揭秘 | God.Game被盗事件分析

简单介绍

God.Game是一个基于以太坊网络的博彩类区块链游戏平台，独立运行在智能合约上，一切由机器人自动执行，一旦运行，人无法对它进行干预和操控，达到一个去中心化的目的。God.Game还打出这样的口号：高分红、全透明、防止作弊，打造全球最安全的智能合约游戏平台。此外，God.Game还设有GOD股份机制。用户通过购买GOD股份（GOD代币）来获得分红。并且，如果拥有了100个GOD 股份，用户即可以成为超级节点，激活邀请系统。

漏洞定位

经过对源代码进行漏洞排查后发现漏洞原因为dividends变量异常：

首先看一下dividends的计算逻辑：

return (uint256) ((int256)(profitPerShare_*tokenBalanceLedger_[_customerAddress]) - payoutsTo_[_customerAddress]) / magnitude;

每当一个地址token增加或减少操作时，都会对该地址的payoutsTo这个变量进行操作，

购买token增加payoutsTo变量：

卖出或转账token减少payoutsTo变量：

这些都很容易理解。但是在转账逻辑我们却发现，对于合约地址，是没有payoutsTo的，这个疑点先记在小本本上。

以下是源码的转账部分。

转账：

我们再仔细查看一下withdraw函数里面：

我们惊讶的发现在withdraw函数中，会对payoutsTo进行一个赋值操作，赋值为dividends*magnitude；这里magnitude=2**64；

从上面dividends的逻辑的(profitPerShare_*tokenBalanceLedger_[_customerAddress])部分可以看出，只要有账户有token那dividends就一定有值的，dividends有值我们就可以进行withdraw操作。

攻击流程推理

对照攻击者交易明细，我们来复现攻击流程。我们假设token对应红利是1:1，便于解释。

1.部署攻击合约

tx:1.部署合约攻击者部署合约，准备攻击。合约地址：0x7F325efC3521088a225de98F82E6dd7D4d2D02f8

2.购买token

tx:2. 购买token攻击者购买一定量token，准备攻击。

3.向攻击合约转账token

tx:3.transfer(attacker->attack-contract)攻击者本身购买了少量token，使用游戏合约中的transfer()，向攻击合约转账。

4.攻击合约withdraw()

tx:4.withdraw()攻击合约调用了God的withdraw()，攻击合约因此获得了红利对应以太币不重要

5.攻击合约transfer()

tx:5.transfer(attack-contract->attacker)将token转回，攻击合约token不变，红利溢出。

6.攻击合约reinvest()

tx:6.reinvest()再投资，将红利买token，可以大量购买token。

7.攻击合约sell()

tx:7.sell()卖出一部分token，因为发行的token过多，会导致token价值太低，提取以太币较少。

8.攻击合约transfer()

tx:8.transfer(attack-contract -> 受益者)把智能合约账户的token转给受益者(0xc30e)一部分。

9.受益者sell()+withdraw()

受益者(0xc30e)卖掉token，并withdraw()红利，得到以太币。

攻击流程总结

(1) 创建一个攻击合约，可以调用God合约并且向该合约转入几个God token

(2) 攻击合约调用God合约withdraw的函数，触发payouts[address]值增加

(3) 调用攻击合约将攻击合约中的God token全部转出，使合约token=0，攻击合约地址的dividends出现异常；

(4) 调用reinvest()可以使用异常devidends购买大量token，因为合约token总量增加，分红增加，token价格上涨，此时任何人都可以卖出少量token来获取到大量的eth蛛丝马迹

我们查看游戏合约异常的dividends证据：

红框内“00000000ffffffffff”的类似结构代表其为负数

由此证明dividends确实出现了类型转换异常的情况。

攻击者通过攻击合约调用God合约的reinvest()函数，使用异常的dividends购买了大量God代币，总量约为300亿，此时代币价格迅速攀升，最后，攻击者只卖出了0.9个token就已经将合约中的200多以太坊转走。

复现步骤：

1.部署God合约在测试链上，God地址: 0x92cbCBc31f6bb209f2C4F6cbd0596ba22D71979d

2.普通用户支付1 ETH购买代币

3. 攻击者支付0.1 ETH购买代币

4. 攻击者部署攻击合约PWN，PWN合约地址：     0x88DF1483Db9d3720378d2CB6859c8487e4412ac7攻击合约代码地址：https://ropsten.etherscan.io/address/0x88DF1483Db9d3720378d2CB6859c8487e4412ac7#code

5. 攻击者向PWN合约转4 GOD代币

6. 攻击通过PWN合约调用God合约的withdraw函数，使PWN合约的payoutsTo_变为：

7. 攻击者转出PWN合约下的God代币，使得tokenBalanceLedger_为零，此时计算PWN合约的dividendsOf 值所需参数的值为：profitPerShare_ = 8997439772575371tokenBalanceLedger_[PWN] = 0payoutsTo_[PWN] = 0x254197237940000000000000000

执行dividendsOf函数，得到PWN合约地址的分红为dividendsOf = uint(-0x25419723794)，此处在由int转化为uint中出现错误：

8. 攻击者通过PWN合约调用GOD合约reinvest函数，利用超大的dividendsOf 值购买代币，获得了大量代币，使得profitPerShare提升到极大值，进而破坏了God 与ETH之间的汇率

异常的profitPerShare值

PWN购买的God代币数

9. God合约的代币数量与主链上数量相近，复现成功

测试God合约代币总量300亿

真实God合约代币总量330亿

总结

经由以上推理与证据的理论验证，以及复现与真实的数据验证，我们确定此次攻击手段定义为类型转换漏洞攻击。

攻击者巧妙利用God合约的设计漏洞，在计算dividends时，未考虑int类型的负值转化为uint时的情况，导致合约被攻击。

从Etherscan上查到的信息来看，部署攻击合约为8月20日04:42:27 PM，卷走ETH为04:57:26 PM。黑客仅仅用了15分钟完成上述所有操作。

除此漏洞之外，我们还在合约中发现如下两个“后门”，God合约的owner（在下列代码中体现为Administrator）可以使用这两个函数转出合约地址下的所有ETH。

此处Administrator可以指定任意账户的代币数，然后可以将这部分代币数兑换为ETH

此处Administrator取走项目奖励时没有减去已经取走的value值，导致Administrator可以重复取出ETH。

总而言之，目前的游戏合约，尤其是交易属性较重的游戏合约，安全漏洞出现的情况非常普遍。

不仅是God.Game，区块链博彩类游戏已是漏洞重重。

8月17日，一款火爆程度堪比“Fomo3D”的区块链游戏“Last Winner”首轮已经宣告结束，最终Winner一举斩获了7,755个ETH，以当时行情来预估，奖金高达1500万元。而PeckShield安全研究人员进一步跟踪研究发现，该获奖账户正是此前发现的利用合约攻击合约，提升中大奖的概率的“外挂”账户，同时，该外挂账户还在利用游戏的空投机制进行薅羊毛，总计获利231个ETH。

而炙手可热的Fomo3D首轮结束疑为“黑天鹅”，获奖者投入仅0.8个ETH，回报超13,000倍，PeckShield安全人员追踪该用户地址发现，该用户于8月15日开始投注，每次投注金额约为一个Key的价钱，截至获得大奖，共计投入了0.8个ETH，投资回报率超13,000倍，回报惊人。需要说明的是，该地址为普通账户并非“合约”，只不过采用了一个简单的自动交易“脚本”，由于最后40次平均投注间隔长约183秒，频率不算太高。

 在进入一些“一夜爆红”的游戏之前，要擦亮眼睛，理智投资，最好是参与已经提供审计报告的区块链游戏，对于未经过合约安全验证的游戏不可盲从。同时，各游戏项目方也应该在游戏上线前做好对智能合约的安全审计，以保护自己的项目运营和玩家的资产安全。区块链为游戏行业带来变革的同时，保证游戏的安全性可能也是当务之急。

（作者：区块链安全档案，内容来自链得得内容开放平台“得得号”；本文仅代表作者观点，不代表链得得官方立场）

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