[Ethernaut CTF] Motorbike

0xDave·2022년 10월 17일
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Ethereum

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(수정중)

소스코드


// SPDX-License-Identifier: MIT

pragma solidity <0.7.0;

import "@openzeppelin/contracts/utils/Address.sol";
import "@openzeppelin/contracts/proxy/Initializable.sol";

contract Motorbike {
    // keccak-256 hash of "eip1967.proxy.implementation" subtracted by 1
    bytes32 internal constant _IMPLEMENTATION_SLOT = 0x360894a13ba1a3210667c828492db98dca3e2076cc3735a920a3ca505d382bbc;

    struct AddressSlot {
        address value;
    }

    // Initializes the upgradeable proxy with an initial implementation specified by `_logic`.
    constructor(address _logic) public {
        require(Address.isContract(_logic), "ERC1967: new implementation is not a contract");
        _getAddressSlot(_IMPLEMENTATION_SLOT).value = _logic;
        (bool success,) = _logic.delegatecall(
            abi.encodeWithSignature("initialize()")
        );
        require(success, "Call failed");
    }

    // Delegates the current call to `implementation`.
    function _delegate(address implementation) internal virtual {
        // solhint-disable-next-line no-inline-assembly
        assembly {
            calldatacopy(0, 0, calldatasize())
            let result := delegatecall(gas(), implementation, 0, calldatasize(), 0, 0)
            returndatacopy(0, 0, returndatasize())
            switch result
            case 0 { revert(0, returndatasize()) }
            default { return(0, returndatasize()) }
        }
    }

    // Fallback function that delegates calls to the address returned by `_implementation()`. 
    // Will run if no other function in the contract matches the call data
    fallback () external payable virtual {
        _delegate(_getAddressSlot(_IMPLEMENTATION_SLOT).value);
    }

    // Returns an `AddressSlot` with member `value` located at `slot`.
    function _getAddressSlot(bytes32 slot) internal pure returns (AddressSlot storage r) {
        assembly {
            r_slot := slot
        }
    }
}

contract Engine is Initializable {
    // keccak-256 hash of "eip1967.proxy.implementation" subtracted by 1
    bytes32 internal constant _IMPLEMENTATION_SLOT = 0x360894a13ba1a3210667c828492db98dca3e2076cc3735a920a3ca505d382bbc;

    address public upgrader;
    uint256 public horsePower;

    struct AddressSlot {
        address value;
    }

    function initialize() external initializer {
        horsePower = 1000;
        upgrader = msg.sender;
    }

    // Upgrade the implementation of the proxy to `newImplementation`
    // subsequently execute the function call
    function upgradeToAndCall(address newImplementation, bytes memory data) external payable {
        _authorizeUpgrade();
        _upgradeToAndCall(newImplementation, data);
    }

    // Restrict to upgrader role
    function _authorizeUpgrade() internal view {
        require(msg.sender == upgrader, "Can't upgrade");
    }

    // Perform implementation upgrade with security checks for UUPS proxies, and additional setup call.
    function _upgradeToAndCall(
        address newImplementation,
        bytes memory data
    ) internal {
        // Initial upgrade and setup call
        _setImplementation(newImplementation);
        if (data.length > 0) {
            (bool success,) = newImplementation.delegatecall(data);
            require(success, "Call failed");
        }
    }

    // Stores a new address in the EIP1967 implementation slot.
    function _setImplementation(address newImplementation) private {
        require(Address.isContract(newImplementation), "ERC1967: new implementation is not a contract");

        AddressSlot storage r;
        assembly {
            r_slot := _IMPLEMENTATION_SLOT
        }
        r.value = newImplementation;
    }
}

해결과제


Would you be able to selfdestruct its engine and make the motorbike unusable?

Things that might be help:
	- EIP-1967
    - UUPS upgradable pattern
    - Initializable contract

엔진을 부시자!

해결과정


먼저 컨트랙트를 이해하기 위한 요소들부터 알아보자. Motorbike가 Proxy 컨트랙트고, Engine이 Implementation 컨트랙트이다. Engine에서 constructor를 사용할 수 없기 때문에 initializer modifier와 Motorbike 컨트랙트의 constructor를 이용해 가장 처음 실행되도록 했다.

EIP-1967

Implementation 컨트랙트의 주소를 비롯해 변수들을 slot에 저장할 때, 순차적으로 하면 Storage Collision이 발생하기 때문에 keccak256으로 해시해서 나온 slot에 저장하자는 제안이다. 정확히는 아래와 같은 로직을 따른다.

  bytes32 internal constant _IMPLEMENTATION_SLOT = bytes32(uint256(
    keccak256('eip1967.proxy.implementation')) - 1
  ));

Address.isContract

해당 주소가 컨트랙트인지 확인할 수 있는 함수다. 하지만 보안 상의 이유로 추천하지 않는다고 한다.


엔진을 부시려면 먼저 upgrader가 되어야 한다. 엔진 컨트랙트를 업그레이드 할 수 있는 권한을 가져와서 우리가 배포한 컨트랙트가 엔진 컨트랙트를 대체하도록 한다. 여기서 포인트는 대체한 컨트랙트에 selfdestruct() 함수를 넣어주는 것이다.

출처 및 참고자료


  1. Proxy Patterns
  2. EIP-1967: Proxy Storage Slots
  3. [업그레이더블 컨트랙트 씨-리즈] Part 2 — 프록시 컨트랙트 해체 분석하기
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