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EOS 智能合约最佳安全开发指南
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这篇文档旨在为 EOS 智能合约开发人员提供一些智能合约的安全准则及已知漏洞分析。我们邀请社区对该文档提出修改或完善建议,欢迎各种合并请求(Pull Request)。若有相关的文章或博客的发表,也请将其加入到参考文献中。
目录
安全准则
EOS 处于早期阶段并且有很强的实验性质。因此,随着新的 bug 和安全漏洞被发现,新的功能不断被开发出来,其面临的安全威胁也是不断变化的。这篇文章对于开发人员编写安全的智能合约来说只是个开始。
开发智能合约需要一个全新的工程思维,它不同于我们以往项目的开发。因为它犯错的代价是巨大的,很难像中心化类型的软件那样,打上补丁就可以弥补损失。就像直接给硬件编程或金融服务类软件开发,相比于 Web 开发和移动开发都有更大的挑战。因此,仅仅防范已知的漏洞是不够的,还需要学习新的开发理念:
- 对可能的错误有所准备。任何有意义的智能合约或多或少都存在错误,因此你的代码必须能够正确的处理出现的 bug 和漏洞。需始终保证以下规则:
- 当智能合约出现错误时,停止合约
- 管理账户的资金风险,如限制(转账)速率、最大(转账)额度
- 有效的途径来进行 bug 修复和功能提升
- 谨慎发布智能合约。 尽量在正式发布智能合约之前发现并修复可能的 bug。
- 对智能合约进行彻底的测试,并在任何新的攻击手法被发现后及时的测试(包括已经发布的合约)
- 从 alpha 版本在麒麟测试网(CryptoKylin-Testnet)上发布开始便邀请专业安全审计机构进行审计,并提供漏洞赏金计划(Bug Bounty)
- 阶段性发布,每个阶段都提供足够的测试
- 保持智能合约的简洁。复杂会增加出错的风险。
- 确保智能合约逻辑简洁
- 确保合约和函数模块化
- 使用已经被广泛使用的合约或工具(比如,不要自己写一个随机数生成器)
- 条件允许的话,清晰明了比性能更重要
- 只在你系统的去中心化部分使用区块链
- 保持更新。通过公开资源来确保获取到最新的安全进展。
- 在任何新的漏洞被发现时检查你的智能合约
- 尽可能快的将使用到的库或者工具更新到最新
- 使用最新的安全技术
- 清楚区块链的特性。尽管你先前所拥有的编程经验同样适用于智能合约开发,但这里仍然有些陷阱你需要留意:
require_recipient(account_name name)
可触发通知,如果账户name
下有合约,会调用name
合约中的同名函数,官方文档
已知漏洞
数值溢出
在进行算术运算时,未进行边界检查可能导致数值上下溢,引起智能合约用户资产受损。
漏洞示例
存在缺陷的代码:batchtransfer
批量转账
typedef struct acnts {
account_name name0;
account_name name1;
account_name name2;
account_name name3;
} account_names;
void batchtransfer(symbol_name symbol, account_name from, account_names to, uint64_t balance)
{
require_auth(from);
account fromaccount;
require_recipient(from);
require_recipient(to.name0);
require_recipient(to.name1);
require_recipient(to.name2);
require_recipient(to.name3);
eosio_assert(is_balance_within_range(balance), "invalid balance");
eosio_assert(balance > 0, "must transfer positive balance");
uint64_t amount = balance * 4; //乘法溢出
int itr = db_find_i64(_self, symbol, N(table), from);
eosio_assert(itr >= 0, "Sub-- wrong name");
db_get_i64(itr, &fromaccount, (account));
eosio_assert(fromaccount.balance >= amount, "overdrawn balance");
sub_balance(symbol, from, amount);
add_balance(symbol, to.name0, balance);
add_balance(symbol, to.name1, balance);
add_balance(symbol, to.name2, balance);
add_balance(symbol, to.name3, balance);
}
防御方法
尽可能使用 asset 结构体进行运算,而不是把 balance 提取出来进行运算。
真实案例
权限校验
在进行相关操作时,应严格判断函数入参和实际调用者是否一致,使用require_auth
进行校验。
漏洞示例
存在缺陷的代码:transfer
转账
void token::transfer( account_name from,
account_name to,
asset quantity,
string memo )
{
eosio_assert( from != to, "cannot transfer to self" );
eosio_assert( is_account( to ), "to account does not exist");
auto sym = quantity.symbol.name();
stats statstable( _self, sym );
const auto& st = statstable.get( sym );
require_recipient( from );
require_recipient( to );
eosio_assert( quantity.is_valid(), "invalid quantity" );
eosio_assert( quantity.amount > 0, "must transfer positive quantity" );
eosio_assert( quantity.symbol == st.supply.symbol, "symbol precision mismatch" );
eosio_assert( memo.size() <= 256, "memo has more than 256 bytes" );
auto payer = has_auth( to ) ? to : from;
sub_balance( from, quantity );
add_balance( to, quantity, payer );
}
防御方法
使用require_auth( from )
校验资产转出账户与调用账户是否一致。
真实案例
暂无
apply 校验
在处理合约调用时,应确保每个 action 与 code 均满足关联要求。
漏洞示例
存在缺陷的代码:
// extend from EOSIO_ABI
#define EOSIO_ABI_EX( TYPE, MEMBERS ) \
extern "C" { \
void apply( uint64_t receiver, uint64_t code, uint64_t action ) { \
auto self = receiver; \
if( action == N(onerror)) { \
/* onerror is only valid if it is for the "eosio" code account and authorized by "eosio"'s "active permission */ \
eosio_assert(code == N(eosio), "onerror action's are only valid from the \"eosio\" system account"); \
} \
if( code == self || code == N(eosio.token) || action == N(onerror) ) { \
TYPE thiscontract( self ); \
switch( action ) { \
EOSIO_API( TYPE, MEMBERS ) \
} \
/* does not allow destructor of thiscontract to run: eosio_exit(0); */ \
} \
} \
}
EOSIO_ABI_EX(eosio::charity, (hi)(transfer))
防御方法
使用
if( ((code == self && action != N(transfer) ) || (code == N(eosio.token) && action == N(transfer)) || action == N(onerror)) ) { }
绑定每个关键 action 与 code 是否满足要求,避免异常调用。
真实案例
transfer 假通知
在处理 require_recipient
触发的通知时,应确保 transfer.to
为 _self
。
漏洞示例
存在缺陷的代码:
// source code: https://gitlab.com/EOSBetCasino/eosbetdice_public/blob/master/EOSBetDice.cpp#L115
void transfer(uint64_t sender, uint64_t receiver) {
auto transfer_data = unpack_action_data<st_transfer>();
if (transfer_data.from == _self || transfer_data.from == N(eosbetcasino)){
return;
}
eosio_assert( transfer_data.quantity.is_valid(), "Invalid asset");
}
防御方法
增加
if (transfer_data.to != _self) return;
真实案例
随机数实践
随机数生成算法不要引入可控或者可预测的种子
漏洞示例
存在缺陷的代码:
// source code: https://github.com/loveblockchain/eosdice/blob/3c6f9bac570cac236302e94b62432b73f6e74c3b/eosbocai2222.hpp#L174
uint8_t random(account_name name, uint64_t game_id)
{
auto eos_token = eosio::token(N(eosio.token));
asset pool_eos = eos_token.get_balance(_self, symbol_type(S(4, EOS)).name());
asset ram_eos = eos_token.get_balance(N(eosio.ram), symbol_type(S(4, EOS)).name());
asset betdiceadmin_eos = eos_token.get_balance(N(betdiceadmin), symbol_type(S(4, EOS)).name());
asset newdexpocket_eos = eos_token.get_balance(N(newdexpocket), symbol_type(S(4, EOS)).name());
asset chintailease_eos = eos_token.get_balance(N(chintailease), symbol_type(S(4, EOS)).name());
asset eosbiggame44_eos = eos_token.get_balance(N(eosbiggame44), symbol_type(S(4, EOS)).name());
asset total_eos = asset(0, EOS_SYMBOL);
//攻击者可通过inline_action改变余额total_eos,从而控制结果
total_eos = pool_eos + ram_eos + betdiceadmin_eos + newdexpocket_eos + chintailease_eos + eosbiggame44_eos;
auto mixd = tapos_block_prefix() * tapos_block_num() + name + game_id - current_time() + total_eos.amount;
const char *mixedChar = reinterpret_cast<const char *>(&mixd);
checksum256 result;
sha256((char *)mixedChar, sizeof(mixedChar), &result);
uint64_t random_num = *(uint64_t *)(&result.hash[0]) + *(uint64_t *)(&result.hash[8]) + *(uint64_t *)(&result.hash[16]) + *(uint64_t *)(&result.hash[24]);
return (uint8_t)(random_num % 100 + 1);
}
防御方法
EOS链上不能生成真随机数,在设计随机类应用时建议参考官方的示例
真实案例
回滚攻击
- 手法1:在事务中探测执行结果(如收款金额、账号余额、表记录、随机数计算结果等),当结果满足一定条件时调用 eosio_assert ,使得当前事务失败回滚。
- 手法2:利用超级节点黑名单账号发起事务,欺骗普通节点做出响应,但此事务不会被打包。
漏洞示例
常见的有缺陷的模式:
- 博弈类游戏下注随即开奖并转账,恶意合约可通过 inline_action 检测余额是否增加,从而回滚失败的开奖
- 博弈类游戏下注随即将开奖结果写入表内,恶意合约可通过 inline_action 检测表中记录,从而回滚失败的开奖
- 博弈类游戏开奖结果与游戏内奖券号相关联,恶意合约可通过同时发起多笔小额下注事务和一笔大额下注事务,当收到小额中奖时回滚事务,从而达到将可中奖的奖券号“转让”给大额下注的目的。
- 博弈类游戏开奖事务与下注事务没有关联,攻击者可用黑名单账号或者恶意合约回滚下注事务
防御方法
- 使用 defer action 转账和发送收据
- 建立开奖依赖,如订单依赖,开奖的时候判断订单是否存在,就算在节点服务器上开奖成功,由于在 bp 上下注订单被回滚,所以相应的开奖记录也会被回滚。
真实案例
参考文献
- 保管好私钥就安全了吗?注意隐藏在EOS DAPP中的安全隐患
- 漏洞详解|恶意 EOS 合约存在吞噬用户 RAM 的安全风险
- How EOSBET attacked by aabbccddeefg
- BET被黑客攻击始末,实锤还原作案现场和攻击手段
- 累计薅走数百万,EOS Dapps已成黑客提款机?
致谢
- 麒麟工作组
- eosiofans
- 荆凯(EOS42)
- 星魂
- 岛娘
- 赵余(EOSLaoMao)
- 字符