遺忘的亞特蘭蒂斯：以太坊短地址攻擊詳解
0 概述
說到智慧合約漏洞，第一時間映入腦海的可能都是演算法溢位，call()函式濫用，假充值等漏洞，畢竟這是在很多智慧合約上都有例項，並且危害等級也是比較高的，但是有一個漏洞也許很多人都見過、聽過卻不是很多人都關心的漏洞，它就像是人類世界的亞特蘭蒂斯，很多人知道，卻很少有研究報告，Google 上能找到的，也不過只是說原理而沒有復現實戰，有點紙上談兵的感覺。大家都知道的是這是 EVM 層面的缺陷，而不是智慧合約層面的問題，並且在我們預設的思維裡面，這是一個已經被修復的漏洞。前段時間嘗試翻查短地址攻擊的官方修復方案，但是經過我的搜尋，並沒有找到相關的修復方案，Github 上也扒了一遍，也看不到歷史 release 有相關的修復，於是，我猜，真的是我猜，EVM 層面可能並沒有修復。
1 短地址攻擊基礎知識
短地址攻擊其實就是每個 ERC20 的合約裡面都有一個以下的函式
當對合約的這個函式進行呼叫的時候，其實在 EVM 層面來說是傳入一串位元組碼,就像下圖這樣，可以在 Etherscan 裡面檢視每筆交易的 inputdata 裡面的整個函式的呼叫資料
傳入的位元組碼一共有 136 位元組(正常來說)，裡面包含方法的簽名(前 4 位元組),和傳入的引數值（資料部分，包括傳入的地址資料和金額資料，分別都為 32 位元組，高位補零）。上面這個圖是不正常的，只有 134 位元組，這是我經過特殊處理過的，下面我會詳細說。
從上面的資訊我們可以知道，EVM 是根據位元組碼識別傳入的引數的，位元組碼是多少就是多少，也不會去驗證。巧了，就是這樣，漏洞就產生了，有人就想用不合法的地址，比如地址故意寫少後幾位，看看 EVM 會怎麼處理，但是又巧了，EVM 不僅不會報錯，還會“貼心”的幫你對地址進行補全操作，怎麼補全的呢？就是將地址後面不足的部分，用金額資料部分的位數來補全，比方說你的地址本來是
結果由於你心機叵測，故意寫少兩個 0，變成下面這樣
那麼“貼心”的 EVM 就會從位元組碼中的金額資料部分取兩位對地址進行補全,而金額資料部分的前兩位又恰好是 0，那麼就是說你的地址還是原來的地址，但是資料部分就少 2 位了，怎麼辦呢？這就不符合 ABI 的位元組數啦，沒關係，“貼心”的 EVM 會將你的金額資料部分從末位開始補 0，補到為正常的 136 位元組為止，那麼有同學就要問了，如果我的地址有 6 個 0，那麼我地址故意寫少 6 個 0，是不是資料部分就多了 6 個 0？那不是發財了？
答案就是：你是對的
也就是說，本來填的資料是 1，變成位元組碼後是 0×1，如果地址少了 6 個位元組，那麼你的 data 就自動變成 0×1000000 啦！驚不驚喜，意不意外！
2 第一次出師
第一次我嘗試使用 remix 進行復現，但結果是能預料到失敗的，如下圖，為什麼呢？因為這是一個在 2017 年就被爆出的漏洞，修復方案滿天飛，怎麼可能那麼簡單的就讓你成功了呢，所以前端肯定會對你的輸入的地址進行過濾和檢查，想成功，是 naive 的。
但是作為一個搞事情的人，怎麼可以輕言放棄，既然沒有找到官方修復方案，底層肯定就還有問題的，於是乎，我只能從最底層開始進行操作，我想到了使用 web3 進行漏洞復現
3 環境準備
1. 作業系統：macOS
2. node : v8.11.0
3. web3:1.0.0-beta.36
4. rpc:infura
5. 測試合約的 abi
6. 示例合約：
7. 使用 remix 在測試網部署示例合約，獲取合約的地址，下面會用到
:warning:獲取 abi 的方法：
4 第二次出師
注：(:warning:本次所有操作均在命令列中執行)
1. 鍵入 node 進入命令列提示符
2. 在專案中引入 web3 並設定 provider（怎麼下載 web3 這裡不展開說明，有興趣的可以自己查詢，一個很簡單的操作）
3. 建立合約例項:
4. 構造方法 abi,也就是構造我們上面說的交易裡面的 inputdata，由於我們是要構造短地址攻擊，所以我們的地址是要比正常的地址的位數要少的，為的就是要讓 EVM 用零自動補全缺失的地址，但是正常的構造是會失敗的，例如下圖這樣
但是，再次宣告一下，作為一個搞事情的人，不能輕言放棄！於是我們需要一點特別的方法，一開始的時候我到了這裡就以為會有檢測就不行了，太天真，其實是 web3 的檢測，我們需要一點特別的方法。這個方法分為兩步
第一步，先構造正常的 abi，這次使用的地址是 ’0xdfca6234eb09125632f8f3c71bf8733073b7cd00′
如圖，現在的 abi，也就是 inputdata，是 136 位元組的。
第二步：使用一個小技巧，將 abi 裡面地址後面的兩個零偷偷抹掉，本來是 136 位元組的，現在只有 134 位元組了，也就是我上面說到的不正常的 inputdata，就是在這個時候構造出來的
以上就是把零抹掉之後的 abi
ok，一切都準備好之後就可以到最激動人心的時刻了
5. 在專案中引入 ethereumjs-tx（怎麼下載的這裡也不詳細展開）
6. 匯入你的私鑰並做一些處理:
7. 構造原始交易資料，這是一筆十分原生的以太坊交易資料，每一次的合約呼叫，其實都會構造下面這一個資料。有關這方面的知識也不詳細展開，但是，除了 nonce 我們是不怎麼了解之外，其他都是我們在 remix 上呼叫合約的時候會接觸到的，有關於 nonce 的說明，其實就是帳號所傳送的交易數量，比方說你的帳號曾經處理過 5 筆交易，那麼 nonce 就等於4（nonce 從 0 開始），可以在 ehterscan 上檢視到你的帳號的最後一筆交易的 nonce，以下是具體的交易資料：
8. 對交易進行簽名和對交易做一點處理
9. 傳送交易
5 奇蹟再現
通過預先設定的 event 事件我們可以看到，EVM 成功補零，輸入本來是 123，但是 EVM 提取的結果卻是 31488，本來的 16 進位制 123 是 0x7b，現在是 0x7b00！刺激！
6 後記
“貼心”的我在測試網上也布了合約，而且我還驗證了，可以在鏈上查詢記錄，眼見為實。
https://kovan.etherscan.io/address/0x6e2f32497a7da13907831544093d3aa335ecbf33#code
這次的操作，不禁使我想起了飛躍瘋人院裡面的那句話–But I tried, didn’t I? Goddamnit, at least I did that.
7 參考資料
web3js 1.0 介面方法(中文手冊)
http://cw.hubwiz.com/card/c/web3.js-1.0/1/2/21/
短地址攻擊詳解
https://zhuanlan.zhihu.com/p/34470071
有關 ABI 的詳細資訊在這裡
https://solidity-cn.readthedocs.io/zh/develop/abi-spec.html
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