前往小程序,Get更优阅读体验!
立即前往
首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >智能合约游戏之殇——God.Game 事件分析

智能合约游戏之殇——God.Game 事件分析

作者头像
Seebug漏洞平台
发布2018-09-30 09:35:09
8690
发布2018-09-30 09:35:09
举报
文章被收录于专栏:Seebug漏洞平台

作者:Sissel@知道创宇404区块链安全研究团队 发布时间:2018/08/24

0x00 前言

当你凝视深渊时,深渊也在凝视着你。

越来越多的乐透、赌博游戏与区块链体系结合起来,步入众多投资者和投机者的视野中。区块链可以说是这类游戏的温床。正面来说,区块链的可信机制与合约的公开,保证了游戏的中立。另一方面,区块链的非实名性,也让玩家的个人信息得以隐藏。

分红、邀约、股息,这些游戏看似利益诱人,实则一个个都是庞氏骗局。游戏火了,诈骗满满皆是。每个人都信心满满地走进游戏,投入大笔资金,希望自己成为受益者,别人都是自己的接盘侠。这样的游戏,只有两个结局,不是游戏所有者获益,就是半路杀进游戏的区块链黑客卷走一切,让玩家血本无归,无一例外。日复一日,无数投机者交了学费,空手而归,却又毫不死心,重入深渊。

游戏依然层出不穷,不信邪的人也是接连不断。近日,国内出现了一款类PoWH的银行游戏,在两周的宣传过后,短短数日,就完成了游戏创建、集资、黑客卷钱走人这一整个流程,让无数玩家措手不及。

时间线
  • 2018年08月19日晚十一点半,宣传良久的区块链赌博游戏God.Game合约被创建于以太坊6176235区块。在之后的两天时间,游戏内加入了大量玩家,合约内存储的以太币也增加到了243eth。
  • 2018年08月21日凌晨一点钟,攻击者经过简单的测试,部署了一个攻击合约。短短几分钟时间,利用游戏合约漏洞,将合约账户的eth洗劫为空。

知道创宇404区块链安全研究团队得知此事件后,对游戏合约进行了仔细审计,复现了攻击者的手法,接下来,将对整个事件进行完整的分析,并给出一种简洁的利用方式。

0x01 合约介绍

智能合约名为God,地址为 0xca6378fcdf24ef34b4062dda9f1862ea59bafd4d,部署于 6176235,发行了名为God币的代币(erc20 token)。

God.Game主要是一个银行合约,代码有上千行,较为复杂。如果之前对PoWH3D等类似合约有过接触,God便不难理解。下面我们介绍些简单概念。

ERC20 token

token代表数字资产,具有价值,通过智能合约发行于区块链上,我们可以称之为代币。符合ERC20协议的代币可以更容易互换,方便的在交易所上市。God币便是符合ERC20协议的代币。

合约功能

在God.Game中,你可以通过eth购买token(god币),当你拥有了token,相当于参加了这个游戏。

  • 购买token:会产生一定的手续费,除了主办方会收取一部分外,还有一部分将会均分给所有token持有者,也就是所谓的分红。
  • 转账token:你可以将手中的token转账给他人。
  • 出售token:将手中的token出售为可提款。
  • 提取红利:将分红转为以太币提取出来。
  • 邀请机制:当你拥有多于100个token,将开启邀请系统。他人使用你的地址,你将会获得较多的手续费提成作为分红。【攻击未涉及该功能】

token与eth的兑换、分红的多少,都与token的总量以及持有者有关,不断变化。

代码浅析

我们将简要介绍合约中出现的几个重要变量。

在开始介绍前,请先记住一个概念:红利由 账户token的价值 - payout 得到,时常变化,而不是记录这个变量。

用户信息
  • token【代币】是确定的数量,用户的token仅可通过自己buy、sell、transfer变动。
  • token * profitPerShare 可以看作是账户token的价值。
  • payouts 我们称之为已经用过的钱。【这个定义并不严谨,可以叫控制账户红利的值】
  • token * profitPerShare - payoutsTo_ 可以看作用户在此合约内现在可以使用的钱, 定义为红利。

合约通过控制payoutsTo的值,来控制用户可用的钱,即红利【用来提eth,或再向God合约购买token】。

全局变量

以下变量是全局中浮动的

重要的临时变量

dividends = 账户总价值 - 已用的钱【payout】

dividends这个变量并不存储,不然每当其他参数变动时,需要计算所有人的分红。

每次使用时,通过myDividends(false)计算,而这个函数在不涉及推荐功能时,仅调用了dividendsOf(address customerAddress)。

这里也是本次攻击的溢出点。

0x02 漏洞点

漏洞点有两处,简而言之,是当被转账账户是合约账户时,处理有误造成的。

计算分红

function dividendsOf(address _customerAddress) view public returns (uint256) { return (uint256) ((int256)(profitPerShare_ * tokenBalanceLedger_[_customerAddress]) - payoutsTo_[_customerAddress]) / magnitude; }

从上面得知,分红可用来提eth,或再次购买token。 分红本应永远为正数,这里的减法未使用safeMath,最后还强制转换uint,会造成整数溢出。 我们需要控制payoutsTo和token的关系。

转账transfer()

// exchange tokens tokenBalanceLedger_[_from] = SafeMath.sub(tokenBalanceLedger_[_from], _amountOfTokens); tokenBalanceLedger_[_toAddress] = SafeMath.add(tokenBalanceLedger_[_toAddress], _amountOfTokens);

我们看到,如论如何转账,token一定是一方减少,另一方增加,符合代币的特点。

if (fromLength > 0 && toLength <= 0) { // contract to human contractAddresses[_from] = true; contractPayout -= (int) (_amountOfTokens); tokenSupply_ = SafeMath.add(tokenSupply_, _amountOfTokens); payoutsTo_[_toAddress] += (int256) (profitPerShare_ * _amountOfTokens); } else if (fromLength <= 0 && toLength > 0) { // human to contract contractAddresses[_toAddress] = true; contractPayout += (int) (_amountOfTokens); tokenSupply_ = SafeMath.sub(tokenSupply_, _amountOfTokens); payoutsTo_[_from] -= (int256) (profitPerShare_ * _amountOfTokens);

这里是God中,针对转账双方的账户类型【外部账户、合约账户】采取的不同操作。

我们会发现,transfer()函数并未对合约账户的payoutsTo进行操作。而是仅修改了contractPayout这个和God合约参数有关的全局变量。

导致合约账户中 token(很多) * profitPerShare(常量) - payoutsTo(0) 非常大。正常来讲,payoutsTo应该变大,令账户的dividends为 0。

这种写法非常奇怪,在ERC20的协议中,当被转账账户为合约时,只需要合约拥有该代币的回调函数即可,没有别的要求。

0x03 攻击链

这样我们就可以得到大致的攻击链: 再次注意,红利 dividens = token * token价值 - payout(用户已经花了的部分)。 即 可用的钱 = 总价值 - 已用的钱

  1. 攻击者 ==转账==> 攻击合约 合约状况:
  1. 攻击合约 withdraw() 合约状况:
  1. 攻击合约 ==转账==> 攻击者 合约状况:
  1. 攻击合约 reinvest() 合约状况:

再投资【使用红利购买token】,通过大量的红利,可以随意购买token,进而sell()+withdraw()提出eth,完成攻击。

0x04 实际流程

攻击者首先部署了几个测试的攻击合约,因为一些原因之后未使用,可能仅供测试。

攻击合约逆向

知道创宇404区块链安全研究团队使用昊天塔,对攻击者部署的合约进行了逆向,得到了攻击合约大致代码。

得到的函数列表

0x0: main() 0xa2: withdraw() 0xb7: ownerWithdraw() 0xcc: owner() 0xfd: myTokens() 0x124: transfer(address,uint256) 0x148: tokenFallback(address,uint256,bytes) 0x1c5: sell(uint256) 0x1dd: exit() 0x1f2: func_ee2ece60 0x207: buy(address) 0x21b: func_f6613ff5 0x230: reinvest()

而具体分析函数内容,发现该合约大部分函数都是以本合约发起对God合约的调用,例如:

function withdraw() public { if (msg.sender == 0x2368beb43da49c4323e47399033f5166b5023cda){ victim.call(bytes4(keccak256("withdraw()"))); } }

对照攻击者交易明细,我们来复现攻击流程。我们假设token对应红利是1:1,便于解释。

  1. 部署攻击合约 tx:1. 部署合约 攻击者部署合约,准备攻击。 合约地址:0x7F325efC3521088a225de98F82E6dd7D4d2D02f8
  2. 购买token tx:2. 购买token 攻击者购买一定量token,准备攻击。
  1. 向攻击合约转账token tx:3. transfer(attacker -> attack-contract) 攻击者本身购买了少量token,使用游戏合约中的transfer(),向攻击合约转账。
  1. 攻击合约withdraw() tx:4. withdraw() 攻击合约调用了God的withdraw(),攻击合约因此获得了红利对应以太币【不重要】
  1. 攻击合约transfer() tx:5. transfer(attack-contract -> attacker) 将token转回,攻击合约token不变,红利溢出。
  1. 攻击合约reinvest() tx:6. reinvest() 再投资,将红利买token,可以大量购买token。
  1. 攻击合约sell() tx:7. sell() 卖出一部分token,因为发行的token过多,会导致token价值太低,提取以太币较少。
  2. 攻击合约transfer() tx:8. transfer(attack-contract -> 受益者) 把智能合约账户的token转给受益者(0xc30e)一部分。
  3. 受益者sell()+withdraw() 受益者(0xc30e)卖掉token,并withdraw()红利,得到以太币。

0x05 更简单的攻击手法

回顾上述攻击流程,攻击成立主要依赖红利由 token - payout 得到,时常变化,而不是记录这个特性。

在交易token时,变化的只是双方持有的token数,双方的红利应该不变,换言之,就是用户的payout也需要变化才能保证红利变化。

漏洞就在于在用户和合约交易token时,合约方的payout并没有相应的增加,导致红利平白无故的多出来,最终导致了凭空生币。

这样一来,我们就可以使用更简单的攻击手法。

下面是详细的介绍:

  1. 攻击者 ==转账==> 攻击合约 合约收到转账时,红利本应为0,却变得很多,账户可用资金变得很多。
  2. 攻击合约 withdraw() 把可用的钱提款为eth,token不变。
  3. 攻击合约 ==转账==> 攻击者 token原路返回攻击者,token不变,但合约中多出了 eth 。

我们发现智能合约在这个过程中,因为接受转账未增加payout,导致在第二步中可以提取不少的以太币,并在第三步将token原路转回。 这一过程,合约账户便可凭空得到以太币。而只需要支付一部分手续费以及token的轻微贬值。如此反复创建新的合约,并按以上步骤,可以提出God.Game中大量的以太币。

注意事项

此攻击方法理论成立,还需仔细考察手续费和token价值变化等细节问题,但从合约中提取部分以太币是可行的。

具体分析
  1. 购买token 攻击者购买一定量token,准备攻击。
  1. 向攻击合约转账token 攻击者本身购买了少量token,使用游戏合约中的transfer(),向攻击合约转账。
  1. 攻击合约调用 withdraw() withdraw() 的主要逻辑如下: 攻击合约调用withdraw(),通过以太币的形式取出利息 dividents。
  1. 攻击合约transfer() 将token转回,攻击者token恢复为1000。

0x06 总 结

以上就是God.Game合约的分析,以及本次攻击的复现。这次攻击的发生距离合约部署仅有两天,整个攻击流程非常巧妙。按照前面的分析,仅通过合约账户的withdraw()就可以提出以太币。但攻击者还利用了红利溢出,进而获得了大量的token。根据上面多方面因素,虽然主办方在事件发生后声明自己是受害者。但是根据telegram上记录,主办方在游戏开始之前就再未查看玩家群。这些现像,引人深思。

区块链游戏看似充满诱惑,实则迷雾重重。无论如何谨慎,都有可能跌入深渊。谁也不知道游戏背后的创建者究竟有什么打算,但人皆贪婪,有钱财的地方,必有隐患。

0x07 相关链接

  • PoWH 3D 源码分析 https://github.com/Fabsqrt/BitTigerLab/tree/master/Blockchain/Classes/PoWH3D
  • God.Game官网 http://god.game/#/

附录1 此次事件相关地址

  • God合约创建者 0x802dF0C73EB17E540b39F1aE73C13dcea5A1CAAa
  • God合约地址 0xCA6378fcdf24Ef34B4062Dda9F1862Ea59BaFD4d
  • 最终以太币存储的账户 0xC30E89DB73798E4CB3b204Be0a4C735c453E5C74
  • 攻击者 0x2368beb43da49c4323e47399033f5166b5023cda
  • 攻击合约 0x7f325efc3521088a225de98f82e6dd7d4d2d02f8

附录2 God.Game合约的函数分析

  • buy() - 购买token
  • sell() - 出售token

未使用的分红增加,可用来withdraw(提款)或reinvest(再投资)。

  • withdraw() - 将分红清0,分红换为eth取出

清零分红,获得相应的eth。

  • reinvest() - 再投资

消耗掉账户的分红,换成token。

  • transfer() - 转账

from:

to:

附录3 根据昊天塔逆向结果,构造的攻击合约

pragma solidity ^0.4.23; contract Attack { address public owner; address public victim; function Attack() payable { owner = msg.sender; } function setVictim(address target) public { victim = target; } function withdraw() payable public { victim.call(bytes4(keccak256("withdraw()"))); } function reinvest() payable public { victim.call(bytes4(keccak256("reinvest()"))); } function transfer(address to_, uint256 amount) payable public{ victim.call(bytes4(keccak256("transfer(address,uint256)")),to_,amount); } function () payable public{} function tokenFallback(address _from, uint _amountOfTokens, bytes _data) public returns (bool){ return true; } }

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划,分享自微信公众号。
原始发表:2018-08-25,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 Seebug漏洞平台 微信公众号,前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划  ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
目录
  • 时间线
  • ERC20 token
  • 合约功能
  • 代码浅析
    • 用户信息
      • 全局变量
        • 重要的临时变量
        • 计算分红
        • 转账transfer()
        • 攻击合约逆向
        • 注意事项
        • 具体分析
        • 附录1 此次事件相关地址
        • 附录2 God.Game合约的函数分析
        • 附录3 根据昊天塔逆向结果,构造的攻击合约
        领券
        问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档