科普:给人惊吓的代码

科普:给人惊吓的代码
LIANYI ? 6天前 ? 资讯 ? 阅读 1 如果你也是软件工程师,你应该听过一些软件工程的格言。虽然我并不主张严格遵守每一句格言,但有一些值得你放在心上。今天我想讲的是 “ 最少惊吓原理 ”。名字挺别扭,但意思很简单:在面对一份声称可以做某事的代码时,大多数用户都会对它的工作方式作一些假设;因此,你作为开发者,要做的事情就是确保自己的代码与这些假设相匹配,这样你的用户就不会惊吓连连。这是个很棒的原则,因为开发者自己也要对一些东西作假设。如果你放出一个叫做 calculateScore(GameState) 的函数(字面意思为 “根据游戏状态计算分数”),那么大部人都会正确地预期,这个函数只会从 “游戏状态” 中读取数据。如果你这个函数同时也修改了游戏的状态,你就给了大部分用户一个惊吓,他们会很困惑,想搞清楚为什么游戏的状态会随机地变掉。即使你在解释文档中说了,也没法保证大家都看过文档,所以,最好从一开始就保证你的代码不会给人惊吓。– “调试代码 6 个钟,就能省下 5 分钟阅读文档的时间哟” –更安全就更好,对吗?回到 2018 年头,ERC-721 还在草案阶段,有一个建议是实现 “转账安全性”,以确保 token 不会被困在(没有设计好处理这种 token)接收方合约里。为此,提案的作者修改了 transfer 函数的行动,检查类接收方是否有能力支持这种 token 的转账。这也引入了一个 unsafeTransfer 函数,它可以跳过这个检查,如果发送者自己要求的话。但是,因为担心向后兼容的问题,这个函数在后续的修改中重新命名了。这使得 transfer 函数的表现在 ERC-20 和 ERC-721 上是完全相同的。但是,现在接收方的能力检查就要挪到别的地方去了。因此, safe 函数被发明出来:safeTransfer 和 safeTransferFrom。这个问题是合理的,在此之前,已经有很多 ERC-20 代币被意外转入根本没有预期会接收代币的合约,导致这些 token 被锁死的案例(一个很常见的错误是把代币转给它所属的代币合约,导致这些代币完全锁死)。毫不意外,当 ERC-1155 标准在草案阶段时,他们吸收了 ERC-721 标准的启发,不仅在转账中引入了接收方检查,在铸造中也加入了检查。这些标准在接下来几年中大部分都处于无人问津的状态,而 ERC-20 标准在隔壁独自精彩,直到最近,NFT 引发的 gas 价格暴涨表明,ERC-721 和 ERC-1155 标准迎来了开发者使用量上的暴涨。开发者的兴趣卷土重来,而这些标准在设计时都考虑到了安全性,这当然是一件幸事,对吧?再问一次,更安全,一定更好吗?OK,你们考虑是考虑到了,但这些函数如何能让转账或者铸造变得安全呢?不同的团队对 “安全” 的理解各有不同。对于一个开发者来说,安全的函数意味着这个函数里面没有 bug、不会引入额外的安全担忧。对于用户来说,安全性可能意味着程序做了充分的措施,可以保护他们不会不小心搬起石头砸自己的脚。事实证明,要按这样来区分的话,这些函数更多是后者(保护用户不受错误操作的困扰),而不是前者。因为,它给了开发者两个选择: transfer 和 safeTransfer ,为什么你不用 “安全” 的那个?名字里面都写好了嘛。嗯,一个理由是我们的老朋友,可重入漏洞(我一直在尽最大努力希望它能重命名为 “不安全的外部调用”)。回想一下,任何外部调用都可能是不安全的,只要接受方账户是由攻击者控制的;因为攻击者也许可以让你的合约转变成一种没有得到定义的状态。从设计上来说,这些 “safe” 函数扮演着对代币接收方的一个外部调用,这个调用通常是由铸造代币或转移代币的发送者控制的。换句话说,这就是不安全调用的一个典型案例。你可能会问,就是允许一个接收方拒绝一笔自己没法处理的转账而已,能有多大事呢?我们用两个简单的案例来回答这个问题。HashmasksHashmasks 是一种供给量有限的 NFT。用户在单笔交易中最多可以购买 20 个 NFT,虽然这些 NFT 口罩在几个月前就卖光了。这里我们看看买口罩的函数:function mintNFT(uint256 numberOfNfts) public payable {require(totalSupply() < MAX_NFT_SUPPLY, “Sale has already ended”);require(numberOfNfts > 0, “numberOfNfts cannot be 0”);require(numberOfNfts <= 20, “You may not buy more than 20 NFTs at once”);require(totalSupply().add(numberOfNfts) <= MAX_NFT_SUPPLY, “Exceeds MAX_NFT_SUPPLY”);require(getNFTPrice().mul(numberOfNfts) == msg.value, “Ether value sent is not correct”);for (uint i = 0; i < numberOfNfts; i++) {uint mintIndex = totalSupply();if (block.timestamp < REVEAL_TIMESTAMP) {_mintedBeforeReveal[mintIndex] = true;}_safeMint(msg.sender, mintIndex);}/*** Source of randomness. Theoretical miner withhold manipulation possible but should be sufficient in a pragmatic sense*/if (startingIndexBlock == 0 && (totalSupply() == MAX_NFT_SUPPLY || block.timestamp >= REVEAL_TIMESTAMP)) {startingIndexBlock = block.number;}}如果你没有预设,那这个函数看起来非常完美,有理有据。但是,如果你是个有心人,那你就能看出 _safeMint 调用里面藏着一些可怕的东西。function _safeMint(address to, uint256 tokenId, bytes memory _data) internal virtual {_mint(to, tokenId);require(_checkOnERC721Received(address(0), to, tokenId, _data), “ERC721: transfer to non ERC721Receiver implementer”);}从安全性出发,这个函数对代币的接收方调用了一个 callback 函数,来确认接受方愿不愿意接收这个代币。但是,如果你是代币的接受方,那么收到 callback 调用的时候,要采取什么行动完全是随你的便,这其中就包括再次调用 mintNFT。若是这么做了,我们只需铸造一个 NFT 之后,就可以重入这个函数,意味着我们可以请求铸造另外 19 个口罩 NFT。结果是我可以铸造出 39 个口罩,即使本来单次可以铸造的最大数量是 20 个。ENS 域名封装器最近,ENS 团队的 Nick Johnson 联系了我们,希望我们看看他们正在开发的一个 ENS 域名封装器。这个封装器允许用户将手上的域名代币化为一个新的 ERC-1155 代币,以此支持更细粒度的权限和更一致的 API。抽象地说,为了封装任意的 ENS 域名(准确来说是任意并非二级域名的 .eth 域名),你必须先允许域名封装器访问你的 ENS 域名。然后你调用 wrap(bytes,address,uint96,address) 函数,一边铸造一个 ERC-1155 代币,另一边托管了底层的 ENS 域名。这里是封装函数,可以说非常直接。首先,调用 _wrap 函数做一些逻辑计算,返回哈希化的域名名称。然后保证交易的发送者就是这个 ENS 域名的拥有者,然后托管这个域名。注意,如果发送者并不拥有这个底层的 ENS 域名,那么整个交易应该回滚,取消 _wrap 函数造成的所有变更。function wrap(bytes calldata name,address wrappedOwner,uint96 _fuses,address resolver) public override {bytes32 node = _wrap(name, wrappedOwner, _fuses);address owner = ens.owner(node);require(owner == msg.sender ||isApprovedForAll(owner, msg.sender) ||ens.isApprovedForAll(owner, msg.sender),“NameWrapper: Domain is not owned by the sender”);ens.setOwner(node, address(this));if (resolver != address(0)) {ens.setResolver(node, resolver);}}下面是 _wrap 函数,看起来没有任何特别的。function _wrap(bytes memory name,address wrappedOwner,uint96 _fuses) private returns (bytes32 node) {(bytes32 labelhash, uint256 offset) = name.readLabel(0);bytes32 parentNode = name.namehash(offset);require(parentNode != ETH_NODE,“NameWrapper: .eth domains need to use wrapETH2LD()”);node = _makeNode(parentNode, labelhash);_mint(node, name, wrappedOwner, _fuses);emit NameWrapped(node, name, wrappedOwner, _fuses);}不幸的是,_mint 本身可能会给不知情的开发者一个惊吓。ERC-1155 的规范里面声明,在铸造代币时,应该咨询接收方是否愿意接收这个代币。在深入研究库代码(从 OpenZeppelin 的基础上稍微修改而来),我们可以看到确实是这样的。function _mint(bytes32 node,bytes memory name,address wrappedOwner,uint96 _fuses) internal {names[node] = name;address oldWrappedOwner = ownerOf(uint256(node));if (oldWrappedOwner != address(0)) {// burn and unwrap old token of old owner_burn(uint256(node));emit NameUnwrapped(node, address(0));}_mint(node, wrappedOwner, _fuses);}function _mint(bytes32 node,address newOwner,uint96 _fuses) internal virtual {uint256 tokenId = uint256(node);address owner = ownerOf(tokenId);require(owner == address(0), “ERC1155: mint of existing token”);require(newOwner != address(0), “ERC1155: mint to the zero address”);require(newOwner != address(this),“ERC1155: newOwner cannot be the NameWrapper contract”);_setData(tokenId, newOwner, _fuses);emit TransferSingle(msg.sender, address(0x0), newOwner, tokenId, 1);_doSafeTransferAcceptanceCheck(msg.sender,address(0),newOwner,tokenId,1,“”);}但是这对我们来说到底有什么用呢?这又是一个不安全的外部调用,我们可以用来激发重入的漏洞。具体来说,请注意,在 callback 执行期间,我们还持有表示这个 ENS 域名的 ERC-1155 代币,但域名封装器还没验证完成我们是这个 ENS 域名的所有者。这时候我们可以直接操作这个 ENS 域名而无需是其所有者。举个例子,我们可以要求域名封装器解封这个域名,烧掉这个我们铸造出来的代币,然后获得它所代表的 ENS 域名。function unwrap(bytes32 parentNode,bytes32 label,address newController) public override onlyTokenOwner(_makeNode(parentNode, label)) {require(parentNode != ETH_NODE,“NameWrapper: .eth names must be unwrapped with unwrapETH2LD()”);_unwrap(_makeNode(parentNode, label), newController);}function _unwrap(bytes32 node, address newOwner) private {require(newOwner != address(0x0),“NameWrapper: Target owner cannot be 0x0”);require(newOwner != address(this),“NameWrapper: Target owner cannot be the NameWrapper contract”);require(!allFusesBurned(node, CANNOT_UNWRAP),“NameWrapper: Domain is not unwrappable”);// burn token and fuse data_burn(uint256(node));ens.setOwner(node, newOwner);emit NameUnwrapped(node, newOwner);}现在我们拿到了目标 ENS 域名了,可以为所欲为了,比如我可以注册一个子域名,或者重设解析器。完成之后再退出 call back 函数。域名封装器这时候会获取这个 ENS 域名的所有者,也就是我们,发现匹配之后验证完成,交易成功。就像这样,我们可以暂时获取向域名封装器授权的任何 ENS 域名的所有权并执行任意的修改。结论给人惊吓的代码可能造成恶劣的后果,在两个案例中,开发者都理性地假设了 safe 函数族(至少)会跟普通的函数一样安全而不会增加攻击面。随着 ERC-721 和 ERC-1155 标准变得更加流行,这种攻击可能会越来越频繁。开发者需要考虑使用 safe 函数族的风险,并考虑外部调用会怎样跟自己写下的代码交互。 根据国家《关于防范代币发行融资风险的公告》,大家应警惕代币发行融资与交易的风险隐患。本文来自LIANYI转载,不代表链一财经立场,转载请联系原作者。 noderequire函数封装函数调用科普