SOL:Solidity編譯器漏洞分析：ABI重編碼的缺陷

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基金會發布3月驗證者健康報告：擬招募質押生態系統負責人:金色財經報道，Solana基金會官方發布2023年3月驗證者健康報告，其中指出Solana是目前世界上節點數最多的權益證明網絡之一，也是中本聰系數分布最多的網絡之一，全球分布3000多個共識和RPC節點。此外，Solana基金會表示作為一個多驗證者客戶端網絡，目前已有兩個客戶端投產運行，第三個客戶端正在開發中。在過去的120天里，來自多個組織的104位核心貢獻者向Solana網絡的Github提供支持，Solana基金會還透露將會招募一位質押生態系統負責人。[2023/3/24 13:22:56]

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。

Lyra在Optimistic Ethereum主網上線SOL期權市場:2月22日消息，二層原生期權協議Lyra宣布，在Optimistic Ethereum主網上線SOL（SOL-USD）期權市場，此次為軟啟動，由Lyra DAO為本輪交易提供流動性。[2022/2/22 10:07:59]

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

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000022222??????//b

數據：灰度增持SOL和FIL:根據Tokenview鏈上數據顯示，灰度今日增持592枚SOL，6439枚FIL。當前灰度總持倉量達317.71億美元。[2022/1/25 9:11:24]

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002??????//lengthofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000040??????//indexofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000080??????//indexofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003??????//lengthofa

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

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003??????//lengthofa

Solana生態算法穩定幣協議UXD Protocol為保險基金籌集逾5700萬美元:11月14日消息，Solana生態算法穩定幣協議UXD Protocol宣布通過IDO為保險基金籌集57086131美元，并稱保險基金資金充足，可以承受熊市的資金費率，并將增加UXD的效用。保險基金將首先投入Saber和Mercurial Finance穩定幣swap LP代幣以獲得收益，而后收益將流入保險基金。這些資金將對半分配至Saber的USDT-USDC池和Mercurial Finance的wUSD 4Pool。

保險基金將投資于UXD-USDC池，以增加UXD的流動性。保險基金地址：5gPD5fuQe77inQRoRAtp6KtzU6HYavMkMcYhXufLRKXt。此外，UXP已上線Serum，未來將有一個做市商來提供流動性。IDO已經完成，團隊現在將專注于在主網上發布穩定幣UXD。[2021/11/14 6:50:58]

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：

ICE首席執行官：斥資約3億美元幫助Bakkt收購Bridge2 Solutions:金色財經報道，Bakkt母公司洲際交易所（ICE）的首席執行官Jeffrey Sprecher周四在第一季度財報電話會議上透露，公司斥資近3億美元幫助Bakkt收購了忠誠度獎勵提供商Bridge2 Solutions。[2020/5/1]

！！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

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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