以太坊遭到攻击而导致分叉事件的技术分析

北京时间 2021 年 8 月 27 日 20 点 50 分左右（区块高度 13107518），以太坊突然出现分叉。我们通过分析 Geth 的代码版本修改和这笔造成分叉的交易（0x1cb6fb36633d270edefc04d048145b4298e67b8aa82a9e5ec4aa1435dd770ce4）厘清了以太坊分叉的根本原因：Geth 旧版本在处理预编译合约调用时，并未考虑特殊情况（corner case）下参数值的处理，从而引发重叠拷贝（overlapping copy），导致返回值异常。该漏洞（CVE-2021-39137）已提交 Geth 官方，目前尚未披露细节，但攻击者已经利用漏洞实施了攻击。我们认为及时的分析和披露是必要的，也希望我们的分析能够为社区提供必要的理解和帮助。运用我们的 在线分析工具，可以看出：图一这笔交易执行了一个精心构造的 STATICCALL, 攻击者将 addr 设为 0x04 （是预编译合约 dataCopy）, inOffset 为 0, inSize 为 32, retOffset 为 7, retSize 为 32。图二由于 STATICCALL 的目标地址是预编译合约，所以会执行图二中的 RunPrecompiledContract。图三图四根据图三和图四的代码，可以看到预编译合约 0x04 真正执行的逻辑只是简单地把 in （指针）返回。图五图六图五是 STATICCALL 的执行过程，753 行是执行预编译合约的入口，751 行的 args 指向 EVM 的 Memory 中 inOffset ~ inOffset + inSize 这篇区域的指针，也就是说 args 指向 Mem[0:32]。根据图六以及前文对预编译合约 0x04 （dataCopy）的分析，我们可以知道 753 行的返回值 ret 是与 args 完全相同的指针，也指向 Mem[0:32]。通过对整个攻击流程的梳理和 Geth 源代码的分析，我们认为根本原因在于 Geth 旧版本在处理预编译合约的调用时并未考虑异常值的处理，导致攻击者利用该漏洞实施了重叠拷贝，影响了返回值，最终导致分叉的出现。由于 Geth 是 BSC、HECO、Polygon 等公链的基础，因此该漏洞影响范围甚广。目前各公链也先后推出了升级和补丁，我们也呼吁各相关节点尽早升级打上补丁，以确保基础设施的安全。