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ADO:Tornado隱私性觀察報告:真的能做到100%不被發現么?_Aviator

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Time:1900/1/1 0:00:00

來源:創宇區塊鏈安全實驗室

前言

Tornado.Cash作為以太坊網絡上最火的去中心化隱私解決方案,打破了存款人和取款人地址之間的鏈上鏈接,做到了交易機密性,保護了用戶隱私。

越來越多有隱私需求的用戶開始使用Tornado.Cash,那Tornado.Cash真正的隱私性到底如何,能做到百分百的安全嗎?

知道創宇區塊鏈安全實驗室?將對Tornado.Cash進行多維度分析,探索Tornado.Cash真正的隱私可靠性。

Tornado.Cash工作原理

在分析Tornado.Cash之前,我們必須知道Tornado.Cash的工作原理。

Tornado.Cash使用智能合約,接收來自一個地址的代幣存款,并允許他們從不同的地址提款,并且通過零知識證明阻斷了存款地址和提款地址之間的聯系,讓隱私性得到了保護。

其中,匿名池的大小直接決定了Tornado.Cash隱私可靠性的高低,想想如果只有一筆存款進入匿名池,那不管從哪個地址提款,肯定和存款地址是同一個人。

感興趣的讀者可以閱讀官方文檔:how-does-tornado.cash-work。

前期準備

Tornado.Cash目前支持?ETH?及ERC20代幣存、提款交易,我們選取了其中交易量最大的ETH進行隱私性分析,提取了2021-11-04日之前,所有Tornado.Cash合約的交易記錄,數據如下表所示:

可以看到,在啟用代理合約后,大量交易都是通過代理進行,通過匿名池交易量占比圖可知,1ETH匿名池和10ETH匿名池是使用最多的匿名池。

MinerSwap疑似發生Rug Pull,308枚ETH已轉入Tornado Cash:11月7日消息,PeckShield監測數據顯示,ETHPoW上穩定幣交易協議MinerSwap疑似發生RugPull,獲利資金已從ETHPoW跨鏈至以太坊,其中已有約308枚ETH被轉入Tornado Cash。MSP代幣價格下跌34%。[2022/11/7 12:29:00]

交易分析

交易分類

對所有交易進行存款、提款歸類后,統計了每個地址存/提款總額、次數、最大存/提款金額、最小存/提款金額統計。得到了22714個存款地址,31737個提款地址,其中存/提款總額Top10數據如下:

存錢總額Top10

提款地址總額Top10

可以看到,存款地址和提款地址并不是一一對應,也無法知道存款地址和取款地址之間的關系。

挖礦地址過濾

Tornado.Cash推出了匿名挖礦激勵措施,用于增加匿名池內交易的數量,提高Tornado.Cash整體的隱私可靠性。

所以我們第一步便是過濾掉匿名池內的挖礦交易,可以大大降低匿名池內交易數量。

通過分析觀察,發現挖礦地址有如下特征:

挖礦地址會到Tornado.Cash礦池合約地址0x746aebc06d2ae31b71ac51429a19d54e797878e9提取TRON代幣;

Cardano生態NFT市場JPG Store集成MoonPay支付服務:7月9日消息,Cardano生態最大的NFT市場JPG Store宣布將MoonPay支付服務集成至其平臺中。通過新的解決方案,用戶將能夠直接使用他們的銀行卡以及ApplePay或GooglePay購買ADA代幣。這意味著,投資者將能夠在JPG Store上購買基于Cardano的NFT,而無需離開該市場。

同時,JPG Store指出,通過MoonPay購買ADA只適用于某些地區,特別是針對美國用戶。MoonPay本身需要完成KYC程序,使用該服務時最好使用借記卡。(U.Today)[2022/7/10 2:02:50]

挖礦地址沒有隱私保護需求,提款的時候一般直接使用自己錢包地址支付礦工費;

挖礦地址一般是常用且交易比較多的老地址;

采用該方法獲取到1051個滿足條件的礦池地址。排除挖礦地址后,存、提款地址數量變化如下:

排除挖礦地址后存款總額Top10

排除挖礦地址后取款地址總額Top10

相同地址過濾

存款地址和提款地址相同的交易,沒有交易隱私性,所有也可以過濾掉,過濾后數據變化如下:

存款地址總額Top10

Ronin攻擊者向Tornado.Cash轉入3000枚以太坊:5月19日消息,Ronin攻擊者通過中間地址(0x49788613913050ce0dA9c8313654Cee3F4848a9e)向 Tornado.Cash 轉入 3000 枚以太坊。[2022/5/19 3:27:28]

提款地址總額Top10

過濾中繼地址

為了最大化提款地址的隱私性安全性,大部分用戶提款時,會選擇使用中繼器來支付礦工手續費,所以一次提款操作,會有兩筆交易。

其中一筆小額是支付給中繼器的手續費,另外一筆才是真正的提款交易,如下圖

我們使用過濾條件:max>0.8|(max<=0.1&max>=0.08)對中繼器交易進行過濾,過濾后數據變化如下:

過濾中繼地址后的提款地址次數Top10:

同一用戶關聯地址關系

接下來分析torando交易池里面的地址是否存在關聯關系,在分析之前我們首先排除了礦池地址和中繼器地址之后再進行分析。

創作者經濟初創公司AppX融資130萬美元,Y Combinator領投:1月18日消息,創作者經濟初創公司AppX獲得130萬美元融資,Y Combinator領投,Global Founders Capital、Rocket Internet、Soma Capital、Shrug VC、Lenny Rachitsky、James Beshara和TDV Partners參投。該公司計劃利用新融資推出更多產品,以幫助更多的創作者變現,推出自己的代幣,并在國際上擴張業務。(Business Standard)[2022/1/18 8:56:51]

分析辦法采用直接交易對手分析方式,假設A是充幣地址,B是提幣地址,A和B之間沒有直接關系,但C地址是A的直接交易對手,C地址同時也是B的直接交易對手,那我們可以判定A和B是有關聯的,直接交易對手的數據直接從鏈探查詢獲取。

按地址類型區分可以把關系分為:充幣地址與充幣地址,提幣地址與提幣地址以及充幣地址與提幣地址三類關系,這三類關聯關系都適用于不同的場景。

1、充幣地址與充幣地址之間的關系

由于tornado只能存0.1ETH、1ETH、10ETH、100ETH,所以在實際轉賬過程中,可能會出現資金分配,礦工費分配,或者存入之后地址剩余ETH匯集等情況。

2、提幣地址與提幣地址之間的關系

在需要提款時,提款地址之間可能也會存在匯集的可能,比如匯集到交易所。

3、充幣地址和提幣地址之間的關系

充幣地址和提幣地址之間是否任然存在關聯,這是關鍵所在,如果是一個非常熟悉隱私交易的黑客,他可能會想盡一切辦法來切斷關鍵地址之間的聯系,但實際操作過程中因為都是人在操作,難免會有疏忽或者遺漏,可能會留下蛛絲馬跡。

基于以上三個場景和關聯類型的猜想,我們先對100ETH的交易池進行分析。根據直接交易對手數據直接生成相應的關聯圖

第一種情況

金色財經現場報道 EOS Store創始人陸海峰:所有社區成員都可以成為開發者:金色財經現場報道,在火幣EOS全球超級節點SHOW上,EOS Store創始人陸海峰進行現場演講,陸海峰指出:我們希望推出EOS Store,并從社區、基金、商店三個層面做事情。EOS商店可以讓更多人使用和享受區塊鏈帶來的實際商業應用落地,我們會為商店中的所有成員提供支持。在整個生態中,用戶、開發者、基金方,我們的所有社區成員都可以成為開發者,是否對于某一個項目進行投資都要由社區成員投票支持,讓社區成員有參與感,項目方也將獲得更早的資金支持。我們希望讓EOS生態更完善,形成正向循環。我們一直秉持“一切以商業應用為核心”的愿景 。[2018/5/14]

充幣地址與充幣地址存在關聯關系,以0x0022d8bda338fd7e5c7248f32090252fd6dc11ef為例:

該地址與多個充幣地址間出現過交易對手重疊的情況,鏈上分析這些地址的關系,可以判斷出該地址在對tornado先后充值100ETH和10ETH之后

剩余的ETH匯集到了0x6bafcd65f9ad3a99509d8d7d987acfa393db7c39地址中,并由該地址將剩余的0.1ETH也充值到tornado交易池中。

第二種情況

提幣地址與提幣地址之間存在關聯關系,以0x9c67d8383f1eeb6e2ff2b0d296aa6a51ea2858a1為例:

該地址與多個提幣地址之間產生關聯關系,這些地址都從tornado100eth的交易池中發起過提幣行為,每個地址都提取了1000ETH

并在提幣之后都匯集到了0x120cffb605c8127442c2f8515eb25749cce52947地址中

繼續分析后續路徑可以看到0x120cffb605c8127442c2f8515eb25749cce52947又將ETH進行了多次周轉最終到了0x32e9dc9968fab4c4528165cd37b613dd5d229650等地址中,并最終經過Swap將ETH換成其他代幣轉到了幣安等交易所中。

上面兩種情況,隱私交易都只在充幣端或者提幣端之后產生了關聯,雖然能夠追溯到一些信息,但充幣和提幣之間的聯系還是斷開的,那么我們探索第三種情況。

正所謂人無完人,再縝密的計劃也可能留下線索,如果tornado的使用者在使用時沒有完全隔離地址,則通過交易對手的關系是有可能關聯上的,以0x167ae15b74cd20482e80f7e425b4ae6d2cc631c4為例。

在上面關聯關系中,五個地址都通過直接交易對手0x4278314c1a50da6014e580cbff34fc383b335049進行關聯,從而在一定程度上可以將這五個地址的出入金關系建立起來,如果進一步挖掘金額和后續資金流向關系,則可以嘗試進一步溯源。

在整個試驗中,100ETH池子有4132個充幣地址,有703個提幣地址,清洗出來有直接交易對手重疊的關聯地址有2859個,大約占整個地址59%左右,說明大部分人在使用tornado隱私協議的時候,因為使用上的疏忽,并沒有做到100%的隱私。

挖出關聯地址也意味著對tornado的溯源成為一種可能,在獲取到大量的關聯地址之后可以根據交易所地址的kyc或者ens推特等渠道進一步挖掘真實信息。

基于案例驗證結果數據

我們從鏈探的黑客事件庫中挖掘歷史上發生過的一些安全事件,并篩選出事件中使用了tornado的相關地址按照上述理論進行分析。

對KuCoin被盜事件進行分析

直接交易對手關聯地址分析

黑客通過8個地址將ETH存入到Tornado100ETH的交易池中,這8個充幣地址通過直接交易對手0x23156749a0acefc8f07b9954d181d50084c1519e和0x82e6b31b0fe94925b9cd1473d05894c86f277398進行了關聯。

而從上面的關聯圖可以看到由于黑客疏忽,充幣地址0x34a17418cec67b82d08cf77a987941f99dc87c6b通過直接交易對手地址0x82e6b31b0fe94925b9cd1473d05894c86f277398和提幣地址0xc609b3940be560c8c00e593bea47fb6ecef6b2c6進行了關聯。

0xc609b3940be560c8c00e593bea47fb6ecef6b2c6只提幣2900ETH,

可以看到黑客因為0x82e6b31b0fe94925b9cd1473d05894c86f277398中沒有足夠的礦工費,

先后從0xc609b3940be560c8c00e593bea47fb6ecef6b2c6和0x23156749a0acefc8f07b9954d181d50084c1519e中轉出過礦工費到0xc609b3940be560c8c00e593bea47fb6ecef6b2c6,

而正好充幣地址的礦工費也從這兩個地址轉出過,從而讓提幣地址和充幣地址建立了關聯。

繼續順藤摸瓜可以發現,提幣出來的ETH又轉到了其他地址,在整個鏈路上繼續深入,可以發現ETH被分散發到了很多地址,并有大量的ETH轉入了幣安的充幣地址0x28c6c06298d514db089934071355e5743bf21d60

至此,整個鏈路追蹤在幣安斷開,如果能獲取到幣安kyc信息便可具體定位人員。

交易所Liquid被盜

發現四個充幣地址向100ETH的池子充過幣,并且通過直接交易對手0x5578840aae68682a9779623fa9e8714802b59946關聯。

FinNexus?DeFi?項目被盜

發現兩個充幣地址關聯,0x5271b379f3e1954e20791142d734596a3de28efd和0x5ebc7d1ff1687a75f76c3edfabcde89d1c09cd5f都向100eth的池充過ETH,并通過直接對手0xfe381bc045b85e0acd93e85ecfe65ecb0fec2a44關聯。

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