UUPSUpgradeable 漏洞分析

本文作者：bixia1994

参考链接：UUPSUpgradeableVulnerabilityPost-mortem-General/Announcements-OpenZeppelinCommunity

EIP-1967

在UUPS中，其实现了EIP-1967

Tuur Demeester：比特币价格超过5万美元“一点也不疯狂”:比特币投资者和研究分析师Tuur Demeester推测奖励减半后，比特币比不会跌破6,000美元，甚至未来可能达到至少50,000美元的价格。

在5月18日发布给加密货币研究公司Messari的YouTube频道的视频中，Demeester表示，比特币（BTC）减半后已“重返牛市”，过去的3,000-4,000美元触底反弹，指的是3月加密市场崩盘。（Cointelegraph）[2020/5/19]

作为一个实现EIP-897的代理合约，其在代理合约中会实现这两个函数。

UUPSEIP-1822

EIP-1822讨论的合约升级模式与Openzeppelin的透明合约升级模式的不同点在于：EIP-1822的代理合约只读取实现合约的地址，并将所有的方法都代理给实现合约，包括修改实现合约地址的逻辑部分也在实现合约里。而透明合约升级模式中，proxy合约管理着实现合约的地址，要实现合约升级，只需要在proxy合约中更改实现合约的地址即可。其他的逻辑代理给实现合约。

也就是说EIP-1822的实现合约既包含了普通的业务逻辑处理，更包含了自身的升级逻辑处理。简单来讲就是EIP-1822的实现合约部分，都需要继承自一个公共的可升级实现合约：proxiable

functionupgradeToAndCall(addressnewImplementation,bytesmemorydata)externalpayablevirtual{}function_authorizeUpgrade(addressnewImplementation)internalonlyOwner(){}

声音 | Tuur Demeester：熊市中想买进的人很吵 被迫出售的人很安静:数字货币经济学家Tuur Demeester在推特上表示，熊市中想要 (别人) 买进的人很吵，被迫出售的人是很安静的。[2018/10/16]

其中，openzeppelin通过回滚检测，来检查是否升级成功，避免了EIP-1822中遇到的问题：

function_upgradeToAndCallSecure(addressnewImplementation,bytesmemorydata,boolforceCall)internal{//第一步：设置newImpl地址到实现合约地址addressoldImplementation=_getImplementation();_setImplementation(newImplementation);//第二步：针对新的实现合约地址进行初始化if(data

//第三步：执行回滚检查//PerformrollbacktestifnotalreadyinprogressStorageSlot

}

声音 | 经济学家Tuur Demeester：区块链是具有里程碑意义的发明:今日，经济学家Tuur Demeester转发赵长鹏推文消息称：“在我的理解中，区块链是一个高冗余数据库，它可以永久存储所有内容，并通过工作证明机制进行保护。我相信这是一项具有里程碑意义的发明，只是目前它的第一层应用有限。”赵长鹏此前所发推文内容为，“我还没有遇到过理解区块链技术但不相信它的人，你是区块链的信徒吗？”[2018/9/10]

Openzepplin的实现漏洞分析

在上述的Openzeppelin的实现中，其通过回滚检测避免了EIP-1822中遇到的问题：即升级到一个不满足EIP-1822规范的合约时，此时代理合约和实现合约就完全被锁死，无法继续升级。但是其又引入了一个新的问题，即：回滚操作中事实上模拟了一遍新的实现合约地址中的upgradeTo操作，并且是通过delegatecall方式来进行调用。

通过delegatecall调用新合约地址的upgradeTo方法有什么问题呢？

查看黄皮书中关于delegatecall的定义为：

Message-callintothisaccountwithanalternativeaccounts'code,butpersistingthecurrentvaluesforsenderandvalue

thismeansthatthereceipientisinfactthesameaccountasatpersent,simplythatthecodeisoverwrittenandthecontextisalmostentirelyidentical

从黄皮书的定义来看，delegatecall事实上保存了当前账户的余额和msg

functionmint(addressto,uint256amount)publiconlyOwner{_mint(to,amount);}function_authorizeUpgrade(addressnewImplementation)internalonlyOwneroverride{}}

火币自主数字资产交易所（Huobi HADAX）将于3月8日14:30上线UUU:火币自主数字资产交易所（Huobi HADAX）定于新加坡时间3月8日14:30开放U Network (UUU)充值业务。3月9日14:00在HADAX开放UUU/BTC和UUU/ETH交易。3月11日14:30开放UUU提现业务。[2018/3/8]

注意这里的TestToken是UUPS升级合约的实现合约部分，而不是代理合约部分。那么应该如何去做这个TestToken的POC呢？

POC

这里不能直接在malicious合约中的upgradeTo方法中写selfdestruct，而是应该利用ForceCall部分的delegatecall，并通过写入rollbackTesting

function_authorizeUpgrade(addressnewImplementation)internal{}}

讨论

那么在openzeppelin的UUPS实现中，使用delegatecall来进行回滚测试有什么问题呢？

问题就是：

Address

}

上述openzeppelin实现的代码中，最为核心的一条是理解：当delegatecall到一个selfdestruct方法后，程序所有的代码都会被直接清空，不会继续往下执行，也就不会去执行后面的require判断条件。

然而在remix中执行时，发现delegatecall之后的require语句还是执行了：

这是不对的，需要进一步理解黄皮书中关于selfdestruct这个opcode的定义：

selfdestruct:Haltexecutionandregisteraccountforlaterdeletion

function_functionDelegateCall(addresstarget,bytesmemorydata)privatereturns(bytesmemory){require(AddressUpgradeable

当delegatecall到一个selfdestruct的方法时，其返回值为0，然后代码继续运行。如果此笔交易在后续的执行过程中成功，则上下文地址上的代码将会被清空。如果该笔交易在后续的执行过程中失败，则整体状态会回滚。

参考资料

bixia1994-互联网小工:https://learnblockchain.cn/people/3295

UUPSUpgradeableVulnerabilityPost-mortem-General/Announcements-OpenZeppelinCommunity:https://forum.openzeppelin.com/t/uupsupgradeable-vulnerability-post-mortem/15680

ContractsWizard-OpenZeppelinDocs:https://docs.openzeppelin.com/contracts/4.x/wizard

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