SMT/BEC 合約整數溢出解析——Solidity 合約中的整數安全問題_ALU

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在傳統的桌面windows攻防對抗領域，伴隨著微軟和合作伙伴對軟件開發流程推行SDL規范，同時對安全投入的逐步加大，單一的封包超長和文件特定字段內容超長導致的溢出漏洞在一些大型軟件里幾乎絕跡。目前，零星剩下了一些整數類的漏洞。如去年的nginxcve-2017-7529。而區塊鏈方向，比較早的整數溢出類漏洞可追溯到2010年的比特幣大整數溢出，CVE-2010-5139，黑客通過整數溢出構造了大概92233720368

?//0-1=2**256-1functionunderflow()returns(uint256_underflow){uint256min=0;returnmin-1;}}

在線測試工具中編譯運行結果如下。

可以看到uint256當取最大整數值，上溢之后直接回繞返回值為0，uint256當取0下溢之后直接回繞，返回值為2^256-1。這是solidity中整數溢出場景的常規情況。

公告 | 火幣恢復ELA、RBTC和SMT充提業務:據火幣公告，火幣全球站現已恢復ELA，RBTC和SMT的充幣和提幣業務。[2019/8/12]

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functiondiv(uint256a,uint256b)internalconstantreturns(uint256){//assert(b>0);//Solidityautomaticallythrowswhendividingby0uint256c=a/b;//assert(a==b*ca%b);//Thereisnocaseinwhichthisdoesn'tholdreturnc;}

functionsub(uint256a,uint256b)internalconstantreturns(uint256){assert(b<=a);returna-b;}

functionadd(uint256a,uint256b)internalconstantreturns(uint256){uint256c=ab;assert(c>=a);returnc;}}

公告 | 火幣全球站將關閉18C和SMT的舊幣充值業務:據火幣公告，18C和SMT已換鏈完成，截至目前， 舊幣已陸續被兌換成新幣。經過和項目方的溝通，火幣全球站決定將于4月4日18:00關閉18C和SMT舊幣充值業務，但新幣的充值業務不受影響。[2019/4/3]

可以看到相關的可能產生溢出的操作都單獨封裝成函數，加入assert斷言做判斷避免溢出。調用SafeMath庫的方法如下。

2.SMT合約中的整數安全問題簡析

與大型軟件或者操作系統動輒十萬行甚至千萬行代碼不同，智能合約的代碼行數通常不多，功能也不是很復雜。一起來看下SMT合約的相關代碼。

SMT的合約地址是https://etherscan.io/address/0x55f93985431fc9304077687a35a1ba103dc1e081#code問題存在于transferProxy()函數代碼如下

在進行加法操作的時候沒有采用Safemath庫進行約束。_feeSmt參數和_value參數均可以被外界進行控制，_feeSmt和value均是uint256無符號整數，相加后最高位舍掉，結果為0。

公告 | 火幣全球站23日開放SMT和CMT新幣充提業務:據火幣官方公告，火幣全球站現已完成SMT和CMT的主網切換，并將于北京時間11月23日11:00開放SMT和CMT的新幣充提業務。[2018/11/22]

直接溢出繞過代碼檢查導致可以構造巨大數量的smt代幣并進行轉賬。

攻擊者的惡意轉賬記錄可以從如下鏈接進行看到。https://etherscan.io/tx/0x1abab4c8db9a30e703114528e31dee129a3a758f7f8abc3b6494aad3d304e43f

3.BEC合約中的整數安全問題簡析

BEC的合約地址是0xC5d105E63711398aF9bbff092d4B6769C82F793D，合約代碼可以訪問etherscan的如下網址進行查看https://etherscan.io/address/0xc5d105e63711398af9bbff092d4b6769c82f793d#code。代碼一共是299行。

公告 | 火幣暫停SMT舊幣充幣業務:火幣全球站公告顯示，支持SMT主網切換，為了配合項目方做好換幣的相關準備工作，將于新加坡時間11月13日15:00暫停舊幣充幣業務。如用戶在火幣全球站有SMT舊幣，將自動為您兌換為SMT新幣，用戶無需做任何操作。[2018/11/13]

問題函數如下圖。

可以看到batchTransfer函數中,語句balances=balances.sub(amount)和balances]=balances].add(_value)中，調用Safemath庫中的安全函數來完成加減操作，但是在第三行代碼，uint256amount=uint256(cnt)*_value卻直接使用乘法運算符。

其中變量cnt為轉賬的地址數量，可以通過外界的用戶輸入_receivers進行控制，_value為單地址轉賬數額，也可以直接進行控制。乘法運算溢出，產生了非預期amount數值，并且外界可以通過調整_receivers和_value的數值進行操控。緊接著下面有一句對amount進行條件檢查的代碼require(_value>0&&balances>=amount)；其中balances代表當前用戶的余額。amount代表要轉的總幣數。代碼意思為確保當前用戶擁有的代幣余額大于等于轉賬的總幣數才進行后續轉賬操作。因為通過調大單地址轉賬數額_value的數值，amount溢出后可以為一個很小的數字或者0，很容易繞過balances>=amount的檢查代碼。從而產生巨大_value數額的惡意轉賬。

SMT價格走高，今日漲幅達40.86%:根據火幣交易平臺數據顯示,SMT最新成交價格為人民幣0.70元,24小時最高價達人民幣0.80元，最低價格為人民幣0.46元。24小時成交量55069401 SMT，漲幅達40.86%。SmartMesh是一種用戶自主通信協議，通過該協議，智能手機用戶可以通過令牌來構建分散的網狀網絡。[2018/1/24]

攻擊者的惡意轉賬記錄，可以從如下鏈接看到https://etherscan.io/tx/0xad89ff16fd1ebe3a0a7cf4ed282302c06626c1af33221ebe0d3a470aba4a660f。

可以從代碼totalSupply進行看到，bec代幣總量共計才7000000000枚。

但是攻擊者通過溢出amount繞過后續require中的判定條件分別向兩個地址惡意轉賬了57,896,044,618,658,100,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000.792003956564819968枚bec代幣。

4.合約整數漏洞事件總結

單純從技術上來說，smt和bec的本次合約的漏洞成因和利用都不復雜，均是通過構造惡意的整數溢出繞過條件檢查。相信以太坊生態下的其他數千種代幣的合約也不同程度的存在類似的整數漏洞安全隱患，由于Solidity合約是直接跟錢打交道，合約的安全開發和審計值得ICO項目方和Solidity開發人員投入更多時間和精力，確保合約的安全性。

參考鏈接:https://ethereumdev.io/safemath-protect-overflows/https://zhuanlan.zhihu.com/p/35989258?utm_medium=social&utm_member=ZjZlYmQ1MGZkMjZjZmJkNTE4MGFmMmExZjA5NTM0NmE=&utm_source=wechat_session&wechatShare=1&from=timeline&isappinstalled=0

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