智能合约的安全漏洞是什么

本篇博客文章是该系列文章的第一篇，将讲述一些现实中智能合约的安全漏洞，它们是如何被利用的，产生了什么影响和相应的代码修复。本篇文章讲述的智能合约的安全漏洞，曾导致超过2.5亿美元以太坊的损失。

什么是智能合约？是一种旨在以信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议。智能合约允许在没有第三方的情况下进行可信交易，这些交易可追踪且不可逆转。想想区块链2.0，其中交易调用代码执行。这些自主项目发行和管理私人货币，实施新的融资系统，标记资本资产，启用新的商业模式，甚至培育出被称为CryptoKitties的数字猫！令人着迷且蓬勃发展的智能合约世界已经在这里，每天都有超过10亿美元的以太坊交易。

限制智能合约发展的主要挑战之一是安全性。众所周知，“每个程序总会存在一个或多个Bug，而且有些Bug可能会带来灾难性的毁坏“。对于智能合约，无论代码行为与开发人员意图有何差异，都可能存在安全漏洞。在智能合约代码中，无论是代码运行偏离开发者了目的，都可能存在安全漏洞。

Solidity是专为以太坊智能合约开发的一种新语言，与JavaScript、Java和C有许多相似之处。合约被编译为bytecode，通过特殊的交易写入区块链，并最终在以太坊虚拟机的促进下执行其他交易。

本篇博客文章将专门介绍数据越权访问（ Broken Access Control ）。尽管智能合约提供了具有独特新颖性的执行环境，但这无疑不是一个新问题。在2017年开放Web应用程序安全项目（OWASP）应用程序安全风险的前10名列表中，可以在第5项中找到此主题。此外，数据越权访问主题遍及Java的SEI CERT Oracle编码标准，并且漏洞映射到几个常见的Bug中。智能合约主要面临与公共执行环境的安全，不可变更的性质，不同的利益相关者类别以及逻辑复杂性相关的独特挑战。

代码展示，下面一段Solidity代码主要摘录于Parity MulTIsig Wallet合约用于管理加密货币用户帐户，实际部署的代码可以通过Etherscan区块浏览器找到。下面显示的前三个函数声明（在第1、6和16行上）是关键，每个函数中都有一个小Bug。initWallet（）函数是初始化过程的一部分，该初始化过程将在合约创建时执行一次。然后，该函数调用initMulTIowned（）和initDaylimit（），分别处理记录所有权详细信息和交易限制。下面显示的第四个也是最后一个函数声明（第21行）非常好，但是可能会为您提供一些小提示，指出可能会出错的地方。。.

funcTIon initWallet（address［］ _owners， uint _required， uint _daylimit） {

initMulTIowned（_owners， _required）;

initDaylimit（_daylimit） ;

}

function initMultiowned（address［］ _owners， uint _required） {

m_numOwners = _owners.length ;

m_required = _required;

for （uint i = 0; i 《 _owners.length; ++i）

{

m_owners［1 + i］ = uint（_owners［i］）;

m_ownerIndex［uint（_owners［i］）］ = 1 + i;

}

}

function initDaylimit（uint _limit） {

m_dailyLimit = _limit;

m_lastDay = today（）;

}

function execute（address _to， uint _value， bytes _data） onlyOwner returns（bool _callValue） {

。。. // execute transactions！

}

Bug1：上面所示的第四个也是最后一个函数声明（第21行）包括onlyowner修饰符，它充当网关守护者，将execute（）函数的调用能力限制为智能合约所有者。这里我们看到修饰符背后的一个主要目的，它们支持基于每个函数的细粒度访问控制。审核员（和黑客）将通过缺少修饰符来检查每个功能的访问控制弱点。initWallet（）函数应该类似地包含一个Gatekeeper修饰符，该修饰符将函数的执行限制为仅在未初始化合约时（例如仅执行一次）。这里没有修饰符，因此可以重复调用initwallet（）函数，其后调用的参数将覆盖先前调用的参数。这些参数包括合同所有者的（新）地址。是的，所有权可以反复更改！嗯。。.

Bug2：此外智能合约函数还可以通过具有不同的可见性修饰符（如internal、external、public等）来约束。上面的中间两个函数声明（第6行和第16行）是合约本身内部初始化方案的一部分，并且因此应标记为“internal”，以限制外部访问。但是，此处未指定可见性修饰符，因此默认为public。是的，任何人都可以调用这些功能！嗯。。.

发生了什么？攻击者调用了上面显示的initWallet（）函数，将所有权转让给自己，并设置了一天的上限（交易）。Etherscan清楚地显示了此事务。接下来，攻击者调用了execute（）函数（现在是合约所有者）将以太坊从合约中转移到他们自己的账户中。Etherscan在清楚地显示了这一系列交易，其中单个交易位于页面底部，顶部附近显示3000万美元的帐户余额。此后不久，两个白帽团队迅速介入，抢占了包含2亿美元以上的其他账户，随后又返还给合法所有者。

让我们修复它。关键问题归结为能够设置所有权的初始化功能，不幸的是，任何人都可以重复调用它。关于其他两个功能的可见性问题是相关的，但是也请记住“总是存在另一个错误”。相应的修复并不复杂，实际的GitHub编辑如下所示。前缀为“-”的行已从合同代码中删除，而前缀为“ +”的行已添加。此修复程序有4个部分。

+ // throw unless the contract is not yet initialized.

+ modifier only_uninitialized { if （m_numOwners 》 0） throw; _; }

- function initWallet（address［］ _owners， uint _required， uint _daylimit） {

+ function initWallet（address［］ _owners， uint _required， uint _daylimit） only_uninitialized {

- function initMultiowned（address［］ _owners， uint _required） {

+ function initMultiowned（address［］ _owners， uint _required） internal {

- function initDaylimit（uint _limit） {

+ function initDaylimit（uint _limit） internal {

回想起来很简单？首先，在第2行创建一个名为“only_uninitialized”的修饰符，用为作网关守护者-它通过在合约已经初始化时引发异常来防止执行。其次，将此修饰符应用于第5行的initWallet（）函数，以便初始化只能执行一次。最后，在第8行和第11行上，使用internal标记initMultiowned（）和initDaylimit（）函数，因此无法从合约外部调用它们。

回想起来，这些Bugs看起来很简单，但仍然存在缺陷，这也不是最后一个Bug。在这种情况下，在某些新颖的情况下，一切都归结为数据越权访问（ Broken Access Control ）。本篇文章是非常仔细地检查函数修饰符和函数可见性，以发现数据越权访问（ Broken Access Control ）的弱点。