绕过EOA账户检查

  • Lori
  • 更新于 2024-03-07 22:05
  • 阅读 1148

介绍以太坊账户,合约部署,如何绕过EOA账户检查,以及给开发者的安全建议。

最近我在对 ArmorFi 协议的漏洞进行分析,该漏洞通过绕过了 isContract()的检查,结合闪贷进行攻击,会造成 60,000 ETH的损失,借此,我写了这篇文档供大家参考,后续也会更新对 ArmorFi 协议的漏洞分析,请大家关注。on my Github

以太坊账户类型

以太坊中存在着两种账户类型,分别是EOA账户,以及合约账户。

  • EOA账户 EOA 代表“外部拥有账户”,它是一种由私钥控制且不与智能合约关联的以太坊账户。EOA 由个人用户创建,用于持有和管理以太坊资金,以及与以太坊网络上的智能合约和其他去中心化应用程序进行交互。
  • 合约账户 合约账户与智能合约相关联,并由智能合约的代码控制,通过将智能合约部署到以太坊网络来创建的。

    如何区分账户类型

    以太坊白皮书介绍了以太坊账户,可以看到以太坊账户包含四个字段:

    1. 随机数,用于确保每笔交易只能处理一次的计数器
    2. 账户的当前以太币余额
    3. 账户的合约代码(如果存在)
    4. 帐户的存储根(默认为空)

只要是合约账户,就一定会包含合约代码,EOA账户则不会,合约代码长度一定为0,我们是否能据此来进行区分呢?

openzepplin Address.isContract(address)

根据这一特性,早期判断账户类型是通过读取账户地址,判断其 excodesize 是否大于 0。包括openzepplin早期3.4版本实现的isContract(address)也是通过这一原理。

    function isContract(address account) internal view returns (bool) {
        // This method relies on extcodesize, which returns 0 for contracts in
        // construction, since the code is only stored at the end of the
        // constructor execution.

        uint256 size;
        // solhint-disable-next-line no-inline-assembly
        assembly { size := extcodesize(account) }
        return size > 0;
    }

我们不经疑问,这真的是准确的吗?在 2021年,ArmorFi被发现存在漏洞,该漏洞主要是通过 闪电贷价格操纵 来实现攻击,该协议试图通过Address.isContractnonContract修饰符来防止用户在调用allocate()时对价格进行操纵,此漏洞证明这种保护措施没有用。攻击者在构造合约时调用了allocate(),绕过了 Contract 检查。

contract Allocator {
    constructor(IBondingCurve bondingCurve) public {
        // We run this call from a constructor
        // to bypass the non-contract check of `allocate()`
        bondingCurve.allocate();
    }
}

在现在openzepplin doc有关 Address.isContract 的描述中,它明确指出,当返回为 0 时,存在这4种情况:

  1. EOA帐户
  2. a contract in construction
  3. an address where a contract will be created
  4. 被销毁的合约

    这表明,在某些情况下,extcodesize 指令可能无法检测到正在构建中的合约或者已经被销毁的合约,接下来我们对合约部署和销毁的流程进行探究,以便了解后面三中的情况。

    合约的部署与销毁

    首先让我们理解 State,State 是指存储在区块链上的所有账户的当前状态,包括它们的余额、合约代码、合约数据等信息。

    • stateObject:管理一个账户所有信息修改的结构体,包含的是上述所说的账户信息;
    • stateDB:内部用一个巨大的map 结构来管理所有stateObject,它是一个巨大的map结构,key是地址,value是stateObject,账户任何信息发生变化,会首先缓存到 StateDB 里的临时state0bject里,再有 StateDB 一起提交到底层数据库,其作用是管理和维护区块链上所有账户的状态信息,并提供对这些信息的读写操作。

      合约的部署

      总的来说,部署合约就是 EVM 通过调用 Create() 函数会创建一个新的合约地址,并且将合约代码存储在合约地址中;

    • 首先,在区块链上产生一个新的合约地址,stateDB 中尚无与该地址相关的 Code 信息,此时合约 size := extcodesize(account) 为0;
    • 如果合约中包含constructor函数,则执行constructor函数对合约进行初始化;
    • 然后,执行 setCallCode 或类似函数,stateDB 中与该合约地址相关的 Code 信息被更新。这个函数的作用是将合约的代码存储到合约地址中,执行完这个步骤后,合约地址中存储的代码就是合约的实际代码。
    • 合约的 size := extcodesize(account) 变为非0,表示合约地址上存储了合约代码。

合约的销毁

合约的销毁通常是通过 Solidity 中的 selfdestruct(address payable recipient) 函数来触发的。当执行 selfdestruct 函数时,合约账户上剩余的以太币会被发送到指定的目标地址(recipient),同时合约的存储和代码会从状态中被移除。

这意味着合约的状态数据(包括存储的数据和代码)会被清除,合约地址上的 extcodesize 将会变为 0,因为该地址上已经不再存储任何代码。

绕过EOA检查

综上,我们可以很清楚地了解到,在合约部署时,我们可以通过在construct() 函数里调用其他函数,绕过 isContract() 检查,大家可以结合Ethernaut-GateKeeperTwo进行学习,试着写写PoC来加深理解。

安全建议

  • 通过检查 extcodesize 可以确定地址是否为合约,这存在明显漏洞,如果 extcodesize > 0,则该地址为合约;但 extcodesize = 0,则该地址可能为 EOA,也可能是正在创建状态的合约。
  • 如果想要检测调用者是否为合约,可以通过 (tx.origin == msg.sender) 来进行判断。当调用者为 EOA 时,tx.origin 和 msg.sender 相等;当它们不相等时,调用者为合约。
    function isContract(address account) public view returns (bool) {
    return (tx.origin != msg.sender);
    }
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Lori
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江湖只有他的大名,没有他的介绍。