给比特币做一次体检

首页 > 币界资讯 > 区块链知识 2014-08-07 16:07:00

不要指望这是一篇多么史诗的文章，这里只是用PVS-Studio检查了下比特币项目的源代码，并发现了其中一些可疑的片段。我想已经有很多程序员已经检查过比特币源代码了吧，不过既然我们也做了一次检查，这里就简单地说明下。

首先我们决定用PVS-Studio以及Clang进行对比测试，这是一个庞大而复杂的任务，我并不认为它能够很快完成。下面是这项任务中遇到的几个难题：

我们需要收集的项目是由GCC建立，但也可以由Clang进行编译。如果我们直接用Clang检查这些项目，Clang是不会发现漏洞的，因为在Clang的帮助下这些漏洞已经被修复了。但是PVS-Studio就可以。

一般来说，几乎没有项目可以同时在Clang以及Visual Studio上进行编译，Clang号称能够很好地兼容Visual Studio，但实际操作中却是另一码事，很多项目都不能正常建立和检查。而PVS-Studio在Linux平台下运行的情况却又是不如人意，因此我们所寻找的项目需要在这两种工具上都可以很好的进行处理。

比特币就是我们所选择的对比项目之一，两种工具运行完后所发现的错误也几乎为零，这也无需奇怪 —— 我想这个项目早就被检查烂了，这也就是为什么我们将大部分比较从中排除的原因，下面我们就简单地概括下这次检查。

项目分析

我想比特币是什么这里也就没必要进行介绍了，都快被玩坏了，源代码从这里下载： https://github.com/bitcoin/bitcoin

本次分析通过5.17版本PVS-Studio完成。

奇怪的循环

下面是该检测分析唯一我觉得可疑的片段。这是一段和密码学相关的函数，我不知道它到底有何作用，或许我找到了惊天秘密也说不定呢，现在这个年代，程序猿最乐意做的事就是发现一些关于安全性的大BUG，你懂的。但是，这里可能只是一个小错误，甚至是一段故意编写的代码。

bool CCryptoKeyStore::Unlock(const CKeyingMaterial& vMasterKeyIn)
{
 {
  LOCK(cs_KeyStore);
  if (!SetCrypted())
  return false;

  CryptedKeyMap::const_iterator mi = mapCryptedKeys.begin();
  for (; mi != mapCryptedKeys.end(); ++mi)
  {
    const CPubKey &vchPubKey = (*mi).second.first;
    const std::vector<unsigned char> &vchCryptedSecret =
    (*mi).second.second;
    CKeyingMaterial vchSecret;
    if(!DecryptSecret(vMasterKeyIn, vchCryptedSecret,
                    vchPubKey.GetHash(), vchSecret))
      return false;
    if (vchSecret.size() != 32)
      return false;
    CKey key;
    key.Set(vchSecret.begin(), vchSecret.end(),
          vchPubKey.IsCompressed());
    if (key.GetPubKey() == vchPubKey)
      break;
    return false;
  }
  vMasterKey = vMasterKeyIn;
}
NotifyStatusChanged(this);
return true;
}

注意这个循环，它必须遍历某些键值，然而，其循环体只执行一次。还有就是在该循环结束时，会有一个“return false；”操作，它也可以由“break;”终止，与此同时，并不存在一个单一的“continue;”的操作。

可疑的转变

static int64_t set_vch(const std::vector<unsigned char>& vch)
{
  if (vch.empty())
    return 0;

  int64_t result = 0;
  for (size_t i = 0; i != vch.size(); ++i)
      result |= static_cast<int64_t>(vch[i]) << 8*i;

  // If the input vector's most significant byte is 0x80,
  // remove it from the result's msb and return a negative.
  if (vch.back() & 0x80)
      return -(result & ~(0x80 << (8 * (vch.size() - 1))));

   return result;
 }

PVS-Studio的诊断信息：V629 检查了 ’0×80 << (8 * (vch.size() – 1))’语句,Bit从32位值扩展到64位值， script.h 169。

该功能形成了一个64位的值，其中一个转变是正确的，其他的可能不是。

正确的行：

 static_cast<int64_t>(vch[i]) << 8*i

变量首先延伸到int64_t ，然后进行转移

可疑行：

 0x80 << (8 * (vch.size() - 1))

该0×80的常数是’整数’类型，这意味着移动它可能会导致溢出。由于该函数生成了一个64位的值，我怀疑这里是有一个错误的。如果要了解更多关于准换的信息，可以参见，“Wade not in unknown waters – part three”这篇文章。

不变的代码：

 0x80ull << (8 * (vch.size() - 1))

危险类

class CKey {
  ....
  // Copy constructor. This is necessary because of memlocking.
  CKey(const CKey &secret) : fValid(secret.fValid),
                         fCompressed(secret.fCompressed) {
    LockObject(vch);
    memcpy(vch, secret.vch, sizeof(vch));
  }
  ....
};

PVS-Studio的诊断信息：V690中的’CKey’类实现了一个拷贝构造函数，但它缺少“=”操作符。使用这样的类是危险的。key.h 175

很多人认为拷贝构造函数是对于同步来说必须的，然而，一个项目不应该只通过拷贝构造函数来进行复制，“=”操作在这段代码中并未出现，尽管目前看来=操作还未能派上用场，但是这段代码还是有潜在危险的。

同样的，还有一些需要进行仔细检查的类：

V690 “Semantic_actions”类实现了’='操作，但缺少一个拷贝构造函数，使用这样的类是危险的。json_spirit_reader_template.h196

V690 “CFeeRate”类实现一个拷贝构造函数，但缺少“=”操作符，使用这样的类是危险的。 core.h118

V690 “CTransaction”类实现了’='操作，但缺少一个拷贝构造函数，使用这样的类是危险的。core.h212

V690 “CTxMemPoolEntry”类实现一个拷贝构造函数，但缺少“=”操作符，使用这样的类是危险的。txmempool.h27

V690 “Json_grammer”类实现了’='操作，但缺少一个拷贝构造函数，使用这样的类是危险的。 json_spirit_reader_template.h370

V690 ‘Generator’类实现了’='操作，但缺少一个拷贝构造函数，使用这样的类是危险的。 json_spirit_writer_template.h98