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白帽黑客 samczsun:针对 NFT 资产的攻击会越来越频繁

注:原文作者是拥有“审计上帝”之称的白帽黑客samczsun,同时他也是Paradigm的研究合伙人,其最近出手拯救了BitDAO MISO荷兰拍卖资金池中的3.5亿美元资产(https://www.8btc.com/article/6675485),而在这篇文章中,他提醒了关于NFT代币标准的潜在安全风险,他还预测称,随着ERC-721和ERC-1155代币标准变得越来越流行,针对NFT的攻击很可能会越来越频繁。

如果你从事软件工程方面的工作,很可能你听说过至少一条软件工程原则。虽然我不主张严格遵守每一条原则,但有一些确实是值得关注的。

我今天要讲的就是最小惊讶原则,它有一个奇特的名字,但却是一个非常简单的想法。它所说的是,当呈现声称要做某件事的代码时,大多数用户都会假设它是如何完成这件事的。因此,作为开发人员,你的工作是编写符合这些假设的代码,这样你的用户就不会感到意外。

这是一个很好的原则,因为开发人员喜欢对事物进行假设。如果你导出一个名为calculateScore(GameState)的函数,很多人就会假设该函数只会从游戏状态中读取。如果你还改变了游戏状态,你会使得很多人面临困惑的状态,他们试图弄清楚为什么他们的游戏状态会随机被破坏。即使你把它放在文档中,仍然不能保证人们会看到它,所以最好首先确保你的代码不会令人惊讶。

“6小时的调试工作,可以为你们节省5分钟的文档阅读时间。”

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越安全越好,对吗?

早在 2018 年初,当ERC-721 标准被起草出来时,有人就提出了实施转账安全性‌的建议,以确保代币不会被卡在不用于处理代币的接受者合约中。为此,提案作者修改了transfer函数的行为,以检查接收方是否能够支持代币转账。他们还引入了unsafeTransfer函数,如果发送者愿意,该函数将绕过这个检查。

然而,由于担心向后兼容性,这个函数在随后的提交中被重命名了。这使得ERC-20 和 ERC-721 代币的transfer函数表现相同。但是,现在需要将接收方检查转移到其他地方。因此,标准作者就引入了safe类函数:safeTransfer 以及 safeTransferFrom。

这是一个关于正当性问题的解决方案,因为有许多 ERC-20 代币被意外转移到从未期望收到代币的合约的例子(一个特别常见的错误是将代币转移到代币合约中,将其永久锁定)。而在起草 ERC-1155 标准时,提案作者从ERC-721标准汲取了灵感,不仅在转账时,而且在铸造(mint)也纳入了接收方检查,这一点也不足为奇。

在接下来的几年里,这些标准大多处于休眠状态,而 ERC-20代币标准保持了它的流行状态,而最近gas成本的飙升,以及社区对NFT兴趣的增强,自然而然导致开发者越来越多地使用ERC-721和ERC-1155代币标准。有了这些新的兴趣,我们应该庆幸这些标准的设计考虑了安全性,对吗?

2

越安全越好,真的吗?

Ok,但对于转帐和铸造来说,安全意味着什么呢?不同的当事人对安全有不同的解释。对于开发人员来说,一个安全函数可能意味着它不包含任何bug或引入额外的安全问题。而对于用户来说,这可能意味着它包含额外的护栏,以保护他们不被意外射中自己的脚。

事实证明,在这种情况下,这些函数更多的是后者,而较少会是前者。这是特别令人遗憾的,因为在transfer和safeTransfer函数之间进行选择时,你为什么不选择安全的那个函数呢?名字都体现出来了!

好吧,其中的一个原因可能是我们的老朋友reentrancy(可重入性),或者我一直在努力将其重命名为:不安全的外部调用。回想一下,如果接收方是攻击者控制的,则任何外部调用都可能不安全,因为攻击者可能会导致你的合约转换为未定义状态。根据设计,这些“安全”函数执行对代币接收者的外部调用,通常在铸造或转移期间由发送者控制。换句话说,这实际上是不安全外部调用的教科书示例。

但是,你可能会问自己,如果允许接收方合约拒绝他们无法处理的转账,那最坏的后果是什么?好吧,让我通过两个案例研究来回答这个问题。

3

例子1: Hashmasks

Hashmasks是一个供应有限的 NFT头像项目,用户每次交易最多可以购买 20 个mask NFT(尽管它们已经售罄数月了)。下面是购买mask的函数:

你可能觉得这个函数看起来非常合理。然而,正如你可能已经预料到的,在_safeMint 调用中隐藏着一些险恶的东西。让我们来看看。

为了安全性,这个函数对token的接受者执行了一次callback回调,以检查他们是否愿意接受转账。然而,我们是token的接收者,这意味着我们刚刚得到了一次callback回调,在这个点上我们可以做任何我们想做的事情,包括再次调用mintNFT函数。如果我们这样做,我们将在仅铸造了一个mask后重调用该函数,这意味着我们可以请求再铸造另外19个mask。这导致最终铸造出了39个 mask NFT,尽管规则允许铸造的最大数量只有20个。

4

例子2: ENS域名封装器

最近,来自ENS 的Nick Johnson联系了我,他想让我看看他们正在进行的ENS域名封装器工作。这个域名封装器允许用户用新的ERC-1155 token代币化他们的ENS域名,这提供了对细粒度权限以及更一致的 API 的支持。

概括地说,为了封装任何ENS域名(更具体地说,除了 2LD.eth 之外所有的ENS域名),你必须首先批准域名封装器以访问你的ENS域名。然后,你调用wrap(bytes,address,uint96,address),它既为你铸造一个ERC-1155 token,也负责管理底层的ENS域名。

下面就是这个wrap函数,它相当简单。首先,我们调用_wrap,它执行一些逻辑并返回哈希域名。然后,我们确保交易发送方确实是ENS域名的所有者,然后再接管该域名。请注意,如果发送方不拥有底层的ENS域名,则整个交易应还原,撤销在_wrap 中所做的任何更改。

下面是_wrap函数本身,这里没有什么特别的。

不幸的是,正是这个_mint 函数,它可能会给毫无戒心的开发者带来可怕的惊喜。ERC-1155 规范规定,在铸造token时,应咨询接收者是否愿意接受该token。在深入研究库代码(该代码库根据OpenZeppelin的基础稍作了修改)后,我们发现情况确实如此。

但这到底对我们有什么好处呢?好的,我们再一次看到了一个不安全的外部调用,我们可以用它来执行重入攻击。具体地说,请注意,在callback回调期间,我们拥有了代币ENS域名的ERC-1155 token,但域名封装器尚未验证我们拥有基础ENS域名本身。这使我们能够在不实际拥有ENS域名的情况下对其进行操作。例如,我们可以要求域名封装器解开我们的域名,燃烧掉我们刚刚铸造的token并获取底层的ENS域名。

现在我们拥有了底层的ENS域名,我们可以用它做任何我们想做的事情,比如注册新的子域名或者设置解析器。完成后,我们只需退出callback回调。域名封装器将和底层ENS域名的当前所有者(即我们)交互,并完成交易。就像那样,我们已经取得了域名封装器被批准用于的任何ENS域名的临时所有权,并对其进行了任意更改。

5

结论

令人惊讶的代码可能会以灾难性的方式破坏事物。在本文的两个案例下,开发人员合理地假设safe函数类可以安全地使用,却无意中增加了他们的攻击面。随着ERC-721和ERC-1155代币标准变得越来越流行及广泛,这类攻击情况很可能会越来越频繁。开发人员需要考虑使用safe类函数的风险,并确定外部调用如何与他们编写的代码进行交互。

据欧易OKEx数据显示,发文时比特币价格:45143.08USDT

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