实例验证 - 访问私有数据

方案的具体讲解来自《智能合约安全审计入门篇 —— 访问私有数据》，本片文章将在QEasyWeb3测试链上进行数据验证

测试合约

contract Vault {
    uint256 public count = 123;
    address public owner = msg.sender;
    bool public isTrue = true;
    uint16 public u16 = 31;
    bytes32 private password;
    bytes32[3] public data;
    struct User {
        uint256 id;
        bytes32 password;
    }
    User[] private users;
    mapping(uint256 => User) private idToUser;

    constructor(bytes32 _password) {
        password = _password;
    }

    function addUser(bytes32 _password) public {
        User memory user = User({id: users.length, password: _password});
        users.push(user);
        idToUser[user.id] = user;
    }
}

部署合约

通过https://remix.ethereum.org/ 进行部署，具体操作不做详细讲解

网络配置

QEasyWeb3的网络配置，可以查看《QEasyChain 测试链信息》

类型	RPC
https	https://qeasyweb3.com
http	http://qeasyweb3.com

chain id: 9528

合约操作

合约部署时，构造函数参数bytes32 _password，需要传入初始化参数，用于写入测试状态变量password
例如：0x4141414242424343430000000000000000000000000000000000000000000001

然后通过addUser再添加两个测试数据

0x4141414242424343430000000000000000000000000000000000000000000002
0x4141414242424343430000000000000000000000000000000000000000000003

执行完成后，开始slot的读取测试。

读取私有slot数据

为了简化操作，我们直接使用python3 + web3py进行测试脚本的编写, 也可以选用其他web3库，大同小异
我们上面合约部署完的合约地址是0x4398BdBD9eF8bcACc2A41Abc671BF8f428BB4904

测试脚本

import time
from web3 import Web3

w3 = Web3(Web3.HTTPProvider('http://qeasyweb3.com'))

if __name__ == "__main__":
    for i in range(0,7):
        print("slot"+str(i)+" = " + w3.toHex(w3.eth.getStorageAt("0x4398BdBD9eF8bcACc2A41Abc671BF8f428BB4904",hex(i))))

执行后返回数据如下

slot0 = 0x000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000007b
slot1 = 0x000000000000000000001f016bc0e9c6a939f8f6d3413091738665ad1d7d2776
slot2 = 0x4141414242424343430000000000000000000000000000000000000000000001
slot3 = 0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
slot4 = 0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
slot5 = 0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
slot6 = 0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000002

slot0
存储的为状态变量count的值，等于123的十六进制
slot1
由于存储紧凑原则，当前slot存储了3部署数据，从右往左依次是
- 状态变量owner的值，等于用于部署合约的msg.sender=0x6BC0E9C6a939f8f6d3413091738665aD1D7d2776
- 状态变量isTrue = 01 = true
- 状态变量u16 = 1f = 31
slot2
存储的为状态变量password
slot3
存储的为状态变量data第1个存储值 = data[0]
slot4
存储的为状态变量data第2个存储值 = data[1]
slot5
存储的为状态变量data第3个存储值 = data[2]
slot6
存储的为变长数组状态变量users的长度，当前已执行两次addUser

查看私有变长数组数据

上面我们从slot6中查询到了变长数组users的长度，下面我们继续查看users中存储的数据。

我们先再次回顾下变长数组的存储原则
对于变长数组，会先启用一个新的插槽 slotA 用来存储数组的长度，其数据存储在另外的编号为 slotV 的插槽中。slotA 表示变长数组声明的位置，用 length 表示变长数组的长度，用 slotV 表示变长数组数据存储的位置，用 value 表示变长数组某个数据的值

对应的代码逻辑

length = sload(slotA)
slotV = keccak256(slotA) + index// 索引下标
value = sload(slotV)

依据变长数组的存储以及紧凑打包的原则，所以对于前面两次addUser的数据存储槽位置为

user1.id == keccak256(slotA) + 0
user1.password == keccak256(slotA) + 1
user2.id == keccak256(slotA) + 2
user2.password == keccak256(slotA) + 3

我们继续使用python3 + web3py进行验证
先计算keccak256(slotA)

print("slot6-keccak = " +w3.toHex(Web3.keccak(hexstr="0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000006")))

得到

0xf652222313e28459528d920b65115c16c04f3efc82aaedc97be59f3f377c0d3f

所以user1和user2的存储槽位置为

user1.id == 0xf652222313e28459528d920b65115c16c04f3efc82aaedc97be59f3f377c0d3f
user1.password == 0xf652222313e28459528d920b65115c16c04f3efc82aaedc97be59f3f377c0d40
user2.id == 0xf652222313e28459528d920b65115c16c04f3efc82aaedc97be59f3f377c0d41
user2.password == 0xf652222313e28459528d920b65115c16c04f3efc82aaedc97be59f3f377c0d42

通过测试脚本，获取上面存储槽位置的值

print("user1.id = " + w3.toHex(w3.eth.getStorageAt("0x4398BdBD9eF8bcACc2A41Abc671BF8f428BB4904", "0xf652222313e28459528d920b65115c16c04f3efc82aaedc97be59f3f377c0d3f")))
print("user1.password = " + w3.toHex(w3.eth.getStorageAt("0x4398BdBD9eF8bcACc2A41Abc671BF8f428BB4904", "0xf652222313e28459528d920b65115c16c04f3efc82aaedc97be59f3f377c0d40")))
print("user2.id = " + w3.toHex(w3.eth.getStorageAt("0x4398BdBD9eF8bcACc2A41Abc671BF8f428BB4904", "0xf652222313e28459528d920b65115c16c04f3efc82aaedc97be59f3f377c0d41")))
print("user2.password = " + w3.toHex(w3.eth.getStorageAt("0x4398BdBD9eF8bcACc2A41Abc671BF8f428BB4904", "0xf652222313e28459528d920b65115c16c04f3efc82aaedc97be59f3f377c0d42")))

得到数据如下

user1.id = 0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
user1.password = 0x4141414242424343430000000000000000000000000000000000000000000002
user2.id = 0x0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001
user2.password = 0x4141414242424343430000000000000000000000000000000000000000000003

经测试与前面两次addUser的数据一致

总结

对于定长数组data，每个元素单独一个存储槽，所以data状态变量依次为slot3-5
对于变长数组users，会先启用一个新的插槽 slotA 用来存储数组的长度，其数据存储在另外的编号为 slotV 的插槽中。slotA 表示变长数组声明的位置，用 length 表示变长数组的长度，用 slotV 表示变长数组数据存储的位置，用 value 表示变长数组某个数据的值

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