SOL:Solidity編譯器漏洞分析：ABI重編碼的缺陷-ODAILY

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本文從源代碼層面對Solidity編譯器(0.5.8<=version<0.8.16)在ABIReencoding過程中，由于對固定長度的uint和bytes32類型數組的錯誤處理所導致的漏洞問題進行詳細分析，并提出相關的解決方案及規避措施。

漏洞詳情

ABI編碼格式是用在用戶或合約對合約進行函數調用，傳遞參數時的標準編碼方式。具體可以參考Solidity官方關于ABI編碼的詳細表述。

在合約開發過程中，會從用戶或其他合約傳來的calldata數據中，獲取需要的數據，之后可能會將獲取的數據進行轉發或emit等操作。限于evm虛擬機的所有opcode操作都是基于memory、stack和storage，所以在Solidity中，涉及到需要對數據進行ABI編碼的操作，都會將calldata中的數據根據新的順序按照ABI格式進行編碼，并存儲到memory中。

該過程本身并沒有大的邏輯問題，但是當和Solidity的cleanup機制結合時，由于Solidity編譯器代碼本身的疏漏，就導致了漏洞的存在。

根據ABI編碼規則，在去掉函數選擇符之后，ABI編碼的數據分為head和tail兩部分。當數據格式為固定長度的uint或bytes32數組時，ABI會將該類型的數據都存儲在head部分。而Solidity對memory中cleanup機制的實現是在當前索引的內存被使用后，將下一個索引的內存置空，以防止下一索引的內存使用時被臟數據影響。并且，當Solidity對一組參數數據進行ABI編碼時，是按照從左到右的順序進行編碼！！

Delio將于6月28日恢復ADA、SOL等代幣存取款服務:6月26日消息，韓國加密金融公司Delio發布公告稱，將于北京時間6月28日11:00恢復Cardano（ADA）、Solana（SOL）、Tezos（XTZ）、Polkadot（DOT）、Kusama（KSM）、NEARProtocol（NEAR）存取款服務。[2023/6/26 22:00:15]

為了便于后面的漏洞原理探索，考慮如下形式的合約代碼：

contractEocene{

eventVerifyABI(bytes,uint);

functionverifyABI(bytescalldataa,uintcalldatab)public{

emitVerifyABI(a,b);//Event數據會按照ABI格式編碼之后存儲到鏈上

}

}

合約Eocene中verifyABI函數的作用，僅僅是將函數參數中的不定長bytesa和定長uintb進行emit。

這里需要注意，event事件也會觸發ABI編碼。這里參數a,b會編碼成ABI格式后再存儲到鏈上。

我們使用v0.8.14版本的Solidity對合約代碼進行編譯，通過remix進行部署，并傳入verifyABI(,)。

首先，我們看一看對verifyABI(,)的正確編碼格式：

Chris Burniske：已準備好支持垂死的Solana網絡:金色財經報道，Ark Invest加密貨幣部門的前負責人Chris Burniske表示，他已準備好支持垂死的Solana網絡，并同意Vitalik Buterin分享的最新話題。此外，就生態系統而言，Dapp建造者在中的應用開發者往往是Web2和Web3的混合體，這意味著他們了解加密貨幣的后端，但也有能力制作與主流對話的前端--加密貨幣需要更多這樣的東西。

金色財經此前報道，V神表示，希望Solana社區可以有公平的機會成長。[2022/12/30 22:16:37]

0x52cd1a9c//bytes4(sha3("verify(btyes,uint)"))

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000060//indexofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000011111//b

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000022222//b

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002//lengthofa

加密借貸和交易公司Genesis向Maple基于Solana的借貸平臺投入7500萬美元:金色財經報道，加密借貸和交易公司Genesis正在向 Maple 基于 Solana 的借貸平臺投入 7500 萬美元來擴大其去中心化金融（DeFi）業務。

Maple 今年早些時候推出了基于 Solana 的平臺，還在以太坊上運行一個借貸平臺，通過此次注資，Genesis 將成為 Maple Solana 平臺資金池的首個中心化交易公司。

據 Genesis 稱，交易公司 Wintermute 和 Amber Group 計劃從該池中借款。Genesis 表示，Maple 平臺上的借款方經過由資金池代表監督的盡職調查流程，從而降低信用風險，通過 Maple 的基礎設施運行部分貸款賬簿，通過用鏈上功能替換傳統軟件工具，可以降低運營成本。（The Block）[2022/6/2 3:57:03]

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0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000080//indexofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003//lengthofa

AOFEX于5月19日上線RUNE、SOL:據官方消息，AOFEX交易所于5月19日正式上線RUNE、SOL；將于AQ及USDT交易區15:00（GMT+8）上線RUNE，17:00（GMT+8）上線SOL交易；RUNE、SOL充提業務暫不開啟，具體時間將以公告形式另行通知。

THORChain是一個高度優化的多鏈，使用pBFT共識來實現亞秒級塊終結性。RUNE是THORChain生態圈的通證，可用于支付交易手續費、保持流動性，并用作出塊獎勵。持幣者可獲得分紅。

AOFEX數字貨幣金融衍生品交易所，旨在為用戶提供優質服務和資產安全保障。[2021/5/19 22:19:09]

aaaaaa0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000//a

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003//lengthofa

bbbbbb0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000//a

如果Solidity編譯器正常，當參數a,b被event事件記錄到鏈上時，數據格式應該和我們發送的一樣。讓我們實際調用合約試試看，并對鏈上的log進行查看,如果想自己對比，可以查看該TX。

成功調用后，合約event事件記錄如下：

動態 | 加拿大交易平臺CoinField將于2月18日推出Sologenic IEO:加拿大交易平臺CoinField宣布將于2月18日推出Sologenic IEO 。據悉，Sologenic基于XRP分類賬，并通過XRP Ledger進行資產標記化。（JP.Cointelegraph）[2020/1/22]

！！震驚，緊跟b的，存儲a參數長度的值被錯誤的刪除了！！

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0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000011111//b

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000022222//b

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000//lengthofa??whybecome0??

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000040//indexofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000080//indexofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003//lengthofa

aaaaaa0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000//a

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003//lengthofa

bbbbbb0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000//a

為什么會這樣？

正如我們前面所說，在Solidity遇到需要進行ABI編碼的系列參數時，參數的生成順序是從左至，具體對a,b的編碼邏輯如下

Solidity先對a進行ABI編碼，按照編碼規則，a的索引放在頭部，a的元素長度以及元素具體值均存放在尾部。

處理b數據，因為b數據類型為uint格式，所以數據具體值被存放在head部分。但是，由于Solidity自身的cleanup機制，在內存中存放了b之后，將b數據所在的后一個內存地址(被用于存放a元素長度的內存地址)的值置0。

ABI編碼操作結束，錯誤編碼的數據存儲到了鏈上，SOL-2022-6漏洞出現。

在源代碼層面，具體的錯誤邏輯也很明顯，當需要從calldata獲取定長bytes32或uint數組數據到memory中時，Solidity總是會在數據復制完畢后，將后一個內存索引數據置為0。又由于ABI編碼存在head和tail兩部分，且編碼順序也是從左至右，就導致了漏洞的存在。

具體漏洞的Solidity編譯代碼如下：

當源數據存儲位置為Calldata，且源數據類型為ByteArray，String，或者源數組基礎類型為uint或bytes32時進入ABIFunctions::abiEncodingFunctionCalldataArrayWithoutCleanup()

進入之后，會首先通過fromArrayType.isDynamicallySized()對源數據是否為定長數組來對源數據進行判斷，只有定長數組才符合漏洞觸發條件。

將isByteArrayOrString()判斷結果傳遞給YulUtilFunctions::copyToMemoryFunction(),根據判斷結果來確定是否在calldatacopy操作完成后，對后一個索引位置進行cleanup。

上訴幾個約束條件結合，就只有位于calldata中的源數據格式為定長的uint或bytes32的數組復制到內存時才能觸發漏洞。也即是漏洞觸發的約束條件產生的原因。

由于ABI進行參數編碼時，總是從左到右的順序，考慮到漏洞的利用條件，我們必須要明白，必須在定長的uint和bytes32數組前，存在動態長度類型的數據被存儲到ABI編碼格式的tail部分，且定長的uint或bytes32數組必須位于待編碼參數的最后一個位置。

原因很明顯，如果定長的數據沒有位于最后一個待編碼參數位置，那么對后一內存位置的置0不會有任何影響，因為下個編碼參數會覆蓋該位置。如果定長數據前面沒有數據需要被存儲到tail部分，那么即便后一內存位置被置0也沒有關系，因為該位置并不背ABI編碼使用。

另外，需要注意的是，所有的隱式或顯示的ABI操作，以及符合格式的所有Tuple，都會受到該漏洞的影響。

具體的涉及到的操作如下：

event

error

abi.encode*

returns//thereturnoffunction

struct//theuserdefinedstruct

allexternalcall

解決方案

當合約代碼中存在上訴受影響的操作時，保證最后一個參數不為定長的uint或bytes32數組

使用不受漏洞影響的Solidity編譯器

尋求專業的安全人員的幫助，對合約進行專業的安全審計

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