以太坊智能合约逆向分析与实战:(5)深入EVM之合约的部署与调用_以太坊:ODEX

当我们部署和调用合约的时候,EVM都在做些什么?

如果你开发过以太坊智能合约,想必你应该熟悉这样的操作(此处以remix为例):

编写solidity代码->编译->部署->交互。合约的编写与部署似乎并不是一件很麻烦的操作:编写阶段就不说了,Solidity语言大家都应该会;到了编译阶段,本地的solc编译器会把Solidity代码编译成字节码;而在部署阶段,部署者通过发起一笔特殊交易calldata带上编译后的字节码,等交易上链之后,就完成了合约的部署;而合约交互,就是call合约里的某个函数,等待函数的响应和返回,一切就是这样的简单。

但是正如开车一样,当你踩住油门后,车辆开始前进。然而这看似简单的操作背后是汽油爆燃、活塞往复、数百个齿轮啮合传动、轮胎与地面滚动摩擦的复杂行为。部署和调用合约也是如此,它涉及到EVM的堆栈操作,内存读写,存储访问等一系列底层操作。当部署合约时,EVM把收到的calldata翻译成操作指令,把它们按照给定的长度和参数读入内存;当调用合约时,EVM又根据收到的calldata,通过函数选择器来确定调用哪一段代码,并返回数值。如果只讲理论未免过于枯燥,为了便于讲解,我们这次用ethernaut的一道题目作为例子,详细了解EVM是如何部署和运行合约的,以及如何充当人肉编译器,徒手编写智能合约。

以太坊核心开发者共识会议:即将上线 EIP-4844 专用短期测试网络 Devnet #7:7月1日消息,Galaxy 研究副总裁 Christine Kim 发文总结第 112 次以太坊核心开发者共识会议,本周开发人员讨论了在 Engine API 中包含 builder override flag,将目标 blob 限制 从 2 上调到 3,将最大 blob 限制从 4 上调到 6,以及围绕更改验证器最大有效余额的持续研究。Blob 容量的增加是由以太坊基金会研究 Dankrad Feist 在进行数据实验测试处理大块的网络容量后提出的。

以太坊基金会 DevOps 团队的 Parithosh Jayanthi 表示,所有 EL 和 CL 客户端团队都通过了 Devnet #7 的相关 Hive 测试。他的团队计划最早在 6 月 30 日或 7 月 3 日推出 Devnet #7。Devnet #7 是 EIP-4844 的专用短期测试网络,不会测试其他代码更改。

另外,开发人员正准备在今年年底前弃用公共 Goerli 测试网络。为了取代 Goerli,以太坊客户团队正在启动一个名为 Holesky 的新测试网,测试网将托管一个大于 Goerli 和以太坊主网的活动验证器集。[2023/7/1 22:12:05]

这个题目是这样的:我们需要部署一个合约,当我们调用合约**whatIsTheMeaningOfLife()**函数的时候,它需要返回一个数字“42”。看起来很简单对吧?我们分分钟编写完毕:

以太坊跌破1800美元/枚:金色财经报道,行情显示,以太坊跌破1800美元/枚,日内跌2.99%。[2023/5/24 22:15:27]

慢着,题目后面还有个小小的附加要求:“所部署的合约大小不超过10个操作码”。好吧,这个要求的确够“小”,要知道连合约头部的“函数选择器”都不止10个操作码好吧?可是“函数选择器”是什么,为什么会出现在合约里面呢?带着你的疑问,继续向下看。

我们通过./solc--asm--bintarget.sol来看看这个合约的最终编译结果:

608060405234801561001057600080fd5b5060b68061001f6000396000f3fe6080604052348015600f57600080fd5b506004361060285760003560e01c8063650500c114602d575b600080fd5b60336047565b604051603e91906067565b60405180910390f35b6000602a905090565b6000819050919050565b6061816050565b82525050565b6000602082019050607a6000830184605a565b9291505056fea26469706673582212206ef8c7b5177952a701b3b46b69cb3ec296f4c54c946692e8ec901f5e43c1e78a64736f6c63430008110033

以太坊2.0合约已成为第二大ETH持有地址:据欧科云链OKLink数据显示,截止今日14时,以太坊2.0抵押合约已经收到超过290万ETH,价值约合45亿美元。而随着抵押合约中以太坊数量的不断上升,该合约地址已经在成为以太坊上第二大的持有地址,地址中的以太坊数量仅次于Wrapped Ether合约。[2021/2/3 18:46:38]

这么一大坨十六进制数据,就是上述Solidity程序编译之后的字节码。当我们部署合约时,把这一堆data发给以太坊节点,等广播完成后,合约就部署完毕了。这是solc编译器编译Solidity程序得到的代码,看似杂乱无章的的数据,其实都是和opcodes一一对应的。我们来一段一段地看这些代码:

合约部署代码:

608060405234801561001057600080fd5b5060b68061001f6000396000f3fe

合约运行代码:

6080604052348015600f57600080fd5b506004361060285760003560e01c8063650500c114602d575b600080fd5b60336047565b604051603e91906067565b60405180910390f35b6000602a905090565b6000819050919050565b6061816050565b82525050565b6000602082019050607a6000830184605a565b9291505056fe

动态 | 以太坊官网推出韩语翻译版本 即将支持简体中文、日语、德语等版本:以太坊基金会宣布为Ethereum.org启动一项大型翻译计划,计划将该网站和其他资源最终将翻译为 15 种以上的语言。今天,以太坊基金会宣布已正式推出首个全文翻译版本:韩语版。 接下来的几周将继续推进,首批主要完成简体中文、日语、俄语、德语和意大利语的翻译,选择这第一批语言的依据是以太坊和相关词语的搜索量以及访问以太坊相关网站的流量。[2019/8/20]

auxdata:

a26469706673582212206ef8c7b5177952a701b3b46b69cb3ec296f4c54c946692e8ec901f5e43c1e78a64736f6c63430008110033

我们先简单地把这堆代码分为合约的部署代码、运行代码、auxdata三部分,如何理解这三种代码呢?我觉得可以理解为向太空发射卫星:“部署代码”就是运载火箭,而“运行代码”就是卫星。运载火箭只在发射卫星时才起到作用,一旦卫星进入轨道,火箭就废弃了,只留下卫星在太空中与地球通信。部署合约也是如此,在部署合约时,部署代码把一些初始化工作作完之后,就把合约的运行代码送入EVM,只留下运行代码在链上与用户进行交互。

那么言归正传,我们题目要求我们合约运行代码的opcedes不超过10条,那么,这段代码对应的opcodes是多少条呢?答:71条。

韩国区块链公司Chain Partners推出以太坊在线下商店结算服务:韩国区块链公司Chain Partners推出了可以在线下商店用虚拟货币结算的服务-即'(http://coinduck.kr)'。coinduck可以允许在全国所有线下商店使用以太坊来进行结账的服务。 普通的虚拟货币结算服务大部分都是通过自己公司的创建的钱包去自己的加盟店用虚拟货币结算。但是coinduck是不需要通过虚拟货币钱包和交易所平台只要拥有以太坊就可以在线下商店结算。[2018/1/4]

那么问题来了,如何把71条opcodes精简到10条以内呢?这就需要我们对EVM运行智能合约的方式有着一定的了解。如果不了解也没关系,拿起你手边的EVM指令集,我们一起来看看吧:

首先我们要知道,EVM执行代码时是按照自上而下的顺序执行的,代码中没有其他入口点,始终从顶部(也就是第一行opcode)开始执行。。也就是说,当我们部署合约时,EVM会从第一个bytecode开始读起。

所以我们看字节码最前面的部分,也就是它的部署代码:608060405234801561001057600080fd5b5060b68061001f6000396000f3fe

对照EVM指令,我们可以识别出这段代码的含义:

然后我们看合约的运行代码:

6080604052348015600f57600080fd5b506004361060285760003560e01c8063650500c114602d575b600080fd5b60336047565b604051603e91906067565b60405180910390f35b6000602a905090565b6000819050919050565b6061816050565b82525050565b6000602082019050607a6000830184605a565b9291505056fe

综合以上可以发现,合约的运行代码的架构是这样的:

初始化操作、函数选择器这些,是solc在编译Solidity程序的时候自动生成的。如果我们砍掉这些复杂的东西,直接把我们想要的核心功能编码上去,不就可以在10条以内opcodes实现既定功能了吗?

通过分析图4的whatIsTheMeaningOfLife()函数调用栈可以得知,让智能合约返回“42”(十六进制0x2a)的关键在于先用mstore指令将0x2a放入Memory,再用return指令将内存里的0x2a返回即可。至于那些函数名称和函数签名,只是高级语言的编译产物,直接用汇编实现的话,我们直接用这段代码读写内存,完全没有必要搞那些花里胡哨:

以上代码相当于构造了一个十分小的合约“运行代码”。前面我们说过,EVM执行代码时是按照自上而下的顺序执行的,代码中没有其他入口点,始终从顶部(也就是第一行opcode)开始执行。而且我们编写的代码并没有函数选择器,也就是说,当外部账户调用该它时,无论传递给它什么样的参数、什么样的函数签名,EVM都只会从它的处开始执行,老老实实地走到,然后return给我们一个0x20.

但这只是运行代码,还记得本文开头说的那三段字节码吗?是的,我们还差一个“运载火箭”,把这段运行代码给发射出去:

部署代码的结构基本没怎么变,之前已有解析,此处就不罗嗦了,唯一的区别是把复制到内存的长度由b6改为0a?:608060405234801561001057600080fd5b50600a8061001f6000396000f3fe

然后把他们拼接到一起,记得部署代码在前、运行代码在后,最后我们把这段代码发射出去就OK了:

你将得到一个超级小巧、只有10个字节、无论传递什么参数都只会返回?42?的“智能合约”

全文完。

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https://twitter.com/0xNezha

来源:bress

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