區塊鏈安全 DAO攻擊事件解析

0x00 前言

最近關注了一下區塊鏈方面的安全，因此翻出來之前的dao攻擊事件研究了一番，形成此文。

之後可能還會發一些其他的安全分析文章。

0x00 基礎知識

1.跨合約呼叫

智慧型合約之間的呼叫本質上是外部呼叫，可以使用message call或者建立智慧型合約物件的形式進行呼叫。

（1）使用message call

比如合約1呼叫合約2的某個方法：

bytes4 methodid = bytes4(keccak256("increaseage(string,uint256)"));  
return addr.call(methodid,"jack", 1);

（2）還原智慧型合約物件如果已知合約的位址，可以通過如下方式獲取到合約物件：

contract1 c = contract1(addressofcontract1) ;  
c.foo() ; //跨合約呼叫

2.智慧型合約傳送eth

我們可以在智慧型合約中用**向某個位址（這個位址可以是人，也可以是智慧型合約）傳送以太幣，比較常見的兩個方式是：

（1）呼叫send函式

比如：msg.sender.send(100)

（2）使用message call

msg.sender.call.value(100)()

這兩個方式不同的是傳送的gas數量，gas就是執行opcode需要花費的一種幣，稱作為gas也特別形象。當呼叫send方法時，只會傳送一部分gas，準確地來講，是2300gas，一旦gas耗盡就可能丟擲異常。

而使用message call的時候，則是傳送全部的gas，執行完之後剩餘的gas會退還給發起呼叫的合約。

3.fallback函式

智慧型合約中可以有唯一的乙個未命名函式，稱為fallback函式。該函式不能有實參，不能返回任何值。如果其他函式都不能匹配給定的函式識別符號，則執行fallback函式。

當合約接收到以太幣但是不呼叫任何函式的時候，就會執行fallback函式。如果乙個合約接收了以太幣但是內部沒有fallback函式，那麼就會丟擲異常，然後將以太幣退還給傳送方。

下面就是乙個fallback函式的**示例：

contract sample  
}

一般單純使用message call或者send函式傳送以太幣給合約的時候，沒有指明呼叫合約的某個方法，這種情況下就會呼叫合約的fallback函式。

0x01 攻擊事件還原

我們先用簡單的模擬**來了解下整個攻擊過程。

首先是存在漏洞的智慧型合約**，bank：

使用者可以通過addtobalance方法存入一定量的以太幣到這個智慧型合約，通過withdrawbalance方法可以提現以太坊，通過getuserbalance可以獲取到賬戶餘額。

注意到這裡是通過message call的方式來傳送以太幣，所以在呼叫sender的fallback函式的時候我們就會有充足的gas來進行迴圈呼叫。如果是send的方式，gas只有2300，稍微一操作就會耗盡gas丟擲異常，是不夠用來進行巢狀呼叫的。以下是不同操作所需要的gas數量：

出問題的是withdrawbalance方法，特別是在修改儲存在區塊鏈的balances的**是放在了傳送以太幣之後。攻擊**如下：

這裡的deposit函式是往bank合約中傳送10wei。withdraw是通過呼叫bank合約的withdrawbalance函式把以太幣提取出來。注意看這裡的fallback函式，這裡迴圈呼叫了兩次bank合約的withdrawbalance方法。

攻擊的過程如下：

（1）假設bank合約中有100wei，攻擊者attack合約中有10wei

（2）attack合約先呼叫deposit方法向bank合約傳送10wei

（3）之後attack合約呼叫withdraw方法，從而呼叫了bank的withdrawbalance方法。

（4）bank的withdrawbalance方法傳送給了attack合約10wei

（5）attack收到10wei之後，又會觸發呼叫fallback函式

（6）這時，fallback函式又呼叫了兩次bank合約的withdrawbalance，從而轉走了20wei

（7）之後bank合約才修改attack合約的balance，將其置為0

通過上面的步驟，攻擊者實際上從bank合約轉走了30wei，bank則損失了20wei，如果攻擊者多巢狀呼叫幾次withdrawbalance，完全可以將bank合約中的以太幣全部轉走。

0x02 復現過程

給bank合約100wei，給attack合約10wei。

（1）部署bank，分配100wei

（2）部署attack

分配給attack 10wei。

（3）呼叫attack合約的deposit方法

（4）呼叫attack合約的withdraw方法

（5）檢視attack合約的餘額，變成了30wei，即竊取了20wei

0x03 dao攻擊事件**分析

在dao原始碼中，有withdrawrewardfor函式：

function withdrawrewardfor(address _account) noether internal returns (bool _success)

這裡呼叫了payout函式進行付款。

function payout(address _recipient, uint _amount) returns (bool)  else

而payout中直接使用的是message call的方式傳送以太幣，從而導致了巢狀漏洞。

0x04 總結

在編寫智慧型合約進行以太幣傳送的時候，要使用send或者transfer，不要使用message call的方式，而send其實還是有些小問題，以後有時間再分析。dao事件直接導致了以太坊硬分叉，分為eth和etc。可見，區塊鏈領域的安全不容忽視，因為其修復難度和所造成的影響都很高，畢竟是和錢打交道。

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