TOK:成都鏈安：Balancer項目漏洞分析-ODAILY_Tune Token

一、事件背景

Balancer官網上對于其具體功能的描述為『EasilyswapERC20tokens.Exchangetokenswithoutdeposits,bids/asks,andordermanagement.Allon-chain.』。簡單來說Balancer就是提供在鏈上進行tokens交換的區塊鏈智能合約應用。

2020年6月29日凌晨，Balancer項目的兩個資金池遭受攻擊。攻擊者在此次事件中獲利約46萬美元，資金池市商損失約50萬美元。

根據此次安全事件的具體過程，可以將此次事件比喻為攻擊者『偷梁換柱』。

二、抽絲剝繭還原攻擊者『偷梁換柱』經過

2.1、安全事件概述

?根據鏈上交易數據顯示：

1、攻擊者利用自建合約

對存在通縮貨幣STA的資產池

進行了攻擊；

2、攻擊者利用自建合約

對存在通縮貨幣STONK的資產池

成都鏈安：ApolloX 項目方因簽名系統缺陷被攻擊，損失約160萬美元:金色財經消息，據成都鏈安“鏈必應-區塊鏈安全態勢感知平臺”安全輿情監控數據顯示，ApolloX 項目遭受攻擊，根據成都鏈安技術團隊分析，發現ApolloX簽名系統存在缺陷，攻擊者利用簽名系統缺陷生成了255個簽名，總共從合約中提取了53,946,802$APX，價值約160萬美元，目前被盜金額通過跨鏈已打入以太坊0x9e532b19abd155ae5ced76ca2a206a732c68f261地址。此前，ApolloX代幣APX在今日19:00左右從0.054美元快速跌至0.019美元，閃跌約60%。[2022/6/9 4:11:35]

進行了攻擊。

2.2、攻擊步驟簡介

攻擊者首先通過閃電貸借款大量WETH，而后使用借得的WETH將被攻擊資金池中的通縮貨幣兌換出來，僅留下1e-18個通縮貨幣。完成上述準備工作后，攻擊者開始發動攻擊，不斷使用1e-18個通縮貨幣兌換資金池內的其他代幣，以達到『偷梁換柱』的目的。直到池內資金基本被轉移完后，攻擊者將獲利存入如下地址：

成都鏈安：BAYC項目具有被無限鑄幣的風險:據成都鏈安安全輿情監控數據顯示，BAYC項目具有被無限鑄幣的風險。成都鏈安安全團隊分析發現，合約的擁有者并非多簽錢包，合約擁有者可以任意調用reserveApes()函數進行鑄幣，每次調用函數可以直接鑄造30枚無聊猿NFT，如果合約所有者遭到釣魚攻擊或私鑰泄露等，可能會導致大量無聊猿NFT被鑄造并售賣。后面成都鏈安會持續監控該合約擁有者的動向。[2022/6/6 4:04:55]

0xBF675C80540111A310B06e1482f9127eF4E7469A

攻擊過程如下圖所示：

△圖1

此次事件發生后，Balancer團隊表示已對資產池進行審計，正在進行第三次審計，并將在UI界面啟用通縮貨幣黑名單，禁止用戶建立存在通縮貨幣的資產池。

2.3、漏洞原理詳細分析

成都鏈安：Visor Finance遭受攻擊事件分析:據成都鏈安監測顯示，Visor Finance于北京時間2021年12月21日晚上10點18分遭受攻擊。經成都鏈安技術團隊分析，本次攻擊利用了Visor Finance項目抵押挖礦合約RewardsHypervisor的兩個漏洞：

1.call調用未對目標合約進行限制，攻擊者可以調用任意合約，并接管了抵押挖礦合約的執行流程；<- 主要漏洞，造成本次攻擊的根本原因。2.函數未做防重入攻擊；<- 次要漏洞，導致了抵押憑證數量計算錯誤，不是本次攻擊的主要利用點，不過也可憑此漏洞單獨發起攻擊。針對這兩個問題，成都鏈安在此建議項目方應做好下面兩方面：1.進行外部合約調用時，建議增加白名單，禁止任意的合約調用，特別是能夠控制合約執行流程的關鍵合約調用；2.函數做好防重入，推薦使用openzeppelin的ReentrancyGuard合約。[2021/12/22 7:55:18]

在分析漏洞具體信息之前我們需要知道以下兩點：

1、Balancer項目允許個人建立資金池。資金池本質上是一個智能合約，用戶可以調用資金池的函數進行代幣兌換。資金池中可以存在多種貨幣，用戶可以使用資金池中存在的貨幣進行兌換，兌換的比例按照一種固定的算法，如圖所示：

聲音 | Beosin（成都鏈安）預警：某EOS競猜類游戲遭受攻擊 損失超1200枚EOS:根據成都鏈安區塊鏈安全態勢感知系統Beosin-Eagle Eye檢測發現，今日上午 8:53:15開始，黑客yunmen****對EOS競猜類游戲th****sgames發起攻擊。截止到現在，該黑客已經獲利超過1200枚EOS。Beosin建議游戲項目方應該加強項目運維工作，在收到安全公司的安全提醒之后第一時間排查項目安全性，才能及時止損，同時也呼吁項目開發者應該重視游戲邏輯嚴謹性及代碼安全性。Beosin提醒類似項目方全方面做好合約安全審計并加強風控策略，必要時可聯系第三方專業審計團隊，在上鏈前進行完善的代碼安全審計，防患于未然。[2019/4/3]

△圖2

我們以用STA兌換WETH為例：

?TokenAmountOut表示可以兌換出的WETH的值

?TokenBalanceOut表示當前池內的WETH的值

比原鏈牽手成都鏈安科技，共建區塊鏈安全新生態:近日，比原鏈基金會與成都鏈安科技簽署戰略合作協議。雙方將在區塊鏈安全技術領域達成初步合作意向，未來成都鏈安科技將會為比原鏈提供底層平臺的形式化安全驗證，智能合約的開發、審計、安全驗證等服務，保證比原鏈平臺和智能合約的安全性、功能正確性。[2018/5/10]

?TokenBalanceIn表示當前池子內的STA的值

?TokenAmountIn表示用戶輸入的STA的值

?TokenweightIn表示STA的權重，為一個固定值，只能由資金池的管理者更改

?TokenweightOut表示WETH的權重，為一個固定值，只能由資金池的管理者更改

?SwapFee表示手續費，為一個固定值，只能由資金池的管理者更改

綜上所述，當一種貨幣STA在一個資金池中的存量較少時，也就是bI較小時，就可以使用STA兌換更多的WETH。

2、STA代幣是一種通縮貨幣，當進行轉賬操作時，會自動銷毀一定量的STA。如下圖所示：

△圖3

tokensToBurn即為每次交易銷毀的值，其銷毀數額是轉賬數額的1/100，如當數值為1e-18時，其銷毀值也是1e-18。銷毀值的計算源碼如下圖所示：

△圖4

△圖5

接下來我們對本次攻擊事件進行分析，以存在STA的被攻擊資金池為例。攻擊者向自建合約

發起了一筆交易

。在此筆交易中，攻擊者首先從閃電貸借出了104331個WETH，如下圖所示：

△圖6

而后使用借來的WETH兌換被攻擊資產池中的STA，因為STA是通縮貨幣，每次transfer都會使得STA銷毀轉賬金額的1/100。如下圖為一次兌換：

△圖7

這筆交易共進行了20余次兌換，使得被攻擊資金池中的STA余量為一個極小值后開始使用STA兌換其他代幣，如下圖所示：

△圖8

我們可以發現，在此筆交易中，攻擊者轉給被攻擊合約的STA個數是『0』，但卻扣除了1e-18個STA，這不符合正常兌換情況。于是我們對此進行深入分析，通過事件日志確定攻擊者發送了1e-18個STA。如下圖所示：

△圖9

由此可得出結論，在發送過程中，因為STA的通縮機制，發送給資金池的STA會被銷毀，導致被攻擊資金池無法收到STA，但資金池合約仍然會認為收到了1e-18個STA，并更新STA的存量。如下圖所示：

△圖10

如果STA的存量增加，就會使得STA能夠兌換其他代幣的比例下降，因此攻擊者又調用了gulp()方法來更新STA的余額，使得資金池的STA余額等于實際余額。如圖所示：

△圖11

每進行一次兌換，攻擊者就會調用一次gulp()對STA的余額進行更新，這樣使得STA的余額始終為1e-18個，因此每次攻擊取出余額的比例都是不變的，如下圖所示：

△圖12

攻擊者使用這種方式，將資金池中的所有代幣以每次1/2的比例進行兌換，最終幾乎將資金池中的所有代幣全部提出。

2.4、攻擊事件總結

根據我們日常智能合約安全審計經驗來看，本次事件產生的原因，可能是資金池合約對流入資金的處理方式不夠完善，并沒有考慮到通縮性代幣的情況，在計算應當輸出的值tokenAmountOut和貨幣余額inRecord.balance的增減時，都是使用由用戶控制的tokenAmountIn參數，而不是實際收到的代幣數，導致實際池中的流入資金與記錄資金不相符，如下圖所示：

△圖13

另外，用于更新代幣余額的gulp函數的權限是external，這兩點組合起來，導致了本次事件漏洞的產生，如下圖所示：

△圖14

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