HARM:解讀智能合約：Harmony的跨鏈橋是如何被盜一億美金的？

內容概要

2022年6月24日，由Layer1公鏈Harmony開發的，以太坊與Harmony間的資產跨鏈橋Horizon遭到攻擊，損失金額約為1億美元。

這到底是怎么回事?

雖然黑客攻擊發生的當天就能斷定屬于“公證人私鑰被盜”，既然貴客點開，不妨來展開聊聊，放心，有少數硬核源碼但全篇講白話，通俗易懂！

跨鏈橋分類與技術原理

Horizon合約審計報告解讀

被盜原因復盤分析與總結

1、跨鏈橋技術原理

跨鏈，顧名思義是不同區塊鏈之間資產信息如何轉移的問題，也稱之為互操作性，而目前有超50種跨鏈解決方案，其方案定義是多種多樣的。

跨鏈橋方案一覽，誰能匯聚多鏈流動性》

1.1、跨鏈方案有哪些？

概括來講，要實現資產價值在另一條鏈上恒定，有兩種大路徑按”價格”錨定和按”物理”錨定

乍一聽復雜，其實按價格錨定就是在各公鏈上的USDT這種穩定幣，他與美元1:1錨定，因此也屬于跨鏈資產的一種。

拋開各類穩定幣更直觀一種跨鏈方案則是物理錨定，即流動性總量是恒定的，其方案也很多，咱們重點講公證人模式。

公證人模式依據”公證人是誰“有三種區分：

交易所做擔保型：比如幣安提幣，各種買賣均在中心化交易所進行，提幣才兌現

Gate.io芝麻開門創始人韓林跨海連線頂尖量化團隊，深度解讀頂級資金安全解決方案:11月7日，Gate.io芝麻開門聯合TokenInsight舉辦的“揚帆三亞，量化未來”為主題的首屆海島穿越賽，順利閉幕。據官方消息，Gate.io芝麻開門創始人韓林跨海連線，與現場二十余家頂尖量化團隊分享了資金安全的頂級解決方案，并深入解讀Gate.io在產品規劃、技術優勢及品牌理念上的獨到之處。[2020/11/7 11:56:09]

流動性池橋接型：比如bridge.connext，o3swap

合約鎖定鑄造型：各類官方橋通用方案polygon/arbitrum/avax/celer，以及今天的主角harmony

鎖定鑄造型由于產生的是包裝代幣，因此往往是各公鏈具有一定公信力的官方橋才采用。

以上均各有優缺，或是怕交易所跑路，或是流動性枯竭，或是公證人私鑰被盜，目前并沒有完美實現不可能三角的跨鏈方案出現。

如下圖是o3swap的流動性總量和交易量趨勢，近半年已然跌去90%，或許是因為去年8月的質押資產被盜案導致不斷式微吧。

1.2、Horizon橋的跨鏈原理

Harmony開發的Horizon橋是非常標準的公證人鎖定鑄造型。

為何鎖定鑄造可以被信任呢？

是由于區塊鏈上的合約具有不可更改特性，如果不留后門的話，甚至一旦部署將無任何方式可以影響他的運作，正如無聊猿官方自己將所有權限轉入0地址，放棄所有權后，無任何方式可以進一步鑄造出新的猴子，其流動性總量將被鎖死。

動態 | 紐交所為Bakkt測試舉行啟動儀式 外媒解讀此舉表明監管機構已為Bakkt開綠燈:據Trustnodes消息，比特幣結算期貨平臺Bakkt將于7月22日開始測試。7月18日，紐約證交所(NYSE)董事會已舉行比特幣結算期貨啟動儀式。區塊鏈投資基金Pantera Capital首席執行官Dan Morehead表示在Bakkt數字資產峰會(Bakkt Institutional Digital Asset Summit)上表示:“我們坐在紐約證交所的董事會會議室里——這是比特幣的第一次。”Trustnodes評論稱，到目前為止，峰會沒有取得什么成果，也不清楚是否有媒體受邀，但此次活動的舉辦表明，經過數月的漫長過程，Bakkt目前正在推進比特幣期貨的測試工作。Bakkt已經通過自我認證獲得了美國商品期貨交易委員會(CFTC)的批準，經過長時間的談判，舊的規章制度得到了政策上的調整。[2019/7/20]

同理的，不同公鏈之間雖然合約不同，但如果在以太坊上用合約鎖住10個ETH，在另一條公鏈上也以同樣有公信力的合約，來釋放10個wETH，這樣一來其實全局上流動性是固定的，只要wETH可以隨時轉回以太坊并兌換得到ETH，那wETH就可以被認為是具有了ETH的等同價值。

因此其核心的操作就是

Lock-and-Mint：A鏈鎖定代幣流動性B鏈發行等量的可流通包裝代幣

Burn-and-Release：B鏈銷毀包裝代幣A鏈解鎖等量基礎代幣的流動性

聲音 | EOS pacific創始人解讀EOS憲法2.0：刪減多條目是為仲裁機構減輕壓力:今天，EOS pacific創始人王棟在引力生態峰會上表示，BM推出的憲法2.0版最核心的有以下幾個方面：

1、CODE IS LAW。所有的法律都應代碼化，即使代碼有BUG。

2、BM進一步詮釋合約，把整個合約清晰定義。如果各方理解有不同，才需要仲裁員出現。仲裁機制主要的工作范圍已經大幅度縮小。

3、私鑰的丟失是個人的責任，不是通過仲裁可以解決的問題。

4、在智能合約定義的范圍內，仲裁能冷凍Token的轉移。

王棟還表示，EOS憲法從1.0版的20條減到9條，把很多東西去掉，就是讓Token不要根據自己對憲法的理解套用自己的情形，無限的給仲裁機構施加壓力。[2018/7/15]

公證人：負責發現A鏈Lock鎖定事件后，去B鏈Mint鑄造出錨定代幣，轉入目標地址。

有鎖定自然衡量各個跨鏈橋規模的最佳方式就是TVL，可以顯著看到6.24之后，Horizon的TVL瞬間跌入谷底，當安全事故來臨再多的TVL也就如流水一般，蜂擁而至也一哄而散。

2、Horizon橋的合約審計報告解讀

一次事故對很多Web3項目而言，做不到100%安全就基本等于0的價值，因此為了檢查合約的安全性，一般會測試模擬多種攻擊場景，通過checklist進行安全審查，以確保合約安全

開發或許幾天而已，但要足夠可靠則流程多且昂貴

證券時報發文解讀比特幣價格暴力拉升的背后原因: 證券時報發文稱，這次拉升從各交易所分鐘級時間差來看，是從Bitfinex開始拉，然后被套利交易者迅速擴散到了其他平臺上。據幣圈一位專業投資者介紹，由于Bitfinex自己發行了USDT，然后用自己發行的USDT買入BTC，短時間內拉升比特幣價格，同時平臺上的空倉悉數爆倉，從而獲得大量BTC，接著再以BTC交換海量增發出去的USDT進而回收大部分的增發，并盈余大量BTC。[2018/4/15]

審計報告的核心信息是：風險名稱、漏洞描述、風險等級、安全建議、修復狀態及審計結果等

而Horizon橋的合約審計報告是老牌審計公司PeckShield進行的，發現了5個漏洞風險

2.1、中低風險點1-兼容不足

是不是很難想象區區3行代碼都能有bug？

其實鎖定token的邏輯很簡單，就是用戶制定金額和目標地址，在授權代扣權限后，合約將USDT轉入此合約鎖定，并發出一個locked事件，讓鏈下的公證人可以得知資產已經被鎖定了。

但PeckShield審計發現LockToken鎖定函數對通縮型token是不兼容的，用戶傳入的amount如果是100，自然Locked事件發出的是成功鎖定100個

但是如果是”通縮型“的token呢？進行safeTransferFrom?的過程中amount變少了怎么辦？這就會出現鎖倉額低于B鏈釋放額的風險

今晚朱濤做客《金色講堂》解讀區塊鏈產業生態:4月12號晚20:00，《金色講堂》邀請中國高科技產業化研究會區塊鏈產業聯盟理事長、世界區塊鏈組織副總干事朱濤先生前來對目前區塊鏈技術的國際化出路進行講解，針對區塊鏈如何有效實現產業應用的方向進行分享，讓學員深入了解技術的的最終歸宿是什么。[2018/4/12]

可看前文：你買的NFT到底是什么？

標準協議中都會以虛函數為鉤子的方法，在轉移前后增加邏輯，有些token則可能在這里_beforeTokenTransfer增加交易損耗，從而控制流通量實現通縮。

當然harmony最后肯定是修改優化了，采用轉移前后兩次讀取balance的方法來算出實際鎖定額。

2.2、中低風險點2-異常鎖定

還是這段代碼，是不是很難想象區區3行代碼不僅有BUG，而且有2個！

可看前文：你買的NFT到底是什么？

為了安全的Mint，其實標準協議是禁止向0地址mint的，如果lockToken?的時候目的轉入地址recipient?填寫為0地址，則會B鏈上鑄造失敗，造成鎖入此合約但無跨鏈效果，如果此金庫合約沒有預留合適的轉出方法則會永久鎖定。

2.3、高風險點

鑄造解鎖等函數的調用者為單簽賬戶

在原先程序里，Mint鑄造資產unlock解鎖釋放，都是只能指定公證人進行。

這也正是本次中招的原因，harmony是最終將公證人改了多簽錢包，但只不過只改成3個，其中2個私鑰被盜就可以橫行無忌。

怎么說呢，你說他改了吧總覺得有些敷衍，甚至黑客盜出資產的時候，harmony橋依舊在運作中，意味著他的私鑰甚至是明文保存被黑客拷貝走的

3、黑客盜取過程

通過合約審計報告的解讀可以發現，原來跨鏈公證人的權限如此之大，只有他可以進行鑄造和釋放，而黑客事件發生的時候，看他交易操作就能分辨出來被盜原因

區塊鏈瀏覽器使用指南見：當我們在看Etherscan的時候,到底在看什么?

3.1、關鍵信息

攻擊者錢包

wallet1：0x0d043128146654C7683Fbf30ac98D7B2285DeD00

wallet2：0x9E91ae672E7f7330Fc6B9bAb9C259BD94Cd08715

wallet3：0x58f4baccb411acef70a5f6dd174af7854fc48fa9

跨鏈橋相關地址

MultiSigWallet：0x715cdda5e9ad30a0ced14940f9997ee611496de6

ETH的金庫地址：0xF9Fb1c508Ff49F78b60d3A96dea99Fa5d7F3A8A6

ERC20金庫地址：0x2dccdb493827e15a5dc8f8b72147e6c4a5620857

被盜公證人地址：0x812d8622c6f3c45959439e7ede3c580da06f8f25

3.2、盜取過程分析

盜取13100個Ether，詳情見交易Link

執行的是確認某個交易ID

公證人確認->等待確認的公證人數量達標->解鎖金庫資產轉入目標地址

在多簽合約合約代碼里邏輯可以看出，這個函數會進行notConfirmed?判斷，因此只有系統之前設置過的公證人地址可以調用

后續會執行executeTransaction?方法，再調用?isConfirmed?方法做判斷，如果認證這筆交易的管理員數量達到2位，就會內部調用EthManager?合約的?unlockEth?方法，最終將ETH發送至攻擊者錢包。

至此很明顯，除了私鑰被盜，如此簡單明了的合約不會有什么特別的犯錯可能性了。

順道看了下現在跨鏈橋的ETH金庫的余額還有94個Eth，ERC20的金庫還有30W刀的各類代幣

4、思考總結

4.1、盜者會如何？

雖然馬上harmony開出了100W美金，提出黑客歸還資產并承諾不追究責任，但即使黑客歸還且官方不追究也會有其他社會團隊做公訴，因此黑客的最佳路線只有想盡一切辦法為被盜資產脫敏。

截至6月29日，攻擊者已將大約35,000個以太坊轉移到?TornadoCash，這是一種常見的混幣器，雖然區塊鏈是賬本公開，任何交易均可被追蹤，但是混幣器猶如為100個人集合交易，并不能準確得出哪筆資金最終落到哪個人手里。

4.2、如何更安全？

harmony對多簽的實現是每筆投票均上鏈，或許是出于成本的考慮所以他的公證人只有3位，當初的降本優化造成了滿盤皆輸

要優化可采用分布式托管的方法，托管給MPC(Multi-PartyComputation)公證人網絡，不超過一定比例的節點同時作惡即可保證安全

即使公證人稀少也可以參考雪崩橋采用的SGX可信計算技術

AvalancheBridge:用英特爾SGX保護跨鏈資產

本質上還是對安全重要性的淡漠，在跨鏈橋的開源代碼中寫的執行計劃，2年前就實現了可用的鏈橋，卻遲遲不進一步優化。

引用：

iosg-跨鏈橋方案一覽，誰能匯聚多鏈流動性

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

Horizon鏈橋TVL圖：https://dune.com/queries/118245

盜取交易Link：

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

《PeckShield對Horizon橋的審計報告》

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

《AvalancheBridge：用英特爾SGX保護跨鏈資產》

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

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