OWASP 区块链安全 Top10
分析、整理2011年至2019年之间160个典型的区块链安全事件。
目录
一、高级可持续威胁
1、描述
高级可持续威胁问题往往出现在区块链领域的中心化团队中，如：交易所、钱包、矿池等。主要是因为区块链团队在基础安全建设和安全运行上的欠缺，导致基础设施出现安全漏洞，被攻击者利用，实施数字货币的盗窃和破坏。
2、危害
该漏洞会导致区块链系统被入侵，权限被控制，最终导致资金被窃取，敏感数据泄露等问题。
3、修复
重视基础设施、办公安全、内部风险管理等安全方面的建设。游戏开发者应该持续分析数据，评估存在的风险，及时作出防护。
二、失控的币值膨胀
1、描述
比特币等虚拟货币吸引人的一个主要原因是限定了铸币总数，从而使这些币有价值。但是如果铸币的程序设计和实现有漏洞，就可能导致铸币总数失控，导致币值失控膨胀。
2、危害
该漏洞占整个区块链安全事件损失的29.55%。其中智能合约层案件最为突出。主要是由于币值控制代码出现了整数溢出的漏洞，导致出现无限铸币的可能性。
3、修复
对于整数溢出漏洞，应该使用安全的的算术函数做加减乘除处理。
https://ethereumdev.io/safemath-protect-overflows/
三、失效的权限控制
1、描述
主要是由于在设计或编码的过程中，导致本该限制使用范围的重要函数或权限没有控制好范围，被攻击者利用，从而实施攻击。如以太坊钱包Parity的库权限没有控制好，被越权调用初始化函数，重置了钱包的所有者。
2、利用方式
（1）开发者将初始化函数设置为public，让其他合约可以调用，但这也导致攻击者可以利用这个漏洞进行修改；
（2）编译器漏洞，因为如果在编写构造函数时不注意也会导致越权调用。如小于0.4.22版本中，合约构造函数必须和合约名字相同，而在之后的版本中，需要constructor关键字作为构造函数的声明，如果没按照要求，构造函数就会被编译成一个普通函数，被任意调用。
（3）Call是最常用的调用方式，调用后内置变量 msg 的值会修改为调用者，但执行环境为被调用者的运行环境。，如果合约中有函数以 msg.sender为关键变量的代码逻辑（如向msg.sender转账），那么就有可能导致越权操作，引发安全问题。
3、修复
（1）对初始化等重要函数不要设置为pubic权限，以致可以被外部调用。
（2）要注意构造函数编写方式，以免被编译成普通函数，可以被任意调用。
（3）注意call等的调用对msg的改变，以免导致绕过验证环节，被越权执行函数。
四、不安全的共识协议
1、描述
主要是由于存在共识协议在设计之初未考虑的漏洞，被攻击者识别和利用，从而损害链上参与者的利益。
在共识类案例中，以51%攻击最为常见。而不同类型的共识协议在面对51%攻击的抵抗力又有所差别，虽然POW和POS两种共识协议在规模较小时都容易被攻击，但是POW类共识协议比POS类更容易被攻击。
2、利用方式
利用51%攻击导致出现双花交易。
51%算力攻击中还有一个重要概念：网络重组（block reorganization）
网络重组：网络中六到八个块甚至更长的块都已经被矿工挖出来了，但是这些块突然全部被移除，产生了一些新的块去代替这些已经被确认过的块。
3、修复
51%的攻击会让交易所等参与交易的机构损失惨重。针对交易所，建议提升提款前的确认次数。对于小规模的数字货币，根据具体业务谨慎选择共识协议。
五、考虑不充分的程序逻辑
1、描述
主要由于软件设计和编码的错误原因，存在没有考虑到的异常分支，导致程序逻辑被攻击者利用，陷入设计者未预期的流程，造成损失。如The Dao事件。
2、利用方式
以The Dao事件为例。
ETH智能合约中发送以太币，常见的两种方式：一是调用send函数，比如：msg.sender.send(100)；二是使用message call，msg.sender.call.value(100)。两个方式不同的是发送的gas数量。当调用send方法时，只会发送一部分gas，一般是2300gas，一旦gas耗尽就可能抛出异常。而使用message call的时候，则是发送全部的gas，执行完之后剩余的gas会退还给发起调用的合约。
fallback函数，智能合约中可以有唯一的一个未命名函数，称为fallback函数。该函数不能有实参，不能返回任何值。如果其他函数都不能匹配给定的函数标识符，则执行fallback函数。当合约接收到以太币但是不调用任何函数的时候，就会执行fallback函数。
存在漏洞的合约Bank和攻击合约Attack
攻击实施流程：
（1）假设Bank合约中有100wei，攻击者Attack合约中有10wei；
（2）Attack合约先调用deposit方法向Bank合约发送10wei；
（3）之后Attack合约调用withdraw方法，从而调用Bank的withdrawBalance；
（4）Bank的withdrawBalance方法发送给了Attack合约10wei；
（5）Attack收到10wei之后，又会触发调用fallback函数；
（6）这时，fallback函数又调用了两次Bank的withdrawBalance，从而转走了20wei；
（7）之后Bank合约才修改Attack合约的balance，将其置为0。
出问题的地方在4-7这几个步骤，开发者原本预期步骤4完成后就会到步骤7，没有预料到中间还有5-6的fallback处理这个流程，以至于攻击者可以构造编写fallback代码，让处理流程走入异常分支，实现递归调用，直到gas耗尽。
3、修复
注意代码中向fallback一类的隐形函数，避免出现逻辑异常错误。在编写智能合约进行以太币发送时，使用send或transfer，不要使用message call方式。
六、不严谨的业务策略
1、描述
该威胁主要是利用高额的以太费用和技术手段让以太坊堵塞，从而获得游戏中的大奖。这根据场景不一样，也会有不一样的业务问题。
2、利用方式
目前区块链游戏比较火，因为去中心化特性，确保了游戏公平，但如果业务策略设计存在漏洞，就会导致游戏奖励被特定的人利用漏洞来获得。
以FOMO3D游戏为例，游戏规则如下：
（1）规则1：最后一个购买KEY的人获得奖池中的大奖；
（2）规则2：每有人购买一个KEY，倒计时时间会增加30秒；
（3）规则3：游戏启动后从24小时开始倒计时。
曾经，大部分都认为这是一个不可能结束的游戏，因为一旦快到倒计时就会很多人去购买KEY。
最终这个游戏结束是因为有一个黑客在自己购买KEY后，使用高额的以太费用和技术手段让以太坊堵塞了3分钟，进而使得其他玩家无法打包购买KEY的交易，最终等到倒计时结束，获得了最后的大奖。
这就是业务策略没有考虑到以太坊网络是有可能被人为堵塞的后果。
3、修复
目前的几个公链性能都较差，使用很少的成本就能让交易网络堵塞，因此在设计业务策略时要考虑这个因素，攻击可以让交易出现阻塞和回滚。
七、校验不严格的交易逻辑
1、描述
交易校验不严格，攻击者伪造假的交易行为，但被校验方验证通过，误认为真的交易；或者提交了真交易，但是通过时间差、黑名单等，让交易发生回滚，实际交易并没有发生，而商家只验证是否有交易行为的话，就会发生损失。
2、利用方式
主要是假转账类问题和回滚类问题。主要是因为校验方的校验逻辑存在问题，从而被攻击者绕过，以假的充值行为却获得真实的数字货币入账；；或者通过时间差，黑名单等因素让之前的交易操作回滚，从而欺骗商户获得商品。
3、修复
（1）关键逻辑不仅要校验是否真实的转账消息，还需要校验转账的目标账户是否正确。
（2）不仅要确认支付是否成功提交，还需要等待一定时间，看支付是否回滚，再确认支付是否成功。
（3）游戏的奖励机制应该同**机制紧密相关。一旦发现**交易产生问题发生回滚，则奖励交易也应该一起回滚。
八、脆弱的随机数机制
1、描述
这里不仅仅指伪随机函数的问题，而是整个伪随机数生成机制不够安全，导致可以被攻击者提前获取或猜测到随机数的结果，以实施攻击。
2、利用方式
随机数威胁一般出现在智能合约类游戏中，随机数保证了游戏的公平
随机数seed由timestamp、difficulty、coinbase、gaslimit、msg、sender、number构成。因此，只要知道这几个数据，我们就可以预测出是否可以获得空投奖励。其中msg.sender是可以由用户或攻击者控制，因此攻击者可以不断尝试构造出满足空投奖励条件的msg.sender以获得比正常用户高很多的空投奖励。
3、修复
1) 一般来说随机数的构成元素不应该可以被用户控制；
2) 不应该在开奖前让用户可以预测到开奖结果。
九、存在缺陷的激励机制
1、描述
激励机制是区块链的重要环节，但若开发者设计的激励机制存在可以被利用的漏洞，就可能会给开发者或用户带来损失。
2、利用方式
攻击方利用了矿池激励机制的漏洞，参与分红，但是不做贡献，挖到了矿就自己藏起来，给一起挖矿的矿工和矿池都带来了损害。
3、修复
在设计激励机制时千万不要假设所有的参与者都是诚实的，一定要防范恶意者的攻击，以保护大家的利益。
十、日志记录和监控不足
1、描述
日志记录和监控的问题对区块链团队和公司来说非常很重要。如果没有足够的日志记录和监控，被攻击的过程中，你会不知道。当发生安全事件后，你没有办法调查，也没有办法改进以避免再犯同样的错误。所以日志记录和监控不足的问题也很严重。
2、利用方式
缺少日志和监控会让黑客攻击变得更肆无忌惮，因为你无法发现攻击行为，无法知道是哪里存在安全漏洞，也就没有办法找到修复的方案，整体的安全风险处于失控的状态。
3、修复
要确保所有登录、访问控制失败、输入验证失败都能够被记录到日志中去，并保留足够的用户上下文信息，以识别可疑或恶意帐户，并为后期取证预留足够时间；
确保高额交易有完整性控制的审计信息，以防止篡改或删除，例如审计信息保存在只能进行记录增加的数据库表中；
建立有效的监控和告警机制，使可疑活动在可接受的时间内被发现和应对，或采取一个应急响应机制和恢复计划。