科普 | 给人惊吓的代码

如果你也是软件工程师，你应该听过一些软件工程的格言。虽然我并不主张严格遵守每一句格言，但有一些值得你放在心上。

今天我想讲的是 “ 最少惊吓原理 ”。名字挺别扭，但意思很简单：在面对一份声称可以做某事的代码时，大多数用户都会对它的工作方式作一些假设；因此，你作为开发者，要做的事情就是确保自己的代码与这些假设相匹配，这样你的用户就不会惊吓连连。

这是个很棒的原则，因为开发者自己也要对一些东西作假设。如果你放出一个叫做 calculateScore(GameState) 的函数（字面意思为 “根据游戏状态计算分数”），那么大部人都会正确地预期，这个函数只会从 “游戏状态” 中读取数据。如果你这个函数同时也修改了游戏的状态，你就给了大部分用户一个惊吓，他们会很困惑，想搞清楚为什么游戏的状态会随机地变掉。即使你在解释文档中说了，也没法保证大家都看过文档，所以，最好从一开始就保证你的代码不会给人惊吓。

科普 | 给人惊吓的代码

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更安全就更好，对吗？

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回到 2018 年头，ERC-721 还在草案阶段，有一个建议是实现 “转账安全性”，以确保 token 不会被困在（没有设计好处理这种 token）接收方合约里。为此，提案的作者修改了 transfer 函数的行动，检查类接收方是否有能力支持这种 token 的转账。这也引入了一个 unsafeTransfer 函数，它可以跳过这个检查，如果发送者自己要求的话。

但是，因为担心向后兼容的问题，这个函数在后续的修改中重新命名了。这使得 transfer 函数的表现在 ERC-20 和 ERC-721 上是完全相同的。但是，现在接收方的能力检查就要挪到别的地方去了。因此， safe 函数被发明出来： safeTransfer 和 safeTransferFrom 。

这个问题是合理的，在此之前，已经有很多 ERC-20 代币被意外转入根本没有预期会接收代币的合约，导致这些 token 被锁死的案例（一个很常见的错误是把代币转给它所属的代币合约，导致这些代币完全锁死）。毫不意外，当 ERC-1155 标准在草案阶段时，他们吸收了 ERC-721 标准的启发，不仅在转账中引入了接收方检查，在铸造中也加入了检查。

这些标准在接下来几年中大部分都处于无人问津的状态，而 ERC-20 标准在隔壁独自精彩，直到最近，NFT 引发的 gas 价格暴涨表明，ERC-721 和 ERC-1155 标准迎来了开发者使用量上的暴涨。开发者的兴趣卷土重来，而这些标准在设计时都考虑到了安全性，这当然是一件幸事，对吧？

 

再问一次，更安全，一定更好吗？

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OK，你们考虑是考虑到了，但这些函数如何能让转账或者铸造变得安全呢？不同的团队对 “安全” 的理解各有不同。对于一个开发者来说，安全的函数意味着这个函数里面没有 bug、不会引入额外的安全担忧。对于用户来说，安全性可能意味着程序做了充分的措施，可以保护他们不会不小心搬起石头砸自己的脚。

事实证明，要按这样来区分的话，这些函数更多是后者（保护用户不受错误操作的困扰），而不是前者。因为，它给了开发者两个选择： transfer 和 safeTransfer ，为什么你不用 “安全” 的那个？名字里面都写好了嘛。

嗯，一个理由是我们的老朋友，可重入漏洞（我一直在尽最大努力希望它能重命名为 “不安全的外部调用”）。回想一下，任何外部调用都可能是不安全的，只要接受方账户是由攻击者控制的；因为攻击者也许可以让你的合约转变成一种没有得到定义的状态。从设计上来说，这些 “safe” 函数扮演着对代币接收方的一个外部调用，这个调用通常是由铸造代币或转移代币的发送者控制的。换句话说，这就是不安全调用的一个典型案例。

你可能会问，就是允许一个接收方拒绝一笔自己没法处理的转账而已，能有多大事呢？我们用两个简单的案例来回答这个问题。

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Hashmasks

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Hashmasks 是一种供给量有限的 NFT。用户在单笔交易中最多可以购买 20 个 NFT，虽然这些 NFT 口罩在几个月前就卖光了。这里我们看看买口罩的函数：

 
 function mintNFT(uint256 numberOfNfts) public payable {    require(totalSupply() < MAX_NFT_SUPPLY, "Sale has already ended");    require(numberOfNfts > 0, "numberOfNfts cannot be 0");    require(numberOfNfts <= 20, "You may not buy more than 20 NFTs at once");    require(totalSupply().add(numberOfNfts) <= MAX_NFT_SUPPLY, "Exceeds MAX_NFT_SUPPLY");    require(getNFTPrice().mul(numberOfNfts) == msg.value, "Ether value sent is not correct");      for (uint i = 0; i < numberOfNfts; i++) {        uint mintIndex = totalSupply();        if (block.timestamp < REVEAL_TIMESTAMP) {           _mintedBeforeReveal[mintIndex] = true;        }       _safeMint(msg.sender, mintIndex);    }      /* Source of randomness. Theoretical miner withhold manipulation possible but should be sufficient in a pragmatic sense    */    if (startingIndexBlock == 0 && (totalSupply() == MAX_NFT_SUPPLY || block.timestamp >= REVEAL_TIMESTAMP)) {        startingIndexBlock = block.number;    }}
` 如果你没有预设，那这个函数看起来非常完美，有理有据。但是，如果你是个有心人，那你就能看出 `_safeMint` 调用里面藏着一些可怕的东西。  `
 
    function_safeMint(address to, uint256 tokenId, bytes memory_data) internal virtual {       _mint(to, tokenId);        require(_checkOnERC721Received(address(0), to, tokenId,_data), "ERC721: transfer to non ERC721Receiver implementer");    }
` 从安全性出发，这个函数对代币的接收方调用了一个 callback 函数，来确认接受方愿不愿意接收这个代币。但是，如果你是代币的接受方，那么收到 callback 调用的时候，要采取什么行动完全是随你的便，这其中就包括再次调用 `mintNFT`。若是这么做了，我们只需铸造一个 NFT 之后，就可以重入这个函数，意味着我们可以请求铸造另外 19 个口罩 NFT。结果是我可以铸造出 39 个口罩，即使本来单次可以铸造的最大数量是 20 个。  `

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ENS 域名封装器

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最近，ENS 团队的 Nick Johnson 联系了我们，希望我们看看他们正在开发的一个 ENS 域名封装器。这个封装器允许用户将手上的域名代币化为一个新的 ERC-1155 代币，以此支持更细粒度的权限和更一致的 API。

抽象地说，为了封装任意的 ENS 域名（准确来说是任意并非二级域名的 .eth 域名），你必须先允许域名封装器访问你的 ENS 域名。然后你调用 wrap(bytes,address,uint96,address) 函数，一边铸造一个 ERC-1155 代币，另一边托管了底层的 ENS 域名。

这里是封装函数，可以说非常直接。首先，调用 _wrap 函数做一些逻辑计算，返回哈希化的域名名称。然后保证交易的发送者就是这个 ENS 域名的拥有者，然后托管这个域名。注意，如果发送者并不拥有这个底层的 ENS 域名，那么整个交易应该回滚，取消 _wrap 函数造成的所有变更。

 
    function wrap(        bytes calldata name,        address wrappedOwner,        uint96_fuses,        address resolver    ) public override {        bytes32 node =_wrap(name, wrappedOwner,_fuses);        address owner = ens.owner(node);          require(            owner == msg.sender ||                isApprovedForAll(owner, msg.sender) ||                ens.isApprovedForAll(owner, msg.sender),            "NameWrapper: Domain is not owned by the sender"        );        ens.setOwner(node, address(this));        if (resolver != address(0)) {            ens.setResolver(node, resolver);        }    }
` 下面是 `_wrap` 函数，看起来没有任何特别的。  `
 
    function_wrap(        bytes memory name,        address wrappedOwner,        uint96_fuses    ) private returns (bytes32 node) {        (bytes32 labelhash, uint256 offset) = name.readLabel(0);        bytes32 parentNode = name.namehash(offset);          require(            parentNode != ETH_NODE,            "NameWrapper: .eth domains need to use wrapETH2LD()"        );          node =_makeNode(parentNode, labelhash);         _mint(node, name, wrappedOwner,_fuses);        emit NameWrapped(node, name, wrappedOwner,_fuses);    }
` 不幸的是，`_mint` 本身可能会给不知情的开发者一个惊吓。ERC-1155 的规范里面声明，在铸造代币时，应该咨询接收方是否愿意接收这个代币。在深入研究库代码（从 OpenZeppelin 的基础上稍微修改而来），我们可以看到确实是这样的。  `

``` *

        function_mint(        bytes32 node,        bytes memory name,        address wrappedOwner,        uint96_fuses) internal {        names[node] = name;              address oldWrappedOwner = ownerOf(uint256(node));        if (oldWrappedOwner != address(0)) {            // burn and unwrap old token of old owner           _burn(uint256(node));            emit NameUnwrapped(node, address(0));        }       _mint(node, wrappedOwner,_fuses);    }          function_mint(        bytes32 node,        address newOwner,        uint96_fuses) internal virtual {        uint256 tokenId = uint256(node);        address owner = ownerOf(tokenId);        require(owner == address(0), "ERC1155: mint of existing token");        require(newOwner != address(0), "ERC1155: mint to the zero address");        require(            newOwner != address(this),            "ERC1155: newOwner cannot be the NameWrapper contract"        );       _setData(tokenId, newOwner,_fuses);        emit TransferSingle(msg.sender, address(0x0), newOwner, tokenId, 1);       _doSafeTransferAcceptanceCheck(            msg.sender,            address(0),            newOwner,            tokenId,            1,            ""        );    }

但是这对我们来说到底有什么用呢？这又是一个不安全的外部调用，我们可以用来激发重入的漏洞。具体来说，请注意，在 callback 执行期间，我们还持有表示这个 ENS 域名的 ERC-1155 代币，但域名封装器还没验证完成我们是这个 ENS 域名的所有者。这时候我们可以直接操作这个 ENS 域名而无需是其所有者。举个例子，我们可以要求域名封装器解封这个域名，烧掉这个我们铸造出来的代币，然后获得它所代表的 ENS 域名。

 
        function unwrap(        bytes32 parentNode,        bytes32 label,        address newController) public override onlyTokenOwner(_makeNode(parentNode, label)) {        require(            parentNode != ETH_NODE,            "NameWrapper: .eth names must be unwrapped with unwrapETH2LD()"        );       _unwrap(_makeNode(parentNode, label), newController);    }          function_unwrap(bytes32 node, address newOwner) private {        require(            newOwner != address(0x0),            "NameWrapper: Target owner cannot be 0x0"        );        require(            newOwner != address(this),            "NameWrapper: Target owner cannot be the NameWrapper contract"        );        require(            !allFusesBurned(node, CANNOT_UNWRAP),            "NameWrapper: Domain is not unwrappable"        );              // burn token and fuse data       _burn(uint256(node));        ens.setOwner(node, newOwner);              emit NameUnwrapped(node, newOwner);    }

现在我们拿到了目标 ENS 域名了，可以为所欲为了，比如我可以注册一个子域名，或者重设解析器。完成之后再退出 call back 函数。域名封装器这时候会获取这个 ENS 域名的所有者，也就是我们，发现匹配之后验证完成，交易成功。就像这样，我们可以暂时获取向域名封装器授权的任何 ENS 域名的所有权并执行任意的修改。
```

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结论

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给人惊吓的代码可能造成恶劣的后果，在两个案例中，开发者都理性地假设了 safe 函数族（至少）会跟普通的函数一样安全而不会增加攻击面。随着 ERC-721 和 ERC-1155 标准变得更加流行，这种攻击可能会越来越频繁。开发者需要考虑使用 safe 函数族的风险，并考虑外部调用会怎样跟自己写下的代码交互。

（完）

（文内有许多超链接，可点击左下 ”阅读原文“ 从 EthFans 网站上获取）

原文链接 :

https://samczsun.com/the-dangers-of-surprising-code/

作者 : samczsun * *

翻译 : 阿剑

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