Chain:SharkTeam：十大智能合約安全威脅之重放攻擊_Chain Estate DAO

重放攻擊是把原鏈網絡上的交易拿到目標鏈網絡上使用

問：我們常提到的智能合約漏洞真的是實際中威脅最大、發生最頻繁的安全漏洞嗎？

答：完全不是那樣。例如“溢出”、“外部調用”等常提到的智能合約安全漏洞并不是最常發生，威脅最大的。

到底哪些安全威脅從發生頻率和危害性上能稱為Top10的呢？SharkTeam合約安全系列課程之[十大智能合約安全威脅]和您一起討論和深入。第十課[詳解重放攻擊]。

一、什么是重放攻擊

重放攻擊是把原鏈網絡上的交易拿到目標鏈網絡上使用，即一筆交易重復執行，我們根據類型可以分為交易重放和簽名重放。

交易重放是將原鏈上的交易一成不變放到目標鏈上，重放過后交易在目標鏈上可以正常執行并完成交易驗證。

Sharpe Labs推出的質押收益優化器Magnum已上線主網:4月6日消息，DeFi 基礎設施開發商 Sharpe Labs 推出的質押收益優化器 Magnum 已上線主網。Sharpe Magnum 是一種建立在 Lido、Morpho 和 Aave 之上的質押收益優化器，旨在無縫提高質押收益的資本效率。

Magnum 目前免費使用，管理費和績效費為 0%。用戶只需支付 Aave 閃電貸、stETH 兌換和 Gas 費用。Sharpe Labs 同時推出社區獎勵計劃，用戶將根據其在 Magnum 流動性池中的資產份額追溯領取 Sharpe Token。[2023/4/6 13:48:10]

簽名重放利用私鑰簽名的消息進行重放，重放過程中無需像交易重放那樣去重放整個交易，而是重放相應的簽名信息。

在實施EIP 155后，交易簽名帶有chainid，即鏈與分叉鏈之間的標識符。由于chainid不同，交易重放無法完成，簽名重放可以間接完成。在以太坊完成分叉后，ETHW主網出現數起重放攻擊事件，讓我們回顧一下這些攻擊事件前因后果。

地球數字孿生平臺Blackshark.ai完成2000萬美元A輪融資，微軟風投分支M12和Point72領投:11月11日消息，微軟飛行模擬器背后的奧地利地球數字孿生平臺Blackshark.ai完成2000萬美元A輪融資，微軟風投分支M12及Point72 Ventures領投。Google Earth聯合創始人Brian McClendon和Y Combinator前首席運營官Qasar Younis加入顧問團隊。新資金將用于開發和擴展其復制地球的技術。Blackshark.ai拆分自游戲工作室Bongfish，致力于讓他們的世界構建技術超越單純的游戲環境。他們的技術基礎是通過機器學習、智能猜測和計算能力，將廣泛可用的2D圖像轉化為精確的3D圖像。元宇宙也會是未來的應用方向之一。（Tech Crunch）[2021/11/11 21:43:13]

二、攻擊事件分析

2.1 Optimism

2022年6月9日消息，據Optimism與加密貨幣做市商 Wintermute 透露，2000萬個Optimism代幣被黑客盜取。重放攻擊過程如下：

CoinShares董事長：人們對比特幣是波動性極大資產的看法已減弱:CoinShares董事長Danny Masters對CNBC表示，人們對比特幣是一種波動性極大的資產的看法已經減弱，“因為事實證明，其他資產類別的波動性遠高于人們的預期。比特幣在主流投資者中已經擺脫了以前的負面污名，現在的問題不再是企業是否會接觸這種數字資產，而是何時接觸、接觸多少。”他引用了Square、Microstrategy和Paypal的投資。此外，他表示，金融格局已經發生了變化，對投資組合經理來說，不投資比特幣可能比投資比特幣風險更大。（Cointelegraph）[2020/12/3 22:56:47]

（1）5月27日，Optimism地址0x2501向Optimism/L2上的0x4f3a地址轉賬2000萬OP，0x4f3a地址在Ethereum/L1上是Wintermute的多簽合約地址，但此時在Optimism/L2上面并沒有部署合約；

（2）6月1日，黑客地址0x8bcf部署合約0xe714。

聲音 | CoinShares首席執行官：傳統機構正在逐步涌向加密市場:據CCN報道，CoinShares首席執行官Meltem Demirors稱，目前很多投資者還沒有購買加密貨幣，越來越多傳統金融機構正在將加密市場視為一種創造新的收入來源，可以發揮創新，以及建立企業價值的方式。未來五年，傳統企業將開始采用不那么集中的網絡和應用程序，我們無法確定何時會發生這種轉變，但這是不可避免的。如果美國、日本和韓國等主要市場制定明確的指導方針來規范和治理ICO市場，那將為機構開辟一條監管渠道，以安全穩定的方式投資加密市場。[2018/11/17]

（3）6月5日，黑客通過重放Ethereum/L1上的交易創建了Gnosis Safe: Proxy Factory 1.1.1合約，其地址與Ethereum/L1上一樣；然后地址0x60b2通過合約0xe714部署了多簽合約0x4f3a，合約所有權歸黑客所有，因此5月27日轉入的2000萬OP被黑客盜取。在Gnosis Safe: Proxy Factory 1.1.1合約中，其中創建代理合約函數createProxy如下：

Blockstack和ShapeShift為挑戰創建DApp通用錢包者提供高達5萬美元獎金:據bitcoin magazine消息，Blockstack與ShapeShift合作，為挑戰開發DApp通用錢包的開發人員提供高達5萬美元的獎金。比賽于4月25日美國東部時間上午9點開始，一直持續到6月25日晚上11點59分。 獲獎項目將于2018年6月29日公布。[2018/4/26]

Gnosis Safe: Proxy Factory 1.1.1合約使用的是0.5版本的Solidity，使用new來創建合約時使用的是create命令，而不是create2。使用create命令創建合約，合約地址是msg.sender以及nonce來計算的。在Ethereum/L1上面，創建多簽合約0x4f3a的msg.sender就是Gnosis Safe: Proxy Factory 1.1.1的地址，黑客在Optimism/L2通過重放交易來創建于Gnosis Safe: Proxy Factory 1.1.1合約的主要目的就是為了保證在Optimism/L2上創建合約0x4f3a的msg.sender與在Ethereum/L1上一致，那么黑客可以很方便的通過智能合約（合約0xe714）調用createProxy函數來創建出地址是0x4f3a的合約。

（4）6月5日，多簽合約0x4f3a在接收到2000萬OP后，將100萬OP轉賬給黑客地址0x60b2，然后將100萬OP兌換成了720.7 Ether。

（5）6月9日，合約0x4f3a將其中的100萬OP轉賬給了賬戶地址0xd8da， 其他的1800萬OP仍然在合約0x4f3a中。

本次攻擊根本原因是：交易重放、Solidity舊版本漏洞以及主鏈和側鏈交易簽名驗證等綜合因素

2.2 Omni

2022年9月18日，以太坊合并完成后，PoW鏈遭到PoS鏈上交易的重放攻擊，根本原因是網橋未正確讀取并驗證區塊鏈的chainid。攻擊者首先通過Gnosis鏈的Omni跨鏈橋轉移了200 WETH，然后在PoW鏈上重放了相同的消息，獲得了額外的200 ETHW。

（1）PoS鏈交易hash：0xbddb0cc8bc9949321e1748f03503ed1a20dd618fbf0a51dc5734c975b1f8bdf5

（2）PoW鏈交易hash：0x9c072551861ce384203516f4d705176a2d2e262d5b571d853467425f1a861fb4

我們對比發現兩筆交易訪問的合約相同，并且inputdata完全相同，即調用了同一個合約的同一個函數并且參數相同，根據相同的方法簽名ID 0x23caab49可知，黑客調用safeExecuteSignaturesWithAutoGasLimit函數。

在正常的交易中，我們通過nonce來進行排序交易，避免重復交易。在跨鏈中，我們會根據chianid進行識別鏈的類型，比如以太坊主網的chainid是1，ETHW主網的chainid是10001。

我們查看一下Omni Bridge驗證chainid的邏輯，發現chainid的來源于unitStorage中存儲的值，而不是通過操作碼 CHAINID（0x46）直接讀取的鏈上chainid。

unitStorage是合約EternalStorage中的狀態變量，sourceChainId()函數所在的合約BasicAMB繼承了BasicBridge和VersionableAMB。其中，BasicBridge陸續繼承了合約EternalStorage。這里保存的chainid是預先存儲好的，如果發生區塊鏈的硬分叉而chainid又沒有重新設置或者chainid人為設置有誤，從合約層面上來說，由于不是通過操作碼獲取的chainid，不會正確驗證跨鏈消息的實際chainid。

本次攻擊根本原因是：主要是Omni使用的solidity版本是0.4.24，采用的是手動存儲和更新chainid的方式，并未通過EIP-1344中規定的CHAINID（0x46）操作碼進行實際chainid獲取。

三、預防措施

針對重放攻擊主要有以下幾種預防的方法：

（1）可以在簽名消息中加入chainid和nonce兩個參數值，chainid用于識別鏈ID的標識符，nonce是交易次數計數值。

（2）記錄簽名是否使用過，比如利用mapping進行簽名中對應參數映射為bool值，這樣做可以防止簽名多次使用。

（3）項目上線前，需聯系專業的第三方專業審計團隊進行審計。

來源：tuoniaox

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