PeckShield:DeFi平台Balancer遭黑客攻击全过程技术拆解

2020-06-30 PeckShield 5981浏览

编者按:本文来自 PeckShield(ID:PeckShield)

北京时间06月29日凌晨02时03分起,最近因“借贷即挖矿”模式而备受关注DeFi 平台 Balancer 上的 STA 和 STONK 两个 ERC20 通缩代币池遭到了黑客攻击,共计损失了超50万美元。

PeckShield 安全人员介入分析后,迅速定位到问题的本质在于,Balancer 上的通缩型代币和其智能合约在某些特定场景不兼容,使得攻击者可以创建价格偏差的 STA/STONK 流通池并从中获利。

此次黑客实施攻击共计分了四个步骤,具体而言:

1)攻击者通过闪电贷从 dYdX 平台借出了 104,331 个 WETH;

2)攻击者反复执行 swapexactMountin() 调用,直至 Balancer 拥有的大部分 STA 代币被消耗殆尽,进而开始下一步攻击。最终 Balancer 仅仅剩余 0.000000000000000001 个 STA。

3)攻击者利用 STA 代币和 Balancer 智能合约存在的不兼容性即记账和余额的不匹配性实施攻击,将资金池中的其他资产耗尽,最终共计获利价值 523,616.52 美元的数字资产。

4)攻击者 偿还从 dYdX 借出的闪电贷,并卷走了攻击所得的数字资产。

接下来的篇幅中,我们将逐步解析黑客在该笔闪电贷交易中实施的攻击行为。

Balancer 遭黑客攻击全过程技术拆解

(图解黑客攻击全流程)

第一步:闪电贷

从 dYdX 闪电贷 104,331 WETH,这部分熟悉 DeFi 借贷模式的读者应该都比较清楚,此处不再赘述。

第二步:清空 Balancer 的 STA 资产

攻击者通过多次 swapExactAmountIn() 调用清空了 Balancer 的 STA 资产,为下一步实施攻击做准备。值得一提的是,我们发现合约代码中每次能够兑换的资产数额其实有上限,然而狡猾的攻击者预先计算了可兑换的 WETH 最大数额,并巧妙的让 Balancer 只剩了 0.000000000000000001 STA。

由于 Balancer 资金池(BPool)各资产间存在“动态平衡”原理,仅剩接近于 0 的 STA 会拉高 STA 的价值,使得任何人都可以用 1 STA 换到大量的其他数字资产。

第三步:攻击获利

经过前两个准备步骤之后,攻击者是时候展现真正技术了!

(第三步 :攻击获利图示上)

承上所述,攻击者通过 swapExactAmountIn() 函数将 0.000000000000000001 STA 发送到 BPool,以极高的价值差,立即兑换出了 30,347 个WETH,实现了获利。而此时,BPool 的内部记账机制 _records[STA] 在 BPool 真正收到 0.000000000000000001 STA 之前先加了 1(注:此后攻击者会用gulp()对该数值进行重置)。

(第三步:攻击获利图示下)

另外我们发现,在 swapExactAmountIn() 的底部,_pullUnderlying() 尝试从攻击者端收集相应消耗的 STA。然而,由于 STA 转账时还会烧掉 1% 的手续费,实际BPool 是收不到任何 STA 的。这样就使得 BPool 的实际 STA 余额和内部记账产生不匹配。

接下来是最有趣的一部分,攻击者调用 gulp() 不断重置 _records[STA],使得 BPool 中始终保持 0.000000000000000001 个 STA。因此攻击者可以用极高价的 0.000000000000000001 个 STA 将流通池中的 WETH、SNX、LINK 等其他资产消耗光。

第四步:偿还闪电贷

最终,如上图所示,攻击者偿还了从闪电贷借出的104,331个 WETH。

建议

此次攻击事件再次暴露了 DeFi 可组合性存在的兼容性风险。此前不久,Uniswap 和 Lendf.Me 两个平台就因和 ERC777 标准的兼容性问题,产生了非常严重的黑客攻击事 件。需要警醒的是,在未来 DeFi 行业类似的黑客攻击行为或许会屡见不鲜。

如果问该怎样才能规避这类攻击事件的发生呢?或许有两个优化调整思路:1)STA/STONK 在执行 transfer() 或 transferFrom() 时,当转账数额不足以支付手续费时,应该直接回滚或者返回 False;2) Balancer 应该在每一次 transferFrom() 函数调用后检查 BPool 的余额。

当然,任何安全事件事后采取措施补救都无法弥补已经产生的损失,我们相信最好的解决方案还是事前防备。DeFi 项目开发者应尽可能利用好的代码规范,并可寻求第三方安全公司协助其在上线前进行全面的攻防测试,尽可能找出一切潜在的漏洞。最后,尽可能对 ERC20、ERC777 和其它 DeFi 项目的任何组合行为都做好周密排查。

后续

毫无疑问,Balancer 事件的发生势必也会对 DeFi 社区带来影响,而且这类事情接下来发生的可能性还会很大,在此提醒广大 DeFi 项目开发者应务必重视合约的安全问题。

经我们统计发现,Balancer 在此次攻击事件共计损失了 523,616.52 美元的数字资产,详情列表如下:


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