重放攻击是把原链网络上的交易拿到目标链网络上使用
问：我们常提到的智能合约漏洞真的是实际中威胁最大、发生最频繁的安全漏洞吗？
答：完全不是那样。例如“溢出”、“外部调用”等常提到的智能合约安全漏洞并不是最常发生，威胁最大的。
到底哪些安全威胁从发生频率和危害性上能称为Top10的呢？SharkTeam合约安全系列课程之【十大智能合约安全威胁】和您一起讨论和深入。第十课【详解重放攻击】。
一、什么是重放攻击
重放攻击是把原链网络上的交易拿到目标链网络上使用，即一笔交易重复执行，我们根据类型可以分为交易重放和签名重放。
交易重放是将原链上的交易一成不变放到目标链上，重放过后交易在目标链上可以正常执行并完成交易验证。
CoinShares宣布收购拿破仑资产管理公司:金色财经报道，数字资产投资公司CoinShares宣布，在获得Autorité des Marchés Financiers (AMF) 的批准后)，它已收购拿破仑资产管理公司，这是自2019年3月以来根据 AIFM 指令获得许可的首批数字资产管理公司之一。该交易于 2022 年 6 月 30 日签署并完成。
据悉，2021年11月30日，CoinShares签订了一份买卖协议（集团SPA），收购整个Napoleon集团。该交易已于2021年12月16日完成。集团SPA包含一个收购拿破仑资产管理公司的选择权，该选择权的行使须事先得到金融市场管理局对控制权变更的批准。该批准已于2022年6月28日完成。CoinShares行使了收购Napoleon资产管理公司的选择权，并根据集团SPA中规定的条款签订了买卖协议，该协议于2022年6月30日同时签署并完成。（finextra）[2022/7/4 1:49:59]
签名重放利用私钥签名的消息进行重放，重放过程中无需像交易重放那样去重放整个交易，而是重放相应的签名信息。
美国SEC对ARK 21Shares比特币ETF的审议推至4月3日:金色财经报道，根据美国证券交易委员会周二提交的文件，该监管机构将把批准或不批准ARK 21Shares比特币ETF的最后期限从2月2日再延长60天，至4月3日。美国证券交易委员会助理秘书J.Matthew DeLesDernier在文件中指出，为监管机构考虑拟议的规则变更 \"指定更长的时间是合适的\"，允许该ETF在Cboe BZX交易所上市。该交易所最初于 2021 年 7 月提交了申请 ARK 21Shares 比特币 ETF 的文件，美国证券交易委员会能够推迟其决定并将此次发行最多 180 天公开征求意见，并可以选择最终延长 60 天2 月 2 日。 4 月 3 日之后，SEC 应该无法进一步延长审议窗口，并将批准或不批准加密 ETF。
在另一份文件中，美国证券交易委员会还延长了拟议规则变更的窗口，允许追踪农业基金提供商 Teucrium 的比特币期货的 ETF 股票在 NYSE Arca 上市。该公司于 2021 年 5 月申请投资发行，可能会在 4 月 8 日之前收到美国证券交易委员会的最终决定。(cointelegraph)[2022/1/27 9:16:05]
在实施EIP 155后，交易签名带有chainid，即链与分叉链之间的标识符。由于chainid不同，交易重放无法完成，签名重放可以间接完成。在以太坊完成分叉后，ETHW主网出现数起重放攻击事件，让我们回顾一下这些攻击事件前因后果。
CXIP首席品牌官Daniel Arsham将在Nifty Gateway发布NFT:12月22日消息，根据CXIP团队和Nifty Gateway的官方公告，艺术家、CXIP首席品牌官（CBO）Daniel Arsham的NFT收藏品将于12月22日发布。这是Nifty Gateway市场首次发布通过CXIP铸造即服务（MaaS）技术铸造的NFT。
除了宣布与Nifty Gateway的合作外，CXIP还将开始运营自己的去中心化自治组织（DAO）。每一位曾在以太坊上铸造过NFT的创作者都将能够参与空投并成为DAO成员。（U.Today）[2021/12/22 7:56:51]
二、攻击事件分析
2.1 Optimism
2022年6月9日消息，据Optimism与加密货币做市商 Wintermute 透露，2000万个Optimism代币被黑客盗取。重放攻击过程如下：
（1）5月27日，Optimism地址0x2501向Optimism/L2上的0x4f3a地址转账2000万OP，0x4f3a地址在Ethereum/L1上是Wintermute的多签合约地址，但此时在Optimism/L2上面并没有部署合约；
ProShares比特币策略ETF4个交易日流入12亿美元的资金:10月25日消息，华尔街首只比特币交易所交易基金（ETF）ProShares比特币策略ETF于10月20日上市后，短短4个交易日，12亿美元的资金涌入该支比特币期货ETF，并推动比特币价格创纪录高点。
目前，该产品已连续创下几大基金业纪录：全球规模最快突破10亿美元的基金；发行首日成交额突破1亿美元，为史上第二高。这样的资金流入规模不禁让人对其市场空间充满遐想。简单估算一下，以全球ETF资产9万亿美元为上限，如果比特币ETF占据全球市场1%的份额，其市场规模就会达到900亿美元，几乎占比特币近期1.1万亿美元市值的10%。（资本邦）[2021/10/25 20:55:08]
（2）6月1日，黑客地址0x8bcf部署合约0xe714。
（3）6月5日，黑客通过重放Ethereum/L1上的交易创建了Gnosis Safe: Proxy Factory 1.1.1合约，其地址与Ethereum/L1上一样；然后地址0x60b2通过合约0xe714部署了多签合约0x4f3a，合约所有权归黑客所有，因此5月27日转入的2000万OP被黑客盗取。在Gnosis Safe: Proxy Factory 1.1.1合约中，其中创建代理合约函数createProxy如下：
3iQ和CoinShares推出的以太坊ETF今日在TSX开始交易:4月23日消息，加拿大数字资产管理公司3iQ和投资公司CoinShares已推出以太坊ETF，今日开始在多伦多证券交易所（TSX）进行交易。在周五的公告中，3iQ表示3iQ CoinShares以太坊ETF将以ETHQ进行加元交易，并以ETHQ.U进行美元交易。（CoinDesk）[2021/4/23 20:52:57]
Gnosis Safe: Proxy Factory 1.1.1合约使用的是0.5版本的Solidity，使用new来创建合约时使用的是create命令，而不是create2。使用create命令创建合约，合约地址是msg.sender以及nonce来计算的。在Ethereum/L1上面，创建多签合约0x4f3a的msg.sender就是Gnosis Safe: Proxy Factory 1.1.1的地址，黑客在Optimism/L2通过重放交易来创建于Gnosis Safe: Proxy Factory 1.1.1合约的主要目的就是为了保证在Optimism/L2上创建合约0x4f3a的msg.sender与在Ethereum/L1上一致，那么黑客可以很方便的通过智能合约（合约0xe714）调用createProxy函数来创建出地址是0x4f3a的合约。
（4）6月5日，多签合约0x4f3a在接收到2000万OP后，将100万OP转账给黑客地址0x60b2，然后将100万OP兑换成了720.7 Ether。
（5）6月9日，合约0x4f3a将其中的100万OP转账给了账户地址0xd8da， 其他的1800万OP仍然在合约0x4f3a中。
本次攻击根本原因是：交易重放、Solidity旧版本漏洞以及主链和侧链交易签名验证等综合因素
2.2 Omni
2022年9月18日，以太坊合并完成后，PoW链遭到PoS链上交易的重放攻击，根本原因是网桥未正确读取并验证区块链的chainid。攻击者首先通过Gnosis链的Omni跨链桥转移了200 WETH，然后在PoW链上重放了相同的消息，获得了额外的200 ETHW。
（1）PoS链交易hash：0xbddb0cc8bc9949321e1748f03503ed1a20dd618fbf0a51dc5734c975b1f8bdf5
（2）PoW链交易hash：0x9c072551861ce384203516f4d705176a2d2e262d5b571d853467425f1a861fb4
我们对比发现两笔交易访问的合约相同，并且inputdata完全相同，即调用了同一个合约的同一个函数并且参数相同，根据相同的方法签名ID 0x23caab49可知，黑客调用safeExecuteSignaturesWithAutoGasLimit函数。
在正常的交易中，我们通过nonce来进行排序交易，避免重复交易。在跨链中，我们会根据chianid进行识别链的类型，比如以太坊主网的chainid是1，ETHW主网的chainid是10001。
我们查看一下Omni Bridge验证chainid的逻辑，发现chainid的来源于unitStorage中存储的值，而不是通过操作码 CHAINID（0x46）直接读取的链上chainid。
unitStorage是合约EternalStorage中的状态变量，sourceChainId()函数所在的合约BasicAMB继承了BasicBridge和VersionableAMB。其中，BasicBridge陆续继承了合约EternalStorage。这里保存的chainid是预先存储好的，如果发生区块链的硬分叉而chainid又没有重新设置或者chainid人为设置有误，从合约层面上来说，由于不是通过操作码获取的chainid，不会正确验证跨链消息的实际chainid。
本次攻击根本原因是：主要是Omni使用的solidity版本是0.4.24，采用的是手动存储和更新chainid的方式，并未通过EIP-1344中规定的CHAINID（0x46）操作码进行实际chainid获取。
三、预防措施
针对重放攻击主要有以下几种预防的方法：
（1）可以在签名消息中加入chainid和nonce两个参数值，chainid用于识别链ID的标识符，nonce是交易次数计数值。
（2）记录签名是否使用过，比如利用mapping进行签名中对应参数映射为bool值，这样做可以防止签名多次使用。
（3）项目上线前，需联系专业的第三方专业审计团队进行审计。
来源：tuoniaox
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