智能合约安全千万条 访问权限设置第一条_TER:PUB

引子: “庖人虽不治庖,尸、祝不越樽俎而代之矣。”  -- 《庄子·逍遥游》

古时候,有一位杰出的领袖名叫唐尧。他所治理的地区人们安居乐业,但是他听闻隐士许由十分有才干,便萌生了将领导权让给许由的想法。但是许由拒绝了,并说出了这样一段话“鹪鹩巢于深林,不过一枝。”至此,后人也用越俎代庖一词来表达越权的含义。

“越俎代庖”

在智能合约的实现中存在着访问权限,如果权限设置不合理,很容易造成智能合约被攻击,严重的还会造成巨大的经济损失。成都链安-安全实验室对于智能合约安全有着丰富的经验和积累,但随着区块链技术越来越受重视,智能合约的数量也越来越多,随之而来的智能合约被攻击事件也越来越多,也让我们感受到了“让区块链更安全”的企业使命是多么的重要,但是一己之力难于对抗所有的威胁,接下来,我们将会把自己的安全经验积累通过与智能合约CTF靶场ethernaut相结合,通过技术连载的方式向广大智能合约开发者普及在开发过程中,如何实现更安全的代码。

智能合约平台Flare与Atriv达成合作将引入无代码生成式NFT平台:金色财经报道,智能合约平台Flare官方宣布与人工智能数字艺术平台Atriv达成合作,Atriv将会把无代码生成式NFT平台引入Flare Layer 1网络并推动数字艺术家和收藏家加入Flare社区。据悉Atriv将集成State Connector来使用Flare跨链技术,允许用户在Flare区块链铸造NFT但使用其他区块链付款,包括比特币、狗狗币、莱特币等。[2023/6/24 21:56:39]

现在我们就来聊一聊ethernaut靶场的第一题Fallback,代码函数“越俎代庖”的事件。

越权漏洞是指在智能合约中,因函数可见性设置不合理或函数缺乏有效的验证导致本不能调用某一函数的用户通过直接或者绕过验证的方式成功调用该函数。该漏洞可被单独利用,也可能结合其他漏洞进行组合攻击,利用方式简单,漏洞影响视存在漏洞的函数而定,可能对合约造成毁灭性打击。

2.1 合约中的“俎”与“庖”

如何理解合约中的“俎”与“庖”呢?先来看一段合约代码,如下图所示:

以太坊扩容项目 Matter Labs 为 Curve 推出首个 zkSync 二层智能合约测试网:以太坊扩容项目 Matter Labs 为稳定币兑换平台 Curve 推出首个 zkSync 二层智能合约测试网「Zinc Alef」。Matter Labs 现已引入 Zinc 编程语言和对 SNARK 友好的 Zinc VM (虚拟机),并为以太坊实施了递归 PLONK 证明验证。目前,必须使用 Zinc 编程语言来编写 Zinc VM 智能合约。zkSync 二层网络中的所有合约都将能够以与以太坊主网上完全相同的方式互相调用。目前,测试网功能齐全,用户可编写智能合约并将其部署至测试网,然后对此进行本地测试,并生成智能合约执行的零知识证明。每笔交易都将导致 zkSync 测试网上的真实代币发生转移,也会反映至区块浏览器和钱包中。不过,Zinc VM 尚未集成至 zkSync core 中,Zinc 编程语言中的一些重要功能也可能会丢失。Matter Labs 将根据社区的要求优先开发该功能。另外,Matter Labs 正在与其他团队合作开发通用的以太坊二层签名标准,这将提升围绕二层合约进行交互的用户体验。此前报道,今年 6 月份,Matter Labs 在以太坊主网部署了 Layer 2 扩展工具 zkSync。[2020/10/10]

安全公司:SushiSwap仿盘YUNO与KIMCHI智能合约漏洞或存安全隐患:CertiK安全研究团队发现Sushiswap仿盘的两个项目YUNo Finance(YUNO)与KIMCHI.finance(KIMCHI),其智能合约均存在漏洞。如果利用该漏洞,智能合约拥有者可以无限制地增发项目对应的代币数目,导致项目金融进度通胀并最终崩溃。为了确保无限增发漏洞不会被触发,对于Yuno和Kimichi两个项目的智能合约拥有者必须由外部进行限制。当前已经实施的限制条件与Sushiswap项目一致,即对任何由智能合约拥有者进行的智能合约操作,均有48小时的延迟。任何来自智能合约拥有者的操作都会被所有投资者观察到,并有48小时进行应对操作。[2020/9/2]

这一段合约代码出自ethernaut靶场的第一题Fallback。针对于靶场中的问题,解题思路是通过调用回调函数function() payable public来触发owner = msg.sender;,使得合约的所有者变成调用者。题目非常的简单,只要向此合约发起一笔交易,且满足require的条件就可触发fallback函数。

孙宇晨:TRON已完成对智能合约隐私协议的公开测试:孙宇晨发推特称,TRON已经完成了对智能合约隐私协议的公开测试,并在TRON虚拟机中实现了ZK-snarks的指令。7月7日,TRON智能合约隐私协议将作为TRON 4.0的组成部分正式上线。[2020/6/29]

正常情况下,在对一个合约调用中,如果没有其他函数与给定的函数标识符匹配,或者没有提供附加数据,那么fallback 函数会被执行。一般是作为转入以太币的默认操作。所以智能合约开发时一般是不需要将owner = msg.sender写到fallback函数中的。如下图所示:

然而,在这里本不该被用户调用的owner=msg.sender被调用了,导致权限控制不当,产生了越权,“俎”与“庖”就这样发生了接下来的故事。

2.2 相关安全事件

2.2.1 Bancor合约事件

2020年6月18日,Bancor network(0x5f58058c0ec971492166763c8c22632b583f667f)被爆出存在漏洞。漏洞产生的原因是合约中存在一个public的safeTransferFrom方法,使得攻击者可以直接调用此方法授权给Bancor network合约的代币转出到任意账户。

动态 | 汤森路透合作OpenLaw 以将其文件自动化服务与智能合约相融合:加拿大媒体集团汤森路透(Thomson Reuters)正着眼于将以太坊智能合约引入主流市场。这项工作是与OpenLaw合作的一部分,后者由ConsenSys支持,主要业务为构建自动化法律契约的开源及P2P协议。10月17日,双方展示了首个合作成果,一款名为Smart Contract Express的概念验证(PoC)系统,该系统将汤森路透的文件自动化服务Contract Express与使用以太坊和Chainlink的智能合同功能相融合。(Blockkonomi)[2019/10/19]

其关于转账和授权的三个函数权限均为public,这使得任何用户都能对其进行调用。本次事件涉及资金50W余美元。详细代码如下图所示:

权限为public的safeTransferFrom方法这个“奸臣”并没有得到Bancor合约“国王”的许可,直接夺走了“国家”的“财政大权”。幸而Bancor network团队和白帽首先发现了此问题,并对资金进行了转移。在后续也对该漏洞进行了修复,才得以避免损失。详细分析见(https://mp.weixin.qq.com/s/vN1bNLqdvr8JEqq9QI0X1Q)

而同样的事件也在另外一个合约中上演,接下来我们将介绍6月底的VETH合约漏洞事件。

2.2.2 VETH项目事件

2020年6月30,VETH项目被爆出漏洞。本次事件中“越俎代庖”的主角则是合约中的changeExcluded函数的external修饰符。

external修饰符使得任何人都可以调用changeExcluded函数来绕过transferFrom函数内部的授权转账额度检查,将合约的VETH代币盗走。

此次事件,攻击者利用此漏洞盗走919299个VETH后大量抛售,导致VETH代币价值瞬间流失。详细见(https://mp.weixin.qq.com/s/plbSmpMfvIk_A457GoUaQA)涉及到的合约代码如下图所示:

通过以上两个案例,相信大家已经意识到了合约中“越俎代庖”事件的严重影响,那么如何在合约代码编写的过程中有效的区分“俎”与“庖”呢?

2.3“俎”、“庖”信息大揭秘

针对越权事件,首先需要合约开发人员了解函数可见性。

函数的可见性,一共有external、public、internal和private四种:

External

外部函数作为合约接口的一部分,意味着我们可以从其他合约和交易中调用。 一个外部函数 f 不能从内部调用(即 f 不起作用,但 this.f() 可以)。 当收到大量数据的时候,外部函数有时候会更有效率,因为数据不会从calldata复制到内存.

Public

public 函数是合约接口的一部分,可以在内部或通过消息调用。对于 public 状态变量, 会自动生成一个 getter 函数(见下面)。

Internal

这些函数和状态变量只能是内部访问(即从当前合约内部或从它派生的合约访问),不使用 this 调用。

Private

private 函数和状态变量仅在当前定义它们的合约中使用,并且不能被派生合约使用。

开发人员在构造一个函数时,应当遵循这些可见性进行开发,要明确哪些函数是可以由用户调用的“俎”,而哪些又是合约中不能任意替代的“庖”,以最小原则进行分配。

比如一个函数safeTransfer在设计时是用于转账操作的,用户可以通过调用此函数,转账此合约发行的代币。我们使用public和external都可以满足需求,但就安全的角度,我们应当使用external,避免合约内对此函数进行调用,造成不可预期的风险。如存在有一个safeTransferFrom函数,用户可以通过授权给此合约其他代币,将其他代币转移到一个指定地址的,当_token等于合约本身时,就会以合约本身的身份调用sadeTransfer函数,即而将合约内的钱转到其他地址。

然而只是遵循函数可见性是远远不够的,函数的可见性,只是区分了合约内部、继承合约和外部这三个界限,远远不能满足我们的需求。想要达到较为完善的权限管理,我们应当引入“角色”的概念,如:管理员、普通用户、特权用户等。在合约中存储这些角色的地址,通过判断地址或标志变量来进行权限的控制。如下图所示:

通过修饰器对这些不同的“角色”进行管理,如使用onlyOwner修饰器,限制特定的地址才可调用此函数。对应“角色”的权限管理。使用修饰器的方式,可以更加清晰的判断出是否存在纰漏。

就链上现状来看,智能合约权限管理错误造成的漏洞比比皆是,其中不乏很多“著名项目”,而此类漏洞造成的损失也是巨大的。成都链安安全团队依据多年合约审计和链上分析安全经验给出以下几点建议:

1、 遵循权限最小化开发原则,在设计函数时应当就规划好可见性。

2、 建立角色机制,使用修饰器对各函数进行权限管理,避免纰漏。

3、 上线前一定找专业机构做好代码审计,正所谓“一人一个脑,做事没商讨;十人十个脑,办法一大套”。

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水星链

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