从以太坊MorphToken事件看智能合约构造函数大小写编码错误漏洞

一、漏洞概述
以太坊智能合约的含义就是一组代码（函数）和数据（合约的状态），它们位于以太坊区块链的一个特定地址上。智能合约一般使用solidity语言编写。
Morpheus Network与世界上一些大型航运、海关和银行公司协商，通过利用区块链的智能合约技术建立一个全面服务的、全球性的、自动化的、开放的供应链平台和一个集成的加密货币支付系统 ，发布基于以太坊的 MorphToken。
2018年6月22日，Morpheus Network 发公告称将发布新的智能合约，以更新目前含有漏洞的合约代码。新的Token名称为MRPH，新旧Token以1:1兑换。
随后，知道创宇404区块链安全研究团队开始漏洞应急，通过分析MorphToken合约代码和交易历史，确定该漏洞是由于大小写编码问题，错误的将Owned合约的构造函数Owned的首字母小写，使之成为了一个普通函数owned，任何以太坊账户均可调用该函数夺取合约的所有权，进一步实现盗币等系列非法操作。随即我们发布了相关应急报告，同时我们也注意到BCSEC安全团队发布了相关的分析文档。
在后续的研究中，我们发现早在2017年8月29日，Github上就有人提到了这种因构造函数缺失导致的合约安全漏洞问题。该漏洞目前影响包括MorphToken、B2X、DoubleOrNothingImpl等多个智能合约。
二、漏洞原理
在MorphToken的合约代码里：https://etherscan.io/address/0x2ef27bf41236bd859a95209e17a43fbd26851f92#code 可以明显的看到相关大小写编写错误：

以太坊智能合约中的构造函数主要用于初始化，如：确定合约的所有者，并且只会在合约部署时运行。在小于0.4.22版本的solidify编译器语法要求中，构造函数的名称应该和合约名称保持一致。如果程序员在编写合约时将构造函数名称写错，那么原本的构造函数将成为任何人都可以调用的普通函数。漏洞示例代码及在Remix-ide中的复现结果如下：
0×01 漏洞合约部署
下图中，Bank合约继承自Owned合约。在Owned合约中，由于错误的编码，将构造函数名称写错，owned函数成为了一个普通函数。可以看到，Bank合约部署后，由于缺少构造函数，初始化时owner为0×0000000000000000000000000000000000000000。

0×02 漏洞现场还原
任何以太坊账户都可以调用Bank合约继承自Owned合约的owned函数，更改Bank合约的owner变量，从而使合约所有权发生转移。
如下如所示，0x14723a09acff6d2a60dcdf7aa4aff308fddc160c这个账户调用了Bank合约的owned函数后，可以看到Bank合约的owner变成了0x14723a09acff6d2a60dcdf7aa4aff308fddc160c。同理，攻击者也可以利用这个漏洞提权，实施一系列恶意操作。

三、漏洞影响评估
我们使用内部的以太坊智能合约审计系统对以太坊主链上所有30000+公开智能合约进行了自动化审计，确认受该大小写编码漏洞影响的共计16个，以下为统计结果：
（受漏洞影响程度取决于合约的逻辑，具体代码审计结果可联系知道创宇404区块链安全研究团队）

理论上在合约部署后，由于编码错误引起的构造函数缺失，owner默认值会变为0×0000000000000000000000000000000000000000，这样合约中涉及到owner的函数调用都会异常，合约所有者应该能及时发现漏洞才是。然而MorphToken这种市值几百万美金的代币，因为合约存在这个编码漏洞而被盗币。通过分析Morph Token源代码，我们得到了答案。MorphToken继承了Owned合约，但是自己实现了构造函数。就是说，是父合约向外留了一个“后门”。

另一种情况，如果合约中没有涉及owner权限的函数调用，那么即使攻击者盗取了合约所有权，也没有任何用处。上表B2X合约中就是这种情况。
总体来说，受漏洞影响的合约数量不多，属于被MorphToken带着“火”了一把的漏洞。
事实上，很多安全漏洞都来源于程序员的粗心编码，智能合约这种部署后即不可更改的更应加强代码审计。
四、防护方案
0.4.22版本以后的solidity编译器引入了constructors关键字，以替代低版本的将合约名作为构造函数名的语法，从而避免程序员编码错误。强烈建议采用最新版本编译器。


五、相关链接
[1] Morpheus 官网 https://morpheus.network/ [2] 官方公告 https://medium.com/@themorpheus/new-morpheus-network-token-smart-contract-91b80dbc7655 [3] 以太坊主链智能合约 https://etherscan.io/contractsVerified [4] 合约构造函数缺失漏洞示例 https://github.com/trailofbits/not-so-smart-contracts/blob/master/missing_constructor/Missing.sol [5] 漏洞详情参考 https://bcsec.org/index/detail?id=157&tag=1