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合约安全:操纵区块时间戳

合约安全:操纵区块时间戳

作者: 梁帆 | 来源:发表于2022-12-08 15:47 被阅读0次

    block.timestamp历来被用于各种应用,例如随机数的函数(请参阅随机数误区以获取更多详细信息)、锁定一段时间的资金、以及各种基于时间变更状态的条件语句。矿工有能力稍微调整时间戳,如果在智能合约中错误地使用区块时间戳,可以证明这是相当危险的。

    一、漏洞

    block.timestamp 或者别名 now(已过时) 可以由矿工操纵,如果他们有这样做的激励的话。让我们构建一个简单的、容易受到矿工的剥削的游戏,

    contract Roulette {
        uint public pastBlockTime;
    
        constructor() payable {}
    
        function spin() external payable {
            require(msg.value == 10 ether); // must send 10 ether to play
            require(block.timestamp != pastBlockTime); // only 1 transaction per block
    
            pastBlockTime = block.timestamp;
    
            if (block.timestamp % 15 == 0) {
                (bool sent, ) = msg.sender.call{value: address(this).balance}("");
                require(sent, "Failed to send Ether");
            }
        }
    }
    

    这份合约是一个简单的彩票。每个区块都有一笔交易可以下注 10 Ether,获得机会赢取合约中的全部余额。这里的假设是, block.timestamp 的最后两位数字是均匀分布的。如果是这样,那么将有 1/15 的机会赢得这个彩票。

    但是,正如我们所知,矿工可以根据自己的意愿调整时间戳。在这种特殊情况下,如果合约中有足够的 Ether,挖出某个区块的矿工将被激励选择一个 block.timestamp 对 15 取余为 0 的时间戳。在这样做的时候,他们可能会赢得这个合约中的 Ether 以及区块奖励。由于每个区块只允许一个人下注,所以这也容易受到抢先提交攻击

    在实践中,区块时间戳是单调递增的,所以矿工不能选择任意块时间戳(它们必须大于其祖先块)。区块时间也不能是未来值,因为这些块可能会被网络拒绝(节点不会验证其时间戳指向未来的块)。

    二、预防手段

    区块时间戳不应该用于熵源或产生随机数——也就是说,它们不应该是游戏判定胜负或改变重要状态(如果假定为随机)的决定性因素(无论是直接还是通过某些推导)。

    时效性强的逻辑有时是必需的;即解锁合约(时间锁定),几周后完成 ICO 或到期强制执行。有时建议使用 block.number(参见 Solidity 文档)和平均区块时间来估计时间;即,10 秒的区块时间运行 1 周,约等于,60480 个区块。因此,指定区块编号来更改合约状态可能更安全,因为矿工无法轻松操纵区块编号。BAT ICO合约就采用这种策略。

    如果合约不是特别关心矿工对区块时间戳的操纵,这可能是不必要的,但是在开发合约时应该注意这一点。

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