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前面寫的話：

以太坊，作為區(qū)塊鏈 2.0 時(shí)代的代表，通過智能合約平臺(tái)，解決比特幣拓展性不足的問題，在金融行業(yè)有了巨大的應(yīng)用。

通過智能合約進(jìn)行交易，不用管交易時(shí)間，不用管交易是否合法，只要能夠符合智能合約的規(guī)則，就可以進(jìn)行無限制的交易。在巨大的經(jīng)濟(jì)利益下，總會(huì)有人走上另一條道路。

在2018年6月29日，以太坊黑色情人節(jié)事件（即偷渡漏洞）新型攻擊手法被發(fā)現(xiàn)。該攻擊手法在本文中亦稱之為：離線攻擊。在結(jié)合蜜罐數(shù)據(jù)復(fù)現(xiàn)該攻擊手法的過程中發(fā)現(xiàn)，在真實(shí)場景中，還存在另外兩種新型的攻擊方式：重放攻擊和爆破攻擊，由于此類攻擊方式出現(xiàn)在偷渡漏洞曝光后，我們將這些攻擊手法統(tǒng)一稱為后偷渡時(shí)代的盜幣方式。

下面將會(huì)在介紹相關(guān)知識(shí)點(diǎn)后，針對偷渡漏洞及后偷渡時(shí)代的盜幣方式，模擬復(fù)現(xiàn)盜幣的實(shí)際流程，對攻擊成功的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)

1.1 RLP 編碼

RLP(遞歸長度前綴)從名字可以看出它的特點(diǎn)：一個(gè)是遞歸，被編碼的數(shù)據(jù)是遞歸的結(jié)構(gòu)，編碼算法也是遞歸進(jìn)行處理的；二是長度前綴，也就是RLP編碼都帶有一個(gè)前綴，這個(gè)前綴是跟被編碼數(shù)據(jù)的長度相關(guān)的，RLP提供了一種適用于任意二進(jìn)制數(shù)據(jù)數(shù)組的編碼，RLP已經(jīng)成為以太坊中對對象進(jìn)行序列化的主要編碼方式。

RLP編碼會(huì)對字符串和列表進(jìn)行序列化操作，具體的編碼流程如下圖：

在此，也以3.4.1節(jié)中eth_signTransaction接口返回的簽名數(shù)據(jù)為例，解釋該簽名數(shù)據(jù)是如何經(jīng)過tx編碼后得到的。

根據(jù)RLP編碼的規(guī)則，我們對tx字段當(dāng)作一個(gè)列表按順序進(jìn)行編碼(hash 除外)。由于長度必定大于55字節(jié)，所以采用最后一種編碼方式。

暫且先拋開前兩位，對所有項(xiàng)進(jìn)行RLP編碼，結(jié)果如下：

合并起來就是：

一共是214位，長度是107比特，也就意味著第二位是0x6b，第一位是0xf7 len(0x6b)=0xf8, 這也是最終raw的內(nèi)容：

1.2 keystore 文件及其解密

keystore文件用于存儲(chǔ)以太坊私鑰。為了避免私鑰明文存儲(chǔ)導(dǎo)致泄漏的情況發(fā)生，keystore文件應(yīng)運(yùn)而生。讓我們結(jié)合下文中的keystore文件內(nèi)容來看一下私鑰是被如何加密的：

在此，將結(jié)合私鑰的加密過程說明各字段的意義：

加密步驟一：使用aes-128-ctr對以太坊賬戶的私鑰進(jìn)行加密

開頭那里已經(jīng)說到，keystore文件是為了避免私鑰明文存儲(chǔ)導(dǎo)致泄漏的情況發(fā)生而出現(xiàn)的，所以加密的第一步就是對以太坊賬戶的私鑰進(jìn)行加密。這里使用了aes-128-ctr方式進(jìn)行加密。設(shè)置解密密鑰和初始化向量iv就可以對以太坊賬戶的私鑰進(jìn)行加密，得到加密后的密文。

keystore文件中的cipher、cipherparams、ciphertext參數(shù)與該加密步驟有關(guān)：

加密步驟二：利用kdf算法計(jì)算解密密鑰

經(jīng)過加密步驟一，以太坊賬戶的私鑰已經(jīng)被成功加密。我們只需要記住解密密鑰就可以進(jìn)行解密，但這里又出現(xiàn)了一個(gè)新的問題，解密密鑰長達(dá)32位且毫無規(guī)律可言。所以以太坊又使用了一個(gè)密鑰導(dǎo)出函數(shù)(kdf)計(jì)算解密密鑰。在這個(gè)keystore文件中，根據(jù)kdf參數(shù)可以知道使用的是scrypt算法。最終實(shí)現(xiàn)的效果就是：對我們設(shè)置的密碼與kdfparams中的參數(shù)進(jìn)行scrypt計(jì)算，就會(huì)得到加密步驟 1中設(shè)置的解密密鑰.

keystore文件中的kdf、kdfparams參數(shù)與該加密步驟有關(guān)：

加密步驟三：驗(yàn)證用戶密碼的正確性

假設(shè)用戶輸入了正確的密碼，只需要通過步驟一二進(jìn)行解密就可以得到正確的私鑰。但我們不能保證用戶每次輸入的密碼都是正確的。所以引入了驗(yàn)算的操作。驗(yàn)算的操作十分簡單，取步驟二解密出的密鑰的第十七到三十二位和ciphertext進(jìn)行拼接，計(jì)算出該字符串的sha3_256的值。如果和mac的內(nèi)容相同，則說明密碼正確。

keystore文件中的mac參數(shù)與該步驟有關(guān)：

綜上所述，要從keystore文件中解密出私鑰，所需的步驟是：

流程圖如下：

1.3 以太坊交易的流程

根據(jù)源碼以及網(wǎng)上已有的資料總結(jié)了以太坊的交易流程如下：

1.用戶發(fā)起轉(zhuǎn)賬請求。

2.以太坊對轉(zhuǎn)賬信息進(jìn)行簽名

3.校驗(yàn)簽名后的信息并將信息加入交易緩存池 (txpool)

4.從交易緩存池中提取交易信息進(jìn)行廣播

對本文來說，步驟2：以太坊對轉(zhuǎn)賬信息進(jìn)行簽名對于理解3.4節(jié)利用離線漏洞進(jìn)行攻擊十分重要。

從上文中我們可以知道，私鑰已經(jīng)被加密在keystore文件中，所以在步驟2進(jìn)行簽名操作之前，需要將私鑰解密出來。在以太坊的操作中有專門的接口用于解鎖賬戶：personal.unlockAccount

在解鎖對應(yīng)的賬戶后，我們將可以進(jìn)行轉(zhuǎn)賬操作。在用私鑰進(jìn)行簽名前，存在一些初始化操作：

這里可以注意一點(diǎn)：Transaction結(jié)構(gòu)體中是不存在from字段的。這里不添加from字段和后面的簽名算法有著密切的關(guān)系。

使用私鑰對交易信息進(jìn)行簽名主要分為兩步：

對構(gòu)造的列表進(jìn)行RLP編碼，然后通過sha3_256計(jì)算出編碼后字符串的hash值。

由于以太坊的地址是公鑰去除第一個(gè)比特后經(jīng)過sha3_256加密的后40位，所以在交易信息中不包含from的情況下，我們依舊可以知道這筆交易來自于哪個(gè)地址。這也是前文說到Transaction結(jié)構(gòu)體中不存在from的原因。

在簽名完成后，將會(huì)被添加進(jìn)交易緩存池(txpool)，在這個(gè)操作中，from將會(huì)被還原出來，并進(jìn)行一定的校驗(yàn)操作。同時(shí)也考慮到交易緩存池的各種極端情況，例如：在交易緩存池已滿的情況下，會(huì)將金額最低的交易從緩存池中移除。

最終，交易緩存池中存儲(chǔ)的交易會(huì)進(jìn)行廣播，網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)收到該交易后都會(huì)將該交易存入交易緩存池。當(dāng)某節(jié)點(diǎn)挖到新的區(qū)塊時(shí)，將會(huì)從交易緩存池中按照gasPrice高低排序交易并打包進(jìn)區(qū)塊。

所謂磨刀不誤砍柴功，只有清楚地掌握了關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，才能在理解下面的漏洞原理時(shí)游刃有余。