HOP:Solidity编译器漏洞分析：ABI重编码的缺陷-ODAILY_DIT

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本文从源代码层面对Solidity编译器(0.5.8<=version<0.8.16)在ABIReencoding过程中，由于对固定长度的uint和bytes32类型数组的错误处理所导致的漏洞问题进行详细分析，并提出相关的解决方案及规避措施。

漏洞详情

ABI编码格式是用在用户或合约对合约进行函数调用，传递参数时的标准编码方式。具体可以参考Solidity官方关于ABI编码的详细表述。

在合约开发过程中，会从用户或其他合约传来的calldata数据中，获取需要的数据，之后可能会将获取的数据进行转发或emit等操作。限于evm虚拟机的所有opcode操作都是基于memory、stack和storage，所以在Solidity中，涉及到需要对数据进行ABI编码的操作，都会将calldata中的数据根据新的顺序按照ABI格式进行编码，并存储到memory中。

该过程本身并没有大的逻辑问题，但是当和Solidity的cleanup机制结合时，由于Solidity编译器代码本身的疏漏，就导致了漏洞的存在。

根据ABI编码规则，在去掉函数选择符之后，ABI编码的数据分为head和tail两部分。当数据格式为固定长度的uint或bytes32数组时，ABI会将该类型的数据都存储在head部分。而Solidity对memory中cleanup机制的实现是在当前索引的内存被使用后，将下一个索引的内存置空，以防止下一索引的内存使用时被脏数据影响。并且，当Solidity对一组参数数据进行ABI编码时，是按照从左到右的顺序进行编码！！

HOPEX平台将于2月28日停止运营，OTC法币提现已关闭且链上提现每日限时开放:2月1日消息，数字货币衍生品交易平台HOPEX今日发布公告称，因应重大业务调整， HOPEX平台决定逐步有序退出中心化数字货币衍生品交易服务，并将在2023年2月28日正式停止运营。

具体细则如下：自公告之日起所有交易对停止新开仓、关闭账户充值、关闭OTC法币提现。2月5日16:00之后所有交易对将停止交易，链上提现功能则将开放至2023年2月28日16:00。不过，链上提现功能每日限时开放，时间为10:00 –18:00。2月28日16:00，所有提现将由人工处理并需进行身份审核，平台将收取提现金额的5%（或20USDT, 取其较高者）作为人工处理费用。Hopex还关闭了在线客服系统，但保留了邮件沟通渠道。[2023/2/1 11:40:21]

为了便于后面的漏洞原理探索，考虑如下形式的合约代码：

contractEocene{

eventVerifyABI(bytes,uint);

functionverifyABI(bytescalldataa,uintcalldatab)public{

emitVerifyABI(a,b);//Event数据会按照ABI格式编码之后存储到链上

}

}

合约Eocene中verifyABI函数的作用，仅仅是将函数参数中的不定长bytesa和定长uintb进行emit。

法国汽车制造商Hopium在美国加州成立区块链技术子公司UNA:法国汽车制造商Hopium在加利福利亚正式成立区块链技术子公司UNA。Hopium将借助分散式加密系统为汽车市场服务，同时实现区块链脱碳目标。UNA区块链旨在改善人、机器与环境的平衡。（美通社）[2021/4/14 20:15:55]

这里需要注意，event事件也会触发ABI编码。这里参数a,b会编码成ABI格式后再存储到链上。

我们使用v0.8.14版本的Solidity对合约代码进行编译，通过remix进行部署，并传入verifyABI(,)。

首先，我们看一看对verifyABI(,)的正确编码格式：

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

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000060//indexofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000011111//b

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000022222//b

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002//lengthofa

美国SEC对Shopin创始人做出最终判决:金色财经报道，美国证券交易委员会（SEC）已对Shopin创始人做出了最终判决，该公司涉嫌发起了一项欺诈性ICO。Shopin及其创始人Eran Eyal于去年12月中旬被起诉，并被指控挪用了至少50万美元的投资者资金。他已对被指控的三项证券欺诈计划认罪，并同意通过未公开的加密货币上交45万美元。作为6月19日判决的一部分，Shopin创始人既不承认也不否认SEC先前的指控。[2020/6/24]

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000040//indexofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000080//indexofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003//lengthofa

aaaaaa0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000//a

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003//lengthofa

bbbbbb0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000//a

动态 | 美国连锁店Shoppers计划推出区块链系统对药用大麻进行溯源:据The Globe and Mail 6月17日消息，美国连锁店Shoppers的药品市场将利用区块链技术对药用大麻进行溯源，并计划推出相关系统。[2019/6/17]

如果Solidity编译器正常，当参数a,b被event事件记录到链上时，数据格式应该和我们发送的一样。让我们实际调用合约试试看，并对链上的log进行查看,如果想自己对比，可以查看该TX。

成功调用后，合约event事件记录如下：

！！震惊，紧跟b的，存储a参数长度的值被错误的删除了！！

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000060//indexofa

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000011111//b

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000022222//b

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000//lengthofa??whybecome0??

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000040//indexofa

日本零售商Shopin的MEW钱包遭到黑客攻击:据美通社：日本零售商Shopin的MEW钱包遭到黑客攻击，损失了超1000万美元的代币，包括以太坊，Level Up， Orbs，和Shopin代币。[2018/6/6]

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0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003//lengthofa

aaaaaa0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000//a

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000003//lengthofa

bbbbbb0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000//a

为什么会这样？

正如我们前面所说，在Solidity遇到需要进行ABI编码的系列参数时，参数的生成顺序是从左至，具体对a,b的编码逻辑如下

Solidity先对a进行ABI编码，按照编码规则，a的索引放在头部，a的元素长度以及元素具体值均存放在尾部。

处理b数据，因为b数据类型为uint格式，所以数据具体值被存放在head部分。但是，由于Solidity自身的cleanup机制，在内存中存放了b之后，将b数据所在的后一个内存地址(被用于存放a元素长度的内存地址)的值置0。

ABI编码操作结束，错误编码的数据存储到了链上，SOL-2022-6漏洞出现。

在源代码层面，具体的错误逻辑也很明显，当需要从calldata获取定长bytes32或uint数组数据到memory中时，Solidity总是会在数据复制完毕后，将后一个内存索引数据置为0。又由于ABI编码存在head和tail两部分，且编码顺序也是从左至右，就导致了漏洞的存在。

具体漏洞的Solidity编译代码如下：

当源数据存储位置为Calldata，且源数据类型为ByteArray，String，或者源数组基础类型为uint或bytes32时进入ABIFunctions::abiEncodingFunctionCalldataArrayWithoutCleanup()

进入之后，会首先通过fromArrayType.isDynamicallySized()对源数据是否为定长数组来对源数据进行判断，只有定长数组才符合漏洞触发条件。

将isByteArrayOrString()判断结果传递给YulUtilFunctions::copyToMemoryFunction(),根据判断结果来确定是否在calldatacopy操作完成后，对后一个索引位置进行cleanup。

上诉几个约束条件结合，就只有位于calldata中的源数据格式为定长的uint或bytes32的数组复制到内存时才能触发漏洞。也即是漏洞触发的约束条件产生的原因。

由于ABI进行参数编码时，总是从左到右的顺序，考虑到漏洞的利用条件，我们必须要明白，必须在定长的uint和bytes32数组前，存在动态长度类型的数据被存储到ABI编码格式的tail部分，且定长的uint或bytes32数组必须位于待编码参数的最后一个位置。

原因很明显，如果定长的数据没有位于最后一个待编码参数位置，那么对后一内存位置的置0不会有任何影响，因为下个编码参数会覆盖该位置。如果定长数据前面没有数据需要被存储到tail部分，那么即便后一内存位置被置0也没有关系，因为该位置并不背ABI编码使用。

另外，需要注意的是，所有的隐式或显示的ABI操作，以及符合格式的所有Tuple，都会受到该漏洞的影响。

具体的涉及到的操作如下：

event

error

abi.encode*

returns//thereturnoffunction

struct//theuserdefinedstruct

allexternalcall

解决方案

当合约代码中存在上诉受影响的操作时，保证最后一个参数不为定长的uint或bytes32数组

使用不受漏洞影响的Solidity编译器

寻求专业的安全人员的帮助，对合约进行专业的安全审计

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