# WTF Solidity 合约安全 S06. 签名重放

**Published by:** [0xAA](https://paragraph.com/@wtfacademy/)
**Published on:** 2022-11-02
**URL:** https://paragraph.com/@wtfacademy/wtf-solidity-s06

## Content

我最近在重新学solidity，巩固一下细节，也写一个“WTF Solidity极简入门”，供小白们使用（编程大佬可以另找教程），每周更新1-3讲。 推特：@0xAA_Science｜@WTFAcademy_ 社区：Discord｜微信群｜官网 wtf.academy 所有代码和教程开源在github: github.com/AmazingAng/WTFSolidity这一讲，我们将介绍智能合约的签名重放（Signature Replay）攻击和预防方法，它曾间接导致了著名做市商 Wintermute 被盗2000万枚 $OP。签名重放​上学的时候，老师经常会让家长签字，有时候家长很忙，我就会很“贴心”照着以前的签字抄一遍。某种意义上来说，这就是签名重放。 在区块链中，数字签名可以用于识别数据签名者和验证数据完整性。发送交易时，用户使用私钥签名交易，使得其他人可以验证交易是由相应账户发出的。智能合约也能利用 ECDSA 算法验证用户将在链下创建的签名，然后执行铸造或转账等逻辑。更多关于数字签名的介绍请见WTF Solidity第37讲：数字签名。 数字签名一般有两种常见的重放攻击：普通重放：将本该使用一次的签名多次使用。NBA官方发布的《The Association》系列 NFT 因为这类攻击被免费铸造了上万枚。跨链重放：将本该在一条链上使用的签名，在另一条链上重复使用。做市商 Wintermute 因为跨链重放攻击被盗2000万枚 $OP。漏洞合约例子​下面的SigReplay合约是一个ERC20代币合约，它的铸造函数有签名重放漏洞。它使用链下签名让白名单地址 to 铸造相应数量 amount 的代币。合约中保存了 signer 地址，来验证签名是否有效。// SPDX-License-Identifier: MIT pragma solidity ^0.8.4; import "@openzeppelin/contracts/token/ERC20/ERC20.sol"; import "@openzeppelin/contracts/access/Ownable.sol"; import "@openzeppelin/contracts/utils/cryptography/ECDSA.sol"; // 权限管理错误例子 contract SigReplay is ERC20 { address public signer; // 构造函数：初始化代币名称和代号 constructor() ERC20("SigReplay", "Replay") { signer = msg.sender; } /** * 有签名重访漏洞的铸造函数 * to: 0x5B38Da6a701c568545dCfcB03FcB875f56beddC4 * amount: 1000 * 签名： 0x5a4f1ad4d8bd6b5582e658087633230d9810a0b7b8afa791e3f94cc38947f6cb1069519caf5bba7b975df29cbfdb4ada355027589a989435bf88e825841452f61b */ function badMint(address to, uint amount, bytes memory signature) public { bytes32 _msgHash = toEthSignedMessageHash(getMessageHash(to, amount)); require(verify(_msgHash, signature), "Invalid Signer!"); _mint(to, amount); } /** * 将to地址（address类型）和amount（uint256类型）拼成消息msgHash * to: 0x5B38Da6a701c568545dCfcB03FcB875f56beddC4 * amount: 1000 * 对应的消息msgHash: 0xb4a4ba10fbd6886a312ec31c54137f5714ddc0e93274da8746a36d2fa96768be */ function getMessageHash(address to, uint256 amount) public pure returns(bytes32){ return keccak256(abi.encodePacked(to, amount)); } /** * @dev 获得以太坊签名消息 * `hash`：消息哈希 * 遵从以太坊签名标准：https://eth.wiki/json-rpc/API#eth_sign[`eth_sign`] * 以及`EIP191`:https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-191` * 添加"\x19Ethereum Signed Message:\n32"字段，防止签名的是可执行交易。 */ function toEthSignedMessageHash(bytes32 hash) public pure returns (bytes32) { // 32 is the length in bytes of hash, // enforced by the type signature above return keccak256(abi.encodePacked("\x19Ethereum Signed Message:\n32", hash)); } // ECDSA验证 function verify(bytes32 _msgHash, bytes memory _signature) public view returns (bool){ return ECDSA.recover(_msgHash, _signature) == signer; } 注意 铸造函数 badMint() 没有对 signature 查重，导致同样的签名可以多次使用，无限铸造代币。 function badMint(address to, uint amount, bytes memory signature) public { bytes32 _msgHash = toEthSignedMessageHash(keccak256(abi.encodePacked(to, amount))); require(verify(_msgHash, signature), "Invalid Signer!"); _mint(to, amount); } Remix 复现​1. 部署 SigReplay 合约，签名者地址 signer 被初始化为部署钱包地址。2. 利用getMessageHash函数获取消息。3. 点击 Remix 部署面板的签名按钮，使用私钥给消息签名。4. 反复调用 badMint 进行签名重放攻击，铸造大量代币。预防办法​签名重放攻击主要有两种预防办法：将使用过的签名记录下来，比如记录下已经铸造代币的地址 mintedAddress，防止签名反复使用：mapping(address => bool) public mintedAddress; // 记录已经mint的地址 function goodMint(address to, uint amount, bytes memory signature) public { bytes32 _msgHash = toEthSignedMessageHash(getMessageHash(to, amount)); require(verify(_msgHash, signature), "Invalid Signer!"); // 检查该地址是否mint过 require(!mintedAddress[to], "Already minted"); // 记录mint过的地址 mintedAddress[to] = true; _mint(to, amount); } ```solidity 将 nonce （数值随每次交易递增）和 chainid （链ID）包含在签名消息中，这样可以防止普通重放和跨链重放攻击：uint nonce; function nonceMint(address to, uint amount, bytes memory signature) public { bytes32 _msgHash = toEthSignedMessageHash(keccak256(abi.encodePacked(to, amount, nonce, block.chainid))); require(verify(_msgHash, signature), "Invalid Signer!"); _mint(to, amount); nonce++; } 总结​这一讲，我们介绍了智能合约中的签名重放漏洞，并介绍了两个预防方法：将使用过的签名记录下来，防止二次使用。将 nonce 和 chainid 包含到签名消息中。

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