Sachverhalt:
A.
A.a. Die B._ AG mit Sitz in U._/ZG reichte am 18. Dezember 2006 die Steuererklärung für das Steuerjahr 2005 ein und deklarierte einen steuerbaren Reingewinn von Fr. 5'859'609.--. Im Laufe des Jahres 2007 reichte sie die Steuererklärung für das Steuerjahr 2006 ein und deklarierte einen steuerbaren Reingewinn von Fr. 3'028'073.--. Beide Gewinne waren darauf zurückzuführen, dass die B._ AG aus der Rückgabe bzw. dem Verkauf von Anteilen an der C._ GmbH mit Sitz in Deutschland, die im Jahr 2006 in die D._ AG umgewandelt und an der Börse kotiert wurde, einen Kapitalgewinn von Fr. 7'790'687.-- (2005) bzw. Fr. 1'537'997.-- (2006) verbucht hatte.
A.b. Mit Fusionsvertrag vom 18. Juni 2008 übernahm die A._ AG mit Sitz in U._/ZG das gesamte Gesellschaftsvermögen mit allen Aktiven und Passiven ihrer Tochtergesellschaft B._ AG rückwirkend per 1. Januar 2008. Am 27. Juni 2008 reichte sie rektifizierte Steuererklärungen für die Jahre 2005 und 2006 der B._ AG ein. Sie führte aus, man habe erst bei der Fusion realisiert, dass die B._ AG nur für ihre Muttergesellschaft gehandelt und die Beteiligung an der C._ GmbH bzw. D._ AG treuhänderisch gehalten habe, weshalb Bilanzberichtigungen vorzunehmen seien. Die rektifizierten Steuererklärungen 2005 und 2006 zeigten nur die Treuhandkommission als Ertrag (Fr. 410'015.95 bzw. Fr. 516'227.60) und somit einen Reingewinn von Fr. 31'113.-- (2005) bzw. Fr. 46'191.-- (2006) auf.
A.c. Am 21. September 2011 erliess die Steuerverwaltung des Kantons Zug die Veranlagung für die Steuerjahre 2005 und 2006 gestützt auf die ursprünglich eingereichten Steuererklärungen und Jahresrechnungen (2005: steuerbarer Reingewinn Fr. 5'859'600.-- bzw. Gewinnsteuer Fr. 498'066.--; 2006: steuerbarer Reingewinn Fr. 3'028'000.-- bzw. Gewinnsteuer Fr. 257'380.--). Sie führte dazu aus, die Korrektur der Jahresrechnung infolge eines anderen Sachverhalts stelle keinen Bilanzfehler dar. Zudem sei bei der A._ AG in den Jahresrechnungen 2005 und 2006 keine Treuhandgesellschaft aufgeführt worden; deren Veranlagung sei bereits rechtskräftig, weshalb eine Bilanzberichtigung nicht möglich sei. Die dagegen erhobenen kantonalen Rechtsmittel blieben erfolglos.
A.d. Mit Urteil 2C_24/2014 vom 29. Januar 2015 wies das Bundesgericht die Beschwerde der B._ AG (bzw. ihrer Rechtsnachfolgerin) ab. Es erwog, der Nachweis für das Vorliegen eines Treuhandverhältnisses sei nicht erbracht worden. Zudem seien die Voraussetzungen für eine Bilanzänderung nicht erfüllt.
A.e. Im Jahr 2007 erzielte die B._ AG aus der Veräusserung ihrer Anteile an der D._ AG Kapitalgewinne von insgesamt Fr. 56'231'402.--, woraus nach Abzug von Kapitaleinlagen ein Kapitalgewinn von Fr. 52'559'345.-- resultierte. Während die B._ AG den Kapitalgewinn in ihrer Jahresrechnung 2007 nicht auswies, weil sie als Treuhänderin gehandelt habe, wies ihre Muttergesellschaft den entsprechenden Gewinn aus. Am 27. Juni 2008 reichte die B._ AG ihre Steuererklärung für die Steuerperiode 2007 ein und deklarierte einen steuerbaren Reingewinn von Fr. 0.--.
B.
Am 13. April 2016 veranlagte die Steuerverwaltung des Kantons Zug die B._ AG mit einem steuerbaren Reingewinn von Fr. 48'439'345-- (Kapitalgewinn von 52'559'345.-- minus Abzüge in Höhe von Fr. 4'120'000.--). Sie begründete die Aufrechnung damit, dass das Treuhandverhältnis nicht nachgewiesen worden sei. Mit Einspracheentscheid vom 26. September 2016 hielt die Steuerverwaltung an ihrer Auffassung fest. Die dagegen erhobene Beschwerde wies das Verwaltungsgericht des Kantons Zug am 30. Mai 2017 ab.
C.
Gegen dieses Urteil führt die Steuerpflichtige mit Eingabe vom 11. Juli 2017 Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten. Sie beantragt, der angefochtene Entscheid und die gewinnsteuerliche Aufrechnung von Fr. 52'559'345.- seien aufzuheben. Die Steuerverwaltung des Kantons Zug, das Verwaltungsgericht des Kantons Zug und die Eidgenössische Steuerverwaltung beantragen die Abweisung der Beschwerde.

Erwägungen:
1.
1.1. Gegen das angefochtene Urteil ist die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten zulässig (<ref-law> i.V.m. <ref-law> [SR 642.11], Art. 86 Abs. 1 lit. d, Abs. 2 und Art. 90 BGG). Die Beschwerdeführerin ist als Rechtsnachfolgerin der B._ AG (<ref-law>) durch den angefochtenen Entscheid besonders berührt und zur Beschwerde legitimiert (<ref-law>). Auf die frist- (<ref-law>) und formgerecht (<ref-law>) eingereichte Beschwerde ist einzutreten.
1.2. Mit der Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten kann namentlich die Verletzung von Bundesrecht gerügt werden (<ref-law>). Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (<ref-law>). Es legt seinem Urteil den von der Vorinstanz festgestellten Sachverhalt zugrunde (<ref-law>), es sei denn, dieser ist offensichtlich unrichtig oder beruht auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> (Art. 105 Abs. 2 bzw. <ref-law>).
2.
Der Streitgegenstand des vorliegenden Verfahrens beschränkt sich auf die Frage, ob die Beschwerdeführerin in der Steuerperiode 2007 für ihre damalige Muttergesellschaft als Treuhänderin tätig geworden ist und die erzielten Kapitalgewinne demgemäss von der Muttergesellschaft zu versteuern sind.
2.1. Das Bundesgericht hat die Grundsätze für die steuerrechtliche Anerkennung eines Treuhandverhältnisses im Urteil 2C_24/2014 vom 29. Januar 2015 zusammengefasst (E. 4.3.1 und 4.3.2) :
Praxisgemäss sind die Steuerbehörden berechtigt, Rechtsverhältnisse und Rechtsgeschäfte - unter Vorbehalt des Gegenbeweises - demjenigen zuzuschreiben, auf dessen Namen sie lauten, denn nach dem gewöhnlichen Lauf der Dinge wird ein in eigenem Namen abgeschlossenes Rechtsgeschäft auch auf eigene Rechnung getätigt. Liegt - ausnahmsweise - ein Vertretungs- bzw. Treuhandverhältnis vor, obliegt daher dessen Nachweis als steuermindernde Tatsache nach den allgemeinen Beweisregeln dem Steuerpflichtigen. Die Behauptung, ein im eigenen Namen abgeschlossenes Rechtsgeschäft sei treuhänderisch für einen Dritten abgeschlossen worden, darf nach der Praxis unberücksichtigt gelassen werden, wenn das Treuhandverhältnis nicht einwandfrei nachgewiesen ist (Urteile 2C_416/2013 vom 5. November 2013 E. 10.3.2, nicht publiziert in: <ref-ruling>; 2C_387/2007 vom 4. März 2008 E. 4.2; 2A.524/2000 vom 12. April 2001 E. 4b; 2A.204/1997 vom 26. Mai 1999 E. 3a, in: ASA 68 S. 746). Nach der Praxis der Eidgenössischen Steuerverwaltung (vgl. "Merkblatt: Treuhandverhältnisse" vom Oktober 1967, Nachdruck 1993; im Folgenden: Merkblatt ESTV) müssen für die Anerkennung eines Treuhandverhältnisses folgende formellen Voraussetzungen (lit. A) erfüllt sein: 1) Es müssen schriftliche Abmachungen aus der Zeit der Begründung der Treuhand vorliegen; 2) Das Treugut muss im Vertrag genau umschrieben sein; 3) Dem Treuhänder dürfen aus der Anlage, Verwaltung und Veräusserung des Treuguts keine Risiken erwachsen; 4) Der Treuhänder soll vom Treugeber eine Entschädigung (Treuhandkommission) erhalten, die den für derartige Dienstleistungen handelsüblichen Ansätzen entspricht und im Vertrag genau festzuhalten ist; 5) Das Treugut muss in der Bilanz des Treuhänders klar als solches ersichtlich sein; 6) Über das Treugut sowie die Ansprüche und Verpflichtungen des Treugebers sind in der Buchhaltung des Treuhänders besondere Konti zu eröffnen und zu führen.
Die Erfüllung dieser formellen Voraussetzungen ist nach der Rechtsprechung zwar nicht unabdingbare Voraussetzung für die steuerliche Anerkennung eines Treuhandverhältnisses. Ein Nachweis ist dem Pflichtigen somit auch auf andere Weise möglich. Doch ist in jedem Fall ein eindeutiger Nachweis erforderlich. Gerade wenn - wie hier - auch internationale Rechtsbeziehungen in Frage stehen, sind an diesen Nachweis strenge Anforderungen zu stellen, da sich solche Rechtsgeschäfte weitgehend der Kontrolle der inländischen Steuerbehörden entziehen (Urteile 2A.79/2002 vom 27. Januar 2003 E. 5.2; 2A.524/2000 vom 12. April 2001 E. 4b; 2A.204/1997 vom 26. Mai 1999 E. 2b und 3a, in: ASA 68 S. 746).
2.2. Die Vorinstanz hat festgehalten, dass das von der Beschwerdeführerin behauptete Treuhandverhältnis die Voraussetzung von lit. A Ziff. 6 Merkblatt ESTV (buchhalterische Erfassung) nicht erfülle und das Treuhandverhältnis auch nicht anderweitig nachgewiesen worden sei. Die Beschwerdeführerin bringt dagegen vor, dass sie das Treuhandverhältnis in ihrer Buchhaltung erfasst habe und alle Voraussetzungen gemäss Merkblatt ESTV erfülle.
2.2.1. Die Beschwerdeführerin weist in ihrer Bilanz (per 31. Dezember 2007) das Treugut auf der Aktivseite separat aus und gibt als Gegenkonto auf der Passivseite ihre Verbindlichkeiten gegenüber dem Treugeber an. Ebenso ergibt sich aus ihrer Buchhaltung, dass sie die entsprechenden Posten mit separaten Konten erfasst hat (z.B. "Depot Aktien D._ AG"; "Darlehen Treugeber [CHF]"; "Darlehen Treugeber [EUR]"). Wie die Vorinstanz allerdings zu Recht bemängelt, hat die Beschwerdeführerin zusammen mit ihrer Steuererklärung lediglich eine nicht unterzeichnete Jahresrechnung, bestehend aus einer provisorischen Saldobilanz und Erfolgsrechnung, eingereicht. Die Beschwerdeführerin begründet die Einreichung einer "vorerst" nur provisorischen Jahresrechnung mit der Fusion mit ihrer Muttergesellschaft gemäss Fusionsvertrag vom 18. Juni 2008, ohne näher zu erläutern, weshalb sie durch die rückwirkende Fusion per 1. Januar 2008 an der Einreichung einer definitiven Jahresrechnung gehindert worden ist bzw. sie in der Folge keine definitive Jahresrechnung nachgereicht hat. Es steht ausser Frage, dass die Verpflichtung, wonach in jedem Kalenderjahr ein Geschäftsabschluss mit Bilanz und Erfolgsrechnung zu erstellen ist (<ref-law>), mit einer bloss provisorischen Jahresrechnung nicht erfüllt wird. Somit muss der Beweiswert der eingereichten "provisorischen" Bilanz und Erfolgsrechnung von vornherein angezweifelt werden.
2.2.2. Es kommt hinzu, dass die Beschwerdeführerin in ihrer Bilanz das Aktivkonto "Treugut" mit Fr. 0.-- ausweist, während sie auf der Passivseite beim Konto "Verbindlichkeiten gegenüber Treugeber" einen Wert von Fr. 554'820.78 angibt. Sie führt zur Begründung an, sie habe die Anteile an der D._ AG veräussert und deshalb mit Fr. 0.-- ausgewiesen, während sie "die gegenüber ihrer damaligen Muttergesellschaft [...] geschuldete Treuhandkommission unter dem Passivposten 'Verbindlichkeiten gegenüber Treugeber' ausgewiesen" habe. Diese Begründung ist nicht nachvollziehbar. Die Beschwerdeführerin hat als Treuhänderin Anspruch auf die Kommission als Vergütung für ihre Tätigkeit (siehe § 3 des Treuhandvertrags vom 11. Februar 2004); sie schuldet die Kommission somit nicht. Daher bleibt im Dunkeln, weshalb die Beschwerdeführerin ihrer Muttergesellschaft noch über Fr. 550'000.-- aus dem Treuhandverhältnis schulden soll, nachdem sie das Treugut vollständig veräussert hat. Es ist zudem unklar, warum der erzielte Gewinn von Fr. 69'002.57 in der Bilanz als "unverbuchter Gewinn" aufgeführt wird und in der Steuererklärung 2007 nicht als steuerbarer Reingewinn angegeben worden ist. Somit kann keine Rede davon sein, dass die Beschwerdeführerin das Treuhandverhältnis in der Bilanz nachvollziehbar ausgewiesen hat und ihre Buchhaltung den Steuerbehörden "jederzeit genauen Aufschluss über die Zusammensetzung und die Veränderung des Treugutes und die wechselseitigen Verpflichtungen" gibt, wie es lit. A Ziff. 5 und 6 Merkblatt ESTV verlangen. Soweit die Beschwerdeführerin der Vorinstanz in dieser Hinsicht eine willkürliche Feststellung des Sachverhalts vorwirft, ist ihre Rüge unbegründet.
2.2.3. Die Beschwerdeführerin hat auch keine weiteren Dokumente vorgelegt, um das Vorliegen des behaupteten Treuhandverhältnisses nachzuweisen. Gemäss § 2 Ziff. 1 des Treuhandvertrags hat sie über die treuhänderisch gehaltenen Beteiligungen nur nach Massgabe der schriftlichen Weisungen des Treugebers verfügen dürfen. Solche Weisungen hat die Beschwerdeführerin nicht vorgebracht. Weiter ist unklar, ob und wann der Treuhandvertrag aufgelöst worden ist, nachdem die Beschwerdeführerin das Treugut vollständig veräussert hat. Eine gemäss § 7 des Treuhandvertrags erforderliche schriftliche Kündigung hat die Beschwerdeführerin ebenfalls nicht vorgebracht. Bereits die Vorinstanz hat auf diese Umstände hingewiesen; die Beschwerdeführerin äussert sich in der Beschwerde nicht dazu.
2.2.4. Schliesslich spricht auch die Vorgeschichte, die zum Verfahren 2C_24/2014 geführt hat, gegen ein Treuhandverhältnis. Obwohl der Treuhandvertrag angeblich am 11. Februar 2004 abgeschlossen wurde, hat die Beschwerdeführerin das Treuhandverhältnis erstmals in den rektifizierten Steuererklärungen für die Jahre 2005 und 2006 ausgewiesen, die sie am 27. Juni 2008 nachgereicht hat. Das Bundesgericht hat in seinem Entscheid zu diesen Steuerjahren ausgeführt, dass die Behauptung der Beschwerdeführerin, das Treuhandverhältnis sei den zuständigen Organen nicht bekannt gewesen und deshalb nicht in der Buchhaltung erfasst worden, angesichts der engen personellen Verflechtung zwischen der Beschwerdeführerin und ihrer Muttergesellschaft wenig plausibel erscheine und eine blosse Schutzbehauptung sei (vgl. Urteil 2C_24/2014 vom 29. Januar 2015 E. 4.3.3). Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, inwieweit der erst nachträglichen Erfassung eines Treuhandverhältnisses, das in den früheren Steuerperioden offensichtlich nicht gelebt worden ist, überhaupt Beweiswert zukommen kann. Die Frage kann aber offengelassen werden, nachdem - wie vorher gezeigt - bereits die buchhalterische Erfassung den Anforderungen für eine steuerrechtliche Anerkennung des Treuhandverhältnisses nicht genügt.
2.3. Zusammenfassend erfüllt das Treuhandverhältnis die Voraussetzungen gemäss lit. A Ziff. 5 und 6 Merkblatt ESTV nicht. Nachdem die Beschwerdeführerin das Treuhandverhältnis auch nicht anderweitig nachgewiesen hat, haben die Vorinstanzen die steuerrechtliche Anerkennung zu Recht verweigert und die erzielten Kapitalgewinne bei der Beschwerdeführerin aufgerechnet.
Dies führt zur Abweisung der Beschwerde.
3.
Bei diesem Verfahrensausgang sind die Gerichtskosten der Beschwerdeführerin aufzuerlegen (<ref-law>). Parteientschädigungen sind nicht zuzusprechen (<ref-law>).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird abgewiesen.
2.
Die Gerichtskosten von Fr. 20'000.-- werden der Beschwerdeführerin auferlegt.
3.
Dieses Urteil wird den Verfahrensbeteiligten, dem Verwaltungsgericht des Kantons Zug, Abgaberechtliche Kammer, und der Eidgenössischen Steuerverwaltung schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 30. Januar 2019
Im Namen der II. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Seiler
Der Gerichtsschreiber: Businger