BitsLab 旗下 TonBit 再次发现 TON 虚拟机漏洞：RUNVM 指令或导致智能合约执行环境污染

攻击者可借助子虚拟机耗尽 gas 的瞬间，污染父虚拟机的库（libraries）并诱发后续调用失败，最终导致依赖库完整性的合约出现异常行为。

作者：BitsLab

BitsLab 旗下 TonBit 再次于 TON 虚拟机（TVM）深层代码里挖出一枚“隐形炸弹”——RUNVM 指令非原子状态迁移漏洞。攻击者可借助子虚拟机耗尽 gas 的瞬间，污染父虚拟机的库（libraries）并诱发后续调用失败，最终导致依赖库完整性的合约出现异常行为。

下面我们保留技术细节原文，为开发者呈现漏洞发现与验证的完整过程，帮助社区深入理解该问题，并提高对类似风险的防范意识。

以下是漏洞详述：

TVM 中的 RUNVM 指令可能污染调用者状态并导致库不可用。在 'RUNVM' 指令代码中发现新的漏洞。该漏洞允许污染调用者的状态。相关代码片段如下：

上述代码负责启动子虚拟机。其功能是将当前VmState中的'log'和'libraries'移动到新的VmState对象'new_state'中，然后用'new_state'替换当前VmState。

问题在于该操作并非真正的原子操作。在执行'*this = std::move(new_state);'语句之前，虚拟机可能因gas耗尽而中止进程，导致'new_state'未能成功替换当前状态。此时'libraries'可能已被移出，使得子虚拟机的库处于被清除（移动）状态。

由于RUNVM指令通过isolate_gas参数实现了子虚拟机与父虚拟机之间的gas消耗隔离，这会引发以下场景：

即使子虚拟机触发gas耗尽异常，父虚拟机仍保留足够的gas继续执行。但由于失败的状态转移过程中子虚拟机已经移动/清除了'libraries'，导致后续依赖'libraries'的操作都将失败。这种情况会使得某些假定库完整性的合约出现预期之外的行为。

漏洞验证（PoC验证）

我们通过以下测试用例成功复现了该漏洞：

关键测试修改说明：

为了便于本地观察库状态，我们修改了NOP指令以强制注册一个库条目：

复现步骤：

1）将此测试用例添加到 crypto/test/vm.cpp 文件中

2）运行 test-vm 可执行程序

3）观察 XLOAD 指令执行时因空库而抛出的异常

预期行为：

NOP指令执行后：库中包含1个条目

RUNVMX指令执行后：尽管父虚拟机继续运行，但库变为空状态

XLOAD指令执行失败并抛出异常

这充分证明了非原子性状态转移与gas隔离机制共同作用时，会产生违反执行上下文完整性的不一致状态。

本次发现再次体现了 BitsLab 旗下 TonBit 在 TON 生态安全研究中的深厚实力。我们已第一时间将技术细节与缓解方案提交给 TON 基金会，并协助其完成修复。建议所有开发者在官方补丁发布后及时更新依赖库；同时在自研合约中加入更严谨的库完整性验证与 gas 管理逻辑，以防止类似问题被恶意利用。BitsLab 将继续秉持“负责任披露”原则，携手社区共同筑牢 Web3 安全防线。

关于BitsLab

BitsLab 是一家致力于守护和构建新兴 Web3 生态系统的安全组织，愿景是成为备受行业和用户尊敬的 Web3 安全机构。旗下拥有三个子品牌：MoveBit、ScaleBit 和 TonBit。

BitsLab 专注于新兴生态系统的基础设施开发与安全审计，覆盖但不限于 Sui、Aptos、TON、Linea、BNB Chain、Soneium、Starknet、Movement、Monad、Internet Computer 和 Solana 等生态。同时，BitsLab 在审计多种编程语言方面展现了深厚的专业能力，包括 Circom、Halo2、Move、Cairo、Tact、FunC、Vyper 和 Solidity等。

BitsLab 团队汇聚了多位顶级漏洞研究专家，他们曾多次荣获国际 CTF 奖项，并在 TON、Aptos、Sui、Nervos、OKX 和 Cosmos 等知名项目中发现了关键漏洞。

关于 TonBit

TonBit 作为 BitsLab 的核心子品牌，是 TON 生态系统内的安全专家和早期建设者。作为 TON 区块链的主要安全保障提供商，TonBit 专注于全面的安全审计，包括 Tact 和 FunC 语言的审计，确保基于 TON 的项目具备完整性和弹性。迄今为止，TonBit 已成功审计了包括 Catizen、Algebra、UTonic 等多个知名项目，并发现了多个关键漏洞，展现了我们在区块链安全领域的卓越能力。此外，TonBit 还成功举办了 TON CTF 比赛，吸引了众多参与者并收获了广泛关注，进一步巩固了其在 TON 生态中的安全专家地位。未来，TonBit 将继续为区块链安全保驾护航，推动技术和生态的持续发展。