문제#

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// SPDX-License-Identifier: MIT
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pragma solidity ^0.8.0;
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contract MagicNum {
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    address public solver;
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    constructor() {}
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    function setSolver(address _solver) public {
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        solver = _solver;
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    }
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    /*
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    ____________/\\\\\\_______/\\\\\\\\\\\\\\\\\\_____
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     __________/\\\\\\\\\\_____/\\\\\\///////\\\\\\___
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      ________/\\\\\\/\\\\\\____\\///______\\//\\\\\\__
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       ______/\\\\\\/\\/\\\\\\______________/\\\\\\/___
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        ____/\\\\\\/__\\/\\\\\\___________/\\\\\\//_____
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         __/\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\_____/\\\\\\//________
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          _\\///////////\\\\\\//____/\\\\\\/___________
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           ___________\\/\\\\\\_____/\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\_
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            ___________\\///_____\\///////////////__
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    */
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}

배경지식#

솔리디티 컨트랙트의 바이트코드는 크게 creation code와 runtime code로 나뉜다. creation code는 컨트랙트를 배포할 때 한 번 실행되는 코드다. constructor도 이 단계에 포함된다. 이 코드는 메모리에 실제로 저장될 runtime code를 만들고, 마지막에 return으로 그 바이트코드를 반환한다. runtime code는 배포가 끝난 뒤 컨트랙트 주소에 저장되는 코드다. 이후 외부에서 컨트랙트를 호출하면 이 코드가 실행된다. 즉 extcodesize로 확인되는 코드 크기도 creation code가 아니라 runtime code의 크기다. 이번 문제에서 말하는 solver의 코드 길이 10바이트 제한은 배포 코드 전체가 아니라 배포 후 남는 runtime code의 길이에 대한 제한이다. 그래서 솔리디티 컴파일러가 만들어주는 일반 컨트랙트 대신, 직접 10바이트짜리 런타임 코드를 만들어서 배포해야 한다.

EVM 명령어는 주로 stack을 사용한다. 예를 들어 PUSH1 0x2a는 1바이트 값 0x2a를 stack에 올린다. MSTORE는 stack에서 offset과 value를 꺼내 메모리에 32바이트 값을 저장하고, RETURN은 메모리의 특정 구간을 호출 결과로 반환한다. 이번에 필요한 opcode는 세 개뿐이다.

whatIsTheMeaningOfLife()의 selector를 검사하지 않아도 된다. Ethernaut은 이 함수를 호출했을 때 반환값만 확인한다. 런타임 코드가 어떤 calldata가 들어와도 무조건 42를 반환하면 조건을 만족한다.

문제 코드 분석#

먼저 solver를 저장하는 부분을 보자.

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address public solver;
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function setSolver(address _solver) public {
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    solver = _solver;
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}

MagicNum은 solver 주소를 저장하는 기능만 제공한다. 별도의 권한 체크도 없고, _solver가 어떤 코드인지 setSolver 단계에서 검증하지도 않는다. 검증은 Ethernaut 레벨 완료 과정에서 이루어진다. 저장된 solver를 대상으로 whatIsTheMeaningOfLife()를 호출했을 때 32바이트 정수 42가 반환되고, solver의 런타임 코드 크기가 10바이트 이하여야 한다.

반환해야 하는 값은 42다. 16진수로는 0x2a이고, ABI에서 uint256 반환값은 32바이트로 표현된다. 먼저 0x2a를 메모리 0번 위치에 32바이트 값으로 저장하고, 메모리 0번부터 32바이트를 반환하면 된다.

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PUSH1 0x2a
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PUSH1 0x00
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MSTORE
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PUSH1 0x20
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PUSH1 0x00
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RETURN

이를 바이트코드로 쓰면 다음과 같다.

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60 2a 60 00 52 60 20 60 00 f3

길이를 세어보면 정확히 10바이트다.

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602a60005260206000f3

여기서 MSTORE는 32바이트 단위로 값을 저장한다. 0x2a는 uint256 값으로 저장되므로 실제 반환 데이터는 다음과 같은 32바이트가 된다.

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000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002a

10바이트짜리 코드를 그냥 트랜잭션 data로 보내면 배포가 되지 않는다. 컨트랙트 생성 트랜잭션의 data는 먼저 creation code로 실행되고, 그 실행 결과로 반환된 바이트열이 컨트랙트의 runtime code로 저장된다. 따라서 배포용 컨트랙트의 constructor에서 메모리에 602a60005260206000f3를 넣고, 그 10바이트만 반환하면 된다.

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constructor() {
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    assembly {
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        mstore(0, 0x602a60005260206000f3)
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        return(22, 10)
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    }
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}

mstore(0, value)는 value를 32바이트로 메모리에 저장한다. 값은 오른쪽 정렬되므로 10바이트짜리 런타임 코드는 메모리의 22번 offset부터 시작한다. 즉 메모리 구조를 간단히 보면 다음과 같다.

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00 ... 00 60 2a 60 00 52 60 20 60 00 f3
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<--22B--> <------------- 10B ------------->

그래서 return(22, 10)을 써야 우리가 만든 10바이트만 runtime code로 저장된다.

풀이#

여기서는 Solidity 함수 문법으로 whatIsTheMeaningOfLife()를 구현하지 않는다. 어떤 호출이 들어와도 42를 반환하는 10바이트짜리 runtime code를 직접 만든다. 런타임 코드는 602a60005260206000f3다. 이 코드는 메모리에 0x2a를 32바이트 값으로 저장한 뒤, 그 32바이트를 그대로 반환한다. 함수 selector를 검사하지 않기 때문에 whatIsTheMeaningOfLife() 호출에도 42를 반환한다. 배포할 때는 constructor에서 이 런타임 코드를 반환하게 만들고, 배포된 Attack 컨트랙트 주소를 setSolver에 넘기면 된다.

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// SPDX-License-Identifier: MIT
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pragma solidity ^0.8.0;
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contract Attack {
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    constructor() {
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        assembly {
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            mstore(0, 0x602a60005260206000f3)
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            return(22, 10)
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        }
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    }
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}