EOS dApp 漏洞盘点-EOSDice弱随机数漏洞2

Written by WeaponX@零时科技

本文所有过程均在本地测试节点完成

文章用到的所有代码均在 https://github.com/NoneAge/EOS_dApp_Security_Incident_Analysis

零时科技监测到，EOSDice在2018年11月10日受到黑客攻击，根据EOSDice官方通告，此次攻击共被盗4,633 EOS，约合 2.51 万美元（2018年11月10日价格 1 EOS ≈ 5.42 USD）。

2018年11月3日，也就是一周前，EOSDice因为dApp中存在可被预测随机数漏洞被黑客攻击，在前一篇文章中已经分析过了黑客的攻击手法《EOS dApp 漏洞盘点-EOSDice弱随机数漏洞1》。然而，上次的官方修复仍然存在问题，导致再次被黑客攻击。

我们再来分析一下EOSDice上次遭受攻击后官方的修复方法：

• 开奖action由一次defer改为两次defer

https://github.com/loveblockchain/eosdice/commit/50a05dfb6c0d68b6035ed49d01133b5c2edaefdf

我们做了一个示意图，

可以看到，通过两次defer action开奖的时候，开奖action的refer block为下注的block，下注前无法预测。

• 账户的余额用很多账户的总和加起来当成随机数种子

https://github.com/loveblockchain/eosdice/commit/3c6f9bac570cac236302e94b62432b73f6e74c3b

本次修改看似无懈可击，不过还有一点EOSDice官方没有想到。我们来看看eosio.token的转账代码。

可以看到，当A账户给B账户转账的时候，转账通知会先发送给A账户，再发送给B账户。那么，黑客可以部署一个攻击合约，当黑客通过此账号来进行游戏的时候，攻击合约肯定先于EOSDice官方合约收到转账通知。黑客可以同样做一个两次defer action来预测随机数

下图是利用攻击合约预测随机数。

可以看到，黑客完全可以通过攻击合约来预测随机数的结果。不过，问题来了由于使用了两次defer action进行开奖，那么这个结果是黑客无法在下注前得到的。因此，黑客要对EOSDice进行攻击只能另辟蹊径。

因为EOSDice中，随机数种子是很多账户余额的总和，黑客完全可以通过计算能让黑客稳赢的状态下这个余额的值，然后在给任意账户转账即可控制EOSDice的随机数结果。下面，我们 编写一个测试合约进行试验

在这个攻击合约里，我们模仿了EOSDice同样进行了两次defer action。在第二次defer action中，我们计算出随机数小于6的情况下，需要的总余额比原先的增加多少，然后利用一个inline action向eosbiggame44账户转账，因为攻击合约先于EOSDice官方合约执行，所以最终控制了EOSDice的随机数结果。

测试流程：

1. 创建相关账户并设置权限

# 攻击者账户
cleos create account eosio attacker EOS6xKEsz5rXvss1otnB5kD1Fv9wRYLmJjQuBefRYaDY7jcfxtpVk
cleos set account permission attacker active '{"threshold": 1,"keys": [{"key": "EOS6kSHM2DbVHBAZzPk7UjpeyesAGsQvoUKyPeMxYpv1ZieBgPQNi","weight": 1}],"accounts":[{"permission":{"actor":"attacker","permission":"eosio.code"},"weight":1}]}' owner -p attacker@owner
# EOSDice 官方账户
cleos create account eosio eosbocai2222 EOS6xKEsz5rXvss1otnB5kD1Fv9wRYLmJjQuBefRYaDY7jcfxtpVk
cleos set account permission eosbocai2222 active '{"threshold": 1,"keys": [{"key": "EOS6kSHM2DbVHBAZzPk7UjpeyesAGsQvoUKyPeMxYpv1ZieBgPQNi","weight": 1}],"accounts":[{"permission":{"actor":"eosbocai2222","permission":"eosio.code"},"weight":1}]}' owner -p eosbocai2222@owner
# 其他需要的账户
cleos create account eosio eosio.ram EOS6xKEsz5rXvss1otnB5kD1Fv9wRYLmJjQuBefRYaDY7jcfxtpVk
cleos create account eosio betdiceadmin EOS6xKEsz5rXvss1otnB5kD1Fv9wRYLmJjQuBefRYaDY7jcfxtpVk
cleos create account eosio newdexpocket EOS6xKEsz5rXvss1otnB5kD1Fv9wRYLmJjQuBefRYaDY7jcfxtpVk
cleos create account eosio chintailease EOS6xKEsz5rXvss1otnB5kD1Fv9wRYLmJjQuBefRYaDY7jcfxtpVk
cleos create account eosio eosbiggame44 EOS6xKEsz5rXvss1otnB5kD1Fv9wRYLmJjQuBefRYaDY7jcfxtpVk

2. 向相关账户充值

cleos push action eosio.token issue '["attacker", "1000.0000 EOS", "1"]' -p eosio
cleos push action eosio.token issue '["eosbocai2222", "232323.2333 EOS", "1"]' -p eosio
cleos push action eosio.token issue '["eosio.ram", "23.2333 EOS", "1"]' -p eosio
cleos push action eosio.token issue '["betdiceadmin", "23.2333 EOS", "1"]' -p eosio
cleos push action eosio.token issue '["newdexpocket", "23.2333 EOS", "1"]' -p eosio
cleos push action eosio.token issue '["chintailease", "23.2333 EOS", "1"]' -p eosio
cleos push action eosio.token issue '["eosbiggame44", "23.2333 EOS", "1"]' -p eosio

3. 编译相关合约并部署

# 编译攻击合约
eosiocpp -o attack.wast attack.cpp
eosiocpp -g attack.abi attack.cpp
# 部署攻击合约
cleos set contract ~/attack -p attack@owner

# 编译EOSDICE合约
eosiocpp -o eosdice.wast eosbocai2222.cpp
eosiocpp -g eosdice.abi eosbocai2222.cpp
# 部署EOSDICE合约
cleos set code eosbocai2222 eosdice.wasm -p eosbocai2222@owner
cleos set abi eosbocai2222 eosdice.abi -p eosbocai2222@owner

4. 初始化EOSDice合约

cleos push action eosbocai2222 init '[""]' -p eosbocai2222

5. 进行游戏

cleos push action eosio.token transfer '["attacker","eosbocai2222","1.0000 EOS", "dice-8-6-user"]' -p attacker@owner

然后，我们来看看测试结果

经过攻击合约多次计算，找到只需要余额比之前多0.0021 EOS即可让本次投注中奖，然后再向eosbiggame44转入了0.0021 EOS，最终中奖，获得了19.7000 EOS（投入1 EOS）。

可以看到，利用攻击合约来控制EOSDice的随机数，可以达到必中的效果！

官方修复很简单，在随机数算法中将账户余额这个可控因子删除了。

上述的攻击合约便无法通过转账控制随机数的结果。

如何得到安全的随机数是一个普遍的难题，但是在EOS上尤其困难，因为EOS并不提供随机数接口。所以随机数的种子必须得自己选择，选择种子的准则就是无法被提前预知。零时科技安全专家推荐参考EOS官方的随机数生成方法来生成较为安全的随机数

https://developers.eos.io/eosio-cpp/docs/random-number-generation

https://developers.eos.io/eosio-cpp/docs/random-number-generation

https://github.com/loveblockchain/eosdice/tree/f1ba04ea071936a8b5ba910b76597544a9e839fa

https://blog.csdn.net/TurkeyCock/article/details/84730045