Uniswap和Lendf.Me遭攻擊始末：DeFi樂高組合下的“多米諾”式崩塌_Uniswap

編者按：本文來自PeckShield，Odaily星球日報經授權轉載。04月18日上午08:58開始，一DeFi平臺Uniswap被黑客利用重入漏洞實施了攻擊。PeckShield安全團隊迅速定位到問題，發現黑客利用了Uniswap和ERC777標準的兼容性問題缺陷實施了重入攻擊。糟糕的是，僅僅在24小時后，于04月19日上午08:45，又一知名DeFi平臺Lendf.Me也被黑客以類似的手段實施了攻擊。黑客攻擊的原理是：攻擊者利用以太坊ERC777標準的transferFrom()回調機制，在內部調用_callTokensToSend()回調函數時劫持交易，并在真正更新余額的_move()函數之前進行惡意攻擊。在Uniswap的攻擊案例中，攻擊者利用此漏洞消耗盡UniswapETH-imBTC池約1,278個ETH。而在Lendf.Me中，攻擊者則利用它來任意增加內部imBTC抵押金額，并通過從其他可用的Lendf.Me交易中借入10多種資產。

Uniswap創始人推出名為UniswapX的新開源協議:金色財經報道，Uniswap創始Hayden Adams推出了一種名為UniswapX的新開源協議，該協議將聚合去中心化交易池的流動性。根據官方博客文章，Uniswap發布的該協議將使用戶能夠通過匯集流動性來源來找到最佳交易價格。該聚合器服務已作為可選測試版功能在Uniswap Labs的以太坊前端平臺上推出。[2023/7/18 11:00:26]

PeckShield安全團隊認為這是自年初bZx遭攻擊之后，又兩起黑客利用DeFi系統性風控漏洞實施的攻擊。一個不容忽視的問題是，DeFi市場的風險可能不僅僅局限于平臺本身，單個平臺的模式創新很可能在與其他平臺業務接軌時產生漏洞風險。詳細漏洞攻擊細節，我們將在文章后面做詳細介紹。

Figure1:ERC777transferFrom()ERC777標準的業務組合兼容性問題

Uniswap社區投票結束，確定將在Arbitrum部署Uniswap v3:據官方消息，Uniswap社區結束投票，以將近100%的支持率通過了在Arbitrum部署Uniswap v3的提案。根據之前Uniswap創始人Hayden Adams的承諾，Uniswap開發團隊將在Arbitrum部署Uniswap v3。[2021/5/29 22:54:33]

我們首先介紹下ERC777標準，ERC777出現的目的是對ERC20標準進行改進。其不但實現了功能擴展，還有ERC20標準一樣良好的兼容性，愿景是成為ERC20標準的有效繼承者。該標準擴展的功能之一是提供了“hook”機制，可以使普通地址或合約通過注冊一個tokensToSend()hook函數來控制或拒絕發送Token。這原本是在ERC20基礎上加強了對Token的風險控制接口，是一次有益的改進。不過由于DeFi項目的可組合特性，一個合約在不同產品之間相互調用時，其業務邏輯復雜度也會大大增加，這就給注入代碼攻擊提供了可能性。其中最關鍵的部分是，攻擊者可以通過注冊from的tokensToSend()來實行回調。我們從下面的代碼片段可以看到，ERC777標準中可以通過getInterfaceImplementer()獲得攻擊者的tokensToSend()接口，并在第1,056行調用此函數。而此處正是黑客劫持交易實施攻擊的入口。

分析：WBTC銷毀量突增，或源于比特幣的上漲和Uniswap結束流動性挖礦:近期比特幣錨定幣WBTC的月銷毀量突破記錄。數據顯示WBTC在11月鑄造了8,000多枚，但同一時期銷毀了創紀錄的4,300枚。而在12月初，WBTC的銷毀量已達2,000枚。AlamedaResearch交易員LanGu對此分析稱，比特幣價格的持續攀升是WBTC銷毀的一大原因。DeFi協議收益下降，而中心化交易所的交易量不斷上漲，由此可見一斑。BitGo產品經理KiarashMosayeri則表示，導致銷毀現象加劇的另一個原因可能是去中心化交易所Uniswap結束了其流動性挖礦計劃，這降低了用戶將資金留在平臺上的動機。（CoinDesk）[2020/12/4 14:00:46]

Figure2:ERC777-CompatibletokensToSend()Hijacking如2019年4月OpenZeppelin發布的帖子以及2019年7月發布的漏洞利用演示中所述，攻擊者可以自己定義函數tokensToSend()，并通過setInterfaceImplementer()來設置合約中的hook函數。

Uniswap鎖倉量突破22億美元:據Uniswap官網數據，Uniswap目前鎖倉量已經達到22.1億美元，在所有的DeFi項目中排名第一位。在鎖倉代幣當中，wETH鎖倉量為10.1億美元，是唯一鎖倉量突破10億美元的代幣。而DeFi總鎖倉量再創歷史新高，達到144.4億美元。[2020/9/27]

Figure3:OpenZeppelin'sExploitDemo(HookSetup)之后攻擊者就可以像傳統PC上的hook函數一樣，在tokensToSend()做任何事情。如下圖所示，攻擊者可以對同一筆交易進行多次交易。

Figure4:OpenZeppelin'sExploitDemo(HookFunction)Uniswap攻擊分析

Coinbase加密研究員發起為Uniswap新增SNX/ETH流動性挖礦池的提案討論:Coinbase機構加密研究員MaxBronstein在Uniswap社區發起一項新增SNX/ETH流動性挖礦池的提案討論，該提案討論稱，作為DeFi生態系統中的重要抵押資產，SNX目前在以太坊上生成價值近1.5億美元的合成資產。如果SNX擁有更高的流動性，那么可使利益相關者更輕松地管理自己的債務，并使整個系統保持足夠的抵押品，這兩者反過來又使DeFi上最大的合成資產流動性池更加有效。[2020/9/20]

Uniswap被率先發現利用ERC777的兼容性問題實施了攻擊。就如此惡意交易在Bloxy中的截圖所示(hash:0x9cb1d93d6859883361e8c2f9941f13d6156a1e8daa0ebe801b5d0b5a612723c1)，函數內部進行了一次tokenToEthSwapInput()調用。這意味著攻擊者可以先通過操縱交易匯率，然后再用另一筆imBTC以較低價格兌換更多的ETH。

Figure5:UniswapHackLendf.Me攻擊分析

在Uniswap遭攻擊約24小時后，又一DeFi平臺Lendf.Me也遭到了黑客攻擊。下面是其中一個攻擊交易的截圖。如圖所示，supply()函數中調用真實轉賬函數transferFrom()時，被hook的攻擊者合約里嵌入了盜用Lendf.Me的withdraw()的提幣操作。

Figure6:Lendf.MeHack在這個交易例子中，攻擊者第一次supply()時確實向Lendf.Me存放了289.99999999個imBTC，而在第二個supply()中，攻擊者只存放0.00000001個imBTC，但由于攻擊者注冊了tokensToSend()，所以在執行doTransferIn()->IMBTC::transferFrom()時，調用了攻擊者函數tokensToSend()，攻擊者函數通過調用Lendf.Me的withdraw()函數把290個imBTC直接全部提走。需要注意的是，正常的業務邏輯應該是項目合約中的Balance會減去被攻擊者提走的290個imBTC，然而當supply()執行返回時，余額并未被重置，仍然為290imBTC。攻擊者就是通過控制修改Lendf.Me中攻擊者的imBTC抵押金額，有了足夠大的imBTC抵押，攻擊就可以從各種流動交易對中借出所有可用的10多種資產。

Figure7:Lendf.MeHackDetails資產流向

攻擊者0x538359共計從Lendf.Me獲利25,236,849.44美元，其中各個Token分布如下：

如上圖，攻擊者在獲利之后，馬上將各個Token轉移至其關聯賬號0xa9bf70之中，之后攻擊者數十次通過1inch.exchange,ParaSwap等平臺將其中比較搶手的WETH,PAX,BUSD等Token換成ETH,DAI,BAT代幣，另外將其中的TUSD,USDT代幣存入Aave借貸平臺。至此為止，攻擊者及其關聯賬號的余額如上所示。修復建議

PeckShield安全團隊在此建議開發者，可以采用“Checks-Effects-Interactions”方法來防止這類重入攻擊。舉個例子，Lendf.Me的supply()里如果是先更新token余額，再調用doTransferIn()。這將會讓攻擊在withdraw()之后沒有重置余額的可能性。另一方面，ERC777標準特性會不可避免地啟用hook機制，因此我們需要檢測并防止所有交易功能產生可以重入的風險。例如，如果supply()和withdraw()同時運行時加個互斥鎖，那么攻擊者就無法在supply()函數內部執行withdraw()操作。最后并不能被忽視的一點是，我們需要認真思考下DeFi業務組合可能存在的系統性風險問題，平臺方不僅要確保在產品上線前有過硬的代碼審計和漏洞排查，還要在不同產品做業務組合時考慮因各自不同業務邏輯而潛在的系統性風控問題。可能一個新創新，在原平臺一點問題都沒有，但組合接入另一個產品后就可能存在業務邏輯缺陷，進而成為黑客攻擊整個DeFi市場的入口。PS：此次黑客對Lendf.Me的攻擊對DeFi社區來說無疑是一場災難，在此建議廣大DeFi開發者務必注意業務存在的系統性風控風險，應盡可能和第三方安全公司合作排查一切潛在的安全風險。

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