作者:LoRexxar'@知道创宇404区块链安全研究团队
时间:2018年8月10日
英文版:https://paper.seebug.org/670/

一、 简介

在知道创宇404区块链安全研究团队整理输出的《知道创宇以太坊合约审计CheckList》中,把“未触发Transfer事件问题”、“未触发Approval事件问题”、“假充值漏洞”、“构造函数书写错误”等问题统一归类为“以太坊智能合约规范问题”。

“昊天塔(HaoTian)”是知道创宇404区块链安全研究团队独立开发的用于监控、扫描、分析、审计区块链智能合约安全自动化平台。我们利用该平台针对上述提到的《知道创宇以太坊合约审计CheckList》中“以太坊智能合约规范”类问题在全网公开的智能合约代码做了扫描分析。详见下文:

二、漏洞详情

ERC20[1]是一种代币标准,用于以太坊区块链上的智能合约。ERC20定义了一种以太坊必须执行的通用规则,如果在以太坊发行的代币符合ERC20的标准,那么交易所就可以进行集成,在它们的交易所实现代币的买卖和交易。

ERC20中规定了transfer函数必须触发Transfer事件,transfer函数必须返回bool值,在进行余额判断时,应抛出错误而不是简单的返回错误,approve函数必须触发Approval事件。

1、未触发Transfer事件

function transfer(address _to, uint256 _value) public returns (bool success) {
        require(balanceOf[msg.sender] >= _value);           
        require(balanceOf[_to] + _value >= balanceOf[_to]); 
        balanceOf[msg.sender] -= _value;                            
        balanceOf[_to] += _value;                           
        return true;
    }

上述代码在发生交易时未触发Transfer事件,在发生交易时,未产生event事件,不符合ERC20标准,不便于开发人员对合约交易情况进行监控。

2、未触发Approval事件

    function approve(address _spender, uint256 _value) public
        returns (bool success) {
        allowance[msg.sender][_spender] = _value;
        return true;
    }

上述代码在发生交易时未触发Approval事件,在发生交易时,未产生event事件,不符合ERC20标准,不便于开发人员对合约情况进行监控。

3、假充值漏洞

    function transfer(address _to, uint256 _amount) returns (bool success) {
        initialize(msg.sender);

        if (balances[msg.sender] >= _amount
            && _amount > 0) {
            initialize(_to);
            if (balances[_to] + _amount > balances[_to]) {

                balances[msg.sender] -= _amount;
                balances[_to] += _amount;

                Transfer(msg.sender, _to, _amount);

                return true;
            } else {
                return false;
            }
        } else {
            return false;
        }
    }

上述代码在判断余额时使用了if语句,ERC20标准规定,当余额不足时,合约应抛出错误使交易回滚,而不是简单的返回false。

这种情况下,会导致即使没有真正发生交易,但交易仍然成功,这种情况会影响交易平台的判断结果,可能导致假充值。

2018年7月9日,慢雾安全团队发布了关于假充值的漏洞预警。

2018年7月9日,知道创宇404区块链安全研究团队跟进应急该漏洞,并对此漏洞发出了漏洞预警。

4、构造函数书写错误漏洞

Solidity0.4.22版本以前,编译器要求,构造函数名称应该和合约名称保持一致,如果构造函数名字和合约名字大小写不一致,该函数仍然会被当成普通函数,可以被任意用户调用。

Solidity0.4.22中引入了关于构造函数constructor使用不当的问题,constructor在使用中错误的加上了function定义,从而导致constructor可以被任意用户调用,会导致可能的更严重的危害,如Owner权限被盗。

构造函数大小写错误漏洞
contract own(){
    function Own() {
        owner = msg.sender;
    }
}

上述代码错误的将构造函数名大写,导致构造函数名和合约名不一致。这种情况下,该函数被设置为一个普通的public函数,任意用户都可以通过调用该函数来修改自己为合约owner。进一步导致其他严重的后果。

2018年6月22日,MorphToken合约代币宣布更新新的智能合约[2],其中修复了关于大小写错误导致的构造函数问题。

2018年6月22日,知道创宇404区块链安全研究团队跟进应急,并输出了《以太坊智能合约构造函数编码错误导致非法合约所有权转移报告》。

构造函数编码错误漏洞
    function constructor() public {
        owner = msg.sender;
    }

上述代码错误的使用function来作为constructor函数装饰词,这种情况下,该函数被设置为一个普通的public函数,任意用户都可以通过调用该函数来修改自己为合约owner。进一步导致其他严重的后果。

2018年7月14日,链安科技在公众号公布了关于constructor函数书写错误的问题详情[3]。

2018年7月15日,知道创宇404区块链安全研究团队跟进应急,并输出了《以太坊智能合约构造函数书写错误导致非法合约所有权转移报告》

三、漏洞影响范围

使用Haotian平台智能合约审计功能可以准确扫描到该类型问题。

基于Haotian平台智能合约审计功能规则,我们对全网的公开的共39548 个合约代码进行了扫描,其中共14978个合约涉及到这类问题。

1、 未触发Transfer事件

截止2018年8月10日为止,我们发现了4604个存在未遵循ERC20标准未触发Transfer事件的合约代码,其中交易量最高的10个合约情况如下:

2、 未触发Approval事件

截止2018年8月10日为止,我们发现了5231个存在未遵循ERC20标准未出发Approval事件的合约代码,其中交易量最高的10个合约情况如下:

3、假充值漏洞

2018年7月9日,知道创宇404区块链安全研究团队在跟进应急假充值漏洞时,曾对全网公开合约代码进行过一次扫描,当时发现约3141余个存在假充值问题的合约代码,其中交易量最高的10个合约情况如下:

截止2018年8月10日为止,我们发现了5027个存在假充值问题的合约代码,其中交易量最高的10个合约情况如下:

4、构造函数书写问题

构造函数大小写错误漏洞

2018年6月22日,知道创宇404区块链安全研究团队在跟进应急假充值漏洞时,全网中存在该问题的合约约为16个。

截止2018年8月10日为止,我们发现了90个存构造函数大小写错误漏洞的合约代码,其中交易量最高的10个合约情况如下:

构造函数编码问题

截止2018年8月10日为止,我们发现了24个存在构造函数书写问题的合约代码,比2018年7月14日对该漏洞应急时只多了一个合约,其中交易量最高的10个合约情况如下:

四、修复方式

1)transfer函数中应触发Tranfser事件

  function transfer(address _to, uint256 _value) public returns (bool) {
    require(_value <= balances[msg.sender]);
    require(_to != address(0));

    balances[msg.sender] = balances[msg.sender].sub(_value);
    balances[_to] = balances[_to].add(_value);
    emit Transfer(msg.sender, _to, _value);
    return true;
  }

2)approve函数中应触发Approval事件

  function approve(address _spender, uint256 _value) public returns (bool) {
    allowed[msg.sender][_spender] = _value;
    emit Approval(msg.sender, _spender, _value);
    return true;
  }

3)transfer余额验证时应使用require抛出错误

  function transfer(address _to, uint256 _value) public returns (bool) {
    require(_value <= balances[msg.sender]);
    require(_to != address(0));

    balances[msg.sender] = balances[msg.sender].sub(_value);
    balances[_to] = balances[_to].add(_value);
    emit Transfer(msg.sender, _to, _value);
    return true;
  }

4)0.4.22版本之前,构造函数应和合约名称一致

contract ownable {
    function ownable() public {
    owner = msg.sender;
  }

5)0.4.22版本之后,构造函数不应用function修饰

constructor() public {
        owner = msg.sender;
    }

五、一些思考

上面这些问题算是我在回顾历史漏洞中经常发现的一类问题,都属于开发人员没有遵守ERC20标准而导致的,虽然这些问题往往不会直接导致合约漏洞的产生,但却因为这些没有遵守标准的问题,在后期对于合约代币的维护时,会出现很多问题。

如果没有在transfer和approve时触发相应的事件,开发人员就需要更复杂的方式监控合约的交易情况,一旦发生大规模盗币时间,甚至没有足够的日志提供回滚。

如果转账时没有抛出错误,就有可能导致假充值漏洞,如果平台方在检查交易结果时是通过交易状态来判断的,就会导致平台利益被损害。

如果开发人员在构造函数时,没有注意不同版本的编译器标准,就可能导致合约所有权被轻易盗取,导致进一步更严重的盗币等问题。

我们在对全网公开的合约代码进行扫描和监控时容易发现,有很大一批开发人员并没有注意到这些问题,甚至构造函数书写错误这种低级错误,在漏洞预警之后仍然在发生,考虑到大部分合约代码没有公开,可能还有很多开发者在不遵守标准的情况下进行开发,还有很多潜在的问题需要去考虑。

这里我们建议所有的开发者重新审视自己的合约代码,检查是否遵守了ERC20合约标准,避免不必要的麻烦以及安全问题。


智能合约审计服务

针对目前主流的以太坊应用,知道创宇提供专业权威的智能合约审计服务,规避因合约安全问题导致的财产损失,为各类以太坊应用安全保驾护航。

知道创宇404智能合约安全审计团队: https://www.scanv.com/lca/index.html
联系电话:(086) 136 8133 5016(沈经理,工作日:10:00-18:00)

欢迎扫码咨询:

区块链行业安全解决方案

黑客通过DDoS攻击、CC攻击、系统漏洞、代码漏洞、业务流程漏洞、API-Key漏洞等进行攻击和入侵,给区块链项目的管理运营团队及用户造成巨大的经济损失。知道创宇十余年安全经验,凭借多重防护+云端大数据技术,为区块链应用提供专属安全解决方案。

欢迎扫码咨询:


六、REF

[1] ERC标准
https://github.com/ethereum/EIPs/blob/master/EIPS/eip-20.md

[2] Morpheus官方公告
https://medium.com/@themorpheus/new-morpheus-network-token-smart-contract-91 b80dbc7655

[3] 构造函数书写问题漏洞详情
https://mp.weixin.qq.com/s/xPwhanev-cjHhc104Wmpug


Paper 本文由 Seebug Paper 发布,如需转载请注明来源。本文地址:https://paper.seebug.org/663/