科普 | 智能合约安全审计入门篇 —— 重入漏洞_ETHE:GatorSwap

By:小白@慢雾安全团队

背景概述

看了一个关于学习solidity的站,里面讲了关于solidity智能合约的很多漏洞,考虑到现在针对智能合约的攻击事件频频发生,不法分子盗取的加密资产越来越多,我就想写一些与智能合约安全审计相关的文章给想了解智能合约安全审计的入门者阅读,让一些对智能合约安全审计感兴趣的初学者可以学到如何识别一些常见的漏洞和如何利用这些漏洞去做什么事情。这次我们就一起先看一个很经典的漏洞——?重入漏洞。

前置知识

重入漏洞相信大家都有所耳闻了,那么什么是重入漏洞呢?

以太坊智能合约的特点之一是合约之间可以进行相互间的外部调用。同时,以太坊的转账不仅仅局限于外部账户,合约账户同样可以拥有以太并进行转账等操作,且合约在接收以太的时候会触发fallback函数执行相应的逻辑,这是一种隐藏的外部调用。

美国说唱歌手Megan Thee Stallion与Cash App合作发布比特币科普视频:美国说唱歌手Megan Thee Stallion与由Square开发的移动支付服务Cash App合作发布了一段名为“Bitcoin for Hotties”的视频。该视频从她的角度解释了什么是比特币,为什么比特币有价值等内容。Megan Thee Stallion在Instagram上拥有超过2410万粉丝,在 Twitter上拥有640万粉丝。(Bitcoin News)[2021/8/8 1:41:10]

我们先给重入漏洞下个定义:可以认为合约中所有的外部调用都是不安全的,都有可能存在重入漏洞。例如:如果外部调用的目标是一个攻击者可以控制的恶意的合约,那么当被攻击的合约在调用恶意合约的时候攻击者可以执行恶意的逻辑然后再重新进入到被攻击合约的内部,通过这样的方式来发起一笔非预期的外部调用,从而影响被攻击合约正常的执行逻辑。

火币推出《一分钟读懂DeFi》系列科普视频:据官方消息,8月24日,火币推出《一分钟读懂DeFi》系列科普视频,并与微博财经合作冠名播出,布道DeFi认知,助力行业发展《一分钟读懂DeFi》是由火币成长学院打造的业内首个系统全面讲解DeFi的系列科普动画,继推出《区块链100问》后的再续佳作。《一分钟读懂DeFi》系列动画对DeFi的发展进行系统梳理,适合想要由浅入深、全面系统了解区块链DeFi的人们轻松了解DeFi。目前视频已由火币网官方微博发布。[2020/8/24]

漏洞示例

好了,看完上面的前置知识我相信大家对重入漏洞都有了一个大致的了解,那么在真实的环境中开发者写出什么样的代码会出现重入漏洞呢,下面我们来看一个比较典型的有重入漏洞的代码:

动态 | 新浪财经:官媒针对区块链的报道从科普宣传转向打假监管:据新浪财经今日消息,“1025新政”满月,一个月间,官媒对区块链的态度风向已转。据11月初的一项统计,七家党媒在新政一周内发布了65篇直接相关报道,当时文章中的关键词是数据、产业、安全、创新等,大量文章偏向于科普区块链的概念以及应用介绍,提醒警惕虚拟货币炒作的仅有3篇。近期,官媒的批评焦点则纷纷指向借区块链之名进行的虚拟货币发行和炒作行为。据统计,新华网、人民网收录转载的,以打击虚拟货币或揭露假借区块链行为主题的文章,自10月25日到11月25日午间,共28篇;其中,11月19日至11月25日的一周内就高达15篇。这些文章主要围绕三个观点展开:厘清区块链和虚拟货币的关系,说明二者概念不等;打击伪“区块链”局,或是虚拟货币局揭露;提醒民众,区块链不能成为炒作的噱头,更不是行的招牌,需警惕此类活动,理性投资。[2019/11/26]

//SPDX-License-Identifier:MITpragmasolidity^0

中科院自动化研究所将面向大中小学生开展区块链等主题的科普讲座:5月21日,新华网讯,今年,中国科学院自动化研究所将举办第十四届“自动化之光”公众科学开放日活动。届时,自动化所将面向大中小学生分别开展《脑与智能》、《区块链技术与平行智能》、《大数据时代的视觉智能》、《动画真奇妙》等4个主题报告,用实例和生动的演示深入浅出地为大家揭示智能技术的原理和奥妙。[2018/5/21]

functionwithdraw()public{uintbal=balances;require(bal>0);(boolsent,)=msg

//HelperfunctiontocheckthebalanceofthiscontractfunctiongetBalance()publicviewreturns(uint){returnaddress(this)

}

漏洞分析

看到这里大家可能会有疑惑了,上面的代码就是个普通的充提币的合约,凭什么说他有重入攻击呢?我们来看这个合约的withdraw函数,这个函数中的转账操作有一个外部调用,所以我们就可以认为这个合约是可能有重入漏洞的,但是具体能否产生危害还需要更深入的分析:

1.所有的外部调用都是不安全的且合约在接收以太的时候会触发fallback函数执行相应的逻辑,这是一种隐藏的外部调用,这种隐藏的外部调用是否会造成危害呢?

2.我们可以看到在withdraw函数中是先执行外部调用进行转账后才将账户余额清零的,那我们可不可以在转账外部调用的时候构造一个恶意的逻辑合约在合约执行balance=0之前一直循环调用withdraw函数一直提币从而将合约账户清空呢?

下面我们看看攻击者编写的攻击合约中的攻击手法是否与我们的漏洞分析相同:

攻击合约

contractAttack{EtherStorepublicetherStore;constructor(address_etherStoreAddress){etherStore=EtherStore(_etherStoreAddress);}//FallbackiscalledwhenEtherStoresendsEthertothiscontract

}functionattack()externalpayable{require(msg

//HelperfunctiontocheckthebalanceofthiscontractfunctiongetBalance()publicviewreturns(uint){returnaddress(this)

}我们看到EtherStore合约是一个充提合约,我们可以在其中充提以太。下面我们将利用攻击合约将EtherStore合约中用户的余额清零的:

这里我们将引用三个角色,分别为:

用户:Alice,Bob

攻击者:Eve

1.部署EtherStore合约;

2.用户1和用户2都分别将1个以太币充值到EtherStore合约中;

3.攻击者Eve部署Attack合约时传入EtherStore合约的地址;

4.攻击者Eve调用Attack

}作为审计人员

作为审计人员我们需要关注的是重入漏洞的特征:所有涉及到外部合约调用的代码位置都是不安全的。这样在审计过程中需要重点关注外部调用,然后推演外部调用可能产生的危害,这样就能判断这个地方是否会因为重入点而产生危害。

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