ERC20智能合约的approve千万别这样写

作者：安比（SECBIT）实验室

最近智能合约安全事件频发，从BEC到SMT，从HXG到FXE等，最近这几个智能合约出的问题，大都是由于整数溢出漏洞导致的。大家对整数溢出是不是都杯弓蛇影了？我们是不是应该在所有的地方都加上安全检查，确保我们的代码没有问题呢？可是这样真的好吗？

我们先来看看这段代码：

 function approve(address _spender, uint _amount) returns (bool success) {
    // approval amount cannot exceed the balance
    require ( balances[msg.sender] >= _amount );
    // update allowed amount
    allowed[msg.sender][_spender] = _amount;
    // log event
    Approval(msg.sender, _spender, _amount);
    return true;
  }

这是ERC20接口中的approve函数的一个实现。咋一看，这个代码是不是很完美。仔细看，我们注意到，在函数最开始的地方有这样一行：

require ( balances[msg.sender] >= _amount );

approve的时候对当前余额进行检测，要求授权的_amount小于或等于当前余额。这样写貌似还很有道理，但真的是这样吗？
approve的时候对当前余额进行检测，要求授权的_amount小于或等于当前余额。这样写貌似还很有道理，但真的是这样吗？

首先我们看这样写有没有必要。

假设执行approve函数的时候，能够满足上面这个条件。如果在后续操作能够根据正常逻辑产生和这个条件相违背的状态，就可以认为这样的判断是没有任何意义的。

实际存在以下一些可能性，使得approve过的allowance大于用户对应余额的情况。

1. 在approve之后，token的所有者自己通过transfer函数，把token转走，导致余额小于allowance。
2. approve给多个人，其中一个人进行transferFrom操作后，可能导致余额小于之前给其他人approve过的值。

既然无法在后续操作里保证，授权的allowance大于余额，我们就可以得出结论，在approve里加上这样的验证是没有意义的。

有人可能会说，那加上这个除了多耗一点gas，那也没什么问题啊。真的没有什么问题吗？

最近我们在和去中心化交易所DDEX合作审计该平台上的ERC20 token的智能合约，发现一个比较严重的问题。目前的去中心化交易所，很多都用到了ZRX protocol或者类似的协议。在ZRX的智能合约里，进行转账的时候，通过Exchange合约的fillOrder函数完成转账。

其中fillOrder函数中由以下代码来实现转账：

require(transferViaTokenTransferProxy(
    order.makerToken,
    order.maker,
    msg.sender,
    filledMakerTokenAmount
));
require(transferViaTokenTransferProxy(
    order.takerToken,
    msg.sender,
    order.maker,
    filledTakerTokenAmount
));

去中心化的交易所需要准备一个中间账户，由这个中间账户发起的交易，也就是上面代码中的msg.sender。具体转账过程如下：

1. 把卖出订单的Token转给一个交易所的中间账户
2. 由该中间账户给卖出账户转入WETH
3. 买入账户向中间账户转入WETH
4. 中间账户向买入账户转入Token

而这四步转账都是通过一个TokenTransferProxy合约完成。中间账户需要向该合约approve足够的allowance。而ZRX提供的合约并不提供approve过程，需要交易所提供的中间账户提前准备好这个approve工作。

然而如果这个中间账户并没有提前拥有交易的token,由于这个检测

require ( balances[msg.sender] >= _amount );

无法提前完成approve，这样的问题给去中心化交易所带来了较大的困扰。

在各种去中心化交易所中，甚至中心化的交易所中类似的情况并不少见。因此我们强烈推荐大家在写ERC20智能合约时不要这么写，不要加上这样一个判断。

如果万一已经发布的ERC20 token合约已经这么写了，我们有什么办法吗？

当交易所遇到这种情况的时候，只能由项目方向交易所的中间账户打一笔足够大的token，才能保证能够approve成功，而且限制以后发生的交易额不能超过此数量的限制。

我们使用SECBIT的一个内部工具，对提供源码的22681个ERC20 Token智能合约进行了一次扫描，发现了21个智能合约存在此问题，其中有3个合约的交易量较大。涉及的Token包括：
IDH

GZR
ADE
SAINT
BULB
ZZZ
KTM
ETI-P
ZORRO01
ZORRO02

现在去中心化交易所将越来越多，为了不影响项目token未来的交易的流动性，我们建议各token仔细检查合约是否存在该问题，如果可能，尽早进行修正。

以上数据均由SECBIT实验室提供。合作交流请联系 [email protected]。

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安比（SECBIT）实验室创始人郭宇，中国科学技术大学博士、耶鲁大学访问学者、曾任中科大副教授，后担任知名金融科技公司副总裁。专注于形式化证明与系统软件研究领域十余年，具有丰富的金融安全产品研发经验，是国内早期关注并研究比特币与区块链技术的科研人员之一。研究专长：区块链技术、形式化验证、程序语言理论、操作系统内核。

安比（SECBIT）实验室专注于区块链与智能合约安全问题，全方位监控智能合约安全漏洞、提供专业合约安全审计服务，在智能合约安全技术上开展全方位深入研究，致力于参与共建共识、可信、有序的区块链经济体。