HER:科普 | OpenEthereum客户端 “柏林” 升级后出错始末

AlexStokes@ralexstokes：

你可能已经听说了，@OpenEthereum客户端的一个错误导致了一些支撑以太坊网络的重要服务宕机。

我们来琢磨一下那笔造成事故的交易。

首先，我想感谢所有快速反应到事故并解决了问题的工程师：https://twitter.com/OpenEthereumOrg/status/1382719444833726470?s=20…

另外，我没有自己跟踪所有的细节，下文中的重要事实都由用户eb在EthR&Ddiscord服务器里提出。

先从那笔触发了错误的交易开始：https://etherscan.io/tx/0x7006f38fa2e6654fae1a781aefc5885fe0cb8f778b1add10636eaf7e34279247

人大附中物理老师李永乐科普拜占庭将军问题和区块链:5月14日，人大附中物理老师、科普视频网红李永乐在其公众号发布视频《拜占庭将军问题是什么？区块链如何防范恶意节点？》。李永乐老师在视频中对拜占庭将军问题和区块链进行了讲解，他表示，拜占庭将军问题本质上指的是，在分布式计算机网络中，如果存在故障和恶意节点，是否能够保持正常节点的网络一致性问题。在近40年的时间里，人们提出了许多方案解决这一问题，称为拜占庭容错法。例如兰波特自己提出了口头协议、书面协议法，后来有人提出了实用拜占庭容错PBFT算法，在2008年，中本聪发明比特币后，人们又设想了通过区块链的方法解决这一问题。区块链通过算力证明来保持账本的一致性，也就是必须计算数学题，才能得到记账的权力，其他人对这个记账结果进行验证，如果是对的，就认可你的结果。与拜占庭问题比起来，就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]

这是一笔合约调用交易，从KuCoin交易所发出，向许多地址分发ETH。该笔交易的calldata的ABI编码错误，最终导致了链分裂。你可以在Etherscan上看看这笔交易的“InputData”。

人民数字FINTECH推出区块链科普动画:人民日报数字传播发布微博称，人民数字FINTECH出品《趣味科普|区块链动画》。[2020/3/31]

1/在合约中调用sendEths时，需要提供两个参数：一个是关于目标地址的不定长数组；一个是关于转账数额的不定长数组；两者相搭配才知道要转移多少钱给哪个地址。

2/我们可以解析calldata来看看到底哪里出了错：第一行表示地址列表从字节64开始。第二行表示转移数额的列表从字节416开始。

3/因此，大体上，我们是希望成对成对地、从上往下、向某个地址发送一定数量的ETH——看起来很直接嘛。

4/然而，当我们开始遍历这个列表，我们先跳转到calldata的正确字节，而SolidityABI声明了数据的第一个字是整个不定长数组的长度。

现场 | 火币中国推出数字经济及区块链产业科普新书:金色财经现场报道，12月6日，由海南省工业和信息化厅主办，南南合作金融中心协办，海南生态软件园、火币中国承办的“海南自贸港数字经济和区块链国际合作论坛”在海口举行，这是全球首次区块链部长级论坛。

在本次论坛上，火币中国举行了“数字经济及区块链产业科普系列新书发布”仪式，希望通过教材、专业教育、培训等多种方式，帮助从业者、高校、研究机构深入了解区块链，从而建立起区块链全局性知识模型，真正推动区块链应用落地。火币中国CEO袁煜明介绍，将联合机械工业出版社面向普通高等教育推出《区块链导论》、《区块链系统设计与应用》和《区块链新商业模式分析》系列教材，这是国内最早推动的区块链教材之一；火币中国还积极参与数字经济的研究，由中信出版社出版的新书《读懂Libra》已经上市；由火币中国负责编写的区块链技术科普读物《区块链技术进阶指南》将于12月面世；首本行业内最全的区块链应用案例集《区块链产业应用100例》在本次论坛进行了首次刊印。[2019/12/6]

5/这就是最终bug的根源：因为calldada中的值是“0x10”，但是calldata只给出了10个地址-数值对。对这个calldata的正确ABI编码应该是“0xA”——不是“0x10”！

动态 | 币安科普MimbleWimble算法:币安官方推特今日发布隐私算法Mimblewimble的科普贴，在下方留言区大量网友留言猜测是否是基于 Mimblewimble算法的隐私币Grin或者Beam即将登陆币安交易所，其中猜测Grin的呼声更高。[2019/9/2]

6/你可能已经猜到了那时候会发生什么事，我们可以通过执行情况跟踪器来看看：https://etherscan.io/vmtrace?txhash=0x7006f38fa2e6654fae1a781aefc5885fe0cb8f778b1add10636eaf7e34279247&type=parity

7/合约成功地遍历了前10个地址。本来合约应该在此时停止执行，但根据calldata的声明，还有很多个地址！那就继续执行吧。

动态 | 美国演说家Anthony Robbins开始科普什么是比特币:美国演说家安东尼·罗宾（Anthony Robbins）在自己的网站上发布了一篇比特币的科普文章，并在推特上向自己的粉丝介绍什么是比特币，目前他的推特账户共有粉丝304万人。[2019/1/1]

但是，根据calldata的结构，“第11个地址”是用于编码列表长度的0x10，所以合约就尝试发送0ETH到地址0x10。

8/此外，似乎，当合约尝试读取并不存在的calldata时，会返回0ETH——你可以想象成合约在这里跑出了一个错误，但它却继续发送0ETH到它从calldata中读取的另外6个“地址”。

此时，你可能会注意到，0x10有可能是我们所谓的“特殊地址”之一，它完全在EVM预编译合约的范围内。

而我们也并不期望预编译合约0x10能够返回ETH。如此，它就成了一个ETH黑洞。但是，这也并不必然造成任何问题。到底是什么导致了整个客户端崩溃？

原因在于，0x10实际上是一个由EIP-2537断言的预编译合约，是为BLS配对密码学程序而设的，但这个EIP还未部署到主网上。所以虽然你能够跟这个地址互动，但主网上的这个地址里没有任何合约，不会有任何进一步的动作。

此外，我们还需要一个事实来解释这次分裂，你可能也猜到了，就是“柏林”硬分叉：它改变了EVM中Gas消耗量的计量方法。

在EIP-2929实施后，如果你在一笔交易中对同一个存储槽多次执行状态存储操作，第一次执行会消耗更多Gas，后续执行的消耗会更少。这种重定价理论上能更准确地反映当前的客户端访问存储项的成本……

而且，要知道，在所有客户端的执行中，这些数据通常都换存在更便宜的硬件层中。

现在我们终于找到了OpenEthereum在区块#12244294处发生的Bug：该客户端包含了所有已实现的预编译，作为EIP-2929访问清单的一部分。

因为EIP-2537在大部分客户端中都已经实现就绪了，OpenEthereum对所有访问了0x10的交易都给了gas折扣。

但网络的绝大部分活跃客户端都不是这样实现EIP-2929的，它们只会给访问了已激活预编译合约的交易提供gas折扣——而EIP-2537属于还未激活的预编译合约！所以，OpenEthereum客户端对该交易消耗了多少Gas的计算与网络中其他客户端发生了分歧。

所幸，@mhswende很快找出了该bug，而@sorpaas出力修复了该bug：https://github.com/openethereum/openethereum/pull/364

还有很多东西可说，我也预期会有比我更能观察到全貌人来撰写更好的时候报告。

我能说的只是，这个bug彰显了硬分叉的内在风险，以及持续致力于建设更有弹性的基础设施的重要性。

依赖于OpenEthereum客户端的单客户端系统在今天停机了一段时间，因为客户端无法在问题区块出现后与网络保持同步。Etherscan自身也因此停机。

庆幸的是，这个bug没有严重到导致重大的链分叉，但这样的可能性并不是不存在。我们可以利用多客户端实现来提升抗性——多客户端本身就是我们以太坊生态的一大长处——并推动您的基础设施提供商也这样做。

我们已经看到，2021年的普及速度已经前所未有地快，而且前景非常光明。我们要从这个事故中吸取教训，一起打造更好的以太坊。

原文链接:https://twitter.com/ralexstokes/status/1382750001026146304作者:AlexStokes翻译:阿剑

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