CAL:UUPSUpgradeable 漏洞分析

本文作者：bixia1994

參考鏈接：UUPSUpgradeableVulnerabilityPost-mortem-General/Announcements-OpenZeppelinCommunity

EIP-1967

在UUPS中，其實現了EIP-1967

作為一個實現EIP-897的代理合約，其在代理合約中會實現這兩個函數。

UUPSEIP-1822

EIP-1822討論的合約升級模式與Openzeppelin的透明合約升級模式的不同點在于：EIP-1822的代理合約只讀取實現合約的地址，并將所有的方法都代理給實現合約，包括修改實現合約地址的邏輯部分也在實現合約里。而透明合約升級模式中，proxy合約管理著實現合約的地址，要實現合約升級，只需要在proxy合約中更改實現合約的地址即可。其他的邏輯代理給實現合約。

也就是說EIP-1822的實現合約既包含了普通的業務邏輯處理，更包含了自身的升級邏輯處理。簡單來講就是EIP-1822的實現合約部分，都需要繼承自一個公共的可升級實現合約：proxiable

UUpool宣布已下架Chia礦池服務:據官方公告，Chia排名第二的礦池UUpool宣布，已于2021年05月17日中午12:00停止Chia礦池服務。5月17日12:00前發起提現的交易已全部處理，2021年05月21日24:00將關閉提現通道。此前在5月16日，UUpool表示由于目前Chia礦池協議機制不完善，多挖雙挖方案屢禁不止，目前Chia團隊也暫未給出高效的解決方案，為了保護正常挖礦礦工的權益，決定暫時下線Chia礦池，待Chia官方出新的礦池協議后，視情況決定是否重新上線，用戶可正常提現不受影響。[2021/5/17 22:12:18]

functionupgradeToAndCall(addressnewImplementation,bytesmemorydata)externalpayablevirtual{}function_authorizeUpgrade(addressnewImplementation)internalonlyOwner(){}

OpenZeppelin Contracts V4.1 發布 引入廉價 UUPS 代理:據官方消息，以太坊技術服務商 OpenZeppelin 發布 OpenZeppelin Contracts V4.1 版本，該版本引入 UUPS 代理作為透明代理的一種更為便宜的替代方案，另外，新的 ERC20 擴展允許使用內置的閃電鑄造（flash minting）輕松創建代幣。此外，一個新的效用合約提供了一種批處理機制，而不需要進行任何額外的設置。[2021/4/30 21:13:30]

其中，openzeppelin通過回滾檢測，來檢查是否升級成功，避免了EIP-1822中遇到的問題：

function_upgradeToAndCallSecure(addressnewImplementation,bytesmemorydata,boolforceCall)internal{//第一步：設置newImpl地址到實現合約地址addressoldImplementation=_getImplementation();_setImplementation(newImplementation);//第二步：針對新的實現合約地址進行初始化if(data

Adamant Capital創始人Tuur Demeester疑似宣布退圈:加密貨幣領域KOL、Adamant Capital創始人Tuur Demeester今日發推稱：“2020年，我的（社交媒體）動態中比特幣相關內容占比已由80%降至20%-30%。在我探索新興趣的過程中，能與你們繼續對話，我感到受寵若驚，也非常感激。需要說明的是，我仍然熱愛比特幣。我所感覺到的是，隨著生態系統的成熟，我對增值的熱情正在一點點減弱。不知何故，我喜歡探索新的領域。我覺得我已經在尋找下一個東西了，因為我覺得比特幣很快就將走向繁榮。”[2020/3/19]

//第三步：執行回滾檢查//PerformrollbacktestifnotalreadyinprogressStorageSlot

}

Openzepplin的實現漏洞分析

在上述的Openzeppelin的實現中，其通過回滾檢測避免了EIP-1822中遇到的問題：即升級到一個不滿足EIP-1822規范的合約時，此時代理合約和實現合約就完全被鎖死，無法繼續升級。但是其又引入了一個新的問題，即：回滾操作中事實上模擬了一遍新的實現合約地址中的upgradeTo操作，并且是通過delegatecall方式來進行調用。

動態 | 香港Enecuum公司正在開發基于Trinity混合共識協議的區塊鏈:據Bits.media消息，香港Enecuum公司正在開發基于Trinity混合共識協議的區塊鏈，其中包括移動設備上的工作量證明（PoW），權益證明（PoS）和移動活動證明（PoA）礦工。所有新開發項目準備就緒后，將部署到Enecuum測試網絡并由實際用戶進行測試。[2019/12/25]

通過delegatecall調用新合約地址的upgradeTo方法有什么問題呢？

查看黃皮書中關于delegatecall的定義為：

Message-callintothisaccountwithanalternativeaccounts'code,butpersistingthecurrentvaluesforsenderandvalue

thismeansthatthereceipientisinfactthesameaccountasatpersent,simplythatthecodeisoverwrittenandthecontextisalmostentirelyidentical

聲音 | Tuur Demeester：比特幣類似2003年的亞馬遜股票，處在后泡沫時代的牛市:在BitcoinExchangeGuide的最新分析文章中，比特幣資本方Adamant Capital的創始人Tuur Demeester把這一情形比喻做“比特幣的后泡沫牛市。”

Demeester將比特幣與亞馬遜股票作比較。亞馬遜股票同樣在1999年的100美元位下跌到2001年的10美元。2003年的互聯網泡沫破滅后，亞馬遜股票從20美元攀升至60美元，又在同年跌到40美元。在其后的四年，亞馬遜漲至100美元，并且在2009年漲至130美元。現在亞馬遜的股票價格是1883.51美元。像亞馬遜一樣，比特幣的價格當然會經歷波動，但是如今的比特幣是一個驚爆價。應當大力買入。[2019/9/8]

從黃皮書的定義來看，delegatecall事實上保存了當前賬戶的余額和msg

functionmint(addressto,uint256amount)publiconlyOwner{_mint(to,amount);}function_authorizeUpgrade(addressnewImplementation)internalonlyOwneroverride{}}

注意這里的TestToken是UUPS升級合約的實現合約部分，而不是代理合約部分。那么應該如何去做這個TestToken的POC呢？

POC

這里不能直接在malicious合約中的upgradeTo方法中寫selfdestruct，而是應該利用ForceCall部分的delegatecall，并通過寫入rollbackTesting

function_authorizeUpgrade(addressnewImplementation)internal{}}

討論

那么在openzeppelin的UUPS實現中，使用delegatecall來進行回滾測試有什么問題呢？

問題就是：

Address

}

上述openzeppelin實現的代碼中，最為核心的一條是理解：當delegatecall到一個selfdestruct方法后，程序所有的代碼都會被直接清空，不會繼續往下執行，也就不會去執行后面的require判斷條件。

然而在remix中執行時，發現delegatecall之后的require語句還是執行了：

這是不對的，需要進一步理解黃皮書中關于selfdestruct這個opcode的定義：

selfdestruct:Haltexecutionandregisteraccountforlaterdeletion

function_functionDelegateCall(addresstarget,bytesmemorydata)privatereturns(bytesmemory){require(AddressUpgradeable

當delegatecall到一個selfdestruct的方法時，其返回值為0，然后代碼繼續運行。如果此筆交易在后續的執行過程中成功，則上下文地址上的代碼將會被清空。如果該筆交易在后續的執行過程中失敗，則整體狀態會回滾。

參考資料

bixia1994-互聯網小工:https://learnblockchain.cn/people/3295

UUPSUpgradeableVulnerabilityPost-mortem-General/Announcements-OpenZeppelinCommunity:https://forum.openzeppelin.com/t/uupsupgradeable-vulnerability-post-mortem/15680

ContractsWizard-OpenZeppelinDocs:https://docs.openzeppelin.com/contracts/4.x/wizard

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