MONO:不安分的黑客又“偷袭”？MonoX被攻击事件全解析

11月30日，链必应-区块链安全态势感知平台舆情监测显示，自动做市商协议MonoX遭闪电贷攻击，获利约3100万美元。关于本次攻击，成都链安技术团队第一时间进行了事件分析。

事件概览

攻击发生之后，MonoX在官方推特确认其合约遭到攻击，团队正在调查并将尽最大努力追回被盗资金。

MonoX使用单边代币池模型，其使用vCASH稳定币与AMM提供的代币创建虚拟的交易对。简单来说，MonoX创建的是代币-vCASH交易对，添加流动性时，只需要添加代币，进行任意代币兑换时，兑换路径为：代币A->vCASH->代币B，而不需要像Uniswap一样经过多个交易对：代币A->Pair1->Pair2->Pair3->TokenB。

事件具体分析

攻击者使用相同的地址

0xEcbE385F78041895c311070F344b55BfAa953258对以太坊以及MATIC上的MonoX发起了攻击，在两个平台进行攻击所部署的合约一致。攻击交易为：

Chia创始人：Hpool 正使用不安全的协议，但Chia区块链本身仍是安全的:Chia创始人Bram Cohen在推特表示，显然，中国用户现在对 Chia 产生了某种恐慌。虽然现在甚至不清楚什么主张正在被提出，但这里有一些要重申的要点：网络不是仅仅信任用户声称其本地机器拥有多少空间。愚弄农民使其认为还有很多空间并不重要，重要的是这并不意味着其会对网络产生；新的、更快的plotter不会对网络安全构成威胁，它只是让plotting更快、更方便，这是一件好事。网络受空间保护，而不是plotting速度；Hpool 正在使用一种根本不安全的协议；Chia 中出块的速度是完全正常的，并且它们中的空间证明可以被检查出来，区块链本身仍然是安全的；最近的Chia价格下跌似乎是因为加密市场价格整体下跌和中国内部对“安全”的不合理恐慌。我不知道这种恐慌是由某人故意欺诈还是只是愚蠢引起的；我们不会帮助 Hpool 改进他们的协议。我们完全专注于构建一个真正安全的协议，一旦完成，Hpool将能够像其他协议一样使用它。[2021/6/13 23:33:44]

以太坊：

0x9f14d093a2349de08f02fc0fb018dadb449351d0cdb7d0738ff69cc6fef5f299

MATIC：

0x5a03b9c03eedcb9ec6e70c6841eaa4976a732d050a6218969e39483bb3004d5d

Coin Metrics联合创始人：狗狗币主要是投机工具 马斯克的宣传令人不安:2月10日消息，Coin Metrics联合创始人Nic Carter表示，特斯拉创始人埃隆·马斯克对狗狗币的宣传令人不安，因为狗狗币主要被用作“投机工具”。从长远来看，很多散户会因为使用狗狗币而蒙受损失，因为狗狗币所包含的有趣的技术真的很少。（CNBC）[2021/2/10 19:28:37]

由于两个平台代码完全一致，下面的分析将基于以太坊上的攻击交易进行。

Round1

将0.1WETH通过Monoswap中兑换为79.98609431154262101MONO；

图1?WETH兑换MONO

Round2

移除Monoswap所有的流动性。这里利用了Monoswap合约中的任意地址流动性移除漏洞。

漏洞1：

Monoswap合约中未检测流动性的所有者to是否为msg.sender。_removeLiquidity函数中，如图2所示，第443行，获取调用者(攻击合约)最后一次添加流动性的时间戳，返回结果是0，因此第445行的检测通过。第446行，topLPHolderOf如果不是调用者(攻击合约)地址，第447行的检测通过。此后移除流动性相关代码中，再无msg.sender相关的操作。

美国科学促进会：包括区块链在内的互联网投票目前仍不安全:美国科学促进会（AAAS）于4月9日致信各州州长、国务卿及选举主任，督促官员们不要在选举中使用互联网投票。AAAS称，目前，互联网投票在美国并不是一个安全的投票解决方案，在可预见的未来也不会是。该协会还援引了2018年发布的一份关于选举安全的研究报告，该报告认为线上投票，尤其是使用区块链技术，可能会导致侵犯隐私、操纵选票和选票清点不完全。（Cointelegraph）[2020/4/10]

图2?_removeLiquidity源码

图3?第一次移除流动性内部调用细节

声音 | 法国密码学专家：将用于莫斯科市政选举的区块链投票系统并不安全:一位法国密码学专家的研究报告显示，被用于莫斯科秋季市政选举的一个区块链投票系统很容易遭到黑客攻击。法国政府科研机构CNRS的研究员Pierrick Gaudry在其论文中研究了这一基于以太坊的电子投票平台的公共代码。 Gaudry总结称，部分代码使用的加密方案“完全不安全”。（Coindesk）[2019/8/16]

图4?移除Monoswap中MONO池所有的流动性

Round3

添加极少数量的MONO到Monoswap中，这一步是为了后面快速提升MONO的价格做准备。

图5?攻击合约添加流动性

Round4

利用Monoswap合约中的代币兑换价格覆写漏洞，反复进行同种代币的兑换，拉升MONO的价格。第3步攻击者将Monoswap合约中MONO的储量控制到了一个极小的值，目的就是更快的以极低的MONO数量来拉升MONO的价格。

声音 | “公钥密码学之父”Diffie：区块链是降低和改变网络不安全性的一个主要方向:11月11日，2015年图灵奖得主、有“公钥密码学之父”之称的Whitfield Diffie在上海举行的区块链底层技术学术交流会上发表主题演讲。Diffie认为，互联网有三个主要性质：开放性、去中心化与支持社会变革，但它不可避免地存在一定不安全性，区块链则是降低和改变网络不安全性的一个主要方向。他称，网络安全涉及以下重要元素：一是安全计算，二是密码学，三是从发现恶意软件开始，防范它甚至回击它。Diffie最后提出对网络安全的几点意见：开发抗量子的公钥加密系统；重新审视未被解决的经典计算机安全问题，并用人工智能和其他新技术来解决；开发更多大规模的可信赖软件系统。[2018/11/11]

漏洞2：

Monoswap合约的代币兑换过程为：检查兑换参数是否正常，然后计算应输入输出代币的数量以及代币兑换后的价格，最后执行兑换操作并将新的代币价格写入账本。以上逻辑在不同种代币兑换的时候会正常运行。但是在同种代币兑换时，将出现两处问题：

在_getNewPrice函数计算应输入输出代币数量时，未考虑到兑换过程中交易池代币储量的变更，同种代币是基于相同的初始价格进行兑换后价格的计算。

在最后一步更新代币过程中，未考虑到同种代币进行兑换时，兑出代币的价格更新操作会覆盖兑入代币更新的操作。该漏洞导致MONO代币兑换MONO代币时，MONO的价格异常增长。此外不止攻击者使用的swapExactTokenForToken函数存在该问题，swapTokenForExactToken函数也存在该问题。

图6?swapIn函数源码

图7?兑换过程参数计算

图8?兑换后价格计算

图9?swapOut函数源码

现在看看攻击者是如何利用漏洞2进行攻击的：

如图10所示，初始MONO的价格为5.218vCASH/MONO。

图10?初始MONO价格

然后攻击者反复进行MONO->MONO的兑换，一共进行了55次兑换，如下图所示：

图11?反复兑换，拉升MONO价格

对其中一笔兑换交易进行分析，每次兑换的数量是交易池中MONO的总量减去1，这是能够最大提升MONO价格的兑换数量(使图8?_getNewPrice第527行，分母为1)。另外由于交易池中MONO的总量较低，攻击者已经通过第1步保证了有足够的余额进行兑换操作。

图12?MONO兑换细节

截止至兑换结束时，MONO的价格已经被拉升至843,741,636,512.366vCASH/MONO。攻击合约中剩余51.92049285389317MONO。

图13?最终的MONO价格

通过UniswapV2的USDC/WETH池借入了847.2066974335073WETH。然后攻击者通过Monoswap将0.0709532091008681MONO兑换为4,029,106.880396USDC，然后将USDC归还给USDC/WETH池。注意，这里实际上是攻击者将从Monoswap中兑换的USDC到UniswapV2中兑换为WETH，而不是闪电贷攻击。

攻击者所有转出的资产如下：

所有被盗资产全部发送到

0x8f6a86f3ab015f4d03ddb13abb02710e6d7ab31b地址。

目前项目方已经和攻击者进行了沟通，成都链安将持续对此事件进行监控。

事件复盘

这次攻击事件中，攻击者利用了合约中的两个漏洞：任何地址都可以任意移除指定地址的流动性；特殊情况下的价格写入操作覆盖问题。

建议项目方在进行合约开发过程中做好权限的检查；在开发以及测试过程中将特殊情况纳入考虑，例如同种代币转账。

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