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最近火爆的FOMO 3D游戏,存在哪些潜在危机?

旁氏骗局。如果你在2016年就开始关注以太坊区块链,你应该知道早期的智能合约有庞氏骗局。就好像传统的旁氏骗局,这些游戏的设计是为了能够连续吸引玩家加入,来让这个游戏一直进行下去。虽然这些合约会戛然而止,有些人会发现是因为别的原因导致其结束。本文列举了这类合约可能遭到的攻击。 risk

攻击#1:异常障碍

当攻击者利用合约的漏洞返回一个异常错误的时候,异常障碍攻击就会发生。异常障碍会在合约不能成功调用类似address.send() 或者address.call.value()之类的函数时,自动触发。这个错误本身不会被标出,痴肥合约指导去这样做;异常错误不会自动产生。

攻击示例

2016年2月6日,KotET游戏的智能合约部署完成。KotET游戏中,玩家需要发送给合约一些以太币,从而获得“王位”。只要拿到了王位,玩家就会被加到皇庭,并且永远地被记录在区块链上。更重要地是,后来的国王有权去获得新国王的以太币。随着国外数量增多,成为国王的代价也会越来越贵。如果14天过去了,还没有新的继承者,那么王位就会重置,并且游戏也全部重新开始。这个游戏的理想是新的国外会支付一定的费用,来获得王位,同时有新人来不停地进行游戏,这就导致了“庞氏陷阱”。

代码示例

下面是初始KotET合约的简化版代码。需要注意地是返回函数,这会在玩家将msg.value发送到合约的时候触发。返回函数会首先检查国王是否发出了足够的以太币来获得王位。如果没有,这个需求就会被丢弃,然后代码也会返回。如果有足够的以太币,那么现在的国王就获得足够的弥补(认购价格减去服务费),并且发出资金的人就会成为新的国王。然后,新的国王价格会计算出来。

contract KotET {
 address public king; uint public claimPrice = 100; address owner;
 //constructor, assigning ownership
 constructor() { owner = msg.sender; king = msg.sender; }
 //for contract creator to withdraw commission fees function sweepCommission(uint amount) { owner.send(amount); }
 //fallback function function() { if (msg.value < claimPrice) revert; uint compensation = calculateCompensation();
 king.send(compensation); king = msg.sender; claimPrice = calculateNewPrice(); }
}

KotET合约的漏洞在于使用了address.send(),并且在不成功调用的时候,就不能检查异常错误。就像之前讨论的,address.send() and address.transfer()都是受限于2300的燃料费。虽然这对于防止重入攻击很有用,但是gas燃料限制会导致发送资金给国王地址失败,如果国王的合约有退回函数需要花费超过2300的gas燃料费。这就是KotET的情况,支付给国王的钱会发送到以太坊mist“合约钱包”,而不是“合约账户”,这就需要更多的gas燃料来完成转账。最终的结果就是不成功的转账,以太币呗退回到国王的账户中,新的国王无法进行加冕,所以这个合约就会一直卡住。

解决方案

KotET能够用以下2个办法解决问题: 1. 将异常丢弃,那么调用就会恢复- 我们可以通过在函数中添加revert来完成。这会防止合约停止,但是也会需要多余的步骤来启动支付转账。有两种方案,一是让用户自己发出多个支付转账(太中心化),二是实施批量支付确保付款,直到在“头奖”中没有剩余资金。 2. 使用提现,而不是直接的send调用,合约就可以有结构的,然后玩家就可以让自己的提现失败,而不是合约中剩下的资金。提现算法的唯一不好处,就是这并不是自动化的,需要很多的用户交互。让我们来看看,我们可以如何更新合约,来实施这些变化。

contract KotET {
 address public king; uint public claimPrice = 100; uint public resolutionFunds address owner; mapping (address => uint) creditedFunds; //constructor, assigning ownership constructor() { owner = msg.sender; king = msg.sender; } //for contract creator to withdraw commission fees function sweepCommission(uint amount) { owner.send(amount); } //for assigning new king and crediting balance function becomeKing() public payable returns (bool) { if (msg.value > claimPrice) { creditedFunds[richest] += msg.value; king = msg.sender; return true; } else { return false; } } function withdraw() public { uint amount = creditedFunds[msg.sender]; //zeroing the balance BEFORE sending creditedFunds //to prevent re-entrancy attacks pendingWithdrawals[msg.sender] = 0; msg.sender.transfer(amount); }
}

现在合约再也不用依赖于退回函数来执行对新的国外进行加冕了,并且可以直接发送资金给下个国王。这个合约现在对于任何的能够攻击合约的回退/重入攻击来说,都是安全的。

攻击#2:调用栈攻击

在EIP150使用之前,以太坊虚拟机的调用栈深度为1024。这也就是说,有人可以在自动使用第1024个调用之前,调用某个合约1023次。攻击者最终会达到第1023次合约,导致接下来的调用失败,并且让他们自身来盗窃合约的资金,并且掌控合约。

攻击示例

和KotET这类旁氏游戏类似,用户会发出以太币给合约,来加入游戏。每轮游戏的赢家可以获得奖池的金额。游戏的规则如下: • 你必须要发送至少1ETH到合约,然后你会被支付10%的利息。 • 如果“政府”(合约)在12小时内没有收到新的资金,最后的人获得所有的奖池,所有人都会失去资金。 • 发送到合约的以太币分配如下:5%给奖池,5%给合约拥有者,90%根据支付顺序,用来支付给发送资金的人 • 当奖池满了(1万以太币),95%的资金会发送给支付者。 • 红利:支付者可以使用推荐链接来邀请别人。如果有朋友对这个合约进行支付,那么邀请人可以获得5%,5%会给到合约拥有者,5%会进入奖池,剩下的85%会用来支付利息。 合约的写入,需要保证用户和他们的资金被记录在2个数组,ddress[] public credAddr 和int[] public credAmt。这两个数组会在游戏最后重置。GovernMental已经非常成功了,因为数组变得非常大,需要清除他们的燃料费已经超过每个转账能够做到的极限。最终的结局是奖池的永久性冻结,总共有大约1100个以太坊。最后,在2个月后,资金最后还是解冻了,并且发给了调用者。 GovernMental虽然不是被恶意的用户攻击,但是它也是很好的例子,这类灾难会由调用栈攻击产生。这也表面,在进行大型数据库工作的时候,需要格外的小心。

代码

下面是GovernMental智能合约的完整代码,其中还包含简短的变量。我已经在它的整体中包含了真正的合约,因为通过一行行地检查合约可以学到很多,包含这个合约是如何构建的。有人可以看到function lendGovernmentMoney(),代表了发出资金者的地址,并且需要以太币的数量被重置或者添加到现有数据。需要注意,在同个函数中,资金是如何在合约拥有者以及12个小时结束时的最后发出资金者之间分配的, credAddr[credAddr.length 1].send(profitFromCrash); 以及corruptElite.send(this.balance)。

contract Government {
 // Global Variables uint32 public lastPaid; uint public lastTimeOfNewCredit; uint public profitFromCrash; address[] public credAddr; uint[] public credit; address public corruptElite; mapping (address => uint) buddies; uint constant TWELVE_HOURS = 43200; uint8 public round;
 // constructor constructor() {
 profitFromCrash = msg.value; corruptElite = msg.sender; lastTimeOfNewCredit = block.timestamp; }
 function lendGovernmentMoney(address buddy) returns (bool) { uint amount = msg.value; // check if the system already broke down. // If 12h no new creditor gives new credit to // the system it will brake down. // 12h are on average = 60*60*12/12.5 = 3456
 if (lastTimeOfNewCredit + TWELVE_HOURS < block.timestamp) // Return money to sender msg.sender.send(amount); // Sends all contract money to the last creditor credAddr[credAddr.length - 1].send(profitFromCrash); corruptElite.send(this.balance); // Reset contract state lastPaid = 0; lastTimeOfNewCredit = block.timestamp; profitFromCrash = 0; // this is where the arrays are cleared credAddr = new address[](0); credAmt = new uint[](0); round += 1; return false; } else {
 // the system needs to collect at // least 1% of the profit from a crash to stay alive if (amount >= 10 ** 18) {
 // the System has received fresh money, // it will survive at leat 12h more lastTimeOfNewCredit = block.timestamp; // register the new creditor and his // amount with 10% interest rate credAddr.push(msg.sender); credAmt.push(amount * 110 / 100);
 // now the money is distributed // first the corrupt elite grabs 5% — thieves! corruptElite.send(amount * 5/100);
 // 5% are going into the economy (they will increase // the value for the person seeing the crash coming) if (profitFromCrash < 10000 * 10**18) profitFromCrash += amount * 5/100; }
 // if you have a buddy in the government (and he is // in the creditor list) he can get 5% of your // credits. Make a deal with him. if(buddies[buddy] >= amount) { buddy.send(amount * 5/100); } buddies[msg.sender] += amount * 110 / 100;
 // 90% of money used to pay out old creditors if (credAmt[lastPaid] <= address(this).balance — profitFromCrash){ credAddr[lastPaid].send(credAmt[lastPaid]); buddies[credAddr[lastPaid]] -= credAmt[lastPaid]; lastPaid += 1; } return true; } else { msg.sender.send(amount); return false; } } }
 // fallback function function() { lendGovernmentMoney(0); } function totalDebt() returns (uint debt) { for(uint i=lastPaid; i<credAmt.length; i++){ debt += credAmt[i]; } }
 function totalPayedOut() returns (uint payout) { for(uint i=0; i<lastPaid; i++){ payout += credAmt[i]; } }
 // donate funds to "the government" function investInTheSystem() { profitFromCrash += msg.value; }
 // From time to time the corrupt elite // inherits it’s power to the next generation function inheritToNextGeneration(address nextGeneration) { if (msg.sender == corruptElite) { corruptElite = nextGeneration; } }
 function getCreditorAddresses() returns (address[]) { return credAddr; } function getCreditorAmounts() returns (uint[]) { return credAmt; } }

我们假设攻击者写了如下的合约,进行恶意攻击contract Government {}。

contract attackGov {
function attackGov (address target, uint count) { if (0<= count && count<1023) { this.attackGov.gas(gasleft() - 2000)(target, count+1); } else { attackGov(target).lendGovernmentMoney;
 }
}

攻击者调用了contract attackGov{} 函数,来进行调用直到栈的大小为1023。当栈达到1022,lendGovernmentMoney()函数就会在第1023个栈上执行。因为第1024个调用已经失败了,并且 send() 函数不会检查返回的代码,合约的credAddr[credAddr.length — 1].send(profitFromCrash)代码也会失效。合约之后就会重置,而且下一轮已经可以开始。因为支付失败了,合约现在就会从最后一轮中获得奖池,在下轮结束后,合约拥有者就会获得全部的资金,corruptElite.send(this.balance)。

解决方案

那么我们怎么才能避免全栈攻击呢?很幸运地是,EIP150标准进行了更新,使得栈调用的深度达到1024是几乎不可能的事情。规则中写到,子调用不能花费主调用的63/64燃料费用。为了达到接近栈调用的极限,攻击者需要花费难以想象地费用,所以很少有人会这么做。 另个方面,对于大量数据的处理方法包含: • 写合约的时候,要在多个转账中分散数据清理工作,而不是集中在某个,或者 • 通过让用户能够独立处理数据集的方式来写入合约。

攻击#3- 不可更改的管理器缺陷

什么使得智能合约这么特别?他们是不可更改的。什么造就了智能合约的噩梦?他们是不可更改的。现在,很遗憾的结论是,当在写智能合约时,很多时候会出现错误。在激活合约之前,对整体的函数,参数和合约结构进行审核,是非常必要的。 如果在以太坊历史上,有智能合约是因为整体架构出问题,而最终失败的,毫无疑问就是Rubixi。Rubixi是另一个旁氏游戏,其中玩家需要发送以太币到合约中,并且可以获得更多的以太币。但是,在Rubixi开发的过程中,拥有者随意更改了合约名称,但是并没有检车任何的不一致性。毋庸置疑,Rubixi远不能称为“成功”。

攻击示例

由于Solidity v0.4.24算法,合约的管理器功能是construct()。但是,在Rubixi合约创建的时候,管理器功能被以太坊虚拟机和合约共享了同个名字。Rubixi的问题在于当合约中部署了管理器的名称为function DynamicPyramid() ,而不是function Rubixi(),,这就意味着Rubixi最初的名字叫“DynamicPyramid”。由于这个不一致性,合约在创建的时候,并没有指定拥有者,所以城堡的钥匙被抢走了。任何人都能够定义他们自己为合约的拥有者,然后获得参与者加入的合约费用。

代码示例

如果我们把合约代码的前几行拿出来,你就会发现合约名称和指定管理器函数的区别。

contract Rubixi {
 //Declare variables for storage critical to contract uint private balance = 0; uint private collectedFees = 0; uint private feePercent = 10; uint private pyramidMultiplier = 300; uint private payoutOrder = 0;
 address private creator;
 //Sets creator function DynamicPyramid() { creator = msg.sender; }

现在你应该明白了,攻击者需要做的,就是创建合约的名字为function DynamicPyramid(), 然后获得拥有权。然后,攻击者可以调用function collectAllFees(),然后提现。虽然这个攻击已经非常直接了,Rubixi是个很好的例子,告诉我们一定要彻底地检查合约。

contract extractRubixi { address owner; Rubixi r = Rubixi(0xe82...); constructor() public { owner=msg.sender; } function setAndGrab() public { r.DynamicPyramid(); r.collectAllFees(); } }

解决方案

很幸运地是,Solidity语言已经更新了,以至于管理器功能被定义为constructor() ,而不是contractName()。我们可以从中学到的是,多次检查我们的合约代码,并且保证你在整个开发过程中,保持一致性。没有什么比部署一个无法改变的合约,但是发现其中有问题,更糟糕了。

最终的结局

旁氏游戏或许已经是过去的事情,但是George Santayana曾经说过,“那些不能从历史中学到教训的人,还会重复错误。”通过从KotET, GovernMental和Rubixi这类错误中学习,我们可以防止自己在错误的道路上越走越远。

声明:登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。

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