从solidity语言特征深度解读以太坊智能合约误差原理和攻击使用
宣布时间 2018-08-02
1 概述
随着区块链、以太坊手艺的兴起和一直成熟 ，，，，，清静问题也随之而来 ，，，，，今年智能合约误差已经让多个区块链项目价值瞬间归零。。。。。 。智能合约的开发语言、设计模式、运行机制都与古板应用有较大差别 ，，，，，它既有古板的清静危害(如整数溢出等) ，，，，，又有奇异的新型危害(如私有变量不“私有”和特殊类型变量笼罩等)。。。。。 。研发职员若是不可深刻明确这些焦点原理 ，，，，，则很容易编写出保存误差的智能合约；；；； ；；恶意合约也可以通过这种要领留下隐藏误差 ，，，，，诱骗合约投资人并暗地里收割。。。。。 。本文以WCTF2018的一道智能合约误差赛题[1]为例 ，，，，，从solidity语言特征出发 ，，，，，深度解读以太坊智能合约误差原理和攻击使用。。。。。 。
2 误差合约剖析
该合约是一个银行类合约 ，，，，，用户可以存入eth到该合约 ，，，，，并在存入到期之后取出。。。。。 。原题对该合约形貌如下：
该合约中保存误差 ，，，，，攻击者使用误差可以偷取合约中的所有余额。。。。。 。误差涉及到整数溢出、变量笼罩以及由变量笼罩导致的变量相互影响。。。。。 。
合约源码如下：
要提取合约的所有合约余额 ，，，，，confiscate 函数是要害 ，，，，，但该函数挪用乐成必需知足：
? msg.sender == owner
? secret == _secret
? now >= balances[account].deposit_term + 1 years
攻击者可以通过合约存储会见、整数溢出和变量笼罩来依次结构上述条件。。。。。 。
2.1 solidity全局变量存储
在BelluminarBank合约中 ，，，，，一共有4个全局变量 ，，，，，划分是balances、head、owner、secrete。。。。。 。它们的默认会见属性是private ，，，，，看上去只有合约自己能够会见这些变量。。。。。 。事实上 ，，，，，合约的所有变量数据都是果真存储在链上的区块中 ，，，，，任何人都可以通过会见存储数据来获得这些变量的值[2]。。。。。 。在solidity语言中 ，，，，，全局变量都存储在storage中 ，，，，，凭证solidity的变量存储规则 ，，，，，定长的变量在storage中是顺序存储的 ，，，，，数组变量在storage中其索引位置存放的是其数组长度（拜见[3]）。。。。。 。该合约storage中的变量存储结构如下：
因此 ，，，，，secrete并不是一个不可获取的私有数据 ，，，，，攻击者只需要会见该合约storage中的数据就可以结构confiscate 函数的secret == _secret条件。。。。。 。
2.2 solidity全局变量笼罩
BelluminarBank合约中的confiscate函数要求挪用者必需是合约拥有者才可以举行余额提取操作 ，，，，，看上去攻击者是无法提取的。。。。。 。然而 ，，，，，由于solidity语言的局部变量存储特征 ，，，，，导致本合约的owner变量可以被修改 ，，，，，笼罩问题泛起在 invest 函数中。。。。。 。
首先来看solidity局部变量笼罩全局storage的问题。。。。。 。solidity语言的变量存储有一个特征 ，，，，，即数组、映射、结构体类型的局部变量默认是引用合约的storage [4] ，，，，，而全局变量默认存储在storage中。。。。。 。因此 ，，，，，若是这些局部变量未被初始化 ，，，，，则它们将直接指向storage ，，，，，修改这些变量就是在修改全局变量。。。。。 。
以如下的简朴合约test为例 ，，，，，函数test1中界说了一个局部结构体变量x ，，，，，可是没有对其举行初始化。。。。。 。凭证solidity的变量存储规则 ，，，，，这时间x是存储在storage中的 ，，，，，并且是从索引0最先 ，，，，，那么对其成员变量x,y赋值之后 ，，，，，恰恰笼罩了全局变量a和b。。。。。 。有兴趣可以在 remix 中在线对本合约举行调试。。。。。 。
pragma solidity 0.4.24;
contract test {
struct aa{
uint x;
uint y;
}
uint public a = 4;
uint public b = 6;
function test1() returns (uint){
aa x;
x.x = 9;
x.y = 7;
}
}
在invest函数的else分支中 ，，，，，使用了一个局部结构变量investment。。。。。 。该局部变量在目今执行分支中并没有被初始化 ，，，，，默认指向合约的storage。。。。。 。执行中对该变量的成员赋值就会直接笼罩全局变量 ，，，，，笼罩关系为：
同时 ，，，，，在变量笼罩之前必需知足如下条件 ，，，，，即存款限期是最末一个存款纪录的限期后一年：deposit_term >= balances[balances.length - 1].deposit_term + 1 years。。。。。 。由于deposit_term是用户提供的 ，，，，，轻松就可以知足。。。。。 。
以是 ，，，，，通过全心结构invest函数的参数就可以笼罩stroage中的sender ，，，，，从而改变该合约的拥有者为攻击者 ，，，，，突破confiscate 函数的msg.sender == owner限制。。。。。 。
2.3 整数溢出
在BelluminarBank合约源码的confiscate函数尚有另外一个如下的时间限制 ，，，，，即必需在存款满一年后才华提取 ，，，，，now >= balances[account].deposit_term + 1 years。。。。。 。
上一节用于全局变量笼罩的存款操作使得balances中最末一个存储纪录的限期已经是1年后 ，，，，，即攻击者至少在2年后才华挪用confiscate函数举行提款。。。。。 。与此同时 ，，，，，deposit_term在赋值给局部变量的时间会把全局变量head笼罩为超大的数 ，，，，，这也使得后续的for (uint256 i = head; i <= account; i++)循环处置惩罚无法提取所有的存款 ，，，，，由于head不为0。。。。。 。
显然 ，，，，，必需把head笼罩为0才华提取所有的存款 ，，，，，即invest函数的deposit_term参数必需为0。。。。。 。但若是该参数为0 ，，，，，又无法知足invest函数的全局变量笼罩执行的条件deposit_term >= balances[balances.length - 1].deposit_term + 1 years。。。。。 。
仔细剖析可发明 ，，，，，若是balances[balances.length - 1].deposit_term+ 1 years恰恰即是0 ，，，，，则上述的条件恒为真。。。。。 。显然 ，，，，，balances[balances.length - 1].deposit_term只要取值为(uint256_max – 1 years + 1) ，，，，，就会导致相加后的值为uint256_max+1。。。。。 。这个效果会凌驾uint256的表达空间 ，，，，，爆发溢出导致最后的值为0。。。。。 。
因此 ，，，，，攻击者先做第一次存款 ，，，，，把balances最后一项的deposit_term设置为特殊值；；；； ；；然后做第二次存款 ，，，，，deposit_term传入0值 ，，，，，就能触发整数溢出 ，，，，，绕过变量笼罩条件限制并修改head为0值。。。。。 。
2.4 “变量纠缠”的副作用
在全局变量笼罩中 ，，，，，很容易爆发“变量纠缠”征象 ，，，，，从而触发一些容易被忽视的副作用。。。。。 。这里以一个简朴合约test为例 ，，，，，函数testArray中依然保存结构体局部变量a笼罩全局变量x的情形。。。。。 。但由于x是数组变量 ，，，，，其直接索引的storage存储位置仅存储其数组长度 ，，，，，也就是a.x只会笼罩x的数据长度 ，，，，，而a.y将笼罩变量num。。。。。 。
在testArray函数中 ，，，，，赋值操作a.x = 5时 ，，，，，由于x.length与变量a.x处于统一存储位置 ，，，，，赋值后数组x的长度酿成了5。。。。。 。接下来 ，，，，，赋值a.y ，，，，，并将变量a加入到数组x。。。。。 。以是变量a现实上加入到了数组x索引为5的位置。。。。。 。若是调试testArray函数执行 ，，，，，会发明在函数执行完毕之后 ，，，，，x[5].x = 6, x[5].y = 7。。。。。 。
这是为什么呢？？？显着代码中赋值写的是 a.x = 5 ，，，，，a.y = 7。。。。。 。这就是全局变量x和局部变量a形成了“纠缠” ，，，，，首先是局部变量a修改导致全局变量x改变 ，，，，，然后是全局变量x修改导致下场部变量修改 ，，，，，最后把修改后的局部变量又存储到修改后的全局变量。。。。。 。这里即是 ，，，，，赋值操作a.x = 5时 ，，，，，把数组x的长度酿成了5; 接下来x.push操作 ，，，，，现实上是先将该数组x的长度加1 ，，，，，此时a.x = 6; 最后再把a.x = 6, a.y=7加入到x[5]。。。。。 。以是 ，，，，，存入数据的x就是新数组的长度6。。。。。 。
pragma solidity 0.4.24;
contract test {
struct aa{
uint x;
uint y;
}
aa [] x;
uint public num = 4;
function testArray() returns (uint){
aa a;
a.x = 5;
a.y = 7;
x.push(a);
}
}
3 误差使用方法
在第2节中对合约 BelluminarBank保存的几个误差举行了剖析 ，，，，，下面将说明怎样使用这个误差提取合约的所有余额 ，，，，，这里在Remix在线编译情形中安排该合约 ，，，，，并演示其使用方法。。。。。 。
首先安排合约 ，，，，，在安排参数中设置secrete 为“0x01” ，，，，，deposit_term为1000 ，，，，，msg.value为 31337 wei。。。。。 。
安排合约后 ，，，，，合约的全局变量如下图所示：
这样 ，，，，，合约现在的余额是 31337 wei ，，，，，合约拥有者的地点为：0xca35b7d915458ef54 0ade6068dfe2f44e8fa733c。。。。。 。
下面最先需要结构条件使得攻击者可以乐成挪用confiscate函数。。。。。 。
办法1: 笼罩owner并结构整数溢出条件
要想转走合约余额 ，，，，，首先必需修改合约的owner。。。。。 。使用局部结构体 investment 修改合约owner ，，，，，需知足条件：
（1）account < head or account >= balances.length
（2）deposit_term >= balances[balances.length – 1].deposit_term + 1 years
设置攻击者（0x1472…160C）的invest挪用参数如下：
? msg.value = 1 wei (由于在合约初始化时owner已经存入一笔金额 ，，，，，以是此时balances数组长度为1 ，，，，，为了不改变balances数组长度 ，，，，，这里依然将其设置为1 we i
? depositsit_term = 2^256 - 1 years = 115792089237316195423570985008687907853269984665640564039457584007913098103936 （在办法2中需要使用这个数值结构溢出 ，，，，，同时这个值可以使源码中 require 条件获得知足）
? account = 1 (知足条件 account >= balances.length)
可以发明 ，，，，，owner已经修改为攻击者地点 ，，，，，同时head被传入的deposit_term笼罩为一个超大值。。。。。 。
而提取余额是从balances数组中head索引最先的存款纪录最先盘算数额的。。。。。 。显然 ，，，，，为了提取到合约owner的余额 ，，，，，即balances[0]账户的余额 ，，，，，head必需被笼罩为0。。。。。 。因此 ，，，，，需要举行第二次storage变量笼罩 ，，，，，修改head。。。。。 。
办法2: 恢复head并绕过deposit_term限制
继续设置攻击者挪用invest的参数：
? msg.value = 2wei (同样包管balances的长度笼罩后不泛起过失)
? deposit_term = 0: 恢复head
? account = 2 (知足条件 account >= balances.length 即可)
由于在办法 1 中 ，，，，，已经将balances[1].deposit_term 设置为 2^256 -1 years ，，，，，因此在第二次挪用 invest 函数时 ，，，，，由于balances[balances.length - 1].deposit_term + 1 years”溢出为0知足了require条件 ，，，，，以是可以乐成举行第二次笼罩。。。。。 。
这样即知足了挪用confiscate函数的条件msg.sender == owner ，，，，，通过读取storage很容易获得secrete ，，，，，条件secret == _secret 也可以知足 ，，，，，同时还重新笼罩了head使之变为0 。。。。。 。
笼罩之后全局storage变量和balances数组如下图所示：
可以发明head已经修改为0了。。。。。 。
现在来看看第三个条件：
now >= balances[account].deposit_term + 1 years
account是传入的数据 ，，，，，现在合约中account数目为3。。。。。 。在前面的invest挪用后 ，，，，， balances[2].deposit_term = 0。。。。。 。 显然条件 now >= balances[2].deposit_term + 1 years 建设 ，，，，，以是在恢复head数据的同时 ，，，，，也绕过了confiscate函数中关于存款限期的判断。。。。。 。接下来只要挪用函数confiscate时 ，，，，，设置account 为 2 ，，，，，便可使时间判断条件知足 ，，，，，同时也能提取所有账户的余额。。。。。 。
办法3: 增添合约余额
经由办法1和办法2 ，，，，，似乎攻击者已经可以挪用confiscate函数提取所有余额了 ，，，，，然而现实上是不可的。。。。。 。生意会爆发回滚 ，，，，，这是为什么呢？？？
仔细剖析前面的数据就会发明 ，，，，，办法1中msg.value为 1 wei ，，，，，可是最后balances数组中的balances[1].amount 却酿成了 2 wei。。。。。 。这是由于变量笼罩历程中爆发了“纠缠”副作用 ，，，，，由于msg.value笼罩balances数组的长度 ，，，，，balances更新前增添了数组长度 ，，，，，数组长度又改变了msg.value ，，，，，最后导致存入的amount酿成了新的数组长度 ，，，，，即2。。。。。 。
以是 ，，，，，每次挪用invest函数举行变量笼罩 ，，，，，存款纪录的账目金额都比挪用者现实支付的msg.value大。。。。。 。下图是两次挪用invest之后的balances数组情形。。。。。 。
从图中可以看出 ，，，，，存款纪录中的账面值会比现实生意的msg.value多 1 wei。。。。。 。通过confiscate函数盘算获得的所有账户总额为31342 wei ，，，，，而现实的合约账户总余额为 31340 wei。。。。。 。
为了能够将合约中所有余额提取出来 ，，，，，需要增添合约的真实余额 ，，，，，使其同存款纪录中的余额相等。。。。。 。然而 ，，，，，通过invest方法增添的余额都会被计入账面余额 ，，，，，那么怎么在欠亨过invest函数的情形下增添合约的真实余额呢？？？
谜底是selfdestruct函数。。。。。 。
selfdestruct函数会将该合约的余额转到指定账户 ，，，，，然后从区块链中销毁该合约的代码和storage。。。。。 。该函数的官方文档说明[5]如下：
因此 ，，，，，可以结构一个合约 ，，，，，然后在合约中挪用selfdestruct函数将合约的余额转给BelluminarBank合约。。。。。 。为此 ，，，，，结构如下合约：
contract donar{
function donar() public payable{
selfdestruct(contractAddr);
}
}
该合约建设后马上销毁 ，，，，，同时将自己的余额转给银行合约。。。。。 。
在 remix 中 编译该合约 ，，，，，同时将 contractAddr替换为银行合约地点。。。。。 。然后 在deploy该合约时 ，，，，，设置 msg.value 为2 wei。。。。。 。当合约建设又销毁之后 ，，，，，其余额（2wei）将转给银行账户 ，，，，，使银行合约的账面余额和现实余额一致 ，，，，，这样confiscate函数挪用就能够准确执行。。。。。 。
Donar合约安排设置如下：
合约安排完之后 ，，，，，BelluminarBank 合约余额如下图：
办法4：挪用confiscate提取合约余额
经由上面的操作之后 ，，，，，设置confiscate函数的参数为[2 ，，，，，“0x01”]即可将合约的所有余额转走。。。。。 。
参考链接：
【1】https://github.com/beched/ctf/tree/master/2018/wctf-belluminar
【2】https://solidity.readthedocs.io/en/v0.4.24/security-considerations.html#private-information-and-randomness
【3】https://medium.com/aigang-network/how-to-read-ethereum-contract-storage-44252c8af925
【4】 http://solidity.readthedocs.io/en/v0.4.24/frequently-asked-questions.html
【5】https://solidity.readthedocs.io/en/v0.4.24/introduction-to-smart-contracts.html?highlight=selfdestruct
随着区块链、以太坊手艺的兴起和一直成熟 ，，，，，清静问题也随之而来 ，，，，，今年智能合约误差已经让多个区块链项目价值瞬间归零。。。。。 。智能合约的开发语言、设计模式、运行机制都与古板应用有较大差别 ，，，，，它既有古板的清静危害(如整数溢出等) ，，，，，又有奇异的新型危害(如私有变量不“私有”和特殊类型变量笼罩等)。。。。。 。研发职员若是不可深刻明确这些焦点原理 ，，，，，则很容易编写出保存误差的智能合约；；；； ；；恶意合约也可以通过这种要领留下隐藏误差 ，，，，，诱骗合约投资人并暗地里收割。。。。。 。本文以WCTF2018的一道智能合约误差赛题[1]为例 ，，，，，从solidity语言特征出发 ，，，，，深度解读以太坊智能合约误差原理和攻击使用。。。。。 。
2 误差合约剖析
该合约是一个银行类合约 ，，，，，用户可以存入eth到该合约 ，，，，，并在存入到期之后取出。。。。。 。原题对该合约形貌如下：
该合约中保存误差 ，，，，，攻击者使用误差可以偷取合约中的所有余额。。。。。 。误差涉及到整数溢出、变量笼罩以及由变量笼罩导致的变量相互影响。。。。。 。
合约源码如下：
要提取合约的所有合约余额 ，，，，，confiscate 函数是要害 ，，，，，但该函数挪用乐成必需知足：
? msg.sender == owner
? secret == _secret
? now >= balances[account].deposit_term + 1 years
攻击者可以通过合约存储会见、整数溢出和变量笼罩来依次结构上述条件。。。。。 。
2.1 solidity全局变量存储
在BelluminarBank合约中 ，，，，，一共有4个全局变量 ，，，，，划分是balances、head、owner、secrete。。。。。 。它们的默认会见属性是private ，，，，，看上去只有合约自己能够会见这些变量。。。。。 。事实上 ，，，，，合约的所有变量数据都是果真存储在链上的区块中 ，，，，，任何人都可以通过会见存储数据来获得这些变量的值[2]。。。。。 。在solidity语言中 ，，，，，全局变量都存储在storage中 ，，，，，凭证solidity的变量存储规则 ，，，，，定长的变量在storage中是顺序存储的 ，，，，，数组变量在storage中其索引位置存放的是其数组长度（拜见[3]）。。。。。 。该合约storage中的变量存储结构如下：
因此 ，，，，，secrete并不是一个不可获取的私有数据 ，，，，，攻击者只需要会见该合约storage中的数据就可以结构confiscate 函数的secret == _secret条件。。。。。 。
2.2 solidity全局变量笼罩
BelluminarBank合约中的confiscate函数要求挪用者必需是合约拥有者才可以举行余额提取操作 ，，，，，看上去攻击者是无法提取的。。。。。 。然而 ，，，，，由于solidity语言的局部变量存储特征 ，，，，，导致本合约的owner变量可以被修改 ，，，，，笼罩问题泛起在 invest 函数中。。。。。 。
首先来看solidity局部变量笼罩全局storage的问题。。。。。 。solidity语言的变量存储有一个特征 ，，，，，即数组、映射、结构体类型的局部变量默认是引用合约的storage [4] ，，，，，而全局变量默认存储在storage中。。。。。 。因此 ，，，，，若是这些局部变量未被初始化 ，，，，，则它们将直接指向storage ，，，，，修改这些变量就是在修改全局变量。。。。。 。
以如下的简朴合约test为例 ，，，，，函数test1中界说了一个局部结构体变量x ，，，，，可是没有对其举行初始化。。。。。 。凭证solidity的变量存储规则 ，，，，，这时间x是存储在storage中的 ，，，，，并且是从索引0最先 ，，，，，那么对其成员变量x,y赋值之后 ，，，，，恰恰笼罩了全局变量a和b。。。。。 。有兴趣可以在 remix 中在线对本合约举行调试。。。。。 。
pragma solidity 0.4.24;
contract test {
struct aa{
uint x;
uint y;
}
uint public a = 4;
uint public b = 6;
function test1() returns (uint){
aa x;
x.x = 9;
x.y = 7;
}
}
在invest函数的else分支中 ，，，，，使用了一个局部结构变量investment。。。。。 。该局部变量在目今执行分支中并没有被初始化 ，，，，，默认指向合约的storage。。。。。 。执行中对该变量的成员赋值就会直接笼罩全局变量 ，，，，，笼罩关系为：
同时 ，，，，，在变量笼罩之前必需知足如下条件 ，，，，，即存款限期是最末一个存款纪录的限期后一年：deposit_term >= balances[balances.length - 1].deposit_term + 1 years。。。。。 。由于deposit_term是用户提供的 ，，，，，轻松就可以知足。。。。。 。
以是 ，，，，，通过全心结构invest函数的参数就可以笼罩stroage中的sender ，，，，，从而改变该合约的拥有者为攻击者 ，，，，，突破confiscate 函数的msg.sender == owner限制。。。。。 。
2.3 整数溢出
在BelluminarBank合约源码的confiscate函数尚有另外一个如下的时间限制 ，，，，，即必需在存款满一年后才华提取 ，，，，，now >= balances[account].deposit_term + 1 years。。。。。 。
上一节用于全局变量笼罩的存款操作使得balances中最末一个存储纪录的限期已经是1年后 ，，，，，即攻击者至少在2年后才华挪用confiscate函数举行提款。。。。。 。与此同时 ，，，，，deposit_term在赋值给局部变量的时间会把全局变量head笼罩为超大的数 ，，，，，这也使得后续的for (uint256 i = head; i <= account; i++)循环处置惩罚无法提取所有的存款 ，，，，，由于head不为0。。。。。 。
显然 ，，，，，必需把head笼罩为0才华提取所有的存款 ，，，，，即invest函数的deposit_term参数必需为0。。。。。 。但若是该参数为0 ，，，，，又无法知足invest函数的全局变量笼罩执行的条件deposit_term >= balances[balances.length - 1].deposit_term + 1 years。。。。。 。
仔细剖析可发明 ，，，，，若是balances[balances.length - 1].deposit_term+ 1 years恰恰即是0 ，，，，，则上述的条件恒为真。。。。。 。显然 ，，，，，balances[balances.length - 1].deposit_term只要取值为(uint256_max – 1 years + 1) ，，，，，就会导致相加后的值为uint256_max+1。。。。。 。这个效果会凌驾uint256的表达空间 ，，，，，爆发溢出导致最后的值为0。。。。。 。
因此 ，，，，，攻击者先做第一次存款 ，，，，，把balances最后一项的deposit_term设置为特殊值；；；； ；；然后做第二次存款 ，，，，，deposit_term传入0值 ，，，，，就能触发整数溢出 ，，，，，绕过变量笼罩条件限制并修改head为0值。。。。。 。
2.4 “变量纠缠”的副作用
在全局变量笼罩中 ，，，，，很容易爆发“变量纠缠”征象 ，，，，，从而触发一些容易被忽视的副作用。。。。。 。这里以一个简朴合约test为例 ，，，，，函数testArray中依然保存结构体局部变量a笼罩全局变量x的情形。。。。。 。但由于x是数组变量 ，，，，，其直接索引的storage存储位置仅存储其数组长度 ，，，，，也就是a.x只会笼罩x的数据长度 ，，，，，而a.y将笼罩变量num。。。。。 。
在testArray函数中 ，，，，，赋值操作a.x = 5时 ，，，，，由于x.length与变量a.x处于统一存储位置 ，，，，，赋值后数组x的长度酿成了5。。。。。 。接下来 ，，，，，赋值a.y ，，，，，并将变量a加入到数组x。。。。。 。以是变量a现实上加入到了数组x索引为5的位置。。。。。 。若是调试testArray函数执行 ，，，，，会发明在函数执行完毕之后 ，，，，，x[5].x = 6, x[5].y = 7。。。。。 。
这是为什么呢？？？显着代码中赋值写的是 a.x = 5 ，，，，，a.y = 7。。。。。 。这就是全局变量x和局部变量a形成了“纠缠” ，，，，，首先是局部变量a修改导致全局变量x改变 ，，，，，然后是全局变量x修改导致下场部变量修改 ，，，，，最后把修改后的局部变量又存储到修改后的全局变量。。。。。 。这里即是 ，，，，，赋值操作a.x = 5时 ，，，，，把数组x的长度酿成了5; 接下来x.push操作 ，，，，，现实上是先将该数组x的长度加1 ，，，，，此时a.x = 6; 最后再把a.x = 6, a.y=7加入到x[5]。。。。。 。以是 ，，，，，存入数据的x就是新数组的长度6。。。。。 。
pragma solidity 0.4.24;
contract test {
struct aa{
uint x;
uint y;
}
aa [] x;
uint public num = 4;
function testArray() returns (uint){
aa a;
a.x = 5;
a.y = 7;
x.push(a);
}
}
3 误差使用方法
在第2节中对合约 BelluminarBank保存的几个误差举行了剖析 ，，，，，下面将说明怎样使用这个误差提取合约的所有余额 ，，，，，这里在Remix在线编译情形中安排该合约 ，，，，，并演示其使用方法。。。。。 。
首先安排合约 ，，，，，在安排参数中设置secrete 为“0x01” ，，，，，deposit_term为1000 ，，，，，msg.value为 31337 wei。。。。。 。
安排合约后 ，，，，，合约的全局变量如下图所示：
这样 ，，，，，合约现在的余额是 31337 wei ，，，，，合约拥有者的地点为：0xca35b7d915458ef54 0ade6068dfe2f44e8fa733c。。。。。 。
下面最先需要结构条件使得攻击者可以乐成挪用confiscate函数。。。。。 。
办法1: 笼罩owner并结构整数溢出条件
要想转走合约余额 ，，，，，首先必需修改合约的owner。。。。。 。使用局部结构体 investment 修改合约owner ，，，，，需知足条件：
（1）account < head or account >= balances.length
（2）deposit_term >= balances[balances.length – 1].deposit_term + 1 years
设置攻击者（0x1472…160C）的invest挪用参数如下：
? msg.value = 1 wei (由于在合约初始化时owner已经存入一笔金额 ，，，，，以是此时balances数组长度为1 ，，，，，为了不改变balances数组长度 ，，，，，这里依然将其设置为1 we i
? depositsit_term = 2^256 - 1 years = 115792089237316195423570985008687907853269984665640564039457584007913098103936 （在办法2中需要使用这个数值结构溢出 ，，，，，同时这个值可以使源码中 require 条件获得知足）
? account = 1 (知足条件 account >= balances.length)
挪用之后 ，，，，，新的存款纪录数据将存放在balances数组索引为1的位置。。。。。 。此时的balances数组情形和全局storage变量情形如下图所示。。。。。 。
可以发明 ，，，，，owner已经修改为攻击者地点 ，，，，，同时head被传入的deposit_term笼罩为一个超大值。。。。。 。
而提取余额是从balances数组中head索引最先的存款纪录最先盘算数额的。。。。。 。显然 ，，，，，为了提取到合约owner的余额 ，，，，，即balances[0]账户的余额 ，，，，，head必需被笼罩为0。。。。。 。因此 ，，，，，需要举行第二次storage变量笼罩 ，，，，，修改head。。。。。 。
办法2: 恢复head并绕过deposit_term限制
继续设置攻击者挪用invest的参数：
? msg.value = 2wei (同样包管balances的长度笼罩后不泛起过失)
? deposit_term = 0: 恢复head
? account = 2 (知足条件 account >= balances.length 即可)
由于在办法 1 中 ，，，，，已经将balances[1].deposit_term 设置为 2^256 -1 years ，，，，，因此在第二次挪用 invest 函数时 ，，，，，由于balances[balances.length - 1].deposit_term + 1 years”溢出为0知足了require条件 ，，，，，以是可以乐成举行第二次笼罩。。。。。 。
这样即知足了挪用confiscate函数的条件msg.sender == owner ，，，，，通过读取storage很容易获得secrete ，，，，，条件secret == _secret 也可以知足 ，，，，，同时还重新笼罩了head使之变为0 。。。。。 。
笼罩之后全局storage变量和balances数组如下图所示：
可以发明head已经修改为0了。。。。。 。
现在来看看第三个条件：
now >= balances[account].deposit_term + 1 years
account是传入的数据 ，，，，，现在合约中account数目为3。。。。。 。在前面的invest挪用后 ，，，，， balances[2].deposit_term = 0。。。。。 。 显然条件 now >= balances[2].deposit_term + 1 years 建设 ，，，，，以是在恢复head数据的同时 ，，，，，也绕过了confiscate函数中关于存款限期的判断。。。。。 。接下来只要挪用函数confiscate时 ，，，，，设置account 为 2 ，，，，，便可使时间判断条件知足 ，，，，，同时也能提取所有账户的余额。。。。。 。
办法3: 增添合约余额
经由办法1和办法2 ，，，，，似乎攻击者已经可以挪用confiscate函数提取所有余额了 ，，，，，然而现实上是不可的。。。。。 。生意会爆发回滚 ，，，，，这是为什么呢？？？
仔细剖析前面的数据就会发明 ，，，，，办法1中msg.value为 1 wei ，，，，，可是最后balances数组中的balances[1].amount 却酿成了 2 wei。。。。。 。这是由于变量笼罩历程中爆发了“纠缠”副作用 ，，，，，由于msg.value笼罩balances数组的长度 ，，，，，balances更新前增添了数组长度 ，，，，，数组长度又改变了msg.value ，，，，，最后导致存入的amount酿成了新的数组长度 ，，，，，即2。。。。。 。
以是 ，，，，，每次挪用invest函数举行变量笼罩 ，，，，，存款纪录的账目金额都比挪用者现实支付的msg.value大。。。。。 。下图是两次挪用invest之后的balances数组情形。。。。。 。
从图中可以看出 ，，，，，存款纪录中的账面值会比现实生意的msg.value多 1 wei。。。。。 。通过confiscate函数盘算获得的所有账户总额为31342 wei ，，，，，而现实的合约账户总余额为 31340 wei。。。。。 。
为了能够将合约中所有余额提取出来 ，，，，，需要增添合约的真实余额 ，，，，，使其同存款纪录中的余额相等。。。。。 。然而 ，，，，，通过invest方法增添的余额都会被计入账面余额 ，，，，，那么怎么在欠亨过invest函数的情形下增添合约的真实余额呢？？？
谜底是selfdestruct函数。。。。。 。
selfdestruct函数会将该合约的余额转到指定账户 ，，，，，然后从区块链中销毁该合约的代码和storage。。。。。 。该函数的官方文档说明[5]如下：
因此 ，，，，，可以结构一个合约 ，，，，，然后在合约中挪用selfdestruct函数将合约的余额转给BelluminarBank合约。。。。。 。为此 ，，，，，结构如下合约：
contract donar{
function donar() public payable{
selfdestruct(contractAddr);
}
}
该合约建设后马上销毁 ，，，，，同时将自己的余额转给银行合约。。。。。 。
在 remix 中 编译该合约 ，，，，，同时将 contractAddr替换为银行合约地点。。。。。 。然后 在deploy该合约时 ，，，，，设置 msg.value 为2 wei。。。。。 。当合约建设又销毁之后 ，，，，，其余额（2wei）将转给银行账户 ，，，，，使银行合约的账面余额和现实余额一致 ，，，，，这样confiscate函数挪用就能够准确执行。。。。。 。
Donar合约安排设置如下：
合约安排完之后 ，，，，，BelluminarBank 合约余额如下图：
办法4：挪用confiscate提取合约余额
经由上面的操作之后 ，，，，，设置confiscate函数的参数为[2 ，，，，，“0x01”]即可将合约的所有余额转走。。。。。 。
参考链接：
【1】https://github.com/beched/ctf/tree/master/2018/wctf-belluminar
【2】https://solidity.readthedocs.io/en/v0.4.24/security-considerations.html#private-information-and-randomness
【3】https://medium.com/aigang-network/how-to-read-ethereum-contract-storage-44252c8af925
【4】 http://solidity.readthedocs.io/en/v0.4.24/frequently-asked-questions.html
【5】https://solidity.readthedocs.io/en/v0.4.24/introduction-to-smart-contracts.html?highlight=selfdestruct
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