本篇博客文章是該系列文章的第一篇，將講述一些現(xiàn)實中智能合約的安全漏洞，它們是如何被利用的，產生了什么影響和相應的代碼修復。本篇文章講述的智能合約的安全漏洞，曾導致超過2.5億美元以太坊的損失。
什么是智能合約？是一種旨在以信息化方式傳播、驗證或執(zhí)行合同的計算機協(xié)議。智能合約允許在沒有第三方的情況下進行可信交易，這些交易可追蹤且不可逆轉。想想區(qū)塊鏈2.0，其中交易調用代碼執(zhí)行。這些自主項目發(fā)行和管理私人貨幣，實施新的融資系統(tǒng)，標記資本資產，啟用新的商業(yè)模式，甚至培育出被稱為CryptoKitties的數字貓！令人著迷且蓬勃發(fā)展的智能合約世界已經在這里，每天都有超過10億美元的以太坊交易。
限制智能合約發(fā)展的主要挑戰(zhàn)之一是安全性。眾所周知，“每個程序總會存在一個或多個Bug，而且有些Bug可能會帶來災難性的毀壞“。對于智能合約，無論代碼行為與開發(fā)人員意圖有何差異，都可能存在安全漏洞。在智能合約代碼中，無論是代碼運行偏離開發(fā)者了目的，都可能存在安全漏洞。
Solidity是專為以太坊智能合約開發(fā)的一種新語言，與JavaScript、Java和C有許多相似之處。合約被編譯為bytecode，通過特殊的交易寫入區(qū)塊鏈，并最終在以太坊虛擬機的促進下執(zhí)行其他交易。
本篇博客文章將專門介紹數據越權訪問（ Broken Access Control ）。盡管智能合約提供了具有獨特新穎性的執(zhí)行環(huán)境，但這無疑不是一個新問題。在2017年開放Web應用程序安全項目（OWASP）應用程序安全風險的前10名列表中，可以在第5項中找到此主題。此外，數據越權訪問主題遍及Java的SEI CERT Oracle編碼標準，并且漏洞映射到幾個常見的Bug中。智能合約主要面臨與公共執(zhí)行環(huán)境的安全，不可變更的性質，不同的利益相關者類別以及邏輯復雜性相關的獨特挑戰(zhàn)。
代碼展示，下面一段Solidity代碼主要摘錄于Parity MulTIsig Wallet合約用于管理加密貨幣用戶帳戶，實際部署的代碼可以通過Etherscan區(qū)塊瀏覽器找到。下面顯示的前三個函數聲明（在第1、6和16行上）是關鍵，每個函數中都有一個小Bug。initWallet（）函數是初始化過程的一部分，該初始化過程將在合約創(chuàng)建時執(zhí)行一次。然后，該函數調用initMulTIowned（）和initDaylimit（），分別處理記錄所有權詳細信息和交易限制。下面顯示的第四個也是最后一個函數聲明（第21行）非常好，但是可能會為您提供一些小提示，指出可能會出錯的地方。。.
funcTIon initWallet（address［］ _owners， uint _required， uint _daylimit） {
initMulTIowned（_owners， _required）;
initDaylimit（_daylimit） ;
}
function initMultiowned（address［］ _owners， uint _required） {
m_numOwners = _owners.length ;
m_required = _required;
for （uint i = 0; i 《 _owners.length; ++i）
{
m_owners［1 + i］ = uint（_owners［i］）;
m_ownerIndex［uint（_owners［i］）］ = 1 + i;
}
}
function initDaylimit（uint _limit） {
m_dailyLimit = _limit;
m_lastDay = today（）;
}
function execute（address _to， uint _value， bytes _data） onlyOwner returns（bool _callValue） {
。。. // execute transactions！
}
Bug1：上面所示的第四個也是最后一個函數聲明（第21行）包括onlyowner修飾符，它充當網關守護者，將execute（）函數的調用能力限制為智能合約所有者。這里我們看到修飾符背后的一個主要目的，它們支持基于每個函數的細粒度訪問控制。審核員（和黑客）將通過缺少修飾符來檢查每個功能的訪問控制弱點。initWallet（）函數應該類似地包含一個Gatekeeper修飾符，該修飾符將函數的執(zhí)行限制為僅在未初始化合約時（例如僅執(zhí)行一次）。這里沒有修飾符，因此可以重復調用initwallet（）函數，其后調用的參數將覆蓋先前調用的參數。這些參數包括合同所有者的（新）地址。是的，所有權可以反復更改！嗯。。.
Bug2：此外智能合約函數還可以通過具有不同的可見性修飾符（如internal、external、public等）來約束。上面的中間兩個函數聲明（第6行和第16行）是合約本身內部初始化方案的一部分，并且因此應標記為“internal”，以限制外部訪問。但是，此處未指定可見性修飾符，因此默認為public。是的，任何人都可以調用這些功能！嗯。。.
發(fā)生了什么？攻擊者調用了上面顯示的initWallet（）函數，將所有權轉讓給自己，并設置了一天的上限（交易）。Etherscan清楚地顯示了此事務。接下來，攻擊者調用了execute（）函數（現(xiàn)在是合約所有者）將以太坊從合約中轉移到他們自己的賬戶中。Etherscan在清楚地顯示了這一系列交易，其中單個交易位于頁面底部，頂部附近顯示3000萬美元的帳戶余額。此后不久，兩個白帽團隊迅速介入，搶占了包含2億美元以上的其他賬戶，隨后又返還給合法所有者。
讓我們修復它。關鍵問題歸結為能夠設置所有權的初始化功能，不幸的是，任何人都可以重復調用它。關于其他兩個功能的可見性問題是相關的，但是也請記住“總是存在另一個錯誤”。相應的修復并不復雜，實際的GitHub編輯如下所示。前綴為“-”的行已從合同代碼中刪除，而前綴為“ +”的行已添加。此修復程序有4個部分。
+ // throw unless the contract is not yet initialized.
+ modifier only_uninitialized { if （m_numOwners 》 0） throw; _; }
- function initWallet（address［］ _owners， uint _required， uint _daylimit） {
+ function initWallet（address［］ _owners， uint _required， uint _daylimit） only_uninitialized {
- function initMultiowned（address［］ _owners， uint _required） {
+ function initMultiowned（address［］ _owners， uint _required） internal {
- function initDaylimit（uint _limit） {
+ function initDaylimit（uint _limit） internal {
回想起來很簡單？首先，在第2行創(chuàng)建一個名為“only_uninitialized”的修飾符，用為作網關守護者-它通過在合約已經初始化時引發(fā)異常來防止執(zhí)行。其次，將此修飾符應用于第5行的initWallet（）函數，以便初始化只能執(zhí)行一次。最后，在第8行和第11行上，使用internal標記initMultiowned（）和initDaylimit（）函數，因此無法從合約外部調用它們。
回想起來，這些Bugs看起來很簡單，但仍然存在缺陷，這也不是最后一個Bug。在這種情況下，在某些新穎的情況下，一切都歸結為數據越權訪問（ Broken Access Control ）。本篇文章是非常仔細地檢查函數修飾符和函數可見性，以發(fā)現(xiàn)數據越權訪問（ Broken Access Control ）的弱點。
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