Cobo安全團隊：ETH硬分叉里的隱藏風險和套利機會_AIN

前言

隨著ETH升級PoS共識系統，原有的PoW機制的ETH鏈在部分社區的支持下成功硬分叉。但是，由于某些鏈上協議在設計之初沒有對可能的硬分叉做好準備，導致對應的協議在ETHW分叉鏈存在一定的安全隱患，其中最為嚴重的安全隱患則是重放攻擊。在完成硬分叉后，ETHW主網出現了至少2起利用重放機制進行的攻擊，分別是OmniBridge的重放攻擊和PolygonBridge的重放攻擊。本文將以這兩個事件作為案例，分別分析重放攻擊對分叉鏈的影響，以及協議應如何防范此類攻擊。重放的類型

首先，在開始分析之前，我們需要先對重放攻擊的類型做一個初步的了解，一般而言，我們對重放攻擊分成兩類，分別是交易重放和簽名消息重放。下面，我們來分別說下這兩類重放機制的區別交易重放

交易重放指的是將在原有鏈的交易原封不動的遷移到目標鏈的操作，屬于是交易層面上的重放，重放過后交易也是可以正常執行并完成交易驗證。最著名的案例莫過于Wintermute在Optimism上的攻擊事件，直接導致了超2000萬OP代幣的損失。但是在EIP155實施以后，由于交易的簽名本身帶有chainId(一種用于鏈本身區別與其他分叉鏈的標識符)，在重放的目標鏈chainId不同的情況下，交易本身是無法完成重放的。簽名消息重放

Cobo COO：數字資產托管的三位一體包括三個方面：用戶、技術和應用:金色財經現場報道，在Coinlive舉辦的峰會上， Cobo COO Lily Z. King的第三場主題演講的主題是“數字資產托管的必然未來”。她解釋說，Web2拿的是你的數據，而Web3拿的是你的資產，數字資產托管其實就是對客戶數字資產/私鑰的保管，是一整套相關服務蓬勃發展的基礎──托管基本上是網關機構采用加密貨幣。接下來，塑造機構如何存儲其數字資產的趨勢如何？她分享，數字資產托管的三位一體包括三個方面：用戶、技術和應用。托管方需要迎合新用戶群體的不同需求，緊跟和適應各種新技術。 “Web3的概念肯定會成為主流，”Lily 補充道。最后，她總結說，在 Cobo，他們認為數字資產托管的未來是全棧解決方案、統一的用戶體驗、可編程性和完全去中心化。[2022/12/22 22:01:01]

簽名消息重放區別于交易重放，是針對的用私鑰簽名的消息(e

在這個函數中，首先會根據#L2行的簽名檢查來確定提交的簽名是不是由指定的validator進行簽名，然后再在#L11行對data消息進行解碼。從解碼內容上看，不難發現，返回字段中包含了chainId字段，那么是不是說明無法進行簽名消息重放呢？我們繼續分析。function_executeMessage(bytes32msgId,addresssender,addressexecutor,uint32gasLimit,uint8dataType,uint256memorychainIds,bytesmemorydata)internal{require(_isMessageVersionValid(msgId));require(_isDestinationChainIdValid(chainIds));require(!relayedMessages(msgId));setRelayedMessages(msgId,true);processMessage(sender,executor,msgId,gasLimit,dataType,chainIds,data);}通過追查_executeMessage函數，發現函數在#L11行對chaindId進行了合法性的檢查function_isDestinationChainIdValid(uint256_chainId)internalreturns(boolres){return_chainId==sourceChainId();}functionsourceChainId()publicviewreturns(uint256){returnuintStorage;}通過繼續分析后續的函數邏輯，不難發現其實針對chainId的檢查其實并沒有使用evm原生的chainId操作碼來獲取鏈本身的chainId，而是直接使用存儲在uintStorage變量中的值，那這個值很明顯是管理員設置進去的，所以可以認為消息本身并不帶有鏈標識，那么理論上就是可以進行簽名消息重放的。由于在硬分叉過程中，分叉前的所有狀態在兩條鏈上都會原封不動的保留，在后續xDAI團隊沒有額外操作的情況下。分叉后ETHW和ETH主網上OmniBridge合約的狀態是不會有變化的，也就是說合約的validator也是不會有變化的。根據這一個情況，我們就能推斷出validator在主網上的簽名也是可以在ETHW上完成驗證的。那么，由于簽名消息本身不包含chainId，攻擊者就可以利用簽名重放，在ETHW上提取同一個合約的資產。PolygonBridge

Cobra：“Bitcoin Wallet”克隆版詐騙錢包正在竊取用戶金錢:Bitcoin.org網站共同所有者Cobra凌晨發推稱，一個詐騙錢包在GooglePlay上被持續下載，它是現有“Bitcoin Wallet”的克隆版。它把bitcoin.org作為其聯系方式，但是兩者并沒有關系，并且它正在從用戶那里竊取金錢。[2020/11/30 22:31:18]

和OmniBridge一樣，PolygonBridge是用于在Polygon和ETH主網進行資產轉移的橋。與OmniBridge不同，PolygonBridge依賴區塊證明進行提款，邏輯如下：functionexit(bytescalldatainputData)externaloverride{//...省略不重要邏輯//verifyreceiptinclusionrequire(MerklePatriciaProof

通過函數邏輯，不難發現合約通過2個檢查確定消息的合法性，分別是通過檢查transactionRoot和BlockNumber來確保交易真實發生在子鏈(PloygonChain)，第一個檢查其實可以繞過，因為任何人都可以通過交易數據來構造屬于自己的transactionRoot，但是第二個檢查是無法繞過的，因為通過查看_checkBlockMembershipInCheckpoint邏輯可以發現：function_checkBlockMembershipInCheckpoint(uint256blockNumber,uint256blockTime,bytes32txRoot,bytes32receiptRoot,uint256headerNumber,bytesmemoryblockProof)privateviewreturns(uint256){(bytes32headerRoot,uint256startBlock,,uint256createdAt,)=_checkpointManager

聲音 | Cobra：將BTC挖礦獎勵維持為10 BTC可能更好:比特幣官方論壇Bitcoin.org持有人眼鏡蛇Cobra發推文稱，比特幣可挖的數量越來越少是一件很瘋狂的事情，我不認為這是什么好事。在達到2100萬BTC上限之前，維持一個穩定而且持續的10 BTC獎勵可能更好。[2019/9/5]

對應的headerRoot是從_checkpointManager合約中提取的，順著這個邏輯我們查看_checkpointManager設置headerRoot的地方functionsubmitCheckpoint(bytescalldatadata,uintcalldatasigs)external{(addressproposer,uint256start,uint256end,bytes32rootHash,bytes32accountHash,uint256_borChainID)=abi

此變量最早在EIP712中定義，該變量中含有chainId，在設計之初就包含可能的多鏈場景的重放預防，但是根據uniswapV2pool合約的邏輯，如下：constructor()public{uintchainId;assembly{chainId:=chainid}DOMAIN_SEPARATOR=keccak256(abi

聲音 | 眼鏡蛇Cobra：比特幣最大威脅是其用戶:比特幣官方論壇Bitcoin.org持有人眼鏡蛇Cobra發布推文稱，人們認為比特幣面臨的最大威脅來自政府或軟件漏洞。其實并不是，最大的威脅也是它最大的優勢，即其用戶。人類有分裂、部落主義的傾向，一個支離破碎的社區足以摧毀比特幣。[2019/4/23]

DOMAIN_SEPARATOR在構造函數中已經定義好，也就是說在硬分叉后，就算鏈本身的chainId已經改變，pool合約也無法獲取到新的chianId來更新DOMAIN_SEPARATOR，如果未來用戶在ETHW上進行相關授權，那么ETHW上的permit簽名授權可以被重放到ETH主網上。除了Uniswap外，類似的協議還有很多，比如特定版本下的yearnvault合約，同樣也是采用了固定DOMAIN_SEPARATOR的情況。用戶在ETHW上交互的時候也需要防范此類協議的重放風險。協議設計之初的防范措施

對于開發者而言，在為協議本身定制消息簽名機制的時候，應該考慮后續可能的多鏈場景，如果路線圖中存在多鏈部署的可能，應該把chainId作為變量加入到簽名消息中，同時，在驗證簽名的時候，由于硬分叉不會改變分叉前的任何狀態，用于驗證簽名消息的chainId不應該設置為合約變量，而應該在每次驗證前重新獲取，然后進行驗簽，保證安全性。影響

動態 | Cobra表示支持BCH社區的Craig Wright / Coingeek派系:據ambcrypto報道，眼鏡蛇Cobra改變以往態度，現在表示支持BCH社區的Craig Wright / Coingeek派系。他在推文中稱，在即將推出的比特幣現金硬分叉中，我將運行并支持比特幣SV。比特幣SV實現的協議變化最小，我們應該只關注技術。[2018/11/4]

對用戶的影響

普通在協議不支持分叉鏈的情況下，應盡量不在分叉鏈上進行任何操作，防止對應的簽名消息重放到主網上，造成用戶在主網上損失資產對交易所和托管機構的影響

由于很多交易所本身都支持了ETHW代幣，所以這些由于攻擊而提取出來的代幣都有可能充值到交易所中進行拋售，但需要注意的是，此類攻擊并不是鏈共識本身的問題而導致的惡意增發，所以對交易所而言，此類攻擊無需進行額外的防范總結

隨著多鏈場景的發展，重放攻擊從理論層面逐步變成主流的攻擊方式，開發者應當仔細考量協議設計，在進行消息簽名機制的設計時，盡可能的加入chainId等因子作為簽名內容，并遵循相關的最佳實踐，防止用戶資產的損失。

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