去中心化金融(DeFi)作为区块链生态当红项目形态，其安全尤为重要。从去年至今，发生了几十起安全事件。
BlockSec作为长期关注DeFi安全的研究团队(https://blocksecteam.com)，独立发现了多起DeFi安全事件，研究成果发布在顶级安全会议中（包括USENIXSecurity,CCS和Blackhat)。在接下来的一段时间里，我们将系统性分析DeFi安全事件，剖析安全事件背后的根本原因
往期回顾：(1)我为自己代言：ChainSwap攻击事件分析(2)倾囊相送：Sushiswap手续费被盗
0xffffffff.前言
北京时间2020年11月12日夜晚。DeFi聚合器Akropolis遭受攻击，黑客通过Flashloan+重入的攻击方式，盗取了存储在Akropolis中价格超过2,000,000美元的数字资产。本文将以一笔攻击交易为例，深度解读此次攻击的原理。
时间：Nov-12-202012:04:02PM+UTC#11242695
阅读建议：
如果您刚刚接触DeFi(Ethereum)，可以从头看器，但是文章比较长，看不下去记得点个关注再走。
如果您对Akropolis等DeFi聚合器项目比较了解，可以直接从「0x2攻击分析」开始。
0x0.背景介绍
轻奢品牌COACH和Web3工作室1BLOCK达成合作推出限量版NFT:6月17日消息，轻奢品牌COACH和Web3工作室1BLOCK达成合作，1BLOCK推出的Meta Samuria项目由漫画和武士宇宙启发的8,888个独特NFT组成，每个NFT具有不同的属性，例如眼睛颜色、面具和武器等。
据悉，Meta Samuria本次将与COACH联合推出10款限量版NFT并在COACH日本官方网站上公布。[2022/6/18 4:36:23]
2020年可谓是去中心化金融的元年。随着DeFi生态的不断发展，越来越多的DeFi项目上线以太坊。普通用户可以选择自己喜欢的DeFi项目进行投资以获得收益。但是随着DeFi市场的急剧扩张，普通用户面临的一个问题就是在众多DeFi项目中如何选择投资的目标，他们需要有人来帮助他们来进行投资。在这种情况下，一系列资产托管平台、投资组合平台应需而生。Akropolis就是众多资产托管平台中的一个：
普通用户将个人的数字资产投入到Akropolis中，由Akropolis确定投资方向，优化投资策略。Akropolis获得投资收益之后，将收益按比例分配给投资Akropolis的普通用户。以现实中的金融活动举例子，Akropolis就像是基金，其所投资的DeFi项目就是股票，基民购买基金，基金持有股票，获得收益后将收益分配给基民。
0x1.Akropolis机制
bloXmove正式对外宣布与Spherity的战略合作关系:据官方消息，bloXmove对外宣布与Spherity达成战略合作关系，Spherity是他们最早也是最长久的合作伙伴之一。
Spherity的技术将辅助bloXmove建立一个更安全的去中心化移动出行平台。Spherity的加入会将bloXmove的开放和合作的移动出行联盟愿景变为现实。
据官方介绍，bloXmove旨在为重塑出行方式打造更便捷的出行体验，基于区块链技术优势提供无缝衔接的全球出行联盟。
Spherity是德国去中心化数字身份软件供应商，为众多企业、机器、产品、数据以及算法打造安全身份系统。
Spherity公司提供的软件是基于W3C DIDs和可验证的凭证的数字身份管理的软件，从安全身份认证和全自动化业务进程两个层面为移动区块链平台提供技术支撑。[2021/7/28 1:20:51]
为了便于理解，我们首先简要地介绍一下和此次攻击相关的两个实体合约：Protocolcontract和Akropoliscontract
Protocol:Protocol可以简单地理解为：用户将手中的token投资到Protocol中，获得Protocol的份额，等到将来Protocol中的资产升值了，那么用户便可以从Protocol获取到一定的收益
Akropolis:之前我们讲过，由于ETH上的DeFi项目太多了，如果用户要投资多个项目，要么不知如何抉择，要么操作难度比较大，所以Akropolis扮演了一个投资聚合器的角色：Akropolis绑定了多个DeFi投资项目，用户可以很方便地通过Akropolis使用手里的token进行投资：用户只需要简单的调用Akropolis的函数，指定想要投资的protocol，那么Akropolis就会去帮你在不同的protocol中完成投资。
Blockstream首席战略官：比特币矿机紧缺，交付要推迟到2021年Q3、Q4:Blockstream首席战略官Samson Mow发推表示，目前比特币矿机紧缺。矿机厂商难以获得新的芯片，矿机交付要推迟到2021年第三、第四季度了。21miner在推文中回复称：亚洲地区主要集装箱紧缺，物流成本高，情况还会变得更严重，这将影响到往来亚洲的货运。[2020/11/28 22:26:21]
总体的交互逻辑如图所示：
Akropolis提供了两个外部接口：functiondeposit(address_protocol,addressmemory_tokens,uint256memory_dnAmounts)和functionwithdraw(address_protocol,addresstoken,uint256dnAmount,uint256maxNAmount)
Akropolis.depositfucntion:deposit函数的功能是：
用户调用deposit。
Akropolis先计算Protocol中有多少的token：nBalanceBefore。
Akropolis将用户的token转入到Protocol中。
Akropolis再计算protocol中token的数量：nBalanceAfter。
动态 | 数据显示：超过30%的BTC事务源自Veriblock项目:在过去几周，一个名为 Veriblock 的区块链项目引发争议，该项目的协议依赖 Bitcoin Core（BTC)网络。BTC 链上大约四分之一的日常事务是由另一个名为 Veriblock 的项目产生的。Veriblock 使用一个被称为 PoP (proof-of-proof）的系统，即通过“证明”源自BTC链的数据是可靠的，再“证明”前一个“证明”是可靠的。据本周发布的统计数据，Veriblock数据最好的一天产生 30- 45% 的 BTC 事务。该项目目前仍处于 testnet（测试网）阶段。[2019/2/18]
得到用户投资的数量：nDeposit=nBalanceAfter-nBalanceBefore。
通过用户投资的数量计算得到用户投资份额。
Akropolis.depositToProtocol函数：
Akropolis.distributeYieldInternal函数和Akropolis.updateProtocolBalance函数：
声音 | Block.OneCEO：EOS是依靠社区来达成共识的:Block.One首席执行官Brendan Blumer(BB)在推特上转发文章《一个比特币交易消耗的能源等于普通家庭一周的用电》，并表示，与耗电大比拼不同，EOS是依靠社区来达成共识的。[2018/8/9]
Protocol.normalizedBalance函数：
注意，Protocol.normalizedBalance中的_registeredTokens=。deposit函数中使用到的distributeYieldInternal函数和updateprotocolBalance函数的功能都是查询当前Protocol函数中所有代币的余额，注意这里面normalizedBalance的意思是对余额归一化处理。
用户可以调用deposit函数，通过指定Protocol和token以及token的amount，将一定数量的代币存入到和Akropolis中，Akropolis根据用户存入的代币数量给用户返还Akropolis的LPToken。随后使用用户投资的token投入到Protocol中。
withdrawfucntion:
用户通过调用withdraw函数，取出之前通过deposit函数存入的token，获取利息。
0x2.攻击原理
我们注意到，在Akropolis.deposit函数中，要先计算beforeBalance，然后调用token的transferFrom函数，将token转到Protocol中，最后计算afterbalance，正常逻辑下这种计算方式是正确的，但是如果攻击者提供的token地址是一个恶意地址，那么在这种情况下，实际有效的token并没有转到Protocol账户中，并且Akropolis.deposit没有防止重入的机制。这样就使得攻击者可以利用1.token地址未经校验，2.deposit函数没有放重入机制来对Akropolis进行攻击。攻击流程图如下：
STEP1：
攻击者首先调用Akropolis.deposit函数，传递的token地址参数是一个恶意合约地址。函数内部首先计算balanceBefore1，然后由于攻击者传递进来的token合约地址是攻击者伪造的faketoken，所以Akropolis紧接着调用了fakeToken.transferFrom函数。
STEP2:
在fakeToken.transferFrom函数中，该合约再次调用Akropolis.deposit，传递的token地址就是真实的DAI的地址，所以在第二次调用deposit的逻辑是一个正常逻辑：攻击者存入一笔DAI，然后Akropolis根据balanceAfter2-balanceBefore2为攻击者mint出对应的LPtoken。注意：这里面balanceBefore2=balanceBefore1。
STEP3:
在step2结束后，交易控制流返回到第一次的deposit之中，注意：这时候Akropolis计算了balanceAfter1并且balanceAfter1=balanceAfter2，然后根据step1中的balanceBefore1计算出balance之差，再一次给攻击者mint出LPtokens。
虽然在整个交易中攻击者只给Protocol传进去一笔约$25k的DAI，但是由于重入的机制，导致的第二次deposit之后balanceBefore1没有及时更新，使得Akropolis在函数控制流返回到第一次deposit函数中的时候以为攻击者又给Protocol转移了$25k的DAI。从而给用户再一次mint出对应的LPtokens。
Others
总体而言，攻击者通过重入+构造恶意token合约的方式，在仅仅花费$25kDAI的情况下使得Akropolis以为攻击者存入了$50kDAI，最后取出这50kDAI，完成攻击，获利25kDAI。
Step3中我们提到了其实balanceAfter2比balanceAfter1小1，这个原因是在deposit的后续操作中会将用户传递进来的token注入到Curve的池子之中，而Curve的合约中会检查Curve之中Token的余额变化，如果说池子的余额没有变化，那么Curve就会执行revert。所在faketoken的transferFrom函数中一定要往protocol之中转一笔钱，不过数量不限。
可以看出在faketoken的transferFrom函数中攻击者向Protocol转了1个DAI。
0x3.总结
由于Akropolis并没有对用户传递进来的token参数进行校验，加上deposit函数没有防重入，导致攻击者利用伪造的tokencontract重入deposit函数，从而达到偷天换日，鱼目混珠，使用少量的DAI换出大量的DAI的效果。
BlockSec团队以核心安全技术驱动，长期关注DeFi安全、数字货币反和基于隐私计算的数字资产存管，为DApp项目方提供合约安全和数字资产安全服务。团队发表20多篇顶级安全学术论文(CCS,USENIXSecurity,S&P)，合伙人获得AMiner全球最具影响力的安全和隐私学者称号(2011-2020排名全球第六).研究成果获得中央电视台、新华社和海外媒体的报道。独立发现数十个DeFi安全漏洞和威胁，获得2019年美国美国国立卫生研究院隐私计算比赛(SGX赛道)全球第一名。团队以技术驱动，秉持开放共赢理念，与社区伙伴携手共建安全DeFi生态。
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