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KEN:[虛擬印鈔機] Popsicle Finance 雙花攻擊分析_TOKE

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北京時間2021年8月4日早上6點,PopsicleFinance項目下的多個機槍池被攻擊,損失金額超過兩千萬美元,是迄今為止DeFi領域發生的損失數額最大的單筆攻擊之一。通過分析攻擊交易及項目代碼我們發現,此次攻擊是一個利用項目的記賬漏洞進行多次提取的攻擊。下面我們通過代碼和攻擊流程分析此次攻擊。

代碼分析

PopsicleFinance是一個涉及多個鏈的機槍池。

用戶首先調用deposit函數向機槍池存入一定的流動性,并獲得PopsicleLPToken作為存款的份額證明。PopsicleFinance會將用戶提供的流動性存入Uniswap等底層池子并獲得收益。

用戶還可以調用withdraw函數,根據用戶持有的PLPToken所代表的流動性份額,從機槍池取回流動性。PopsicleFinance會將PLPToken對應的流動性從Uniswap等底層池子中取回給用戶。

最后,用戶在機槍池中存的流動性會隨著時間產生一定的收益,會累計在合約的用戶狀態中。用戶可以調用collectFees函數取回部分存款獎勵。

DOGE突破0.35美元關口 日內漲幅為25.61%:歐易OKEx數據顯示,DOGE短線上漲,突破0.35美元關口,現報0.350019美元,日內漲幅達到25.61%,行情波動較大,請做好風險控制。[2021/4/19 20:35:46]

本次攻擊的核心函數正是collectFees函數。下面我們逐步分析其代碼。首先獲得存儲在userInfo中的用戶狀態。其中用戶狀態中的token0Rewards和token1Rewards是由于用戶存款而累積的獎勵。

接下來計算該合約中,對應機槍池的Token對的Balance。如果在合約中有足夠的Balance,就按金額將Reward支付給用戶;否則會調用pool.burnExactLiquidity從底層pool取回流動性返回給用戶。

最后,會將記錄在userInfo中的Rewards狀態進行更新。看到這里,機槍池的代碼實現還是比較符合邏輯的。但是在函數開頭我們發現了updateVaultmodifier,這個函數會在collectFees的函數體之前運行,漏洞也許在updateVault相關的函數中。

BSV跌破160美元關口 日內跌幅為5.52%:火幣全球站數據顯示,BSV短線下跌,跌破160美元關口,現報159.9978美元,日內跌幅達到5.52%,行情波動較大,請做好風險控制。[2020/9/6]

以上是updateVault相關函數的實現。過程如下:

首先調用_earnFees向底層pool獲取積累的Fee;

隨后調用_tokenPerShare更新token0PerShareStored和token1PerShareStored參數,這兩個參數代表了池子中每個share代表的token0和token1的數量,即機槍池的每個份額計代表的Token對數量;

最后調用fee0Earned和fee1Earned更新對應到這個用戶的存款Rewards。

以上是fee0Earned和fee1Earned函數的實現,兩個函數實現相同,都實現了這樣一個公式:

user.token0Rewards=PLP.balanceOf(account)*(fee0PerShare-user.token0PerSharePaid)/1e18

幣團交易所主流幣行情數據:BTC24小時跌4.13%:Bituan交易所官方行情數據,截至6月15日15:00,BTC24小時跌4.13%,現報9030.36USDT;ETH24小時跌6.53%,報220.01USDT;EOS24小時跌4.27%,報2.4499USDT;BCH24小時跌4.82%,報226.21USDT;BSV24小時跌6.77%,報167.7498USDT;LTC24小時跌4.77%,報42.28USDT;XRP24小時跌4.08%,報0.18310USDT;ETC24小時跌5.19%,報6.0454USDT。[2020/6/15]

也就是說,該函數會在原有的user.token0Rewards基礎上,根據用戶擁有的PLPToken數量計算應給用戶發放的Fee的份額。

但我們注意到這個函數是增量的,也就是說即使用戶并沒有持有PLPToken,該函數仍會返回保存在user.token0Rewards中記賬的存款獎勵。

因此對于整個合約,我們發現兩個重要的邏輯缺陷:

BTC跌破9300美元關口 日內跌幅為1.11%:火幣全球站數據顯示,BTC短線下跌,跌破9300美元關口,現報9299.74美元,日內跌幅達到1.11%,行情波動較大,請做好風險控制。[2020/5/21]

用戶的存款獎勵是記錄在user.token0Rewards和user.token1Rewards中的,并不與任何PLPToken或其他東西有任何形式的綁定。

用于取回存款收益的collectFees函數僅僅依賴于記賬的user.token0Rewards和user.token1Rewards狀態,即使用戶并未持有PLPToken,仍可以取出對應的存款獎勵。

我們假想一個攻擊流程:

攻擊者向機槍池中存入一定的流動性,獲得一部分PLPToken。

攻擊者調用collectFees(0,0),后者會更新攻擊者的存款獎勵,即狀態變量user.token0Rewards的值,但并沒有真正取回存款獎勵。

攻擊者將PLPToken轉給自己控制的其他合約,再調用collectFees(0,0)更新狀態變量user.token0Rewards。也就是說通過不斷地流轉PLPToken并調用collectFees(0,0),攻擊者復制了這些PLPToken對應的存款獎勵。

行情 | HT短時約上漲4%:據Huobi數據顯示, HT 半小時內快速上漲,漲幅約4%,當前報價為1.1867USDT,日漲幅為6.90%,波動較大,請做好風險控制。[2018/12/19]

最后,攻擊者從以上各個地址調用collectFees函數,取回真正的獎勵。此時雖然這些賬戶中并沒有PLPToken,但由于記賬在user.token0Rewards沒有更新,攻擊者因此得以取出多份獎勵。

用現實生活中的例子來描述這個攻擊,相當于我向銀行存錢,銀行給了我一張存款憑證,但這張憑證沒有防偽措施也沒有和我綁定,我把憑證復印了幾份發給不同的人,他們每個人都憑借這個憑證向銀行取回了利息。

攻擊流程分析

通過以上的代碼分析,我們發現了PopsicleFinance在機槍池實現上的漏洞。下面我們對攻擊交易進行深入分析,看攻擊者是怎樣利用這個漏洞的。

攻擊者的總體流程如下:

攻擊者創建了三個交易合約。其中一個用于發起攻擊交易,另外兩個用于接收PLPToken并調用PopsicleFinance機槍池的collectFees函數取回存款獎勵。

通過閃電貸從AAVE借出大量流動性。攻擊者選擇了PopsicleFinance項目下的多個機槍池,向AAVE借出了對應這些機槍池的六種流動性。

進行Deposit-Withdraw-CollectFees循環。攻擊者一共進行了8次循環,分別攻擊了PopsicleFinance項目下的多個機槍池,取出了大量流動性。

向AAVE歸還閃電貸,并將獲利通過TornadoCash洗錢。

本次攻擊交易主要由數個Deposit-Withdraw-CollectFees循環構成,每一個循環的示意圖如上圖所示。根據我們的分析,邏輯如下:

攻擊者首先將閃電貸借來的流動性存入機槍池中,獲得一定量的PLPToken。

攻擊者將PLPToken轉給攻擊合約2。

攻擊合約2調用機槍池的collectFees(0,0)函數,設置合約2對應的user.token0Rewards和user.token1Rewards狀態。

攻擊合約2將PLPToken轉給攻擊合約3。

和攻擊合約2的操作類似,攻擊合約3調用機槍池的collectFees(0,0)函數,設置合約2對應的user.token0Rewards和user.token1Rewards狀態。

攻擊合約2將PLPToken轉回攻擊合約,后者調用機槍池的withdraw函數Burn掉PLPToken,取回流動性。

攻擊合約2和攻擊合約3調用collectFees函數,用虛假的tokenRewards狀態取回了存款獎勵。

根據我們的以太坊交易追蹤可視化系統給出的交易調用圖如下,其中部分重要交易用紅字進行標注:

利潤分析

本次攻擊一共獲利:2.56kWETH,96.2WBTC,160kDAI,5.39mUSDC,4.98mUSDT,10.5kUNI,獲利共計超過20,000,000美元。

在此次攻擊之后攻擊者通過首先通過Uniswap和WETH將攻擊獲得的其他token全部換成ETH,然后通過多次使用Tornado.Cash將ETH洗白。

BlockSec團隊以核心安全技術驅動,長期關注DeFi安全、數字貨幣反洗錢和基于隱私計算的數字資產存管,為DApp項目方提供合約安全和數字資產安全服務。團隊發表20多篇頂級安全學術論文(CCS,USENIXSecurity,S&P),合伙人獲得AMiner全球最具影響力的安全和隱私學者稱號(2011-2020排名全球第六).研究成果獲得中央電視臺、新華社和海外媒體的報道。獨立發現數十個DeFi安全漏洞和威脅,獲得2019年美國美國國立衛生研究院隱私計算比賽(SGX賽道)全球第一名。團隊以技術驅動,秉持開放共贏理念,與社區伙伴攜手共建安全DeFi生態。

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