智能合约中整数溢出和下溢漏洞

整数溢出和下溢：

当数学运算的结果超出整数类型所能表示的范围时，会导致数值错误地回绕，这可以被攻击者利用来获取额外的代币或资源。

溢出示例

假设我们有一个智能合约，它接收用户存款并存储在一个变量中。如果用户尝试存入的金额加上现有的余额超出了整数的最大值（在Solidity中，uint256类型的最大值是2^256-1），就会发生溢出。

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// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

contract OverflowExample {
    uint256 public balance;

    function deposit(uint256 amount) public {
        balance  = amount;
    }

    function getBalance() public view returns (uint256) {
        return balance;
    }
}

测试溢出

为了测试溢出，我们假设balance已经是uint256类型的最大值，再尝试存入任何正数，都将导致溢出，即结果将从最大值回绕到0。

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// 假设balance已经是uint256的最大值
uint256 maxUint256 = type(uint256).max;
balance = maxUint256;
// 尝试存入任何正数都会导致溢出
deposit(1);
// 此时，balance将变为0

下溢示例

下溢通常发生在减法操作中，如果从一个较小的数中减去一个较大的数，结果将低于最小整数值（对于无符号整数，最小值是0），从而导致下溢。

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// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.8.0;

contract UnderflowExample {
    uint256 public balance;

    function withdraw(uint256 amount) public {
        balance -= amount;
    }

    function getBalance() public view returns (uint256) {
        return balance;
    }
}

测试下溢

在无符号整数中，下溢实际上会导致值从0回绕到最大值，但这通常不是预期的行为，因此仍然被视为错误。

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// 假设balance为0
balance = 0;
// 尝试取出任何正数都会导致下溢
withdraw(1);
// 此时，balance将变成uint256的最大值

解决方案

为了避免整数溢出和下溢，Solidity提供了安全数学库SafeMath，它包含了检查溢出和下溢的整数运算函数。自Solidity 0.8.0起，安全数学操作符checkedAdd, checkedSub, checkedMul, 和 checkedDiv被引入，可以自动检测并抛出异常。

代码语言：javascript复制

using SafeMath for uint256;

function deposit(uint256 amount) public {
    balance = balance.checkedAdd(amount);
}

function withdraw(uint256 amount) public {
    balance = balance.checkedSub(amount);
}

这样，如果检测到溢出或下溢，Solidity将自动抛出异常，阻止交易执行，从而保护合约免受此类错误的影响。

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