成都鏈安：Balancer項目漏洞分析-ODAILY_STA

一、事件背景

Balancer官網上對于其具體功能的描述為『EasilyswapERC20tokens.Exchangetokenswithoutdeposits,bids/asks,andordermanagement.Allon-chain.』。簡單來說Balancer就是提供在鏈上進行tokens交換的區塊鏈智能合約應用。

2020年6月29日凌晨，Balancer項目的兩個資金池遭受攻擊。攻擊者在此次事件中獲利約46萬美元，資金池市商損失約50萬美元。

根據此次安全事件的具體過程，可以將此次事件比喻為攻擊者『偷梁換柱』。

二、抽絲剝繭還原攻擊者『偷梁換柱』經過

2.1、安全事件概述

?根據鏈上交易數據顯示：

1、攻擊者利用自建合約

對存在通縮貨幣STA的資產池

進行了攻擊；

2、攻擊者利用自建合約

對存在通縮貨幣STONK的資產池

成都鏈安：bDollar項目遭受價格操控攻擊，目前攻擊者獲利2381BNB存放于攻擊合約中:據成都鏈安“鏈必應-區塊鏈安全態勢感知平臺”安全輿情監控數據顯示，bDollar項目遭受價格操控攻擊。攻擊者地址:0x9dadbd8c507c6acbf1c555ff270d8d6ea855178e

攻擊交易eth：0x9b16b1b3bf587db1257c06bebd810b4ae364aab42510d0d2eb560c2565bbe7b4

攻擊合約:0x6877f0d7815b0389396454c58b2118acd0abb79a

目前攻擊者獲利2381BNB，存放于攻擊合約中。[2022/5/21 3:32:53]

進行了攻擊。

2.2、攻擊步驟簡介

攻擊者首先通過閃電貸借款大量WETH，而后使用借得的WETH將被攻擊資金池中的通縮貨幣兌換出來，僅留下1e-18個通縮貨幣。完成上述準備工作后，攻擊者開始發動攻擊，不斷使用1e-18個通縮貨幣兌換資金池內的其他代幣，以達到『偷梁換柱』的目的。直到池內資金基本被轉移完后，攻擊者將獲利存入如下地址：

成都鏈安：2022年第1季度區塊鏈安全生態造成的損失達到12億美元:4月20日消息，成都鏈安統計數據顯示，加密行業2022年第1季度安全事件造成的損失達到12億美元。[2022/4/20 14:36:00]

0xBF675C80540111A310B06e1482f9127eF4E7469A

攻擊過程如下圖所示：

△圖1

此次事件發生后，Balancer團隊表示已對資產池進行審計，正在進行第三次審計，并將在UI界面啟用通縮貨幣黑名單，禁止用戶建立存在通縮貨幣的資產池。

2.3、漏洞原理詳細分析

在分析漏洞具體信息之前我們需要知道以下兩點：

1、Balancer項目允許個人建立資金池。資金池本質上是一個智能合約，用戶可以調用資金池的函數進行代幣兌換。資金池中可以存在多種貨幣，用戶可以使用資金池中存在的貨幣進行兌換，兌換的比例按照一種固定的算法，如圖所示：

成都鏈安：BaconProtocol遭受攻擊事件分析:據成都鏈安鏈必應-區塊鏈安全態勢感知平臺輿情監測顯示，BaconProtocol遭受黑客攻擊損失約958,166 美元，關于本次攻擊，成都鏈安團隊第一時間進行了分析：1. 本次攻擊利用重入漏洞，并憑借閃電貸擴大收益額。2：目前攻擊者地址還沒有被加入USDC的黑名單中。[2022/3/6 13:40:01]

△圖2

我們以用STA兌換WETH為例：

?TokenAmountOut表示可以兌換出的WETH的值

?TokenBalanceOut表示當前池內的WETH的值

?TokenBalanceIn表示當前池子內的STA的值

?TokenAmountIn表示用戶輸入的STA的值

?TokenweightIn表示STA的權重，為一個固定值，只能由資金池的管理者更改

聲音 | 成都鏈安：用戶安全意識不足、交易所安全體系不夠完善等因素造成交易所安全事件頻發:成都鏈安統計數據顯示，近期交易所安全問題時有發生。通過總結近期各種交易所安全事件和用戶丟幣事件，成都鏈安分析認為，交易所安全事件的問題來源主要有三點：1、用戶安全意識不足，導致誤入釣魚網站等進而私密信息被盜。2、交易所安全體系不夠完善，平臺自身存在安全漏洞。3.交易所外接數據服務或其他服務后，未針對不可控因素建立應急機制。[2019/8/26]

?TokenweightOut表示WETH的權重，為一個固定值，只能由資金池的管理者更改

?SwapFee表示手續費，為一個固定值，只能由資金池的管理者更改

綜上所述，當一種貨幣STA在一個資金池中的存量較少時，也就是bI較小時，就可以使用STA兌換更多的WETH。

2、STA代幣是一種通縮貨幣，當進行轉賬操作時，會自動銷毀一定量的STA。如下圖所示：

聲音 | Beosin（成都鏈安）預警：某EOS競猜類游戲遭受攻擊 損失超1200枚EOS:根據成都鏈安區塊鏈安全態勢感知系統Beosin-Eagle Eye檢測發現，今日上午 8:53:15開始，黑客yunmen****對EOS競猜類游戲th****sgames發起攻擊。截止到現在，該黑客已經獲利超過1200枚EOS。Beosin建議游戲項目方應該加強項目運維工作，在收到安全公司的安全提醒之后第一時間排查項目安全性，才能及時止損，同時也呼吁項目開發者應該重視游戲邏輯嚴謹性及代碼安全性。Beosin提醒類似項目方全方面做好合約安全審計并加強風控策略，必要時可聯系第三方專業審計團隊，在上鏈前進行完善的代碼安全審計，防患于未然。[2019/4/3]

△圖3

tokensToBurn即為每次交易銷毀的值，其銷毀數額是轉賬數額的1/100，如當數值為1e-18時，其銷毀值也是1e-18。銷毀值的計算源碼如下圖所示：

△圖4

△圖5

接下來我們對本次攻擊事件進行分析，以存在STA的被攻擊資金池為例。攻擊者向自建合約

發起了一筆交易

。在此筆交易中，攻擊者首先從閃電貸借出了104331個WETH，如下圖所示：

△圖6

而后使用借來的WETH兌換被攻擊資產池中的STA，因為STA是通縮貨幣，每次transfer都會使得STA銷毀轉賬金額的1/100。如下圖為一次兌換：

△圖7

這筆交易共進行了20余次兌換，使得被攻擊資金池中的STA余量為一個極小值后開始使用STA兌換其他代幣，如下圖所示：

△圖8

我們可以發現，在此筆交易中，攻擊者轉給被攻擊合約的STA個數是『0』，但卻扣除了1e-18個STA，這不符合正常兌換情況。于是我們對此進行深入分析，通過事件日志確定攻擊者發送了1e-18個STA。如下圖所示：

△圖9

由此可得出結論，在發送過程中，因為STA的通縮機制，發送給資金池的STA會被銷毀，導致被攻擊資金池無法收到STA，但資金池合約仍然會認為收到了1e-18個STA，并更新STA的存量。如下圖所示：

△圖10

如果STA的存量增加，就會使得STA能夠兌換其他代幣的比例下降，因此攻擊者又調用了gulp()方法來更新STA的余額，使得資金池的STA余額等于實際余額。如圖所示：

△圖11

每進行一次兌換，攻擊者就會調用一次gulp()對STA的余額進行更新，這樣使得STA的余額始終為1e-18個，因此每次攻擊取出余額的比例都是不變的，如下圖所示：

△圖12

攻擊者使用這種方式，將資金池中的所有代幣以每次1/2的比例進行兌換，最終幾乎將資金池中的所有代幣全部提出。

2.4、攻擊事件總結

根據我們日常智能合約安全審計經驗來看，本次事件產生的原因，可能是資金池合約對流入資金的處理方式不夠完善，并沒有考慮到通縮性代幣的情況，在計算應當輸出的值tokenAmountOut和貨幣余額inRecord.balance的增減時，都是使用由用戶控制的tokenAmountIn參數，而不是實際收到的代幣數，導致實際池中的流入資金與記錄資金不相符，如下圖所示：

△圖13

另外，用于更新代幣余額的gulp函數的權限是external，這兩點組合起來，導致了本次事件漏洞的產生，如下圖所示：

△圖14

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