Solidity編譯器漏洞分析：ABI重編碼的缺陷_DIT

漏洞詳情

ABI?編碼格式是用在用戶或合約對合約進行函數調用，傳遞參數時的標準編碼方式。具體可以參考?Solidity?官方關于ABI?編碼的詳細表述。

在合約開發過程中，會從用戶或其他合約傳來的?calldata?數據中，獲取需要的數據，之后可能會將獲取的數據進行轉發或?emit?等操作。限于?evm?虛擬機的所有?opcode?操作都是基于?memory、stack?和?storage，所以在?Solidity?中，涉及到需要對數據進行?ABI?編碼的操作，都會將?calldata?中的數據根據新的順序按照?ABI?格式進行編碼，并存儲到?memory?中。

該過程本身并沒有大的邏輯問題，但是當和?Solidity?的cleanup?機制結合時，由于?Solidity?編譯器代碼本身的疏漏，就導致了漏洞的存在。

根據?ABI?編碼規則，在去掉函數選擇符之后，ABI?編碼的數據分為?head?和?tail?兩部分。當數據格式為固定長度的?uint?或?bytes?32?數組時，ABI?會將該類型的數據都存儲在?head?部分。而?Solidity?對?memory?中?cleanup?機制的實現是在當前索引的內存被使用后，將下一個索引的內存置空，以防止下一索引的內存使用時被臟數據影響。并且，當?Solidity?對一組參數數據進行?ABI?編碼時，是按照從左到右的順序進行編碼！！

Solana生態NFT交易平臺Tensor發放第一季空投獎勵:金色財經報道，Solana生態NFT交易平臺Tensor為SolanaNFT交易者發放第一季空投獎勵，其中任何在過去6個月內在任何市場上購買或出售SolanaNFT的人都有資格獲得獎勵盒子，獎勵盒子按交易活動成比例發放，而在Tensor Swap上購買或出售的用戶將獲得25-50倍以上的獎勵。

此前報道，Tensor 完成 300 萬美元融資，Placeholder 領投，Solana Ventures 和 Solana 聯合創始人 Anatoly Yakovenko 和 Raj Gokal 等參投。[2023/3/8 12:48:38]

為了便于后面的漏洞原理探索，考慮如下形式的合約代碼：

contractEocene{

????????eventVerifyABI(bytes,?uint);

????????functionverifyABI(bytescalldataa,uintcalldatab)public?{

????????????????emitVerifyABI(a,b);?//Event數據會按照?ABI?格式編碼之后存儲到鏈上

??????}

}

合約?Eocene?中?verifyABI?函數的作用，僅僅是將函數參數中的不定長?bytesa?和定長?uintb?進行?emit。

Magic Eden總交易額突破2000萬枚SOL:金色財經報道，據Dune Analytics數據顯示，Solana鏈上NFT市場Magic Eden總交易額已突破2000萬枚SOL，本文撰寫時達到22,983,374枚SOL。此外，Magic Eden的總交易量也突破了7700萬筆，目前為77,682,819筆。[2022/8/13 12:23:21]

這里需要注意，event?事件也會觸發?ABI?編碼。這里參數?a,?b?會編碼成?ABI?格式后再存儲到鏈上。

我們使用?v?0.8.14?版本的?Solidity?對合約代碼進行編譯，通過?remix?進行部署，并傳入verifyABI(,)。

首先，我們看一看對verifyABI(,)的正確編碼格式：

0x?5?2c?d?1?a?9?c?????????????????????????????????//bytes?4(sha?3("verify(btyes,?uint)"))

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000060??????//indexof?a

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000011111??????//b

STEPN將向所有Solana創世鞋持有者空投BNBChain鞋盒:5月1日消息，Move to Earn應用STEPN宣布，Public Beta IV 測試計劃今日開始。作為提升用戶體驗的一部分，將為 SOLANA Genesis Sneaker 持有者（#1 - 10,000）提供獨家 BNBChain Sneaker 空投，每個 SOLANA Genesis Sneaker 將收到一個 BNBChain 鞋盒（#20,001 - 30,000）。據了解，空投將從北京時間 5 月 3 日 08:30PM 開始，持續時間 24 小時。[2022/5/1 2:43:33]

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000022222??????//b

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002??????//lengthofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000040??????//indexofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000080??????//indexofa

SOL 24小時資金凈流出7.31億元人民幣:金色財經監測數據顯示，加密貨幣市場24小時資金凈流出排名前三分別為[2021/9/15 23:25:17]

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003??????//lengthofa

aaaaaa?0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000??????//a

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003??????//lengthofa

bbbbbb?0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000??????//a

如果?Solidity?編譯器正常，當參數a,?b被?event?事件記錄到鏈上時，數據格式應該和我們發送的一樣。讓我們實際調用合約試試看，并對鏈上的?log?進行查看,如果想自己對比，可以查看該TX。

成功調用后，合約?event?事件記錄如下：

！！震驚，緊跟?b的，存儲?a?參數長度的值被錯誤的刪除了！！

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000060??????//indexof?a

動態 | ZG.COM已被行情數據平臺SOSOLX收錄:近日，ZG.COM交易所與行情數據平臺SOSOLX達成戰略合作，ZG.COM已被SOSOLX行情數據平臺收錄，同時期待在本次合作中，雙方實現共贏。用戶現可在SOSOLX查看ZG.COM交易所的實時行情數據。[2019/12/6]

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000011111??????//b

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000022222??????//b

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000??????//lengthofa???whybecome0??

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000040??????//indexofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000080??????//indexofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003??????//lengthofa

aaaaaa?0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000??????//a

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003??????//lengthofa

bbbbbb?0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000??????//a

為什么會這樣？

正如我們前面所說，在?Solidity?遇到需要進行?ABI?編碼的系列參數時，參數的生成順序是從左至，具體對?a,?b?的編碼邏輯如下

Solidity?先對?a?進行?ABI?編碼，按照編碼規則，a?的索引放在頭部，a?的元素長度以及元素具體值均存放在尾部。

處理?b?數據，因為?b?數據類型為?uint格式，所以數據具體值被存放在?head?部分。但是，由于?Solidity?自身的?cleanup?機制，在內存中存放了?b之后，將?b數據所在的后一個內存地址(被用于存放?a?元素長度的內存地址)的值置?0?。

ABI?編碼操作結束，錯誤編碼的數據存儲到了鏈上，SOL-2022-6?漏洞出現。

在源代碼層面，具體的錯誤邏輯也很明顯，當需要從?calldata?獲取定長?bytes?32?或?uint?數組數據到?memory?中時，Solidity?總是會在數據復制完畢后，將后一個內存索引數據置為?0?。又由于?ABI?編碼存在?head?和?tail?兩部分，且編碼順序也是從左至右，就導致了漏洞的存在。

具體漏洞的?Solidity?編譯代碼如下：

當源數據存儲位置為?Calldata，且源數據類型為?ByteArray，String，或者源數組基礎類型為?uint?或?bytes?32?時進入ABIFunctions::abiEncodingFunctionCalldataArrayWithoutCleanup()

進入之后，會首先通過fromArrayType.isDynamicallySized()對源數據是否為定長數組來對源數據進行判斷，只有定長數組才符合漏洞觸發條件。

將isByteArrayOrString()判斷結果傳遞給YulUtilFunctions::copyToMemoryFunction(),根據判斷結果來確定是否在?calldatacopy?操作完成后，對后一個索引位置進行?cleanup。

上訴幾個約束條件結合，就只有位于?calldata?中的源數據格式為定長的?uint?或?bytes?32?的數組復制到內存時才能觸發漏洞。也即是漏洞觸發的約束條件產生的原因。

由于?ABI?進行參數編碼時，總是從左到右的順序，考慮到漏洞的利用條件，我們必須要明白，必須在定長的?uint?和?bytes?32?數組前，存在動態長度類型的數據被存儲到?ABI?編碼格式的?tail?部分，且定長的?uint?或?bytes?32?數組必須位于待編碼參數的最后一個位置。

原因很明顯，如果定長的數據沒有位于最后一個待編碼參數位置，那么對后一內存位置的置?0?不會有任何影響，因為下個編碼參數會覆蓋該位置。如果定長數據前面沒有數據需要被存儲到?tail?部分，那么即便后一內存位置被置?0?也沒有關系，因為該位置并不背?ABI?編碼使用。

另外，需要注意的是，所有的隱式或顯示的?ABI?操作，以及符合格式的所有?Tuple，都會受到該漏洞的影響。

具體的涉及到的操作如下：

event

error

abi.encode*

returns??????//thereturnoffunction

struct???????//theuserdefinedstruct

allexternalcall

當合約代碼中存在上訴受影響的操作時，保證最后一個參數不為定長的?uint?或?bytes?32?數組

使用不受漏洞影響的?Solidity?編譯器

尋求專業的安全人員的幫助，對合約進行專業的安全審計

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Polygon