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ItyFuzz 🍦

ItyFuzz 是一款快速的混合模糊测试工具，用于 EVM、MoveVM（WIP）等。

只需提供合约地址，就能立即找到漏洞：

英文版 README / 研究论文 / 开发信息

统计

发现漏洞/生成攻击所花费的时间：

项目名称 漏洞 Mythril SMARTIAN Slither ItyFuzz
AES 业务逻辑 Inf 不支持 No 4 小时
Carrot 任意外部调用 17s 11s Yes 1s
Olympus 访问控制 36s Inf Yes 1s
MUMUG 价格操纵 Inf 不支持 No 18 小时
Omni 重入 Inf 不支持 Yes* 22 小时
Verilog CTF-2 重入 Inf 不支持 Yes* 3s

* Slither 仅发现重入位置，而不是如何利用重入来触发最终的错误代码。输出还包含大量的误报。

测试覆盖率：

数据集 SMARTIAN Echidna ItyFuzz
B1 97.1% 47.1% 99.2%
B2 86.2% 82.9% 95.4%
Tests 不支持 52.9% 100%

* B1 和 B2 包含 72 个合约。Tests 是 tests 目录中的项目。覆盖率计算为 （覆盖的指令）/（总指令 - 无效代码）。

安装

1. ityfuzzup (推荐)

curl -L https://raw.githubusercontent.com/fuzzland/ityfuzz/master/ityfuzzup/install | bash

2. Release

下载最新的 release

3. Docker

安装 Docker 并运行适用于你的系统架构的 docker 镜像：

docker pull fuzzland/ityfuzz:stable
docker run -p 8000:8000 fuzzland/ityfuzz:stable

然后，您可以在 http://localhost:8000 访问 UI。

注意：容器使用公共 ETH RPC，可能超时或运行缓慢

4. 从源码构建

您需要安装 libssl-dev（OpenSSL）和 libz3-dev（参见Z3 安装章节中的说明）。

# 下载依赖
git submodule update --recursive --init
cargo build --release

你需要solc来编译智能合约。你可以使用solc-select工具来管理solc的版本。

运行

编译智能合约：

cd ./tests/multi-contract/
solc *.sol -o . --bin --abi --overwrite --base-path ../../

运行 Fuzzer：

./cli -t '../tests/multi-contract/*'

Demo

Verilog CTF Challenge 2 tests/verilog-2/

合约有闪电贷款攻击+重入漏洞。攻击目标是到达Bounty.sol中的第 34 行。

具体漏洞利用过程：

0. 借k MATIC，使得 k > balance() / 10
1. 用k MATIC 调用 depositMATIC()
2. redeem(k * 1e18) --重入合约--> getBounty()
3. 返还k MATIC

使用 ItyFuzz 检测漏洞并生成具体漏洞利用过程（需要 0-200 秒）：

# 在tests/verilog-2/中构建合约
solc *.sol -o . --bin --abi --overwrite --base-path ../../
# 运行fuzzer
ityfuzz evm -f -t "../tests/evm/verilog-2/*"

-f 标志启用自动闪电贷款，它会 hook 所有 ERC20 外部调用，使任何用户都具有无限余额。

离线 Fuzz 一个项目

您可以通过提供项目目录的路径（glob）来 Fuzz 一个项目。

ityfuzz evm -t '[DIR_PATH]/*'

ItyFuzz 将尝试将目录中的所有工件部署到没有其他智能合约的区块链中。 项目目录中应当包含[X].abi和[X].bin文件。例如，要 fuzz 一个名为main.sol的合约，您应该 确保项目目录中存在main.abi和main.bin。 ItyFuzz 将自动检测目录中的合约之间的关联（参见tests/multi-contract）， 并 fuzz 它们。

如果 ItyFuzz 无法推断合约之间的关联，您 也可以添加一个[X].address，其中[X]是合约名称，以指定合约的地址。

注意事项：

  • ItyFuzz 在无任何合约的区块链上进行 fuzz， 因此您应该确保在 fuzz 之前将所有相关合约（例如，ERC20 令牌，Uniswap 等）都将部署到 ItyFuzz 的区块链中。

在线 Fuzz 一个项目

Ityfuzz 将优先读取 ETH_RPC_URL 环境变量作为 RPC 地址，如果没有设置，将使用内置的公共 RPC 地址。

您可以通过提供地址，块和链来 fuzz 一个项目。

ityfuzz evm -o -t [TARGET_ADDR] --onchain-block-number [BLOCK] -c [CHAIN_TYPE] --onchain-etherscan-api-key [Etherscan API Key]

示例： 在以太坊主网最新区块上 fuzz WETH 合约（0xc02aaa39b223fe8d0a0e5c4f27ead9083c756cc2）。

ityfuzz evm -o -t 0xc02aaa39b223fe8d0a0e5c4f27ead9083c756cc2 --onchain-block-number 0 -c ETH --onchain-etherscan-api-key PXUUKVEQ7Y4VCQYPQC2CEK4CAKF8SG7MVF

ItyFuzz 将从 Etherscan 拉取合约的 ABI 并 fuzz 它。如果 ItyFuzz 遇到 Storage 中未知的槽，它将从 RPC 同步槽。 如果 ItyFuzz 遇到对外部未知合约的调用，它将拉取该合约的字节码和 ABI。 如果它的 ABI 不可用，ItyFuzz 将使用 heimdall 对字节码进行反编译分析 ABI。

Onchain 获取

当遇到 SLOAD 与目标未初始化的时，ItyFuzz 尝试从区块链节点获取存储。有三种获取方式：

  • OneByOne：一次获取一个 slot 。这是默认模式。它很慢，但不会失败。
  • Dump：使用 debug API debug_storageRangeAt 来转储存储。这只适用于 ETH（目前），并且很容易失败。

构造函数参数

ItyFuzz 提供两种方法来传入构造函数参数。这些参数对于在部署时初始化合约的状态是必要的。

方法 1：CLI 参数

第一种方法是直接作为 CLI 参数传入构造函数参数。

当你使用 CLI

运行 ItyFuzz 时，你可以包含--constructor-args标志，后跟一个指定每个构造函数的参数的字符串。

格式如下：

ityfuzz evm -t 'tests/evm/multi-contract/*' --constructor-args "ContractName:arg1,arg2,...;AnotherContract:arg1,arg2,..;"

例如，如果你有两个合约，main 和 main2，它们都有一个 bytes32 和一个 uint256 作为构造函数参数，你可以这样传入它们：

ityfuzz evm -t 'tests/evm/multi-contract/*' --constructor-args "main:1,0x6100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000;main2:2,0x6200000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000;"

方法 2：服务器转发

第二种方法是使用我们的服务器将请求转发到用户指定的 RPC，cli 将从发送到 RPC 的交易中获取构造函数参数。

首先，进入/server目录，并安装必要的包：

cd /server
npm install

然后，使用以下命令启动服务器：

node app.js

默认情况下，服务器将请求转发到http://localhost:8545，这是Ganache的默认地址，如果你没有运行本地区块链，你可以使用 Ganache 启动一个。 如果你希望将请求转发到其他位置，你可以像这样指定地址作为命令行参数：

node app.js http://localhost:8546

一旦服务器运行起来，你就可以使用你选择的工具将你的合约部署到 localhost:5001。

例如，你可以使用 Foundry 通过服务器部署你的合约：

forge create src/flashloan.sol:main2 --rpc-url http://127.0.0.1:5001 --private-key 0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 --constructor-args "1" "0x6100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000"

最后，你可以使用--fetch-tx-data标志获取构造函数参数：

ityfuzz evm -t 'tests/evm/multi-contract/*' --fetch-tx-data

ItyFuzz 将从通过服务器转发到 RPC 的交易中获取构造函数参数。

Z3 安装

macOS

git clone https://github.com/Z3Prover/z3 && cd z3
python scripts/mk_make.py --prefix=/usr/local
cd build && make -j64 && sudo make install

如果构建命令仍然因找不到z3.h而失败，执行export Z3_SYS_Z3_HEADER=/usr/local/include/z3.h

或者你可以使用

brew install z3

Ubuntu

apt install libz3-dev

Citation

@misc{ityfuzz,
      title={ItyFuzz: Snapshot-Based Fuzzer for Smart Contract},
      author={Chaofan Shou and Shangyin Tan and Koushik Sen},
      year={2023},
      eprint={2306.17135},
      archivePrefix={arXiv},
      primaryClass={cs.CR}
}