區塊鏈安全—深入分析ATN漏洞_ADD

作者：Pinging

一、ATN介紹

ATN作為全球首個區塊鏈AI項目，是一個去中心化的、無需授權的、用戶自定義人工智能即服務(AIaaS)和使用接口的開放區塊鏈平臺。ATN公有鏈將引入DBot的Oracle預言機、跨鏈互操作技術，且通過石墨烯架構實現高并發TPS，側重解決人工智能服務(AIaas)與EVM兼容的智能合約之間互操作性的問題。ANT旨在提供下一代的區塊鏈平臺，提供AIaaS人工智能即服務和智能合約，為各個DApp服務，讓其可以具備調用人工智能能力，繁榮DBot生態。

然而在2018年5月11日中午，ATN安全檢測人員收到了異常的監控報告，并發現其ATN存在漏洞并遭受攻擊。黑客利用了ERC223合約可傳入自定義的接收調用函數與ds-auth權限校驗等特征，在ERC223合約調用這個自定義函數時，合約調用自身函數從而造成內部權限控制失效。而本文，我們就針對這次事件進行漏洞分析，并在文章中對漏洞詳情進行復現操作，以方便讀者進行深入研究。

二、合約詳解

ATNToken合約采用的是在傳統ERC20Token合約基礎上的擴展版本ERC223，并在此基礎上調用了dapphub/ds-auth庫。而我們在前文中提到的合約代碼均為ERC20，這里為何使用ERC23呢？下面我們介紹一下ERC23與ERC20的區別。

ERC223是由Dexaran于2017年3月5日提出的一個Token標準草案，用于改進ERC20，解決其無法處理發往合約自身Token的這一問題。ERC20有兩套代幣轉賬機制，一套為直接調用transfer()函數，另一套為調用approve()transferFrom()先授權再轉賬。當轉賬對象為智能合約時，這種情況必須使用第二套方法，否則轉往合約地址的Token將永遠無法再次轉出。

下面我們具體來看一下ATN合約代碼的具體函數。

contractDSAuthority{functioncanCall(addresssrc,addressdst,bytes4sig)publicviewreturns(bool);}contractDSAuthEvents{eventLogSetAuthority(addressindexedauthority);eventLogSetOwner(addressindexedowner);}

首先，代碼定義了兩個合約，第一個合約作為接口，而第二個合約聲明了兩個事件，用于記錄Authority以及設置owner。

俄羅斯將于9月試點基于區塊鏈的全國電子投票系統:金色財經報道，俄羅斯將于9月試行基于區塊鏈的全國電子投票系統。新系統是由俄羅斯最大的綜合提供商Rostelecom與Waves Enterprise合作開發的。新系統將于2020年9月13日在庫爾斯克和雅羅斯拉夫斯卡婭地區的選舉聯合投票日首次運行。大約有60萬選民可以參加此電子投票。[2020/8/20]

下面是DSAuth合約。

contractDSAuthisDSAuthEvents{DSAuthoritypublicauthority;addresspublicowner;functionDSAuth()public{owner=msg

functionsetOwner(addressowner_)publicauth{owner=owner_;LogSetOwner(owner);}functionsetAuthority(DSAuthorityauthority_)publicauth{authority=authority_;LogSetAuthority(authority);}modifierauth{require(isAuthorized(msg

functionisAuthorized(addresssrc,bytes4sig)internalviewreturns(bool){if(src==address(this)){returntrue;}elseif(src==owner){returntrue;}elseif(authority==DSAuthority(0)){returnfalse;}else{returnauthority

}}

此合約定義了一些基本的函數，而該合約大部分的功能是用于進行身份認證。例如setOwner用于更新owner的身份。而下面定義了一個auth修飾器，其中調用了下文的isAuthorized函數。次函數是來判斷該地址是否為合約為owner或者是否被授權。

下面合約定義了DSStop。

contractDSStopisDSNote,DSAuth{boolpublicstopped;modifierstoppable{require(!stopped);_;}functionstop()publicauthnote{stopped=true;}functionstart()publicauthnote{stopped=false;}}

看合約名我們也能清楚，該合約用于定義合約目前是否停止運行。所以合約內部定義了變量stopped并增加修飾器便于其余合約進行繼承使用。

美股區塊鏈概念股普遍收跌:今日美股收盤，美股區塊鏈概念股普遍收跌。柯達收跌4.62%，埃森哲收跌5.26%，Overstock.com收跌9.22%，Riot Blockchain收跌7.23%，Marathon Patent收跌11.11%，Square收跌10.63%。[2020/4/2]

而為了防止出現整數溢出等問題，合約定義了安全函數。

contractDSMath{functionadd(uintx,uinty)internalpurereturns(uintz){require((z=xy)>=x);}functionsub(uintx,uinty)internalpurereturns(uintz){require((z=x-y)<=x);}functionmul(uintx,uinty)internalpurereturns(uintz){require(y==0||(z=x*y)/y==x);}functionmin(uintx,uinty)internalpurereturns(uintz){returnx<=y?x:y;}functionmax(uintx,uinty)internalpurereturns(uintz){returnx>=y?x:y;}functionimin(intx,inty)internalpurereturns(intz){returnx<=y?x:y;}functionimax(intx,inty)internalpurereturns(intz){returnx>=y?x:y;}uintconstantWAD=10**18;uintconstantRAY=10**27;functionwmul(uintx,uinty)internalpurereturns(uintz){z=add(mul(x,y),WAD/2)/WAD;}functionrmul(uintx,uinty)internalpurereturns(uintz){z=add(mul(x,y),RAY/2)/RAY;}functionwdiv(uintx,uinty)internalpurereturns(uintz){z=add(mul(x,WAD),y/2)/y;}functionrdiv(uintx,uinty)internalpurereturns(uintz){z=add(mul(x,RAY),y/2)/y;}functionrpow(uintx,uintn)internalpurereturns(uintz){z=n%2!=0?x:RAY;for(n/=2;n!=0;n/=2){x=rmul(x,x);if(n%2!=0){z=rmul(z,x);}}}}

聲音 | 全聯并購公會會長：以區塊鏈技術為基礎 鼓勵民營企業修復信用:據新浪財經消息，由全國工商聯主辦的“第十五期德勝門大講堂”7月27日在北京舉行。全聯并購公會會長、尚融資本創始及管理合伙人尉立東表示，能不能以區塊鏈技術、大數據、云計算為基礎，做技術基礎，區塊鏈技術多點技術可以解決這一點，鼓勵民營企業修復自己的信用。幫助企業做好信用修復，解決中小企業融資難、融資貴的事情。[2019/7/27]

通讀此合約，我們能夠了解到在除了正常的加減乘除之外，合約還定義了平方求冪的運算函數——rpow。不過此函數在ATN中并沒有進行使用。

之后定義了DSTokenBase基礎合約。

contractDSTokenBaseisERC20,DSMath{uint256_supply;mapping(address=>uint256)_balances;mapping(address=>mapping(address=>uint256))_approvals;functionDSTokenBase(uintsupply)public{_balances=supply;_supply=supply;}functiontotalSupply()publicviewreturns(uint){return_supply;}functionbalanceOf(addresssrc)publicviewreturns(uint){return_balances;}functionallowance(addresssrc,addressguy)publicviewreturns(uint){return_approvals;}functiontransfer(addressdst,uintwad)publicreturns(bool){returntransferFrom(msg

functiontransferFrom(addresssrc,addressdst,uintwad)publicreturns(bool){if(src!=msg

_balances=sub(_balances,wad);_balances=add(_balances,wad);Transfer(src,dst,wad);returntrue;}functionapprove(addressguy,uintwad)publicreturns(bool){_approvals=wad;Approval(msg

}

該合約與ERC20等基礎合約的部分相同，所以函數定義部分比較簡單，這里就不進行詳細說明。

日本優利系統將與多家公司合作探索區塊鏈在證券領域應用:日本優利系統（unisys）將在4月與主要銀行和大型證券公司等10家企業進行合作，針對海外機構投資者買賣日本股票和政府債券等證券交易相關信息進行與區塊鏈技術相關的實驗。目前國際匯款系統——Swift系統交換信息的使用情況并不理想，日本優利系統希望可以通過區塊鏈技術，盡早實現共享信息，并縮短處理時間。[2018/3/30]

contractDSTokenisDSTokenBase(0),DSStop{mapping(address=>mapping(address=>bool))_trusted;bytes32publicsymbol;uint256publicdecimals=18;//standardtokenprecision

eventTrust(addressindexedsrc,addressindexedguy,boolwat);eventMint(addressindexedguy,uintwad);eventBurn(addressindexedguy,uintwad);functiontrusted(addresssrc,addressguy)publicviewreturns(bool){return_trusted;}functiontrust(addressguy,boolwat)publicstoppable{_trusted=wat;Trust(msg

functionapprove(addressguy,uintwad)publicstoppablereturns(bool){returnsuper

functiontransferFrom(addresssrc,addressdst,uintwad)publicstoppablereturns(bool){if(src!=msg

_balances=sub(_balances,wad);_balances=add(_balances,wad);Transfer(src,dst,wad);returntrue;}functionpush(addressdst,uintwad)public{transferFrom(msg

functionpull(addresssrc,uintwad)public{transferFrom(src,msg

functionmove(addresssrc,addressdst,uintwad)public{transferFrom(src,dst,wad);}functionmint(uintwad)public{mint(msg

意大利經濟部長：對加密貨幣市場持批評態度 目前存在的問題不是區塊鏈技術 而是怎樣應用:周三在能源巨頭Enel組織的一次活動中，意大利經濟部長Pier Carlo Padoan加入了越來越多的政府官員，表示對加密貨幣市場持批評態度。他表示，即使中央銀行關注這一技術，市場泡沫也會“爆炸”造成更多的傷害。Ansa Business的一份報告引用Padoan的話說，這個問題不是嚴格的技術問題，而是它的使用方式的結果。他對與會者表示：“區塊鏈技是一種技術，但是技術是一回事，而你怎樣使用這一技術又是另一回事。 問題不是技術而是行為。”[2018/2/1]

functionburn(uintwad)public{burn(msg

functionmint(addressguy,uintwad)publicauthstoppable{_balances=add(_balances,wad);_supply=add(_supply,wad);Mint(guy,wad);}functionburn(addressguy,uintwad)publicauthstoppable{if(guy!=msg

_balances=sub(_balances,wad);_supply=sub(_supply,wad);Burn(guy,wad);}//Optionaltokennamebytes32publicname="";functionsetName(bytes32name_)publicauth{name=name_;}}

DSToken繼承了上文的合約以及用于停止合約運行的DSStop合約。

比較值得注意的地方為_trusted。此函數類似于記錄授權值，只有被授權后的用戶才能代替進行轉賬操作。并且此授權值有固定的金額。

而mint函數也是此合約的重點。該函數用于增加某地址的金額數量，而想要執行此函數，必須經過授權或者擁有權限。

之后合約定義了Controlled。

contractControlled{///}

此合約用于進行權限的判斷并進行對controller的修改。

而下面就是我們ATN合約的具體函數內容了。

ATN合約定義了多個類型的轉賬函數，其名字均相同，但是傳入參數不同。

functiontransferFrom(address_from,address_to,uint256_amount)publicreturns(boolsuccess){//Alertsthetokencontrollerofthetransferif(isContract(controller)){if(!TokenController(controller)

success=super

require(super

ERC223Transfer(_from,_to,_amount,_data);returntrue;}

在該合約中，我們知道函數首先判斷controller是否為一個合約而不是一個錢包地址。如何為合約的話，那么將調用TokenController中的onTransfer函數。

然而這并不是重點，之后將使用require(super

而為了保證安全性，合約還定義了轉賬函數以降低風險。

///@noticeThismethodcanbeusedbythecontrollertoextractmistakenly///senttokenstothiscontract.///@param_tokenTheaddressofthetokencontractthatyouwanttorecover///setto0incaseyouwanttoextractether

ERC20token=ERC20(_token);uintbalance=token

這里定義了claimTokens合約用于將余額全部提取以防止出現大的安全隱患。

三、漏洞復現

根據我們上文解釋，我們能夠發現在ATN合約中的轉賬函數多次出現了遠程調用的內容。這其實是很危險的行為。通常當我們調用ERC20的approve()函數給一個智能合約地址后，對方并不能收到相關通知進行下一步操作，常見做法是利用接收通知調用來解決無法監聽的問題。上面代碼是一種實現方式，很不幸這段代碼有嚴重的CUSTOM_CALL濫用漏洞。調用approveAndCall()函數后，會接著執行_spender上用戶自定義的其他方法來進行接收者的后續操作。

所以我們完全可以在transferFrom函數中傳入特定的參數從而執行特定的函數。

functiontransferFrom(address_from,address_to,uint256_amount,bytes_data,string_custom_fallback)publicreturns(boolsuccess){ERC223ReceivingContractreceiver=ERC223ReceivingContract(_to);receiving

比如我們可以傳入：

transferFrom(hacker_address,atn_contract_address,0,0,"setOwner(address)")_from:0xxxxxxxx--黑客地址_to:0xxxxxxx--ATN合約地址_amount:0_data:0x0_custom_fallback:setOwner(address)

這樣函數就會在執行轉賬操作后執行setOwner函數。此時setOwner會先驗證auth合法性的，而msg.sender就是ATN的合約地址。此時黑客將ATNToken合約的owner變更為自己控制的地址。

首先我們需要部署合約。

之后調用mint函數進行挖礦向合約中注入一定資產。

進行查看。

此時我們創建攻擊者賬戶。并查看其余額，查看當前owner。

之后我們切換到攻擊者賬戶下，并傳入參數：

"0x14723a09acff6d2a60dcdf7aa4aff308fddc160c","0xca35b7d915458ef540ade6068dfe2f44e8fa733c",0,0x00,"setOwner(address)"

傳入后，我們再次查看owner的信息。

卻發現失敗了。仔細閱讀后發現我們需要將令_to為一個合約地址。

"0x14723a09acff6d2a60dcdf7aa4aff308fddc160c","0xbbf289d846208c16edc8474705c748aff07732db",0,0x00,"setOwner(address)"

更換地址后，我們執行。得到如下結果。

此時我們能夠看到owner已經更換。

既然我們已經成為合約擁有者，那么我們就給自己點福利。

我們成功給自己的賬戶中增加了一定的token。

之后我們為了銷聲匿跡。將合約主人換回從前。

至此，我們的攻擊目的已經達到。

在真實ATN中，我們能夠查詢到真實攻擊的交易情況：

黑客獲得提權，將自己的地址設為ownerhttps://etherscan.io/tx/0x3b7bd618c49e693c92b2d6bfb3a5adeae498d9d170c15fcc79dd374166d28b7b

黑客在獲得owner權限后，發行1100wATN到自己的攻擊主地址https://etherscan.io/tx/0x9b559ffae76d4b75d2f21bd643d44d1b96ee013c79918511e3127664f8f7a910

黑客將owner設置恢復，企圖隱藏蹤跡https://etherscan.io/tx/0xfd5c2180f002539cd636132f1baae0e318d8f1162fb62fb5e3493788a034545a

四、參考鏈接

http://btsabc.org/article-1449-1.html

https://etherscan.io/address/0x461733c17b0755ca5649b6db08b3e213fcf22546#code

https://paper.seebug.org/621/

https://www.jianshu.com/p/38cbf879ac72

https://github.com/dapphub/ds-auth/blob/master/src/auth.sol

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