SOL:Solidity编译器漏洞分析:ABI重编码的缺陷

漏洞详情

ABI?编码格式是用在用户或合约对合约进行函数调用,传递参数时的标准编码方式。具体可以参考?Solidity?官方关于ABI?编码的详细表述。

在合约开发过程中,会从用户或其他合约传来的?calldata?数据中,获取需要的数据,之后可能会将获取的数据进行转发或?emit?等操作。限于?evm?虚拟机的所有?opcode?操作都是基于?memory、stack?和?storage,所以在?Solidity?中,涉及到需要对数据进行?ABI?编码的操作,都会将?calldata?中的数据根据新的顺序按照?ABI?格式进行编码,并存储到?memory?中。

该过程本身并没有大的逻辑问题,但是当和?Solidity?的cleanup?机制结合时,由于?Solidity?编译器代码本身的疏漏,就导致了漏洞的存在。

根据?ABI?编码规则,在去掉函数选择符之后,ABI?编码的数据分为?head?和?tail?两部分。当数据格式为固定长度的?uint?或?bytes?32?数组时,ABI?会将该类型的数据都存储在?head?部分。而?Solidity?对?memory?中?cleanup?机制的实现是在当前索引的内存被使用后,将下一个索引的内存置空,以防止下一索引的内存使用时被脏数据影响。并且,当?Solidity?对一组参数数据进行?ABI?编码时,是按照从左到右的顺序进行编码!!

Solana生态交易聚合器Jupiter发布V3版本,引入新的路由算法Metis:7月28日消息,Solana生态交易聚合器Jupiter发文宣布推出V3,该版本将引入一种全新的路由算法Metis。Metis将显著改善Jupiter对所有交易对的路由发现,大幅降低了大额交易的滑点,并为即将到来的Solana升级以及更多新的DEX提供了更好的可扩展性。[2023/7/29 16:05:25]

为了便于后面的漏洞原理探索,考虑如下形式的合约代码:

contractEocene{

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

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

????????????????emitVerifyABI(a,b);?//Event数据会按照?ABI?格式编码之后存储到链上

??????}

}

合约?Eocene?中?verifyABI?函数的作用,仅仅是将函数参数中的不定长?bytesa?和定长?uintb?进行?emit。

这里需要注意,event?事件也会触发?ABI?编码。这里参数?a,?b?会编码成?ABI?格式后再存储到链上。

Helium Network将于3月27日开始迁移至Solana链:金色财经报道,Helium基金会发文称,Helium Network将从3月27日开始迁移至Solana区块链。为了确保平稳过渡,Helium基金会正在组建由社区志愿者组成的升级准备工作小组来监督迁移过程。

此次升级将包括所有钱包、热点设备(Hotspots)和Helium网络状态,并将在24小时的过渡期内进行,大约从UTC时间3月27日15:00(北京时间23:00)开始。现有的Helium区块链将在3月27日的24小时过渡期内停止运行。数据传输和Proof-of-Coverage活动将不受影响。

迁移文档现已在docs.helium.com上线,文档将在下个月继续更新。大多数热点设备所有者和代币持有者(HNT和MOBILE)无需采取任何行动即可参与升级。如果用户仍在使用原来的Helium Hotspot App(蓝色图标),必须升级到新的Helium Wallet App(黑色图标)。

据此前报道,2022年11月,Helium创始人Amir Haleem发推称,仍将遵守HIP-70的结果,将Helium迁移至Solana网络。Amir Haleem表示,从提出HIP-70至今,评估Layer 1区块链的标准未曾改变,市场遭受重创不在决策考虑因素中。[2023/2/19 12:16:15]

我们使用?v?0.8.14?版本的?Solidity?对合约代码进行编译,通过?remix?进行部署,并传入verifyABI(,)。

币安恢复Solana链上USDT充值业务:11月17日消息,币安发布公告称,经过内部评估和审查,币安现已恢复USDT(Solana链)的充值。[2022/11/18 13:19:01]

首先,我们看一看对verifyABI(,)的正确编码格式:

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

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

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000011111??????//b

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000022222??????//b

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002??????//lengthofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000040??????//indexofa

数据:本轮Epoch周期SOL净解质押数量近1700万枚:金色财经报道,Solana Compass数据显示,Solana网络本轮Epoch周期共有18394980枚SOL解质押,新增质押1459330枚SOL,净解质押数量达16935650枚SOL(约3.28亿美元)。[2022/11/9 12:38:25]

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000080??????//indexofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003??????//lengthofa

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

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003??????//lengthofa

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

如果?Solidity?编译器正常,当参数a,?b被?event?事件记录到链上时,数据格式应该和我们发送的一样。让我们实际调用合约试试看,并对链上的?log?进行查看,如果想自己对比,可以查看该TX。

报告:33%的行业专家透露对Solana团队失去信任的主要原因是网络中断问题:金色财经报道,Finder在10月27日分享的一份报告显示, 33%的行业专家透露,他们对Solana团队失去信任的主要原因是网络中断问题。?尽管存在担忧,但 55 位金融科技和 Web3 专家中有 37% 表示他们仍然完全信任 Solana,而 30% 表示乐观,网络挑战是增长轨迹的一部分。?值得注意的是,Solana 造成中断的主要原因尚未确定,这是导致专家意见分歧的一个因素。事实上,22% 的专家组表示,中断是由于低成本交易,而其余的则提到了集中化等更大的问题。[2022/10/28 11:52:49]

成功调用后,合约?event?事件记录如下:

!!震惊,紧跟?b的,存储?a?参数长度的值被错误的删除了!!

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

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000011111??????//b

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000022222??????//b

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

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000040??????//indexofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000080??????//indexofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003??????//lengthofa

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

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003??????//lengthofa

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

为什么会这样?

正如我们前面所说,在?Solidity?遇到需要进行?ABI?编码的系列参数时,参数的生成顺序是从左至,具体对?a,?b?的编码逻辑如下

Solidity?先对?a?进行?ABI?编码,按照编码规则,a?的索引放在头部,a?的元素长度以及元素具体值均存放在尾部。

处理?b?数据,因为?b?数据类型为?uint格式,所以数据具体值被存放在?head?部分。但是,由于?Solidity?自身的?cleanup?机制,在内存中存放了?b之后,将?b数据所在的后一个内存地址(被用于存放?a?元素长度的内存地址)的值置?0?。

ABI?编码操作结束,错误编码的数据存储到了链上,SOL-2022-6?漏洞出现。

在源代码层面,具体的错误逻辑也很明显,当需要从?calldata?获取定长?bytes?32?或?uint?数组数据到?memory?中时,Solidity?总是会在数据复制完毕后,将后一个内存索引数据置为?0?。又由于?ABI?编码存在?head?和?tail?两部分,且编码顺序也是从左至右,就导致了漏洞的存在。

具体漏洞的?Solidity?编译代码如下:

当源数据存储位置为?Calldata,且源数据类型为?ByteArray,String,或者源数组基础类型为?uint?或?bytes?32?时进入ABIFunctions::abiEncodingFunctionCalldataArrayWithoutCleanup()

进入之后,会首先通过fromArrayType.isDynamicallySized()对源数据是否为定长数组来对源数据进行判断,只有定长数组才符合漏洞触发条件。

将isByteArrayOrString()判断结果传递给YulUtilFunctions::copyToMemoryFunction(),根据判断结果来确定是否在?calldatacopy?操作完成后,对后一个索引位置进行?cleanup。

上诉几个约束条件结合,就只有位于?calldata?中的源数据格式为定长的?uint?或?bytes?32?的数组复制到内存时才能触发漏洞。也即是漏洞触发的约束条件产生的原因。

由于?ABI?进行参数编码时,总是从左到右的顺序,考虑到漏洞的利用条件,我们必须要明白,必须在定长的?uint?和?bytes?32?数组前,存在动态长度类型的数据被存储到?ABI?编码格式的?tail?部分,且定长的?uint?或?bytes?32?数组必须位于待编码参数的最后一个位置。

原因很明显,如果定长的数据没有位于最后一个待编码参数位置,那么对后一内存位置的置?0?不会有任何影响,因为下个编码参数会覆盖该位置。如果定长数据前面没有数据需要被存储到?tail?部分,那么即便后一内存位置被置?0?也没有关系,因为该位置并不背?ABI?编码使用。

另外,需要注意的是,所有的隐式或显示的?ABI?操作,以及符合格式的所有?Tuple,都会受到该漏洞的影响。

具体的涉及到的操作如下:

event

error

abi.encode*

returns??????//thereturnoffunction

struct???????//theuserdefinedstruct

allexternalcall

当合约代码中存在上诉受影响的操作时,保证最后一个参数不为定长的?uint?或?bytes?32?数组

使用不受漏洞影响的?Solidity?编译器

寻求专业的安全人员的帮助,对合约进行专业的安全审计

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