SOME:智能合约安全审计入门篇 —— delegatecall (2)_SoMee Social

上篇文章中我们了解了什么是delegatecall函数以及一个基础的漏洞,这篇文章的目的是加深一下大家对delegatecall的印象并带大家一起去玩点刺激的,拿下一个进阶版的漏洞合约。

这里就不再重复之前的基础知识了,不了解或者遗忘的可以再看看上一篇文章:《智能合约安全审计入门篇——delegatecall(1)》。

漏洞示例

contractLib{??uintpublicsomeNumber;??functiondoSomething(uint_num)public{????someNumber=_num;??}}contractHackMe{??addresspubliclib;??addresspublicowner;??uintpublicsomeNumber;??constructor(address_lib){????lib=_lib;????owner=msg.sender;??}??functiondoSomething(uint_num)public{????lib.delegatecall(abi.encodeWithSignature("doSomething(uint256)",_num));??}}

漏洞分析

这次的攻击目标依然是获得HackMe合约中的?owner?权限,我们可以看到两个合约中除了HackMe合约中的构造函数可以修改合约的?owner?其他地方并没有修改?owner?的函数。我们要如何完成攻击呢?这里需要一点小技巧,大家可以思考一下,刚好也可以验证一下自己对于之前知识的掌握程度以及自己的思维是否活跃。

是否有想法呢?没有想法也没关系,我们一起来看攻击是如何完成的:

攻击合约

//SPDX-License-Identifier:MITpragmasolidity^0.8.13;contractAttack{??//MakesurethestoragelayoutisthesameasHackMe??//Thiswillallowustocorrectlyupdatethestatevariables??addresspubliclib;??addresspublicowner;??uintpublicsomeNumber;??HackMepublichackMe;??constructor(HackMe_hackMe){????hackMe=HackMe(_hackMe);??}??functionattack()public{????//overrideaddressoflib????hackMe.doSomething(uint(uint160(address(this))));????//passanynumberasinput,thefunctiondoSomething()belowwill????//becalled????hackMe.doSomething(1);??}??//functionsignaturemustmatchHackMe.doSomething()??functiondoSomething(uint_num)public{????owner=msg.sender;??}}

BM:将构建一个BTC客户端或钱包作为智能合约:金色财经报道,就推特网友有关“为什么EOS上的WBTC会比以太坊上的更安全,以及将如何就V神此前有关比特币方面存在msig的评论设计安全性”的提问,EOS创始人Daniel Larimer(BM)回复称:“我将构建一个BTC客户端/钱包作为智能合约,并利用15个多签名(multisig)中的8个来提供比采矿池更多的去中心化。然后,将发布软件供BTC池运营商部署(可选择)。”[2020/8/20]

我们先看攻击流程:

1.Alice部署Lib合约;

2.Alice部署HackMe合约并在构造函数中传入Lib合约的地址;

3.攻击者Eve部署Attack合约并在构造函数中传入HackMe合约的地址;

国内首个区块链智能合同专利花落南京:3月11日消息,日前,总部位于南京的中国云签获得国家知识产权局授予的国内首个区块链智能合同领域的核心发明专利授权。中国云签运营“国家电子缔约安全保障服务平台”,在电子政务、商务领域为企业和个人提供等同纸质效力的电子合同缔约与区块链存证服务。目前,中国云签拥有电子合同企业标准的自主知识产权20多项,在电子合同实名认证、电子签约流程、合同存储验真三个方面拥有国家发明专利。(中国江苏网)[2020/3/11]

4.攻击者调用Attack.attack()函数将HackMe合约中的owner变为自己。

咋回事儿呢?其实这个攻击方式就是很巧妙的运用了delegatecall这个函数修改storage类型变量时的特征:delegatecall函数的执行环境是调用者的环境并且对于storage类型变量的修改是根据被调用合约变量存储的插槽位置来修改的。

声音 | 安永区块链专家:对于公链上的通证和智能合约 监管机构应提出明确的评估准则:据Coindesk消息,安永会计事务所区块链专家Paul Brody近日发文表示,公有链的生效必须建立在两个前提上。首先,对于公链上的通证和智能合约,监管机构应提出一套明确的评估准则。其次,公司必须在公链的运行中遵守这些准则。[2018/9/6]

1.Attack.attack()函数先将自己的地址转换为uint256类型第一次调用HackMe.doSomething()函数;

2.HackMe.doSomething()函数使用delegatecall函数带着传入的Attack合约的地址调用了Lib.doSomething()函数;

3.可以看到Lib.doSomething()函数将合约中存储位置为slot0的参数改为传入的值,这样当HackMe合约使用delegatecall调用Lib.doSomething()函数时也将改变自己在slot0位置存储的变量的值,也就是将lib参数改为我们传入的Attack合约的地址。此时之前在HackMe.lib参数中存储的Lib合约的地址就被修改成我们传入的Attack合约的地址了;

智能合约先行者Nick Szabo:不要放弃去中心化:在上周四于纽约举行的会议上,Nick Szabo,1996年首次提出开发智能合约概念的密码学专家,他敦促观众不要忽视区块链最初的承诺。“我只是想强调信任最小化和去中心化的好处,”他在参与智能合同小组讨论时说, “传统的银行模式是‘我们相信自己,你为什么不相信我们?'”他继续说道,认为客户可能不信任银行,“他们甚至可能会恨你。”[2018/4/22]

4.Attack.attack()函数再次调用HackMe.doSomething()函数,由于在上一步我们已经将HackMe.lib变量修改为Attack合约的地址了,这时HackMe.doSomething()函数将不再调用之前的Lib合约而是用delegatecall去调用Attack.doSomething()函数。此时我们再来观察Attack合约的写法,发现其变量的存储位置故意和HackMe合约保持一致,并且不难发现Attack.doSomething()函数的内容也被攻击者写为owner=msg.sender,这个操作修改了合约中存储位置为slot1的变量。所以HackMe合约使用delegatecall调用Attack.doSomething()函数就会将合约中存储位置为slot1的变量owner修改为msg.sender也就是Eve的地址,至此攻击者完成了他的攻击。

修复建议

作为开发者

1.?在使用delegatecall时应注意被调用合约的地址不能是可控的;

2.?在较为复杂的合约环境下需要注意变量的声明顺序以及存储位置。因为使用delegatecall进行外部调用时会根据被调用合约的数据结构来修改本合约相应slot中存储的数据,当数据结构发生变化时这可能会造成非预期的变量覆盖。

作为审计者

1.在审计过程中遇到合约中有使用delegatecall时需要注意被调用的合约地址是否可控;

2.当被调用合约中的函数存在修改storage变量的情况时需要注意变量存储插槽的位置,避免由于数据结构不一致而导致本合约中存储的storage变量被错误的覆盖。

来源:金色财经

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