TOK:跨链再被盗 产品角度深层解析跨链赛道设计逻辑

近期频发的跨链安全问题吸引市场的广泛关注，本文希望从产品设计的角度入手，给读者讲述为什么这个赛道的产品安全问题这么多。需要声明的是，文章中所指出的问题并不是每个项目都会存在的，大部分问题在设计时都已经有了相关的应对策略，目的主要还是希望更多人可以理解这个赛道的复杂程度。

让我们带你先了解通用的跨链桥都是怎么设计的，再告知这些跨链桥可能会遇到的安全问题。（推特/img/2022812171413/0.jpg" />

跨链协议Ren宣布2.0版本，最早将于9月独立上线:8月10日消息，跨链协议Ren公布Ren2.0版本及路线图。Ren2.0将通过更彻底的去中心化与基于FROST的更简单的MPC算法，提升跨链的安全性、可扩展性；并包含一个 EVM 层，以便捷多链应用的开发。据悉，拥有 10 万枚 Ren Token 将可以成为运行 RenEVM 的验证器。Ren2.0最早将于9月推出，并与现有网络并行运行，预计明年年底合并。[2022/8/10 12:15:29]

设计的难点

这里面会存在很多问题，其中最大的问题是多签钱包的管理问题，因为ETH从以太坊跨到Fantom上是充币，而如果用户A还想跨回来那就会涉及到提币的问题。

充币和提币的去中心化和安全性就成为了最大的难点。

谁来管钱？

谁来发起？

谁来监听交易？

怎么确认确实有用户转钱进来了？

怎么确认用户的钱确实是用户本人想提出去？

怎么防止重放攻击？

发起失败的交易怎么再次提交？

多签管理者作恶怎么办？

宕机怎么办？

不敢想，越想感觉越复杂。跨链桥的技术不仅仅涉及到多签，还涉及到资产发行，跨链监听，异步验证，甚至需要发行一个独立的中间共识层（一条新链）。

因此为了进一步简化用户的理解难度，我将整个跨链的流程分为充币和提币两个部分进行讲解。以帮助大家更进一步了解。

充币

先声明一下，下图所画的流程只是我自己经过推演后的设计方案，没有经过仔细的论证，目的是为了探究设计逻辑中所可能出现的安全问题，并不可以作为成型的方案去采用，全是瞎扯。

波卡DeFi中心Acala先行网Karura与Calamari实现XCM跨链通讯:金色财经报道，Web3隐私保护协议 Manta Network 先行网 Calamari Network 宣布与波卡 DeFi 中心 Acala 先行网 Karura 成功完成跨链资产转账， HRMP 通道的开通以及跨共识通讯的部署将使两条平行链间实现互操作性以及资产隐私化，XCM 整合将允许两条平行链资产的跨链转移，此举对 Calamari 和 Karura 后续的进一步整合以及波卡生态的发展都有重要意义。[2022/6/3 4:00:26]

如图所示：一笔从原链到目标链的充币交易原则上会包含这些步骤。

用户充值到托管地址

监听器监听到这笔交易后由BP（共识节点也是多签管理员）发起交易

合约验证BP签名的正确性

是否有通过节点容错机制

如果没有打回去，如果有的话根据映射地址的关系为目标链地址充值

BP确认这笔充值交易

通过拜占庭后将映射代币转给用户在目标链上的地址

需要特别注意的是，这个流程旨在讨论通用的异构跨链，所以相比于anyswap等方案增加了一步在中间共识层上让用户绑定地址关系的步骤。这主要是不同异构链交易附带信息的方式不一样，为了统一处理，干脆先让用户绑定好映射关系。

如果处理的都是EVM链的交易则不需要这步，直接在发起交易时附带目标链地址即可。

跨链协议 Synapse 推出的跨链桥疑似被攻击损失 800 万美元，桥接服务已暂停:11月7日消息，推特用户 Mempooler 发推称，跨链协议 Synapse Protocol 推出的资产桥疑似存在漏洞，攻击者设法操纵 nUSD 价格并从中获利约 800 万美元，目前攻击者的资金仍在桥上。Synapse 核心成员 Aurelius 在 Discord 表示，出于谨慎考虑，目前正在评估 Avalanche 池的不平衡，桥接服务已经暂停。[2021/11/7 6:37:12]

回到正题，从上述的流程中可以看出，从第二步开始，就会遇到各类的逻辑验证问题，和不同情况下的处理问题。

主要的验证逻辑包括：

监听到交易后对发起资产映射和转出到用户A的目标链交易的验证

目标链交易的发起以及交易结果的验证

当然除了我流程中所画的验证逻辑之外，还应该包括对假币充值问题的校验，以及调用不同token时所需做的特殊处理问题。

为了在后续更好的总结可能会出现的安全隐患，我们先继续来理解提币的流程。

提币

提币所演示的流程是目标链映射资产换回原链资产的逻辑，需要特别注意的是，当前很多代币都发现了多个链的版本，也就是说很多代币都在多个链上拥有原生代币。因此，一些桥的项目往往会设立资产池。在资金池充足的情况下，让用户感受不到anyDAI这样的映射资产的存在，而是直接换成目标链版本的token，但这并不影响整体的逻辑。所以，分析继续.

元界DNA初夏虎：元界DNA超级节点将支持闪电网络支付和跨链门户:据官方消息，2月28日晚，在Nova Club超星对话第十期圆桌环节，元界DNA创始人初夏虎表示元界DNA超级节点除了与其他项目一样，担当出块等共同治理的角色，还将支持闪电网络支付以及跨链门户。元界DNA超级节点将建设DeFi(去中心化金融)的生态体系，超级节点在IEO、稳定币、借贷等领域的收益可观。

中币集团副总裁Aurora表示元界DNA在打造国产开源公链标杆的同时，也在不断完善自己的应用生态，包括DEX、DeFi及游戏领域，期望今年DNA和ZB互相成就。[2020/2/29]

如图所示，一笔从目标链提币到原链的交易流程如下：

用户发起交易（转等量的映射资产到目标链上的托管钱包）

验证BP身份，由某个BP发起提币请求

确认提币权限和签名

通过拜占庭后完成请求在原链提币，把钱从原链的托管钱包里转出来到用户A

如果这中间因为节点验证出错或者宕机等问题还要回滚重新发起

从上述流程可以看出，这里面涉及的主要验证逻辑有：

发起和签名权限的验证

问题出现后的容错机制

设计逻辑上的安全问题

较为仔细的了解了跨链桥的设计后，我们可以发现在设计逻辑上跨链桥面临的挑战非常多，总结一下主要包含三个方面的问题（相关的被盗案例标注在问题最后）

充币合约权限漏洞，导致充进去的钱直接被转走。这是一个几乎所有合约项目都会遇到的愚蠢的问题，

假币充值问题，某些项目未对跨链Token的真实性做验证，导致fakeTOKEN -> realTOKEN（anyswap），说实话这个也有点蠢。

假币充值问题，ETH等原生资产不同于ERC20合约，很多攻击都是由于对ETH特殊处理不当， 导致fakeETH -> realETH，这也是为什么WETH等wrapped资产流行的原因。（thorchain）

不同的Token虽然都是ERC20标准，但具体的实现方式不一样，或者额外有别的逻辑（rebase，fallback等），开发者没有在适配时做好调研，像（WETH、PERI、OMT、WBNB、MATIC、AVAX)等在转账完成后还会去调用sender自定义的fallback函数做额外的操作，增加了跨链桥判断的复杂性?（anyswap?2022.1.18）

跨链消息转移

在a链充币完成后，到b链资产到账前，跨链桥的处理像是一个独立的区块链系统，即需要一个共识机制，一般用dpos，以下都是假设用dpos的情况下需要考虑的问题，但我怀疑所有的节点都是项目方的，首先就具有中心化风险。

a)?充币消息监听，谁来第一个发起跨链处理提案，随机？还是轮流？还是按照中间共识层的出块顺序？

b)?多个公证人如何验证充币的正确性，倘若数据源都来自infura等数据提供商，则infura是一个单点风险，最稳妥的是各自维护节点，这样成本巨大。

c)?如何确认跨链处理完了（b到账了），没处理完有几种情况.

i.?跨链桥没有发起处理

ii.?跨链桥发起处理了，但是验证&共识没有通过

iii.?跨链桥验证通过，但没有在b链上发起交易

iv.?b链上有交易，但失败了（资金不够或者别的情况）

多重签名验证问题

问题多发的重灾区，大多数都是代码逻辑问题

3/5签名，我随便构造不在多签列表里的签名，也算+1（chainswap）。

中心化问题，名义上是多签，其实掌握在项目方手中，巨大的中心化风险

签名验证方法，不同链上的开发模式不一样，导致开发者在对接的时候难免会有遗漏，wormhole例子: solana上的验证签名函数是系统合约里的一个函数, 正常应该去调用系统合约，系统合约的地址应该写死在代码里, 他们这里把系统合约地址是当做参数传进来的, 黑客提币时传了个假的系统合约地址，就绕过了验签，顺利把币提走。

退款

a)?如同（2）-c中讨论的，跨链状态有很多种可能，在任何情况下都需要给用户提供一个退款的方式，比如anyswap在充币时会先在源链上给用户发anyToken，然后再在目标链上给用户发anyToken，然后把源链的anyToken burn掉，这样的目的就是不管问题出在哪，用户都可以通过持有anyToken表示自己持有的资产。这个过程中有3条链（源、目标、跨链桥）和4个资产（源链和目标链上的原始Token/anyToken），非常容易出现代码逻辑的问题。

b) Thorchain在2021.7.23爆出的漏洞，黑客利用代码逻辑问题，构造了一笔巨额假充值，跨链桥无法处理，就进入了退款逻辑，导致黑客拿到巨额退款。

其他的安全风险

但是通过逻辑流程所能展示的问题只是业务逻辑上的问题，并不是全部。

从安全的角度出发，我们还应该考虑另外三个方面的风险

系统性的风险

比如原链的充币一开始成功，后来回滚了，这是一个巨大的问题，v神讨论过，资产从Solana跨到Ethereum，跨链完成后solana回滚，则用户资产翻倍，没有任何解法。

但比如rollup这种和Ethereum共享安全性的layer2，就不会有这种问题。

前端的风险

a)?伪造的网址，比如oxdao.fi 0xdao.fi oxdai.fi等

b)?Xss攻击，即跨站脚本攻击，是一种代码注入攻击，比如www.xxxx.finance/?params=hackerscode12345,虽然网址确实是官方网址，但是网址中携带了黑客的代码，如果前端开发没有注意防止xss，则这段代码会在页面上执行，导致用户对黑客的转账交易授权签名，因此不要打开来历不明的链接。

c)?Cors跨站服务攻击，在严格的同源策略中，浏览器只允许加载来自本站点的内容，即www.xxxx.finance站点显示的所有内容、调用的接口，都应该来自于xxxx.finance域名下，但目前绝大多数项目，都允许跨站调用，即xxxx前端可以调用quickswap的接口，反之亦然，这给开发上带来了便利，但也带来了风险.

假如我访问了xxxx.finance，在浏览器缓存里存入了一些敏感数据，然后我访问了一个恶意网址，如果xxxx的同源策略没有限制，则这个恶意网址可以随意获取xxxx存在缓存中的数据。

额外功能的风险

有些跨链桥项目，不止提供资产跨链，还提供跨链合约调用，这就带来了额外的复杂性。

攻击者在a链发起一笔对b链上x合约的调用，跨链桥不管x合约是啥就直接调用了，没想到x合约是跨链桥在b链上的多签合约，这笔调用是将多签账户改为攻击者自己的地址，执行成功后，黑客可以随意支配跨链桥在b链上的资金了（poly network）。

1.本报告的目的在于帮助用户较为明确的理解跨链桥的安全风险所在，并非恶意的渲染跨链桥有多容易遭受攻击。

2.公证人机制的跨链桥方案至少从目前来看是体验最好，适用范围最广且成本最低的方案。并且任何产品都会经历从伤痕累累到成熟的过程，区块链产品所遭受的攻击往往都是“逻辑问题”。这些问题随着时间的推移和经验的增加一定会越来越好。

作者：0xOar

出品：Seer Labs

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