DEF:DeFi平台Balancer遭黑客攻击全过程技术拆解

北京时间06月29日凌晨02时03分起，最近因“借贷即挖矿”模式而备受关注DeFi 平台 Balancer 上的 STA 和 STONK 两个 ERC20 通缩代币池遭到了黑客攻击，共计损失了超50万美元。

PeckShield 安全人员介入分析后，迅速定位到问题的本质在于，Balancer 上的通缩型代币和其智能合约在某些特定场景不兼容，使得攻击者可以创建价格偏差的 STA/STONK 流通池并从中获利。

此次黑客实施攻击共计分了四个步骤，具体而言：

1）攻击者通过闪电贷从 dYdX 平台借出了 104,331 个 WETH；

2）攻击者反复执行 swapexactMountin() 调用，直至 Balancer 拥有的大部分 STA 代币被消耗殆尽，进而开始下一步攻击。最终 Balancer 仅仅剩余 0.000000000000000001 个 STA。

数据：当前DeFi协议总锁仓量为2293.2亿美元:3月31日消息，据Defi Llama数据显示，目前DeFi协议总锁仓量2293.2亿美元，24小时增加0.96%。锁仓资产排名前五分别为Curve（211亿美元）、Lido（190.8亿美元）、MakerDAO（174.3亿美元）、Anchor（152.2亿美元）、AAVE（141亿美元）。[2022/3/31 14:29:45]

3）攻击者利用 STA 代币和 Balancer 智能合约存在的不兼容性即记账和余额的不匹配性实施攻击，将资金池中的其他资产耗尽，最终共计获利价值 523,616.52 美元的数字资产。

4）攻击者 偿还从 dYdX 借出的闪电贷，并卷走了攻击所得的数字资产。

接下来的篇幅中，我们将逐步解析黑客在该笔闪电贷交易(http://oko.palkeo.com/0x013be97768b702fe8eccef1a40544d5ecb3c1961ad5f87fee4d16fdc08c78106/) 中实施的攻击行为。

超过20个DeFi协议的锁仓量在1亿美元以上:据欧科云链OKLink数据显示，截至今日11时30分，以太坊上DeFi协议总锁仓量为180.3亿美元。其中排名前三的协议分别是Maker 25.7亿美元（-0.94%），WBTC 22.5 亿美元（+0.62%）以及Compound 17.2亿美元（+0.26%）。

此外当前包括Uniswap、Aave等共计8个协议的总锁仓量已经突破10亿美元，锁仓量超过1亿美元的协议数量则已超过20个。[2020/12/16 15:21:10]

（图解黑客攻击全流程）

第一步：闪电贷

从 dYdX 闪电贷 104,331 WETH，这部分熟悉 DeFi 借贷模式的读者应该都比较清楚，此处不再赘述。

DeFi项目HakkaFinance发布流动性挖矿方案 将采用线性下降模型:DeFi项目HakkaFinance（HAKKA）发布流动性挖矿模型。未来四年，HakkaFinance将通过流动性挖矿和激励计划向用户分发40％的HAKKA（约858,993,458枚）。为激励早期支持者参与，HakkaFinance计划初始阶段向用户提供更多的代币，即采用了一个线性下降模型，奖励的HAKKA代币逐周递减，第一年会分发总流动性挖矿计划奖励代币数量的40%，此后每年递减10%。第一周将分发7,362,801枚代币。在该模型中，将在210周后开采出858,993,458枚HAKKA。不过，具体的挖矿周期等信息后续可能会通过治理进行调整。注，HakkaFinance的创始人为以太坊开发者陈品，是以太坊智能合约及去中心化应用开发商Pelith创始人。[2020/8/25]

第二步：清空 Balancer 的 STA 资产

当前DeFi中锁定资产总价值达46.08亿美元:金色财经报道，据DeBank数据显示，DeFi中锁定资产总价值达46.08亿美元，Maker以10.4亿美元排在首位、Compound锁定资产总价值为8.14亿美元、Synthetix锁定资产总价值5.78亿美元。

注：总锁仓量（TVL）是衡量一个DeFi项目使用规模时最重要的指标，通过计算所有锁定在该项目智能合约中的ETH及各类ERC-20代币的总价值（美元）之和而得到。[2020/8/4]

攻击者通过多次 swapExactAmountIn() 调用清空了 Balancer 的 STA 资产，为下一步实施攻击做准备。值得一提的是，我们发现合约代码中每次能够兑换的资产数额其实有上限，然而狡猾的攻击者预先计算了可兑换的 WETH 最大数额，并巧妙的让 Balancer 只剩了 0.000000000000000001 STA。

动态 | DeFi项目锁仓价值15亿美元，过去一周环比增加16.58%:据DAppTotal.com DeFi专题页面数据显示：截至目前，已统计的34个DeFi项目共计锁仓资金达15亿美元，其中Maker锁仓5.61亿美元，占比37.34%，排名第一位；EOSREX锁仓3.45亿美元，占比22.97%，排名第二位；排名第三位的是Edgeware锁仓1.75亿美元，占比11.66%；Compound，Synthetix、dYdX、Nuo等其他DeFi类应用共占比28.03%。截至目前，ETH锁仓总量达401万，占ETH市场总流通量的3.66%，EOS锁仓总量达7,198万个，占EOS市场总流通量的6.86%。整体而言，过去一周随着市场行情的不断回暖，DeFi项目锁仓价值较上周环比大幅增加16.58%。[2020/2/10]

由于 Balancer 资金池（BPool）各资产间存在“动态平衡”原理，仅剩接近于 0 的 STA 会拉高 STA 的价值，使得任何人都可以用 1 STA 换到大量的其他数字资产。

第三步：攻击获利

经过前两个准备步骤之后，攻击者是时候展现真正技术了！

（第三步 ：攻击获利图示上）

承上所述，攻击者通过 swapExactAmountIn() 函数将 0.000000000000000001 STA 发送到 BPool，以极高的价值差，立即兑换出了 30,347 个WETH，实现了获利。而此时，BPool 的内部记账机制 _records[STA] 在 BPool 真正收到 0.000000000000000001 STA 之前先加了 1（注：此后攻击者会用gulp()对该数值进行重置）。

（第三步：攻击获利图示下）

另外我们发现，在 swapExactAmountIn() 的底部，_pullUnderlying() 尝试从攻击者端收集相应消耗的 STA。然而，由于 STA 转账时还会烧掉 1% 的手续费，实际BPool 是收不到任何 STA 的。这样就使得 BPool 的实际 STA 余额和内部记账产生不匹配。

接下来是最有趣的一部分，攻击者调用 gulp() 不断重置 _records[STA]，使得 BPool 中始终保持 0.000000000000000001 个 STA。因此攻击者可以用极高价的 0.000000000000000001 个 STA 将流通池中的 WETH、SNX、LINK 等其他资产消耗光。

第四步：偿还闪电贷

最终，如上图所示，攻击者偿还了从闪电贷借出的104,331个 WETH。

建议

此次攻击事件再次暴露了 DeFi 可组合性存在的兼容性风险。此前不久，Uniswap 和 Lendf.Me 两个平台就因和 ERC777 标准的兼容性问题，产生了非常严重的黑客攻击事 件。需要警醒的是，在未来 DeFi 行业类似的黑客攻击行为或许会屡见不鲜。

如果问该怎样才能规避这类攻击事件的发生呢？或许有两个优化调整思路：1）STA/STONK 在执行 transfer() 或 transferFrom() 时，当转账数额不足以支付手续费时，应该直接回滚或者返回 False；2） Balancer 应该在每一次 transferFrom() 函数调用后检查 BPool 的余额。

当然，任何安全事件事后采取措施补救都无法弥补已经产生的损失，我们相信最好的解决方案还是事前防备。DeFi 项目开发者应尽可能利用好的代码规范，并可寻求第三方安全公司协助其在上线前进行全面的攻防测试，尽可能找出一切潜在的漏洞。最后，尽可能对 ERC20、ERC777 和其它 DeFi 项目的任何组合行为都做好周密排查。

毫无疑问，Balancer 事件的发生势必也会对 DeFi 社区带来影响，而且这类事情接下来发生的可能性还会很大，在此提醒广大 DeFi 项目开发者应务必重视合约的安全问题。

经我们统计发现，Balancer 在此次攻击事件共计损失了 523,616.52 美元的数字资产，详情列表如下：

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