ORA:合約變量的“皇帝新衣” |成都鏈安漏洞分析連載第九期 ——外部讀取狀態變量_Storage area network anywhere

針對區塊鏈安全問題，成都鏈安科技團隊每一周都將出智能合約安全漏洞解析連載，希望能幫助程序員寫出更加安全牢固的合約，防患于未然。引子：外以欺于人，內以欺于心–唐·韓愈《原毀》前景提要

上回書，轉賬過程紛繁復雜，安全應對各個擊破。面對直接涉及以太轉賬的游戲合約，在使用官方提供的轉賬函數同時，添加不同賬戶類型的區別處理以及失敗情況下的異常處理乃明智之舉。此外，構建合約邏輯避免依賴于合約余額確切值應銘記在心，如有特殊考慮，切記定義狀態變量明確余額變化，萬不可想當然而為之。本期話題

第九回，合約安全隱私未必，外部讀取暴露無遺。

我們在前幾回主要討論的都是在合約內部構建函數和代碼書寫規范時產生的一些誤區和安全隱患。但是對于智能合約這個嶄新的概念，僅僅從合約層面本身考慮合約的安全可能并不足夠。合約開發者在這個產業蓬勃發展的過程當中，為了趕上項目進度，不得以邊學習邊實踐，即使在代碼書寫層面功底很扎實的情況下，仍然會因為區塊鏈技術的特殊性埋藏一些不自知的安全隱患。所以，這一回我們將要闡述的安全隱患就是因為“合約中的一切都是公開可見”這一特性造成的。基礎小知識

58COIN交割合約24H行情9:00播報:截至9:00，據58COIN交割合約行情：

BTC合約現報價11054.82美元，較現貨貼水23.14美元，24h漲跌幅1.88%。成交量686.82萬手，成交額15026.02萬美元，當前持倉總量177.53萬手，較上一交易日變化12.88萬手。

EOS合約現報價2.65美元，較現貨貼水0.0054美元，24h漲跌幅2.12%。成交量106.64萬手，成交額559.04萬美元，當前持倉總量318.91萬手，較上一交易日變化-11.94萬手。

ETH合約現報價366.29美元，較現貨貼水0.74美元，24h漲跌幅5.19%。成交量333.10萬手，成交額5943.54萬美元，當前持倉總量114.72萬手，較上一交易日變化-12.88萬手。[2020/10/10]

在第七期的關于未初始化局部變量中我們介紹了變量存儲的知識。Solidity對復雜的數據類型，比如數組和結構體，會默認存儲在Storage當中。沒有提到的是關于智能合約中對于變量從作用域的劃分。目前的劃分包括三種，全局公有變量，全局私有變量，局部變量。其中，全局變量一般儲存在storage當中，而結構、數組或映射類型的局部變量，默認會放在存儲storage中，除結構、數組及映射類型之外的局部變量，會儲存在棧中。公有和私有是可見性說明符，公有變量在合約內部外部均可見，而私有變量僅在當前合約可見。另外還有兩個可見性類別在這里我們也介紹一下：external，表示僅在外部可見，即僅可用于消息調用；internal，僅在內部可見，表示的意思是僅在Solidity合約與子合約均可見，不僅限于當前合約內。問題出在哪

58COIN交割合約24H行情9:00播報:截至9:00，據58COIN交割合約行情：

BTC合約現報價10523.00美元，較現貨貼水20.99美元，24h漲跌幅-0.07%。成交量102.42萬手，成交額2156.00萬美元，當前持倉總量175.72萬手，較上一交易日變化13.48萬手。

EOS合約現報價2.48美元，較現貨貼水0.0046美元，24h漲跌幅0.32%。成交量50.71萬手，成交額251.43萬美元，當前持倉總量343.22萬手，較上一交易日變化-11.33萬手。

ETH合約現報價346.15美元，較現貨貼水0.73美元，24h漲跌幅0.68%。成交量148.35萬手，成交額2570.43萬美元，當前持倉總量134.50萬手，較上一交易日變化12.70萬手。[2020/10/4]

由于狀態變量一般是需要永久存儲的變量，所以一定會儲存在storage中，聯系第七期的知識，storage是存在于區塊鏈當中的，可以類比為計算機的存儲磁盤。那么狀態變量其實一直存在于區塊鏈當中，對于結構、數組或映射類型的局部變量也是同樣的道理。這樣一來，即使加上了可見性說明符，例如私有狀態變量，根據區塊鏈公開的特性，它也還會是公開的，因為這個私有僅限于合約層面的私有，合約之外依然可以讀取。這個附加的可見性說明符就像騙子給皇帝穿上的新衣，以“騙”到合約層面的函數和變量，在合約外部卻形同虛設。那么，從外部如何讀取狀態變量呢，下面我們從合約外部的角度分析具體的流程。如何從合約外部讀取變量

24小時BTC全網合約成交數據顯示：空方占優:據合約帝數據顯示，最近24小時BTC全網合約成交量中開多比例為49.63%，開空比例為50.37%。主流合約交易所中，Huobi季度開多比例為49.48%，開空比例為50.52%；OKEx季度開多比例為48.55%，開空比例為51.45%；BitMEX合約開多比例為49.88%，開空比例為50.12%。[2020/4/27]

一、狀態變量接著上面的概念，合約的狀態變量都是存在于區塊鏈中，就像存儲在磁盤中的文件，因此，那么我們可以直接通過訪問區塊鏈獲取這些狀態變量的值。例如針對以下案例合約進行全真模擬操作：將上面的合約部署在ropsten測試鏈上，獲得地址0x9e550E6911b38412964C5C956383757c9FA7F860，然后登陸METAMASK錢包進入瀏覽器控制臺console：1.查看變量a，輸入：web3.eth.getStorageAt('0x9e550E6911b38412964C5C956383757c9FA7F860',0,function(x,y){console.log(y。)會得到：2.查看變量str獲取16進制結果，輸入：web3.eth.getStorageAt('0x9e550E6911b38412964C5C956383757c9FA7F860',1,function(x,y){console.log(y。)轉換為字符串，輸入：web3.eth.getStorageAt('0x9e550E6911b38412964C5C956383757c9FA7F860',1,function(x,y){console.log(web3.toAscii(y)。)會得到：3.查看ownerweb3.eth.getStorageAt('0x9e550E6911b38412964C5C956383757c9FA7F860',2,function(x,y){console.log(y。)4.查看balanceOf這個稍微復雜一些，由于映射變量不是按照定長變量的順序存儲，其是一個鍵值對，EVM采用的機制是將其存在sha3(key+slot)處輸入進控制臺，得到：二、局部變量局部變量直接編碼到opcode中，例如上面合約localVar函數中的local變量三、建議上面的讀取操作驗證了只要是儲存在storage里面的變量，都是可以通過不執行合約函數就直接獲取的。因此，依賴可見性說明符，將隱私，不可公開的數據存儲在區塊鏈上是很不安全的做法。如果真的要將隱私數據儲存在區塊鏈中，也要進行相應的加密處理。欲窮千里目更上一層樓區塊鏈時代的安全包含傳統互聯網安全，智能合約安全等多個方面，對于合約層面的安全考量固然是一方面，但是對于數據存儲方面，不沿用互聯網安全的理念，盲目信賴新技術卻又不深入挖掘新技術某些特性、限制條件、特殊情況，勢必無法做到真正意義上的全面防護。目前區塊鏈產業步伐放緩，正是我們深入學習了解這個領域的最佳時機，也是這個產業提升穩健性的最佳契機。更上層樓，與君共勉。參考資料：

KOL將于3月27日上線ZG，并同步開啟全幣種合約交易:據官方消息，ZG.COM將于2020年3月26日19:00開放KOL的充幣和提幣業務，于3月27日16:00開啟KOL/USDT交易，并同時開啟KOL全幣種合約交易。

據悉，KOL（KOLCommunityAlliance）社區聯盟是由21個超級節點，500個社區節點聯合組建的去中心化鏈上治理的幣圈流量綜合體項目，由數百位區塊鏈圈社區領袖社區長聯合發起，可以承接項目宣發注冊下載空投社區共識培訓等業務，業務所得收入全部用于已發行KOL的回購并做銷毀。

全幣種合約為ZG.COM創立，支持全幣種和多倍杠桿，根據BTC價格指數進行交易，采用逐倉保證金模式。[2020/3/26]

:以太坊智能合約OPCODE逆向之理論基礎篇：https://paper.seebug.org/640/：可見性和getter函數：https://solidity-cn.readthedocs.io/zh/develop/contracts.html#getter:JSON-RPC#eth_getstorageat：https://github.com/ethereum/wiki/wiki/JSON-RPC#eth_getstorageat:以太坊數據存儲的思考和解讀：https://blog.csdn.net/Blockchain_lemon/article/details/79308137:HowtoreadEthereumcontractstorage：https://medium.com/aigang-network/how-to-read-ethereum-contract-storage-44252c8af925相關閱讀：鏈安團隊漏洞分析連載第一期一一溢出漏洞鏈安團隊漏洞分析連載第二期——拒絕服務漏洞鏈安團隊漏洞分析連載第三期——競態條件漏洞鏈安團隊漏洞分析連載第四期——底層函數誤用漏洞鏈安團隊漏洞分析連載第五期一一權限驗證錯誤鏈安團隊漏洞分析連載第六期一一游戲合約漏洞全面匯總鏈安團隊漏洞分析連載第七期一一存儲器局部變量未初始化鏈安團隊漏洞分析連載第八期一一以太坊轉賬安全風險

動態 | 部署 eosio.assert 合約第二步的提案正在投票:據 IMEOS 報道，EOSLaoMao 發起的部署 eosio.assert 合約第二步（總三步）的提案正在進行投票。該提案的目的是部署 eosio.assert 合約。eosio.assert 合約部署涵蓋以下幾個步驟： 1，創建 eosio.assert 賬戶；2.部署 eosio.assert 合約 ；3.創建鏈上信息 。[2019/7/3]

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