以太坊遭到攻击而导致分叉事件的技术分析

北京时间 2021 年 8 月 27 日 20 点 50 分左右(区块高度 13107518),以太坊突然出现分叉。我们通过分析 Geth 的代码版本修改和这笔造成分叉的交易(0x1cb6fb36633d270edefc04d048145b4298e67b8aa82a9e5ec4aa1435dd770ce4)厘清了以太坊分叉的根本原因:Geth 旧版本在处理预编译合约调用时,并未考虑特殊情况(corner case)下参数值的处理,从而引发重叠拷贝(overlapping copy),导致返回值异常。该漏洞(CVE-2021-39137)已提交 Geth 官方,目前尚未披露细节,但攻击者已经利用漏洞实施了攻击。我们认为及时的分析和披露是必要的,也希望我们的分析能够为社区提供必要的理解和帮助。运用我们的 在线分析工具,可以看出:以太坊遭到攻击而导致分叉事件的技术分析图一这笔交易执行了一个精心构造的 STATICCALL, 攻击者将 addr 设为 0x04 (是预编译合约 dataCopy), inOffset 为 0, inSize 为 32, retOffset 为 7, retSize 为 32。以太坊遭到攻击而导致分叉事件的技术分析图二由于 STATICCALL 的目标地址是预编译合约,所以会执行图二中的 RunPrecompiledContract。以太坊遭到攻击而导致分叉事件的技术分析图三以太坊遭到攻击而导致分叉事件的技术分析图四根据图三和图四的代码,可以看到预编译合约 0x04 真正执行的逻辑只是简单地把 in (指针)返回。以太坊遭到攻击而导致分叉事件的技术分析图五以太坊遭到攻击而导致分叉事件的技术分析图六图五是 STATICCALL 的执行过程,753 行是执行预编译合约的入口,751 行的 args 指向 EVM 的 Memory 中 inOffset ~ inOffset + inSize 这篇区域的指针,也就是说 args 指向 Mem[0:32]。根据图六以及前文对预编译合约 0x04 (dataCopy)的分析,我们可以知道 753 行的返回值 ret 是与 args 完全相同的指针,也指向 Mem[0:32]。通过对整个攻击流程的梳理和 Geth 源代码的分析,我们认为根本原因在于 Geth 旧版本在处理预编译合约的调用时并未考虑异常值的处理,导致攻击者利用该漏洞实施了重叠拷贝,影响了返回值,最终导致分叉的出现。由于 Geth 是 BSC、HECO、Polygon 等公链的基础,因此该漏洞影响范围甚广。目前各公链也先后推出了升级和补丁,我们也呼吁各相关节点尽早升级打上补丁,以确保基础设施的安全。

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