慢霧：詳解Uniswap的ERC777重入風險_TOKEN

編者按：本文來自慢霧科技，Odaily星球日報授權轉載。

前言

據鏈聞消息，4月18日，Tokenlon宣布暫停imBTC轉賬，因其發現有攻擊者通過ERC777在Uniswap流動性合約中的重入漏洞，對ETH-imBTC池循環套利。此次的攻擊手法是一個存在于Uniswapv1上的已知漏洞，該漏洞最早由Consensys于2019年4月發現，當時Consensys只是發現了該風險，還沒有發現可以利用這種手法進行攻擊的token。隨后，在imBTC上線Uniswap后，由于imBTC是基于ERC777實現的，通過組合ERC777的特性及Uniswap代碼上的問題，使攻擊者可以通過重入漏洞實現套利。下面，我們將來分析此次套利中的攻擊手法和具體的細節。知識準備

ERC777協議是以太坊上的代幣標準協議，該協議是以太坊上ERC20協議的改進版，主要的改進點如下：1、使用和發送以太相同的理念發送token，方法為：send(dest,value,data)2、合約和普通地址都可以通過注冊tokensToSendhook函數來控制和拒絕發送哪些token3、合約和普通地址都可以通過注冊tokensReceivedhook函數來控制和拒絕接受哪些token4、tokensReceived可以通過hook函數可以做到在一個交易里完成發送代幣和通知合約接受代幣，而不像ERC20必須通過兩次調用來完成5、持有者可以"授權"和"撤銷"操作員這些操作員通常是交易所、支票處理機或自動支付系統6、每個代幣交易都包含data和operatorData字段，可以分別傳遞來自持有者和操作員的數據7、可以通過部署實現tokensReceived的代理合約來兼容沒有實現tokensReceived函數的地址在這里，我們需要特別關注的點是第二點，即ERC777標準中的tokenToSend函數，根據ERC777協議的定義，遵循該標準的token代幣在每一次發生代幣轉賬的時候都會去嘗試調用代幣發送者tokensToSend函數，而代幣持有者可以通過在ERC1820注冊合約注冊自己的合約并通過在這個hook函數中定義一些操作來處理代幣轉賬的過程中的某些流程，如拒絕代幣發送或其他操作。了解這些關鍵點，有助于我們理解這次攻擊的具體攻擊手法。現在開始，我們可以稍微加速，看看對于Uniswap而言，這次到底發生了什么？細節分析

慢霧：靚號黑客已獲取到ParaSwap Deployer和QANplatform Deployer私鑰權限:10月11日消息，據慢霧區情報，靚號黑客地址之一（0xf358..7036）已經獲取到ParaSwap Deployer和QANplatform Deployer私鑰權限。黑客從ParaSwap Deployer地址獲取到約1千美元，并在QANplatform Deployer地址做了轉入轉出測試。慢霧MistTrack對0xf358..7036分析后發現，黑客同樣盜取了The SolaVerse Deployer及其他多個靚號的資金。截止目前，黑客已經接收到超過17萬美元的資金，資金沒有進一步轉移，地址痕跡有Uniswap V3、Curve、TraderJoe，PancakeSwap、OpenSea和Matcha。慢霧MistTrack將持續監控黑客地址并分析相關痕跡。[2022/10/11 10:31:05]

通過Etherscan查詢攻擊者的其中一筆交易0x32c83905db61047834f29385ff8ce8cb6f3d24f97e24e6101d8301619efee96e

慢霧：BXH 第一次被盜資金再次轉移，BTC 網絡余額超 2700 BTC:金色財經報道，10月8日凌晨（UTC+8），慢霧監控到 BXH 第一次被盜資金再次出現異動，經慢霧 MistTrack 分析，異動詳情如下：

黑客地址 0x48c9...7d79 將部分資金（213.77 BTCB，5 BNB 和 1 ETH）轉移至新地址 0xc01f...2aef，接著將資金兌換為 renBTC 跨鏈到 BTC 網絡，跨鏈后地址為 1JwQ...u9oU。1JwQ...u9oU 在此次轉移中接收到的總資金為 204.12 BTC。截止目前，BXH 第一次被盜事件在 BTC 網絡共有 4 個黑客地址，總計余額為 2701.3 BTC，暫未進一步轉移。慢霧 MistTrack 將持續監控被盜資金的轉移。[2022/10/8 12:49:28]

可以發現，攻擊者兩度向Uniswap合約轉帳imBTC，金額同樣是0.00823084，然后從Uniswap收取了兩筆ETH，看上去似乎是十分正常的兩筆交易，實際上卻是暗流涌動，另有玄機。為了更好的了解整一筆交易的細節，我們需要通過bloxy.info來查看交易的具體細節。

慢霧：攻擊Ronin Network的黑客地址向火幣轉入3750枚 ETH:3月30日消息，慢霧發推稱，攻擊Axie Infinity側鏈Ronin Network的黑客地址向交易所火幣轉入3750枚ETH。此前金色財經報道，Ronin橋被攻擊，17.36萬枚ETH和2550萬USDC被盜。[2022/3/30 14:26:38]

通過查詢交易的細節，我們發現，攻擊者首先是通過ethToTokenSwapInput函數向Uniswap兌換了一些imBTC，然后再通過tokenToEthSwapInput函數開始第一次用imBTC換取ETH，然后Uniswap先將ETH轉給了攻擊者，再調用imBTC的transferFrom函數，由于imBTC實現了ERC777標準，所以在調用imBTC的trasferFrom函數的時候，imBTC會對攻擊者的tokensToSend函數進行調用。隨后，在攻擊者的tokensToSend函數中，攻擊者會進行第二次用imBTC換取ETH，然后流程結束。從交易細節上看，這里似乎還是沒有什么問題，我們繼續跟蹤UniSwap的代碼。

慢霧：警惕QANX代幣的雙花攻擊風險:據慢霧區消息，近期存在惡意用戶利用QANX代幣的轉賬鎖定、解鎖功能(transferLocked/unlock)觸發的事件記錄與正常使用transfer功能轉賬觸發的Transfer事件記錄相同而進行雙花攻擊。

慢霧安全團隊建議已上架此幣種的平臺及時自查，未上架的平臺在對接此類幣種時應注意以上風險。

QANX: 0xaaa7a10a8ee237ea61e8ac46c50a8db8bcc1baaa[2022/3/26 14:18:46]

上面是代碼是Uniswap的ethToTokenSwapInput函數的代碼，根據代碼分析，Uniswap的ethToTokenSwapInput函數會調用ethToTokenInput函數，然后會先通過getInputPrice獲取代幣能換取的eth數量，之后通過send函數將eth發給用戶，最后再通過transferFrom把代幣轉進合約。我們繼續跟進getInputPrice函數。

慢霧：Cover協議被黑問題出在rewardWriteoff具體計算參數變化導致差值:2020年12月29日，慢霧安全團隊對整個Cover協議被攻擊流程進行了簡要分析。

1.在Cover協議的Blacksmith合約中，用戶可以通過deposit函數抵押BPT代幣；

2.攻擊者在第一次進行deposit-withdraw后將通過updatePool函數來更新池子，并使用accRewardsPerToken來記錄累計獎勵；

3.之后將通過_claimCoverRewards函數來分配獎勵并使用rewardWriteoff參數進行記錄；

4.在攻擊者第一次withdraw后還留有一小部分的BPT進行抵押；

5.此時攻擊者將第二次進行deposit，并通過claimRewards提取獎勵；

6.問題出在rewardWriteoff的具體計算，在攻擊者第二次進行deposit-claimRewards時取的Pool值定義為memory，此時memory中獲取的Pool是攻擊者第一次withdraw進行updatePool時更新的值；

7.由于memory中獲取的Pool值是舊的，其對應記錄的accRewardsPerToken也是舊的會賦值到miner；

8.之后再進行新的一次updatePool時，由于攻擊者在第一次進行withdraw后池子中的lpTotal已經變小，所以最后獲得的accRewardsPerToken將變大；

9.此時攻擊者被賦值的accRewardsPerToken是舊的是一個較小值，在進行rewardWriteoff計算時獲得的值也將偏小，但攻擊者在進行claimRewards時用的卻是池子更新后的accRewardsPerToken值；

10.因此在進行具體獎勵計算時由于這個新舊參數之前差值，會導致計算出一個偏大的數值；

11.所以最后在根據計算結果給攻擊者鑄造獎勵時就會額外鑄造出更多的COVER代幣，導致COVER代幣增發。具體accRewardsPerToken參數差值變化如圖所示。[2020/12/29 15:58:07]

通過分析getInputPrice函數，我們能知道，ETH獲取量計算的公式為

把該公式放到ethToTokenInput函數的上下文中，該公式就變成了

在該公式下，一次正常的imBTC兌換ETH的過程中，作為分母的imBTC儲備量在兌換過后應該要上升，對應的ETH儲備量會變小。

但是回顧攻擊者的操作方式，在攻擊者第一次發送imBTC兌換ETH的過程中，Uniswap會先發送ETH給攻擊者，這時候Uniswap中ETH儲備量減少，然后Uniswap調用transferFrom函數，(注意此時還未將攻擊者的imBTC扣除)，緊接著在transferFrom函數中攻擊者調用的第二次的ethToTokenSwapInput時，通過getInputPrice獲取兌換的ETH數量的公式會變成這樣：

注意看，在第二次的兌換計算中，只有ETH的儲備量變少了，而imBTC的儲備量并未增加，這導致相比與單獨的調用ethToTokenSwapInput函數，攻擊者可以通過重入的方式，在第二次使用imBTC兌換ETH的過程中，使計算公式的分子發生了變化，而公式的分母不會發生變化。相比正常的兌換，攻擊者通過重入方式進行的第二次兌換會獲取微小的利潤，導致有利可圖。重復這樣的過程，就能通過等量的imBTC獲取更多的ETH，導致Uniswap做事商的損失。防御方法

在Uniswap的tokenToEthSwapInput函數中加入OpenZeppelin的ReentrancyGuard函數，防止重入問題。在進行代幣交換的時候，先扣除用戶的代幣，再將ETH發送給用戶。同時，針對本次攻擊事件慢霧安全團隊建議：在關鍵的業務操作方法中加入鎖機制，如：OpenZeppelin的ReentrancyGuard開發合約的時候采用先更改本合約的變量，再進行外部調用的編寫風格項目上線前請優秀的第三方安全團隊進行全面的安全審計，盡可能的發現潛在的安全問題多個合約進行對接的時候也需要對多方合約進行代碼安全和業務安全的把關，全面考慮各種業務場景相結合下的安全問題合約盡可能的設置暫停開關，在出現“黑天鵝”事件的時候能夠及時發現并止損安全是動態的，各個項目方也需要及時捕獲可能與自身項目相關的威脅情報，及時排查潛在的安全風險最后的思考

這兩天的DeFi世界被鬧得沸沸揚揚，imBTC作為ERC777代幣首當其沖，ERC777協議也飽受詬病，但是看完分析，造成此次的攻擊事件原因，真的是imBTC或者是ERC777協議的問題嗎？如果Uniswap做好了ERC777的兼容，使用ReentrancyGuard，并在代幣交換的時候先扣除用戶的代幣，再將ETH發送給用戶，這樣的問題是不是就不會發生？imBTC作為以太坊上token化的比特幣代幣協議，其安全性在自身單獨運行的時候并不存在問題，第三方DeFi平臺在接入的時候，應需要充分考慮平臺本身的業務邏輯與接入代幣之間的兼容性，才能避免因兼容性發生不必要的安全問題。而不是簡單的將問題歸咎于協議和代幣提供方。

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