目前，區(qū)塊鏈漏洞安全問題頻發(fā)。

區(qū)塊鏈行業(yè)正面臨著私鑰生成與保護、共識過程中心化、智能合約代碼漏洞、簽名過程算法漏洞、系統(tǒng)實現(xiàn)代碼漏洞等安全問題，對于以上問題，開發(fā)者該如何應對及避免漏洞頻發(fā)呢？

以下為吳家志在CSDN主辦，區(qū)塊鏈大本營、柏鏈道捷、極客幫創(chuàng)投協(xié)辦的技術沙龍上的發(fā)言內(nèi)容，區(qū)塊鏈大本營在不改變原意的情況下作了精心整理。

我先自我介紹一下，我叫吳家志，目前在PeckShield擔任研發(fā)副總。我們是今年年初轉到區(qū)塊鏈領域的，其實創(chuàng)業(yè)初期我們有做過一些其他的嘗試，之前我的工作比較偏向操作系統(tǒng)安全方面，主要在安卓方向，像360 C0RE Team、360超級ROOT都是我在 360期間開發(fā)出來的產(chǎn)品。

目前，區(qū)塊鏈發(fā)展的趨勢是怎樣的？可以看一下數(shù)據(jù)，藍線代表創(chuàng)建智能合約數(shù)量的趨勢。

可以看出，去年9月份，智能合約數(shù)量出現(xiàn)了大幅下滑，年底各種ICO的出現(xiàn)，使智能合約數(shù)量有了很大的上升，今年2月份又出現(xiàn)了明顯的下降，過去的兩到三個月也都在下降，不過7月份開始又往上漲了，這其中的原因，在場的大家都知道，我就不說了。

而且，至少2017年下半年開始到今年年初，由于區(qū)塊鏈各行業(yè)DApp不斷落地，行業(yè)形勢看起來一片大好。

區(qū)塊鏈這么火，投資人會投入大量資金去買幣、炒幣...

但在我們安全研究人員眼里來看，它其實是黑客非常感興趣的目標。

從2014年的Mt.Gox的事件開始，一直到今年這個時間，出現(xiàn)了很多區(qū)塊鏈安全事件。比如今年4月份有關智能合約漏洞的美鏈（BEC）事件，5月份的EDU，到近期的交易所被黑，各類安全事件很多很多。

這種安全問題，它造成的結果是非常嚴重的，你的錢是真的不見了。不像是手機里面的照片、隱私被竊這種，這根本不是一個級別的。

今天我主要講兩個主題，智能合約安全和公鏈安全。

深入淺出：Fomo 3D漏洞

先講一下智能合約相關的安全問題，近期F3D十分火爆，它有很多有趣的東西，就在6天前，我們就有一個比較新的研究……

微博：https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404265433178991610

這個故事是這樣的，大概7月 23日晚上 8點多，我在微博上發(fā)現(xiàn)了一條關于F3D的信息，Geth客戶端開發(fā)團隊的 team leader、以太坊核心成員 Peter 發(fā)現(xiàn)了一個F3D的airdrop()問題，這引起了我的興趣，然后我們就去分析。

這個事情很有趣，先看右邊藍色框內(nèi)，它就是F3D的智能合約之一，它其實有很多合約，今天我只講其中一個。

其中有一個環(huán)節(jié)做airdrop()，你可以理解為它利用了彩票抽獎的機制，假設你投注F3D，不管你買了多少Key，買完之后它就有一個小概率事件，會讓你中獎，然后你就會有一個額外的激勵。我覺得這個設計也挺合理的，它可以活躍用戶參與。

0.1個ETH是F3D最低的獎金，有人刻意用最低的投入去薅羊毛，他只要操作個錢，就有機會中獎。最后智能合約里面的withdraw()函數(shù)把錢取出來。

先看一下function airdrop()這個函數(shù)，有個名為seed的變量，seed是隨機數(shù)中很重要的一個概念，計算機世界中不存在一個絕對的隨機數(shù)，你只能通過seed去生成一個相對的隨機數(shù)。

一旦你可以通過某種方法預測seed值，這個隨機其實就會從小概率事件可能變成一個大概率事件。

比如說我剛開始學編程的時候，一開始學C，我用random()函數(shù)獲取隨機數(shù)，我那時候還不知道seed，我就會傳空值或者傳零進去，然后我發(fā)現(xiàn)每次跑都會是同一個結果。

這個黑客找到了一個方式，在每次投注的時候，預測說這里一定會開獎，百分之百會開獎。確定之后他再投這個錢，所以他每次都可以從里面拿錢出來。

說一下這個東西是怎么被預測的？其實它的實現(xiàn)是這樣的，可以看到seed運算里面有這么幾個關鍵點，比如說timestamp、difficulty、coinbase、gaslimit和number。

還有一個比較特別的，就是airDropTracker_，事實上這些都是合約里面的一個值，你可以隨時把它讀出來，所以你可以認為前面提到的全部都是已知的，唯一你不能預測的，就是msg.sender。

當時Peter認為F3D團隊假設認為msg.sender的隨機性是足夠的，其實 msg.sender就是你進到合約時的錢包地址，F(xiàn)3D團隊認為你不可能生成大量的錢包去嘗試，然后讓seed變成可預測的，但并不是只能從錢包進來，也可以從另外一個合約進來，這個其實就是關鍵。

這就又涉及到一個算法，有一個叫isHuman()的函數(shù)判斷，判斷是真人錢包還是其他合約，但問題是這個判斷有一個錯誤，就是Extcodesize()。

你可以用智能合約不停地刷airdrop()，這很像一個挖礦的過程，因為智能合約生成的新合約地址是可預測的，所以你就可以一直不停的算，直到算出一個seed結果滿足return(true) 時，就可以保證開獎。

一旦智能合約在constructor()里面去調(diào)isHuman()判斷時，它就會誤判，然后造成人為開獎的結果。

所以，就會出現(xiàn)這樣一個的攻擊模式——首先可以生成多個合約，然后就一直算，直到算到某一個可以搭配當下airDropTracker_的合約X時，就可以保證開獎，然后再根據(jù)合約X去投注，就可以不斷把財經(jīng)池里面的財經(jīng)全部都拿走。

但其實對F3D來說，這也不是一個太大的問題。因為被攻擊的財經(jīng)池只是F3D整個獎金環(huán)節(jié)中的很小一塊。

所以，它就好比你玩某一個游戲，有一個外掛，你的攻擊力每次都加9，保證你可以把人砍死，大概是這樣，有點類似破壞游戲平衡吧，但其實對整個游戲的影響不會太大，比如說把所有人的個人資產(chǎn)都拿走。

其他智能合約相關漏洞

接下來講一些其他有關智能合約安全的問題。

有一類問題是跟allowance有關的，比如ERC20里面有一個標準的API叫transferFrom()，它允許某一個人把你的錢轉走，但前提是事先已經(jīng)聲明好的，在哪里去聲明？就是在allowed[]這個數(shù)組里。

這里有一個問題，雖然它可以允許你把錢轉走，但是卻無法判斷你要轉走多少錢，它其實是僅僅把這個allowance剪掉了，這是代碼上的一個bug，EDU問題就屬于這種類型。

這是我做的一個實驗，我隱去了一些信息。

最上面那個0xd開頭的值是我的一個錢包地址，然后To指向是受我攻擊的合約的地址，攻擊完成后，我把0xa地址其中的一個EDU，就是好多0后面有1個的那個，轉到了0x6這個地址，其實0x6也是我的錢包地址。

Input Data這一塊是一些攻擊的細節(jié)，其實這個構造起來非常簡單，你只要去調(diào)transferFrom()函數(shù)，然后你就傳入from、to和value。所以，我偷了一個EDU到我的錢包，這個攻擊就是這樣的。

接下來，以batchTransfer()為例，講一下overflow相關的漏洞，它的攻擊是這樣完成的。

在調(diào)用batchTransfer()函數(shù)時，有兩個可以傳入的參數(shù)，一個是receivers，一個是value。

receivers是一個數(shù)組，它傳入了40這個數(shù)，這個數(shù)值表示偏移量，是需要傳給智能合約的。然后下面還有2或者8開頭的。

這個邏輯是這樣的，在batchTransfer()的實現(xiàn)上面，就是把8開頭后面全部都是0的這個值，同時轉給兩個人

如果按一般的邏輯去理解，賬號里必須有足夠的錢才能夠轉過去。但問題是，在它實現(xiàn)檢查時，它的實現(xiàn)方法是直接算兩個數(shù)的乘積。

用0去乘，結果是很明顯的，就算用最大的字節(jié)去乘，乘完之后它也會變成0。

所以，你可以在沒有任何錢的情況下把這么多錢轉給那兩個人，也就是上面紅色框部分，你會看到這個地方兩個transfer都是這么大量的Token，美鏈事件就是這樣，通過這種方式可以無中生有造出大量的假幣，然后再把假幣充到OKEx里面，然后就可以進行砸盤等各種操作。

另外一個案例和transfer還蠻像的，但稍微復雜一點，兩個address跟value都是數(shù)組。

它們溢出的方式一樣，就是說把這些值加起來或者乘起來，然后造成的結果也是一樣的，就是很大量的假幣就充進你錢包地址。

到這里，我大概簡單講了講智能合約方面的安全問題，其中一個是F3D薅羊毛的最新研究，還有一些過去我們發(fā)現(xiàn)的其他問題。

公鏈安全

今天的第二個主題，我講一下關于Infrastructure方面的安全問題，就是所謂的公鏈安全。

PeckShield在以太坊公鏈上做了很多研究，EOS相關的也有一些。

講到公鏈問題其實你可以這樣理解，比如說你用一個360手機衛(wèi)士，可以理解為有一個客戶端在手機上運行，然后還有各種服務端，你要發(fā)送各種請求，然后它會推送一些信息給你。

而在區(qū)塊鏈里面，你可以理解為只有客戶端沒有服務端，至少以太坊上是這樣子的，每一個節(jié)點基本上長的都是一模一樣的。

所以，那時候我們開始進入?yún)^(qū)塊鏈行業(yè)、研究主鏈安全時，我們其實就是去看所有客戶端的代碼，看它實現(xiàn)的邏輯有沒有什么錯誤。

這邊是一個統(tǒng)計，Ethereum Nodes這個網(wǎng)站可以統(tǒng)計以太坊上都運行了哪些客戶端，比如說有Geth、C 和Parity，還有Python。所以，用的比較多的是Geth和Parity，今天的研究主要在Geth，因為它是官方的且用戶量大，對Parity也有一些研究。

首先講Geth這一塊，其實談到任何的安全問題，我們都需要先理解這樣一個事情，就比如說Geth是一個盒子，我們用什么方式可以攻破它？就是所謂的Attack Surface（攻擊面）的問題。

比如說可以通過一個智能合約去攻擊它，那它可能就是EVM方面的問題。

還可以通過一個RPC接口，它就可以類比成以前那種Web安全相關的這種問題。

還有一種，通過協(xié)議棧攻擊，這兩個其實是有點不一樣的。因為區(qū)塊鏈里面的每一個客戶端之間，它們會互相去同步，或者互相分享信息，所以協(xié)議棧的問題是最底層、也比較關鍵的問題，一旦出問題的話，整個系統(tǒng)可能就不運行了。所以，接下來我主要在協(xié)議棧這一方面進行一些探討。

這是以太坊的協(xié)議棧，大概是這樣，很多部分可能你們以前沒有聽到，像ETH、LES和Whisper是你們比較熟知的，就是以太坊的協(xié)議。然后跟它并列的還有一些其他的，它的底層其實是包含RLPx、DΞVp2p的。

假設說你運行過Parity或者Geth，你要同步一個full node其，實很花時間，我那時候剛開始弄花了可能有小一個月，就看你的帶寬怎么樣了；還有就是硬盤，我發(fā)現(xiàn)機械式硬盤基本沒戲，一定要SSD才有可能進行同步。

與ETH并列的協(xié)議LES，它是一個比較輕的協(xié)議，你在同步時，你不需要將所有的信息都同步，你可能只會同步一些metadata。

所以，在運行Geth時，你可以去指定運行LES mode這種模式。

接下來，詳細介紹一下我們之前發(fā)現(xiàn)的關于LES的安全問題。

簡單的說，就是一個越界讀的問題，問題出在上面這一行代碼，就在query.Skip這里。

我們可以自己去寫一個類似于Geth的客戶端，我只要知道你Geth的IP就ok。比如說有一個礦池，礦池總要有一個節(jié)點去同步到鏈上，我一旦知道這個IP是什么，我就可以偽造這個東西，然后讓你崩潰。

那么，如何讓它崩潰的？我把Skip值設成-1（在協(xié)議棧上你可以自由設置），-1 1就是0，就等于說我可以嘗試讓你去分配一個長度為0的數(shù)組，然后我又可以去讀這個數(shù)組的Skip值為-1的位置，那一定不再是你的位置了，它已經(jīng)超過了你可以控制的內(nèi)存范圍，所以它就必然會崩潰。

接下來，演示一下這個EPoD Demo，問題出現(xiàn)在1810版本之前，也包括1810這個版本。

在拍攝視頻時，我用的是官網(wǎng)上面的1810版本，對比過MD5，它是沒有經(jīng)過任何修改的；還需要處于離線環(huán)境，避免遭受外界攻擊，保證所受攻擊都來自本機；運行Geth的LES mode。

然后監(jiān)聽從本機發(fā)出來的30303端口，在運行攻擊代碼后， EXP后面的地址（即本機地址）是127.0.0.1，端口是30303，此時的Geth差不多就已經(jīng)崩了。

index out of range，崩的理由就是這樣，一個越界讀。它在處理某一個這種LESMessages的時候，造成了一個越界讀。TCpdump就是我攻擊的錢包，我們把這個漏洞叫EPoD，我只要知道你的IP，發(fā)一個包，Geth就會崩潰，大概就是這樣。

還有一些攻擊，我應該會在9月份舉辦的ISC上講到。

比如說你新成立一個X交易所，然后有一個成立很久的Y交易所，你覺得它的交易量很大，想讓它變小，你就可以去攻擊Y交易所。

一旦你知道了Y交易所的IP以及它同步的node，就可以把信息擴散出去，就會忙死一片了。

像剛剛講的礦池，礦池最基本的一個事情就是算力，每個礦池之間都在競爭算力，那我一旦可以讓某些礦池癱瘓，這個礦池后面的算力也就沒了，這也是非常嚴重的。

但是通常我知道，礦池在使用Geth的同時，也會使用Parity，兩個客戶端會實時進行同步。一旦我們發(fā)現(xiàn)Geth和Parity同時存在問題的時候，就十分有趣了。

還有就是所謂的Boot Node，這個玩過的人可能會知道，一開始同步的時候你需要知道從哪邊開始同步，從哪邊開始就是所謂的Boot Node。

所以，當你癱瘓掉以太坊所有的Boot Node時，新的Geth就沒有辦法去同步，因為它根本沒有辦法啟動。

一旦找到這種涉及公鏈安全而且又是協(xié)議棧的問題，就可能會遭受這些攻擊的影響。

所以，如果Geth低于1810版本就趕緊升級吧。