlinkVRF。这类随机数从链下生成,然后上传到链上,从而保证随机数不可预测。更多介绍可以阅读WTFSolidity极简教程第39讲:伪随机数。

总结

这一讲我们介绍了坏随机数漏洞,并介绍了一个简单的预防方法:使用预言机项目提供的链下随机数。NFT和GameFi项目方应避免使用链上伪随机数进行抽奖,以防被黑客利用。

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来源:bress

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