智能合约安全系列文章反汇编·上篇
前言
通过上一篇反编译文章的学习,我们对智能合于opcode的反编译有了基础的学习,对于初学者来说,要想熟练运用还得多加练习。本篇我们来一块学习智能合约反汇编,同样使用的是Online Solidity Decompiler在线网站,智能合约反汇编对于初学者来说,较难理解,但对于智能合约代码来说,只要能读懂智能合约反汇编,就可以非常清晰的了解到合约的代码逻辑,对审计合约和CTF智能合约都有非常大的帮助
反汇编内容
由于solidity智能合约的opcode经过反汇编后,指令较多,我们本篇分析简明要义,以一段简单合约代码来分析其反汇编后的指令内容
合约源码如下:
pragma?solidity?^0.4.24;??contract?Tee?{??????????uint256?private?c;??????function?a()?public?returns?(uint256)?{?self(2);?}??????????function?b()?public?{?c++;?}??????function?self(uint?n)?internal?returns?(uint256)?{??????????????????if?(n?<=?1)?{?return?1;?}??????????return?n?*?self(n?-?1);?????}?}
合约部署后生成的opcode:
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
通过在线网站Online Solidity Decompiler反汇编后结果(runtime bytecode)如下:
反汇编分析
我们从第一部分指令label_0000开始
0000????60??PUSH1?0x80??0002????60??PUSH1?0x40??0004????52??MSTORE??0005????60??PUSH1?0x04??0007????36??CALLDATASIZE??0008????10??LT??0009????60??PUSH1?0x49??000B????57??*JUMPI
push指令是将字节压入栈顶,push1-push32依次代表将1字节-32字节推压入栈顶,这里PUSH1 0x80和PUSH1 0x40表示将0x80和0x40压入栈顶,故目前栈的布局如下:
1:?0x40?0:?0x80
MSTORE指令表示从栈中依次出栈两个值arg0和arg1,并把arg1存放在内存的arg0处。目前来说栈中已无数据,这里将0x80存放在内存0x40处。
PUSH1 0x04将0x04压入栈中,CALLDATASIZE指令表示获取msg.data调用数据,目前栈的布局如下:
1:?calldata?0:?0x04
LT指令表示将两个栈顶的值取出,如果先出栈的值小于后出栈的值则把1入栈,反之把0入栈。这里如果calldata调用数据小于0x04字节,就将1入栈;如果calldata调用数据大于等于0x04字节,就将0入栈。目前栈的布局为:0: 0 或0: 1。
继续分析,PUSH1 0x49指令将0x49压入栈顶,目前栈的布局为:
1:0x49?0:?0?或者?1
下面一条指令JUMPI指令表示从栈中依次出栈两个值arg0和arg1,如果arg1的值为真则跳转到arg0处,否则不跳转。如果arg1值为1,则指令会跳转到0x49处;如果arg1值为0,则会顺序执行下一条指令。具体执行过程如下:
这里我们先来分析顺序执行的内容label_000C,指令如下
000C????60??PUSH1?0x00??000E????35??CALLDATALOAD??000F????7C??PUSH29?0x0100000000000000000000000000000000000000000000000000000000??002D????90??SWAP1??002E????04??DIV??002F????63??PUSH4?0xffffffff??0034????16??AND??0035????80??DUP1??0036????63??PUSH4?0x0dbe671f??003B????14??EQ??003C????60??PUSH1?0x4e??003E????57??*JUMPI
目前经过上一步运算栈中布局为空,PUSH1 0x00指令将0压入栈中。CALLDATALOAD指令接受一个参数,该参数可以作为发往智能合约的calldata数据的索引,然后从该索引处再读取32字节数,由于前一个指令传入的索引值为0,所以这一步指令会弹出栈中的0,将calldata32字节压入栈中。PUSH29指令将29个字节压入栈中。目前栈的布局如下:
1:0x0100000000000000000000000000000000000000000000000000000000?0:calldata值
SWAP1指令表示将堆栈顶部元素与之后的第一个元素进行交换,也就是0x0100000000000000000000000000000000000000000000000000000000和calldata值进行交换。接下来DIV指令表示(栈中第一个元素 // 栈中第二个元素)取a//b的值,这里也就是calldata的32字节除29字节,由于除法的运算关系,这里进行除法运算后的字节为4位,估计大家也可以想到,这就是函数标识符4字节。那么目前栈的布局如下:
0:函数标识符4字节
PUSH4 指令将0xffffffff压入栈中。AND指令表示将取栈中前两个参数进行AND运算,也就是函数标识符前四位0xffffffff进行AND操作,最终得到前四位的函数标识符及后28位为空补0的数值。下一条指令DUP1表示复制当前栈中第一个值到栈顶,目前栈中布局如下:
1:调用参数中的函数标识符?0:调用参数中的函数标识符
下一个指令PUSH4指令继续将函数标识符0x0dbe671f压入栈中,这里的标识符为a()函数,函数标识符我们可以在https://www.4byte.directory/在线网站查看。目前栈中布局如下:
2:0x0dbe671f?1:调用参数中的函数标识符?0:调用参数中的函数标识符
EQ指令表示取两个栈顶值,如果两值相等就将1入栈(也就是说a()函数标识符与调用参数中的函数标识符相等),反之将0入栈。下一步PUSH1将0x4e压入栈顶。之后JUMPI指令从栈中依次出栈两个值arg0和arg1,如果arg1的值为真则跳转到arg0处,否则不跳转。目前栈中布局如下:
2:0x4e?1:1?或?0??0:调用参数中的函数标识符
从前面三个指令可看出,EQ对函数标识符进行判断后,下一步压入0x4e是为了JUMPI进行判断并跳转。也就是说如果EQ判断a()函数标识符相等(将1入栈),JUMPI执行后就会跳转到0x4e的偏移位置;反之如果EQ判断a()函数标识符不相等(将0入栈),JUMPI执行后就会顺序执行下一条语句。目前栈中布局如下:
0:调用参数中的函数标识符
具体执行过程如下:
目前我们对label_0000和label_000C已进行分析,从上图来看,该流程中除了顺序执行外,label_0000处0x49,label_003F处0x76和label_000C处0x4e都有相应的跳转条件。本篇我们继续分析顺序执行部分(label_003F和label_0049)指令。首先来看第一部分label_003F:
003F????80??DUP1?0040????63??PUSH4?0x4df7e3d0?0045????14??EQ?0046????60??PUSH1?0x76?0048????57??*JUMPI
由于目前栈中只有一条数据(0:调用参数中的函数标识符)
DUP1指令表示复制栈中第一个值到栈顶。PUSH4指令将0x4df7e3d0函数标识符压入栈顶,这里函数标识符代表b()函数,故目前栈中布局如下:
2:0x4df7e3d0?1:调用参数中的函数标识符?0:调用参数中的函数标识符
接下来三个指令会进行栈中值进行运算和偏移量跳转设置,EQ指令把栈顶的两个值出栈,如果0x4df7e3d0和调用参数中的函数标识符相等则把1入栈,否则把0入栈。PUSH1指令将偏移量0x76压入栈中。JUMPI指令从栈中依次出栈两个值:0x76和EQ指令判断的值(1或0),如果EQ指令判断的值为真则跳转到0x76处,否则按顺序执行不跳转。故目前栈中布局如下:
2:0x76?1:1?或?0??0:调用参数中的函数标识符
我们假设EQ指令判断的值为0,那么通过JUMPI指令条件判断后,会按照顺序继续执行下一条指令。执行后,栈中依然只有一条指令(0:调用参数中的函数标识符)。
我们继续进行顺序执行,label_0049:
0049????5B??JUMPDEST?004A????60??PUSH1?0x00?004C????80??DUP1?004D????FD??*REVERT
JUMPDEST指令在该上下文中表示跳转回来,也就是label_0000处0x49的跳转。之后的两条指令PUSH1和DUP1总体意思为将0压入栈顶并复制,没有实际意义。REVERT指令则表示并未有函数签名匹配,从而停止执行,回滚状态。
总结
由于反汇编内容过多,我们分为两篇分享给大家,本篇我们对反汇编的内容进行了详细讲解,下篇我们将会继续分析并串联所有指令,梳理代码逻辑。