SharkTeam：十大智能合約安全威脅之重放攻擊_HAI

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。

Volatility Shares推出的杠桿比特幣期貨ETF首日交易額達550萬美元:6月28日消息，Volatility Shares 推出的 2x 比特幣策略 ETF 首日交易額達 550 萬美元。據悉，該基金的目標是提供兩倍于標普 CME 比特幣期貨每日滾動指數的每日表現。盡管美國存在多種比特幣期貨產品，但這是第一個獲得美國證券交易委員會批準的杠桿產品。

此前報道，過去一周包括 WisdomTree、景順 (Invesco) 和貝萊德 (BlackRock) 在內的公司都提交了比特幣現貨 ETF 申請。另據知情人士稱，金融服務巨頭富達（Fidelity）也準備提交現貨比特幣 ETF 申請。[2023/6/28 22:06:13]

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。

投資應用程序Shares完成4000萬美元融資，Valar Ventures領投:金色財經消息，投資應用程序Shares完成4000萬美元融資，Peter Thiel支持的Valar Ventures領投，Global Founders Capital和Singular等參投。公司計劃利用新資金在歐洲擴張。該公司還在探索圍繞加密貨幣市場提供服務。（彭博社）[2022/7/25 2:36:28]

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：

（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；

Gemini收購加密托管初創公司Shard X:6月9日消息，加密貨幣交易所Gemini以未公開的金額收購了加密貨幣托管初創公司 Shard X。Gemini 表示，Shard X 的多方計算 (MPC) 技術將有助于提高其轉移客戶資產的速度并增加其平臺上資產的使用率。MPC是一種加密技術。在MPC中，私鑰永遠不會被完全構造，從而消除了單個故障點。MPC技術將私鑰分解成碎片或部分，并將其分發給各方以簽署交易。（The Blcok）[2021/6/9 23:24:50]

（2）6月1日，黑客地址0x8bcf部署合約0xe714。

（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：

聲音 | ShapeShift首席執行官：加密技術正逐步占領金融世界:ShapeShift首席執行官Erik Voorhees近日在推特轉發百慕大政府接受穩定幣USDC支付稅收的消息，并表示，“趨勢是明顯的，加密技術正逐步占領金融世界。這一過程將持續10-30年，其最終形式是法定貨幣的崩潰和被遺棄。”[2019/10/17]

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。

動態 | Reality Shares公司計劃建立加密貨幣對沖基金:根據經濟雜志Business Insider的報道，Reality Shares公司計劃建立“1億美元的多策略?加密貨幣對沖基金”。根據內部消息，Reality Shares已經擁有2500萬美元的運營資金，并將由“套利交易，投機，策略”作為虛擬貨幣基金的三要素。[2018/8/16]

（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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