ETH:解读智能合约:Harmony的跨链桥是如何被盗一亿美金的?

内容概要

2022年6月24日,由Layer1公链Harmony开发的,以太坊与Harmony间的资产跨链桥Horizon遭到攻击,损失金额约为1亿美元。

这到底是怎么回事?

虽然黑客攻击发生的当天就能断定属于“公证人私钥被盗”,既然贵客点开,不妨来展开聊聊,放心,有少数硬核源码但全篇讲白话,通俗易懂!

跨链桥分类与技术原理

Horizon合约审计报告解读

被盗原因复盘分析与总结

1、跨链桥技术原理

跨链,顾名思义是不同区块链之间资产信息如何转移的问题,也称之为互操作性,而目前有超50种跨链解决方案,其方案定义是多种多样的。

跨链桥方案一览,谁能汇聚多链流动性》

1.1、跨链方案有哪些?

概括来讲,要实现资产价值在另一条链上恒定,有两种大路径按”价格”锚定和按”物理”锚定

乍一听复杂,其实按价格锚定就是在各公链上的USDT这种稳定币,他与美元1:1锚定,因此也属于跨链资产的一种。

抛开各类稳定币更直观一种跨链方案则是物理锚定,即流动性总量是恒定的,其方案也很多,咱们重点讲公证人模式。

公证人模式依据”公证人是谁“有三种区分:

交易所做担保型:比如币安提币,各种买卖均在中心化交易所进行,提币才兑现

ChatGPT金融业应用首批研究成果可解读美联储声明、预测股价:金色财经报道,Man AHL机器学习在4月发表了两篇新论文——《ChatGPT能否解读美联储表态?》和《ChatGPT可以预测股价走势吗?回报可预测性和大型语言模型》,将这一人工智能聊天机器人应用于市场相关的任务,一项是解读美联储的声明是鹰派还是鸽派,另一项是确定消息面对某只股票而言是利好还是利空。ChatGPT在两项测试中都取得了出色的成绩,暗示该技术在将新闻报道、推文和演讲稿等大量文字转化为交易信号方面,可能迈出了重大一步。(新浪财经)[2023/4/18 14:09:37]

流动性池桥接型:比如bridge.connext,o3swap

合约锁定铸造型:各类官方桥通用方案polygon/arbitrum/avax/celer,以及今天的主角harmony

锁定铸造型由于产生的是包装代币,因此往往是各公链具有一定公信力的官方桥才采用。

以上均各有优缺,或是怕交易所跑路,或是流动性枯竭,或是公证人私钥被盗,目前并没有完美实现不可能三角的跨链方案出现。

如下图是o3swap的流动性总量和交易量趋势,近半年已然跌去90%,或许是因为去年8月的质押资产被盗案导致不断式微吧。

1.2、Horizon桥的跨链原理

Harmony开发的Horizon桥是非常标准的公证人锁定铸造型。

欧科云链解读《海南自贸港总体方案》:区块链产业的政策洼地与制度高地:6月1日,国务院印发了《海南自由贸易港建设总体方案》,其中在多个地方提到了区块链产业相关政策。欧科云链研究院认为《方案》将推动海南自贸区成为我国区块链产业的政策洼地与制度高地。从《方案》内容上看,海南自贸港的区块链产业发展将分为两个阶段:在2025年前的第一阶段,主要任务是推动区块链和实体经济深度融合,实现海南“贸易投资自由化便利化”,主要在“产权保护”和“新一代信息基础设施”两个方面深耕;在2035年前的第二个阶段,将以海南自贸区作为先行试点,建立数据确权、数据交易、数据安全和区块链金融的标准,确保我国在未来跨境数据的国际规则制定中不会处于被动位置。[2020/6/2]

为何锁定铸造可以被信任呢?

是由于区块链上的合约具有不可更改特性,如果不留后门的话,甚至一旦部署将无任何方式可以影响他的运作,正如无聊猿官方自己将所有权限转入0地址,放弃所有权后,无任何方式可以进一步铸造出新的猴子,其流动性总量将被锁死。

同理的,不同公链之间虽然合约不同,但如果在以太坊上用合约锁住10个ETH,在另一条公链上也以同样有公信力的合约,来释放10个wETH,这样一来其实全局上流动性是固定的,只要wETH可以随时转回以太坊并兑换得到ETH,那wETH就可以被认为是具有了ETH的等同价值。

因此其核心的操作就是

Lock-and-Mint:A链锁定代币流动性B链发行等量的可流通包装代币

动态 | “Ripple取消OTC交易模式”疑似为解读错误,官方尚未宣布此消息:金色此前报道,推特账户XRP Research Center今日发推称:“Ripple将不再支持OTC模式的代币买卖,即机构购买者想要购买XRP同样需要在二级市场上购买XRP。经金色查询,目前Ripple官方目前还未发出取消OTC交易模式的公告。Twitter中提到的交易很有可能是在9月25日Bittrex与UPbit的合作关系破裂之后,双方之间进行的正常资金返还。[2019/10/30]

Burn-and-Release:B链销毁包装代币A链解锁等量基础代币的流动性

公证人:负责发现A链Lock锁定事件后,去B链Mint铸造出锚定代币,转入目标地址。

有锁定自然衡量各个跨链桥规模的最佳方式就是TVL,可以显著看到6.24之后,Horizon的TVL瞬间跌入谷底,当安全事故来临再多的TVL也就如流水一般,蜂拥而至也一哄而散。

2、Horizon桥的合约审计报告解读

一次事故对很多Web3项目而言,做不到100%安全就基本等于0的价值,因此为了检查合约的安全性,一般会测试模拟多种攻击场景,通过checklist进行安全审查,以确保合约安全

开发或许几天而已,但要足够可靠则流程多且昂贵

审计报告的核心信息是:风险名称、漏洞描述、风险等级、安全建议、修复状态及审计结果等

分析 | 2100ETH交易手续费事件不宜过分解读:据猎豹区块链安全中心舆情数据监控显示,2100ETH交易手续费事件引起了超过20余家主流媒体关注报道。猎豹区块链安全中心研究员对2月19日以太坊上的交易全面分析后发现,剔除这5笔异常交易后,平均交易手续费(总交易手续费/交易笔数)为0.000906ETH,约为0.13美元,与最近7日的数据相比没有明显异常。[2019/2/20]

而Horizon桥的合约审计报告是老牌审计公司PeckShield进行的,发现了5个漏洞风险

2.1、中低风险点1-兼容不足

是不是很难想象区区3行代码都能有bug?

其实锁定token的逻辑很简单,就是用户制定金额和目标地址,在授权代扣权限后,合约将USDT转入此合约锁定,并发出一个locked事件,让链下的公证人可以得知资产已经被锁定了。

但PeckShield审计发现LockToken锁定函数对通缩型token是不兼容的,用户传入的amount如果是100,自然Locked事件发出的是成功锁定100个

但是如果是”通缩型“的token呢?进行safeTransferFrom?的过程中amount变少了怎么办?这就会出现锁仓额低于B链释放额的风险

可看前文:你买的NFT到底是什么?

标准协议中都会以虚函数为钩子的方法,在转移前后增加逻辑,有些token则可能在这里_beforeTokenTransfer增加交易损耗,从而控制流通量实现通缩。

动态 | 律师解读《区块链信息服务管理规定》:部分要求在现阶段实施条件尚不成熟:2月14日,微信公众号“京都律师”刊文指出,《区块链信息服务管理规定》的部分条款偏向于原则性规定,且部分要求在现阶段实施条件尚不成熟,可操作性值得商榷,有以下几点可供探讨和完善: 1.区块链信息服务提供者的概念并未完全明确; 2.区块链信息服务提供者的技术标准并不明晰; 3.区块链信息服务提供者的安全评估流程并未说明; 4.行业自律条件尚不成熟。[2019/2/15]

当然harmony最后肯定是修改优化了,采用转移前后两次读取balance的方法来算出实际锁定额。

2.2、中低风险点2-异常锁定

还是这段代码,是不是很难想象区区3行代码不仅有BUG,而且有2个!

可看前文:你买的NFT到底是什么?

为了安全的Mint,其实标准协议是禁止向0地址mint的,如果lockToken?的时候目的转入地址recipient?填写为0地址,则会B链上铸造失败,造成锁入此合约但无跨链效果,如果此金库合约没有预留合适的转出方法则会永久锁定。

2.3、高风险点

铸造解锁等函数的调用者为单签账户

在原先程序里,Mint铸造资产unlock解锁释放,都是只能指定公证人进行。

这也正是本次中招的原因,harmony是最终将公证人改了多签钱包,但只不过只改成3个,其中2个私钥被盗就可以横行无忌。

怎么说呢,你说他改了吧总觉得有些敷衍,甚至黑客盗出资产的时候,harmony桥依旧在运作中,意味着他的私钥甚至是明文保存被黑客拷贝走的

3、黑客盗取过程

通过合约审计报告的解读可以发现,原来跨链公证人的权限如此之大,只有他可以进行铸造和释放,而黑客事件发生的时候,看他交易操作就能分辨出来被盗原因

区块链浏览器使用指南见:当我们在看Etherscan的时候,到底在看什么?

3.1、关键信息

攻击者钱包

wallet1:0x0d043128146654C7683Fbf30ac98D7B2285DeD00

wallet2:0x9E91ae672E7f7330Fc6B9bAb9C259BD94Cd08715

wallet3:0x58f4baccb411acef70a5f6dd174af7854fc48fa9

跨链桥相关地址

MultiSigWallet:0x715cdda5e9ad30a0ced14940f9997ee611496de6

ETH的金库地址:0xF9Fb1c508Ff49F78b60d3A96dea99Fa5d7F3A8A6

ERC20金库地址:0x2dccdb493827e15a5dc8f8b72147e6c4a5620857

被盗公证人地址:0x812d8622c6f3c45959439e7ede3c580da06f8f25

3.2、盗取过程分析

盗取13100个Ether,详情见交易Link

执行的是确认某个交易ID

公证人确认->等待确认的公证人数量达标->解锁金库资产转入目标地址

在多签合约合约代码里逻辑可以看出,这个函数会进行notConfirmed?判断,因此只有系统之前设置过的公证人地址可以调用

后续会执行executeTransaction?方法,再调用?isConfirmed?方法做判断,如果认证这笔交易的管理员数量达到2位,就会内部调用EthManager?合约的?unlockEth?方法,最终将ETH发送至攻击者钱包。

至此很明显,除了私钥被盗,如此简单明了的合约不会有什么特别的犯错可能性了。

顺道看了下现在跨链桥的ETH金库的余额还有94个Eth,ERC20的金库还有30W刀的各类代币

4、思考总结

4.1、盗者会如何?

虽然马上harmony开出了100W美金,提出黑客归还资产并承诺不追究责任,但即使黑客归还且官方不追究也会有其他社会团队做公诉,因此黑客的最佳路线只有想尽一切办法为被盗资产脱敏。

截至6月29日,攻击者已将大约35,000个以太坊转移到?TornadoCash,这是一种常见的混币器,虽然区块链是账本公开,任何交易均可被追踪,但是混币器犹如为100个人集合交易,并不能准确得出哪笔资金最终落到哪个人手里。

4.2、如何更安全?

harmony对多签的实现是每笔投票均上链,或许是出于成本的考虑所以他的公证人只有3位,当初的降本优化造成了满盘皆输

要优化可采用分布式托管的方法,托管给MPC(Multi-PartyComputation)公证人网络,不超过一定比例的节点同时作恶即可保证安全

即使公证人稀少也可以参考雪崩桥采用的SGX可信计算技术

AvalancheBridge:用英特尔SGX保护跨链资产

本质上还是对安全重要性的淡漠,在跨链桥的开源代码中写的执行计划,2年前就实现了可用的链桥,却迟迟不进一步优化。

引用:

iosg-跨链桥方案一览,谁能汇聚多链流动性

Horizon桥官方GIT:https://github.com/harmony-one/ethhmy-bridge

Horizon链桥TVL图:https://dune.com/queries/118245

盗取交易Link:

https://etherscan.io/tx/0x27981c7289c372e601c9475e5b5466310be18ed10b59d1ac840145f6e7804c97

《PeckShield对Horizon桥的审计报告》

https://docs.harmony.one/home/general/bridges/horizon-bridge/audit

《AvalancheBridge:用英特尔SGX保护跨链资产》

https://medium.com/avalancheavax/avalanche-bridge-secure-cross-chain-asset-transfers-using-intel-sgx-b04f5a4c7ad1

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