解析|累计造成千万损失的EOS智能合约漏洞,该如何避免?

自六月份EOS主网之后,Joe老师亲身经历和见证过EOS DApp一路走来的艰辛。被黑客以各种各样方式攻击过的DAPP,总的损失规模至少上千万了。一直以来,都想对所有被攻击过的DAPP,以及攻击方式做一个汇总。因为前人花大的代价踩的坑,得到的教训,应该总结好,避免后人再犯。因此上周日,一块链习·区块链技术100讲—第3讲由资深全栈工程师,区块链DApp开发老司机Joe老师向大家倾心分享——如何避免累计造成千万损失的EOS智能合约漏洞。以下是老师分享的详细内容 。

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这些造成损失的漏洞,可以归为合约代码漏洞,和随机数算法使用不当的两种问题。

合约代码漏洞

1.、代码溢出类漏洞
(狼人杀案例)这个就不多说了,漏洞细节,就是当时eos版本中的 asset 类的乘法存在检查溢出无效的问题。 而 代码中,依赖 asset 的代码做溢出检查,或者压根就没考虑做溢出检查。 导致了整型溢出,出现 了致命而无法修复的bug。这点,只要主要在合约代码中的数值计算部分,做详细的 eosio_assert 断言检查就可避免。关键还 是细心写代码哈。

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2、未检查 code == eosio.token
这个问题受害面还是比较广的,从 EOS bet、newdex、 以及后来的 cast 项目,都是因为没有检查 转账的来源,而蒙受大额损失,从以上的列表看出,这条经验是好百万巨款买来的。

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项目方,利用转账通知回调transfer,来执行业务,但是这个 transfer通知,有可能来自 非 eosio.token的 (俗称假币 假EOS), 所以对 code == eosio.token 的判断,就非常的重要。

3、转账通知 未判断 to == _self
这个问题,暴漏在 EOS bet 第二次被攻击的时候。损失也是500万以上。转账通知,有个特点,就是不仅仅你收到转账的会收到通知,任何人收到转账的时候,都可以通 知你,他收到了转账。 比如,张三收到了李四 100 EOS 的转账,于是张三 告诉王五,“收到 100 EOS 转账”。王五,没有判断 “收款人 等于王五”,于是以为是自己收到了 100 EOS的转账。
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原因就是这样。 项目方,实际上没有收到 真正的 EOS, 只是收到了 一条EOS 到账通知,但收款 人还不是项目方。如何对任意人发起转账通知呢?只需要在转账中加入一条代码即可:require_recipient(N(eosbetdice11));这样,你想通知谁,就通知谁。 此时要是对面没判断收款人,那么很可能就被你黑了噢。

伪随机代码中存在的一些问题

伪随机数算法中的可计算参数。之前不少概率随机游戏的项目方,采用了链上伪随机方案,也即纯粹使用区块链上的数据来做游 戏开奖的随机数种子。但是,由于使用不当,有了种种被黑的结局。类似的链上伪随机算法,我贴几张图作为参考:

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以及广泛被引用的github代码:以上案例,都有一个共同的特点,就是采用了 tapos_block_prefix, tapos_block_num 做为随机数种子。但是啊,这两个值,其实是依赖于过去的区块。也就是说,它们是能算出来的,当这个关键的参 数,能够被计算出来的时候,所谓的随机数算法,就不是随机了。黑客可以提前计算好结果,保证百分百胜率。除了,tapos_block_prefix, tapos_block_num, 还有当前 transacation_id 下面就分享下,这几个值如何算。
1、tapos_block_prefix, tapos_block_num 以及 transacation id 怎么计算 ?
   tapos的计算方法:
    tapos 有个定义是 Transactions as Proof-of-Stake (TaPOS)。它是指定一个过去的区块( ref_block_num ),用来做 Proof-of-     Stake的。而代码中使用的 tapos_block_prefix 和tapos_block_num, 正是由这个 ref_block_num 算出来的。

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查看push action 说明,可以看到发起一个普通的action时,其中 ref_block_num, 是由客户端指定的!有人会说,我平时发起action的时候,并没有指定过 ref_block_num啊?其实,当你没指定 ref_block_num 的时候,我们使用的 cleos 或eosjs 客户端,会帮我们默认指定一个:
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翻客户端的代码,它告诉你,如果用户没指定ref_block_num,会帮你取一个, 取的是 last_irreversible_block_id,也就是get info 中返回的,上一个不可逆区块的id。也就是,有了ref_block_num ,我们就可以拿到 tapos_block_prefix 和tapos_block_num 了:tapos_block_num = ref_block_num & 0xffff tapos_block_prefix = getblock(ref_block_num).ref_block_prefix
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transacation_id的计算方法 
transacation_id ,是一笔交易的唯一id,是一个hash值,看起来好像是随机不可预测的啊。于是有人拿它做随机数,然后就没然后了。这个值,跟你发起的 transacation 有唯一关联, 所以是个可计算的值。计算方法如下:

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直接 read_transaction 拿到当前 transacation的数据,然后 sha256 就得到了 transacation_id了。

2、为什么利用延时交易,tapos_block_prefix, tapos_block_num 依然被破解 了?
有的项目,采用延时交易来异步开奖,伪随机算法里,用到tapos_block_prefix,tapos_block_num, 时间,用户名,奖池金额等信息。这样的伪随机算法,看起来好像没毛病,用到了未来的数据,似乎无法预测,但是真的是这样么?时间的话,知道了你延迟多少秒后,直接往上加就行了,用户名是确定的,奖池金额这个虽然是 动态的,但是如果变动的频率不是非常快,快到每分每妙都在变,那么在短时间内,可以视为是 定值。所以关键还在于 tapos_block_prefix, tapos_block_num 。延迟交易中的tapos_block_prefix, tapos_block_num, 和普通交易中的 tapos_block_prefix, tapos_block_num 计算方式有所不同。普通交易,通过客户端制定 ref_block_num ,然后计算出来。而延迟交易中,看EOS相关代码得知,直接使用head_block_id 做为 ref_block_num 。也就是说,当前区块头,就是ref_block_num。

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知道这点后,就好办了,有多种办法可以拿到head_block ,比如说 直接 get_info

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拿到了 head_block_num 之后,在get_block 信息,可以直接得到

拿到了这两个参数,又知道了随机数算法,理论上,就能够预测能不能中奖了。
直接在合约里写代码判断,能中奖就发送交易,不能就跳过。
总结
tapos_block_prefix, tapos_block_num,慎用为随机数算法参数,如果非要用,可以采用发起 连续的两次延时交易。因为延迟交易中的 head_block_id 跟你延迟多少秒没关系,是构造这个延迟 交易的时候,就设定好了的。

3、合约钩子的利用
同步开奖时被利用智能合约钩子,回滚交易,早期被黑的项目中,还存在一些 “错误的实践” , 也值得提一下。
A、第一种,是同步开奖:
同步开奖有个问题,就是黑客可以轻松的破解你,一个简单的思路是,直接拉取你的项目code,然后部署一个合约A, 然后用合约B跟这个A合约玩,假如和A合约玩赢了, A合约会给B转账,在B的转账通知那边写一个转账通知回调,一旦赢了,就和你的项目玩。 这样是必胜的。
B、第二种,是发回执,被对方拒绝,导致回滚整个交易:
一个错误案例是: 开奖 -> 给对方发一个 receipt action, 告诉对方你中奖没中奖, 于是对方,直接针对这个receipt 写一个回调,当你告诉他输了之后,他可以拒绝,回滚这次开奖, 这个好像被 叫做 “重放攻击” , 避免的方法,就是 receipt 之类的通知,可以采用异步的。
4、为何不开源也被撸?
目前大多数菠菜类项目方,是不敢开源的,一是怕竞争,二是怕暴漏问题。这个不好评判,我个人还是喜欢开源的。被撸的项目方,其实大部分也都没有开源,那么为什么还是被撸了呢? 这里简单分享下。
首先,你合约代码都部署都上链了,对于有能力撸你的那些技术大神,这里其实没多少秘密可言。无非是读源代码和编译后代码的区别而已。项目的代码,在编译过后,部署到了链上。取回的步骤如下:
1、 第一步,通过 get code 取回。可以得到 abi 文件和 wast 文件。abi文件可以看到接口信息可猜测整个合约代码的大致结构。
2、翻译 wast 文件了,找出你的随机数算法。 下面几张图,是简单的示例。

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简而言之,你开源或不开源,对那些黑客来说,其实都一样的。关键还是写代码时,不要留下问题。不要去踩那些坑。不要轻易使用可以被拿到的参数做关键部分的随机数算法参数。

5、onchain调用

EOS Bet 在第一次被攻击的时候,表面上是没有检查code == eosio.token , 实际上还有一个值得一提的细节。那就是对方这个 transfer action,并没有暴漏在 abi中,也就是客户端是没办法直接调用的。但是黑客是直接调用的。那么是如果做到的呢?原来,abi并不是必须的。一旦你的code中有这个action,那么就算在abi文件中,把这个 action接口删除了,企图留下外面的人不知道的 “后门”。实际上这个 action 还是可以被调用。有两种方法:

第一种,就是直接在另一个智能合约里发起调用。

第二种,就是改造下你的客户端。不要在push aciton的时候,去调用abi。

改造的细节过于技术,有兴趣的去参考这个:
https://zhuanlan.zhihu.com/p/42903901?utm_source= wechat_session&utm_medium=social

总结
abi 只是接口和数据描述文件,就算你代码不部署 abi,也不影响合约代码正常工作。所以,如果你的智能合约,仅仅是用来和其他智能合约交互,而不是面向客户的用户(cleos、 eosjs),那 abi 都可以不用部署。

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