本文从源代码层面详解介绍了Solidity(0.8.13<=solidity<0.8.17)编译器在编译过程中，因为Yul优化机制的缺陷导致的状态变量赋值操作被错误删除的中/高漏洞原理及相应的预防措施。
帮助合约开发人员提高合约开发时的安全意识，有效规避或缓解SOL-2022-7漏洞对合约代码安全性的影响。
1.漏洞详情
Yul优化机制是Solidity编译合约代码的可选项，可以通过优化机制减少合约中某些冗余的指令，从而降低合约部署和执行过程中的gas费用，具体的Yul优化机制可以参考官方文档。
在编译过程的UnusedStoreEliminator优化步骤中，编译器会将“冗余”的Storage写入操作移除，但由于对“冗余”的识别缺陷，当某个Yul函数块调用特定的用户定义函数(函数内部存在某个分支不影响调用块的执行流)，且在该Yul函数块中被调用函数前后存在对同一状态变量的写入操作，会导致在Yul优化机制将块中该用户定义函数被调用前的所有的Storage写入操作从编译层面被永久删除。
考虑如下代码：
contractEocene{
uintpublicx;
数据：孙宇晨一地址从Aave中撤回5000万枚USDT，兑换为USDC后转至Circle:10月25日消息，Lookonchain监测显示，孙宇晨一地址在今日凌晨从Aave中撤回5000万枚USDT，随后兑换为USDC将其转至Circle。
此前，孙宇晨回应“转移23.6亿USDC到Circle套现”的传闻：“网传套现不实，与USDC Circle往来仅是内部资金整理与调配。”[2022/10/25 16:37:48]
functionattack()public{
x=1;
x=2;
}
}
在UnusedStoreEliminator优化时，x=1显然对于函数attack()的整个执行是冗余的。自然的，优化后的Yul代码会将x=1;删除来降低合约的gas消耗。
接下来考虑在中间插入对自定义函数调用：
contractEocene{
uintpublicx;
functionattack(uinti)public{
x=1;
y(i);
x=2;
孙宇晨与V神举办EtherRock专场拍卖，以支持生命延续研究:9月3日，波场TRON创始人孙宇晨发布推文表示，将与V神共同举办专场拍卖，拍品为此前他竞得的EtherRock#87。拍卖会将为期10天，起拍价为799.99ETH，拍卖所得将捐赠给V神选择的生命延续研究组织。
孙宇晨表示，很高兴看到该组织在相关领域的进展，将和加密货币领域人士一起支持这个项目。[2021/9/3 22:57:44]
}
functiony(uinti)internal{
if(i>0){
return;
}
assembly{return(0,0。
}
}
显然，由于y()函数的调用，我们需要判断y()函数是否会影响函数attack()的执行，如果y()函数可以导致整个函数执行流终止(注意，不是回滚，Yul代码中的return()函数可以实现)，那么x=1显然是不能删除的，所以对于上面的合约来说由于y()函数中存在assembly{return(0,0。可以导致整个消息调用终止，x=1自然不能被删除。
但在Solidity编译器中，由于代码逻辑的问题，使得x=1在编译时被错误的删除，永久改变了代码逻辑。
声音 | 经济学家余丰慧：孙宇晨在罗永浩危难之中高薪聘请很够意思:经济学家余丰慧刚刚发微博表示，无论怎么说，孙宇晨都很够意思。创业失败概率很高，失败并不代表没有才华和能力，成功是一个复合体：才华、技术、能力、机遇、人脉、其他资源等，仅有能力和技术是远远不够的。孙宇晨在罗永浩危难之中出手相救、高薪聘请，够意思的。但不知道罗永浩对加密货币和区块链认知怎么样？当然，是一个市场行为，孙宇晨愿意出100万人民币年薪聘请，在其衡量中就值100万。注：孙宇晨此前曾在微博中表示，愿意先出一百万人民币一年聘请罗永浩担任创业精神代言人，如果效果拔群，后续愿意持续追加一千万投入。[2019/11/4]
实际编译测试结果如下：
震惊！不应该被优化的x=1的Yul代码丢了！欲知后事如何，请往下看。
在solidiry编译器代码的UnusedStoreEliminator中，通过SSA变量追踪和控制流追踪来判断一个Storage写入操作是否是冗余的。当进入一个自定义函数中时，UnusedStoreEliminator如果遇到：
动态 | 数据：Upbit黑客钱包地址向未知地址转入2000枚ETH:据Whale Alert监测，北京时间12月23日17:44:43，Upbit黑客钱包地址（0xb3a9开头）向0x987f开头地址转入2000枚ETH，价值约26.4万美元。交易哈希值为：0xc633d7e61123c822127649d619f525c3846055614b6d61eb7619566c388c342f。似乎有迹象表明，规模相对较小的资金可能正在尝试向币安倾销。目前还不确定币安是否会立即做出反应，因为转账的消息是最近几个小时传出的。通常，币安允许账户之间的资金转移，这意味着黑客可以从另一个特别选择的账户中取款，从而。几笔较小的交易指向了Binance1 Ethereum钱包。（Bitcoinist）[2019/12/23]
memory或storage写入操作：将memory和storage写入操作存储到m_store变量中，并将该操作的初始状态设置为Undecided；
函数调用：获取函数的memory或storage读写操作位置，并和m_store变量中存储的所有Undecided状态下的操作进行对比：
1.如果是对m_store中存储操作的写入覆盖，则将m_store中对应的操作状态改为Unused
声音 | BitPay CCO：明年可能是比特币合法化的一年:据彭博消息，BitPay CCO Sonny Singh在接受彭博采访时表示，对比特币非常乐观，相信比特币在明年第一季度和第二季度之间可以达到15000到20000美元。即使在熊市，也坚持认为比特币是未来，价格并不那么重要，重要的是幕后发生的事情。 他还表示比特币不是欺诈行为，明年可能是比特币合法化的一年，如富达推出新的金融产品、Bakkt的期货合约以及Coinbase IPO都证明了这一点。[2018/11/22]
2.如果是对m_store中存储操作的读取，则将对应m_store中的对应操作状态改为Used
3.如果该函数没有任何可以继续执行消息调用的分支，将m_store中所有的内存写操作改为Unused
1.在上诉条件下，如果函数可以终止执行流，将m_store中，状态为Undecided状态的storage写操作改为Used；反之，标识为Unused
函数结束：将所有标记为Unused的写入操作删除
对memory或storage写入操作的初始化代码如下：
可以看到，将遇到的memory和storage写入操作存储到m_store中
遇到函数调用时的处理逻辑代码如下：
其中，operationFromFunctionCall()和applyOperation()实现上诉的2.1，2.2处理逻辑。位于下方的基于函数的canContinue和canTerminate进行判断的If语句实现2.3逻辑。
需要注意，正是下方的If判断的缺陷，导致了漏洞的存在！！！
operationFromFunctionCall()来获取该函数的所有memory或storage读写操作，这里需要注意，Yul中存在很多的内置函数，例如sstore(),return()。这里可以看到对于内置函数和用户定义函数有不同的处理逻辑。
而applyOperation()函数则是将从operationFromFuncitonCall()获取的所有读写操作进行对比，来判断存储到m_store中的是否在该次函数调用中被读写，并修改m_store中的对应的操作状态。
考虑上述的UnusedStoreEliminator优化逻辑对Eocene合约的attack()函数的处理：
将x=1存储操作到m_store变量中，状态设置为Undecided
1.遇到y()函数调用，获取y()函数调用的所有读写操作
2.遍历m_store变量，发现y()调用引起的所有读写操作和x=1无关，x=1状态仍然是Undecided
1.获取y()函数的控制流逻辑，因为y()函数存在可以正常返回的分支，所以canContinue为True，不进入If判断。x=1状态仍然为Undecided！！！
3.遇到x=2存储操作：
1.遍历m_store变量，发现处于Undecided状态的x=1，x=2操作覆盖x=1，设置x=1状态为Unused。
2.将x=2操作存入m_store,初始状态为undecided。
4.函数结束：
1.将所有m_store中undecided状态的操作状态改为Used
2.将所有m_store中Unused状态的操作删除
显然，在调用函数时，如果被调用函数可以终止消息执行，应该将被调用函数前所有的Undecided状态的写入操作改为Used，而不是依旧保留为Undecided，导致位于被调用函数前的写入操作被错误的删除。
此外，需要注意的是，每个用户自定义函数控制流标识是会传递的，所以在多个函数递归调用的场景下，即便最底层函数满足上诉逻辑，x=1也有可能被删除。
在Solidity中，举例了基本相同的逻辑下，不会受到影响的合约代码。但，该代码不受该漏洞的影响并不是因为UnusedStoreEliminator的处理逻辑存在其他可能，而是在UnusedStoreEliminator之前的Yul优化步骤中，存在FullInliner优化过程会将微小或只有一次调用的被调用函数，嵌入到调用函数中，避免了漏洞触发条件中的用户定义函数。
contractNormal{
uintpublicx;
functionf(boola)public{
x=1;
g(a);
x=2;
}
functiong(boola)internal{
if(!a)
assembly{return(0,0。
}
}
编译结果如下：
函数g(boola)被嵌入到函数f()中，避免了用户定义函数的漏洞条件，避免了漏洞的产生。
2.解决方案
最根本的解决方案是不使用在受影响范围的solidity编译器进行编译，如果需要使用漏洞版本的编译器，可以考虑在编译时去除UnusedStoreEliminator优化步骤。
如果想要从合约代码层面进行漏洞缓解，考虑到多个优化步骤的复杂性，以及实际函数调用流的复杂性，请寻找专业的安全人员进行代码审计来帮助发现合约中的因为该漏洞导致的安全问题。
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