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智能合约中外部调用漏洞

news 来源：原创 2024/9/29 14:22:33

外部调用：

在智能合约开发中，调用不受信任的外部合约是一个常见的安全风险点。这是因为，当你调用另一个合约的函数时，你实际上是在执行那个合约的代码，而这可能会引入你未曾预料的行为，包括恶意行为。下面我将通过一个示例来说明这一风险，并提出相应的缓解策略。

漏洞合约示例

假设我们有一个智能合约，它允许用户通过调用一个外部合约来完成某种任务，比如兑换代币。这里，我们假设外部合约提供了一个transferFrom函数，用于从一个账户向另一个账户转移代币。

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;contract ExternalCallVulnerable {address public externalTokenContract;constructor(address _externalTokenContract) {externalTokenContract = _externalTokenContract;}function exchangeTokens(uint256 amount) public {IERC20(externalTokenContract).transferFrom(msg.sender, address(this), amount);}
}

在这个合约中，exchangeTokens函数调用了外部合约的transferFrom函数。然而，这里存在一个潜在的问题：外部合约可能包含恶意代码，或者其逻辑可能与预期不符，导致资金损失或其他不良后果。

攻击演示

攻击者可以通过部署一个恶意的ERC20代币合约，并将这个合约地址传递给我们的合约。恶意合约可能在transferFrom函数中包含额外的逻辑，比如在转移代币的同时，调用我们的合约中的其他函数，或者执行一些未授权的操作。

// 恶意合约示例
contract MaliciousToken is IERC20 {function transferFrom(address, address, uint256) public override returns (bool) {// 正常转移代币逻辑...// 执行额外的恶意操作，例如调用合约中的其他函数ExternalCallVulnerable(0x...).someUnsafeFunction();return true;}
}

当用户尝试通过我们的合约交换恶意合约中的代币时，恶意合约的transferFrom函数会被调用，执行恶意操作。

解决方案

为了减轻外部调用带来的风险，我们可以采取以下措施：

1、代码审查：在允许调用外部合约之前，对其进行彻底的代码审查，确保其逻辑符合预期，没有包含恶意代码。
2、白名单机制：只允许调用经过验证的、可信任的合约列表。这样，即使出现新的恶意合约，也无法通过我们的合约进行调用。
3、使用安全库：利用如OpenZeppelin等安全库中的标准化接口，这些接口通常已经考虑到了安全性和兼容性问题。
4、限制调用深度：避免在调用外部合约时再次调用其他外部合约，以防止递归调用导致的攻击。
5、事件监听与异常处理：在调用外部合约时，监听返回值和异常，确保调用成功并且没有发生异常行为。

下面是一个改进后的合约示例，其中实现了白名单机制：

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;interface IERC20 {function transferFrom(address, address, uint256) external returns (bool);
}contract SafeExternalCall {mapping(address => bool) public approvedContracts;address public externalTokenContract;constructor(address _externalTokenContract) {approveContract(_externalTokenContract);externalTokenContract = _externalTokenContract;}function exchangeTokens(uint256 amount) public {require(approvedContracts[externalTokenContract], "Contract not approved");IERC20(externalTokenContract).transferFrom(msg.sender, address(this), amount);}function approveContract(address contractAddress) public {approvedContracts[contractAddress] = true;}
}

漏洞合约示例

假设我们有一个智能合约，它允许用户通过调用一个外部合约来完成某种任务，比如兑换代币。这里，我们假设外部合约提供了一个transferFrom函数，用于从一个账户向另一个账户转移代币。

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;contract ExternalCallVulnerable {address public externalTokenContract;constructor(address _externalTokenContract) {externalTokenContract = _externalTokenContract;}function exchangeTokens(uint256 amount) public {IERC20(externalTokenContract).transferFrom(msg.sender, address(this), amount);}
}

在这个合约中，exchangeTokens函数调用了外部合约的transferFrom函数。然而，这里存在一个潜在的问题：外部合约可能包含恶意代码，或者其逻辑可能与预期不符，导致资金损失或其他不良后果。

攻击演示

攻击者可以通过部署一个恶意的ERC20代币合约，并将这个合约地址传递给我们的合约。恶意合约可能在transferFrom函数中包含额外的逻辑，比如在转移代币的同时，调用我们的合约中的其他函数，或者执行一些未授权的操作。

// 恶意合约示例
contract MaliciousToken is IERC20 {function transferFrom(address, address, uint256) public override returns (bool) {// 正常转移代币逻辑...// 执行额外的恶意操作，例如调用合约中的其他函数ExternalCallVulnerable(0x...).someUnsafeFunction();return true;}
}

当用户尝试通过我们的合约交换恶意合约中的代币时，恶意合约的transferFrom函数会被调用，执行恶意操作。

安全改进

为了减轻外部调用带来的风险，我们可以采取以下措施：

代码审查：在允许调用外部合约之前，对其进行彻底的代码审查，确保其逻辑符合预期，没有包含恶意代码。
白名单机制：只允许调用经过验证的、可信任的合约列表。这样，即使出现新的恶意合约，也无法通过我们的合约进行调用。
使用安全库：利用如OpenZeppelin等安全库中的标准化接口，这些接口通常已经考虑到了安全性和兼容性问题。
限制调用深度：避免在调用外部合约时再次调用其他外部合约，以防止递归调用导致的攻击。
事件监听与异常处理：在调用外部合约时，监听返回值和异常，确保调用成功并且没有发生异常行为。

下面是一个改进后的合约示例，其中实现了白名单机制：

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;interface IERC20 {function transferFrom(address, address, uint256) external returns (bool);
}contract SafeExternalCall {mapping(address => bool) public approvedContracts;address public externalTokenContract;constructor(address _externalTokenContract) {approveContract(_externalTokenContract);externalTokenContract = _externalTokenContract;}function exchangeTokens(uint256 amount) public {require(approvedContracts[externalTokenContract], "Contract not approved");IERC20(externalTokenContract).transferFrom(msg.sender, address(this), amount);}function approveContract(address contractAddress) public {approvedContracts[contractAddress] = true;}
}

在这个改进后的合约中，我们添加了一个approvedContracts映射，用于存储经过审批的外部合约地址。只有当外部合约地址被列入白名单时，才能通过我们的合约进行调用。

通过这些改进，我们可以大大降低因调用不受信任的外部合约而引入的安全风险。然而，在实际应用中，还需要持续关注新的安全威胁和最佳实践，以维护合约的安全性。