区块链安全

区块链安全第 9 课——重入攻击（一）

by Snowming
  • 重入攻击（一）：理解 fallback function
  • 重入攻击（二）：通过实例理解重入攻击
  • 重入攻击（三）：DAO 攻击及重入攻击的防范

重入攻击（Reentrancy Attacks）是一种发生在合约调用合约时的攻击，之所以叫重入攻击，是因为这种攻击发生于合约A调用了合约B，最后合约B（经常是通过 fallback function）又调用了合约A的函数，相当于「重入」了合约A的代码流程中。

这种攻击可能导致某个合约的以太币 balance 被耗尽。

1. fallback function

要想理解重入攻击，先得理解 fallback function：

一个智能合约中最多有一个 fallback function。fallback function 匿名、无参数且无返回值。但这些只是看上去的表象。fallback function 有意思的地方在于它的触发场景：既然没有名字，那怎么去调用 fallback function 呢？

触发 fallback function 的场景有两种：

  1. 当特定合约收到纯以太币而没有任何其他与交易相关的数据时，就会执行 fallback function；
  2. 当外部地址调用了合约中不存在的函数或者根本不提供数据时，将触发 fallback function。

对于第1种触发场景，可以联想到 <contract address>.send(1 ether)这种转账场景会触发回调函数。Solidity 中的转账函数有三个：transfer()、send()、以及 <address>.call.value(amount) (仅能在较低版本如 0.4.* 中这样使用)。这三种函数的区别参考：Solidity中的转账函数 以及 address 类型的成员函数

代码示例如：

  • 使用 transfer(amount)
  • 使用 send(amount)
  • <address>.call.value(amount)

注：参考 .call.value() 和 .call.value()() 有什么区别。通过 msg.sender.call.value(1 ether) 调用了 Attack 合约的 fallback function。

对于第2种触发场景，主要就是通过 <contract address>.call(bytes4(keccak256("functionSignature"))) 方法调用不存在的函数名。

  • 代码示例1：

参考：如何获得以太坊编码的函数签名

在使用 call() 这种底层函数调用其他合约的函数是，需要函数签名（function signature）要获得函数的编码签名，要使用 Keccak256 来对函数名字符串进行 hash，然后取前 4 个字节。注：1个字节8bit，1个hex需要4bit，所以1个字节可以用两个hex 字符来表示，4个字节就是8个hex字符。

ABI 是以太坊调用合约时候的接口，相当于以 JSON 传参的形式调用 EvmBytecodes，因为 ABI 是 JSON 格式的人类易读代码。上面的 abi.encodeWithSignature("str") 等价 abi.encodeWithSelector(bytes4(keccak256("str“))。
拓展阅读：https://ethereum.stackexchange.com/questions/96685/how-to-use-address-call-in-solidity

这样的话调用了一个 Test 合约里面没有的函数，就会调用 fallback function，导致 test.x == 1。

  • 代码示例2：

很容易理解，跟上面的示例1一样，只不过没有调用 abi 接口去为函数名字符串计算出编码的函数签名，而是直接 call() 了计算好的签名 hash 前四个字节。

  • 代码示例3：

同代码示例1，但是是较高版本 fallback function 的写法。

<address>.call(bytes memory) returns (bool, bytes memory)
issue low-level CALL with the given payload, returns success condition and return data, forwards all available gas, adjustable

2. fallback function 的版本写法差别

上面提到 <address>.call.value(amount) 是较低版本的写法。

在 Solidity 0.6 之前，回退函数只是一个匿名函数，如下所示：

function () external {
}

加上一个 payable 关键字就可以接受转入 ether。

高版本 Solidity fallback function 分为两种：

  • receive()接收转入以太币
  • fallback()仅与智能合约交互
receive() external payable {
}

fallback () external {
}

//但实测可以通过给 fallback 加上 paybale 关键字接收 ether

更多 fallback function 高版本的特性参考：https://ethereum-blockchain-developer.com/028-fallback-view-constructor/02-receive-fallback-function/