一、事件背景
Balancer官网上对于其具体功能的描述为『EasilyswapERC20tokens.Exchangetokenswithoutdeposits,bids/asks,andordermanagement.Allon-chain.』。简单来说Balancer就是提供在链上进行tokens交换的区块链智能合约应用。
2020年6月29日凌晨，Balancer项目的两个资金池遭受攻击。攻击者在此次事件中获利约46万美元，资金池市商损失约50万美元。
根据此次安全事件的具体过程，可以将此次事件比喻为攻击者『偷梁换柱』。
二、抽丝剥茧还原攻击者『偷梁换柱』经过
2.1、安全事件概述
?根据链上交易数据显示：
1、攻击者利用自建合约
对存在通缩货币STA的资产池
进行了攻击；
2、攻击者利用自建合约
对存在通缩货币STONK的资产池
BSN开放联盟链成都链已上线:金色财经报道，近日，区块链服务网络BSN表示，开放联盟链成都链已在BSN环境内上线，这是基于BSN环境上线的第9条开放联盟链。BSN开放联盟链（简称OPB）包括多条基于公有链框架和联盟链框架搭建的公用链，此次上线的成都链是基于公链Casper框架进行合规化改造而来。[2022/12/15 21:46:38]
进行了攻击。
2.2、攻击步骤简介
攻击者首先通过闪电贷借款大量WETH，而后使用借得的WETH将被攻击资金池中的通缩货币兑换出来，仅留下1e-18个通缩货币。完成上述准备工作后，攻击者开始发动攻击，不断使用1e-18个通缩货币兑换资金池内的其他代币，以达到『偷梁换柱』的目的。直到池内资金基本被转移完后，攻击者将获利存入如下地址：
0xBF675C80540111A310B06e1482f9127eF4E7469A
攻击过程如下图所示：
巧克力COCO智能合约已通过Beosin(成都链安）安全审计:据官方消息，Beosin（成都链安）近日已完成巧克力coco智能合约项目的安全审计服务。据介绍，巧克力COCO是基于波场底层打造的一个去中心化开放金融底层基础设施。结合波场TICP跨链协议，订单簿DEX，智能挖矿等等功能的创新和聚合，进而打造全面去中心化金融平台。巧克力COCO无ICO、零预挖且零私募，社区高度自治。合约地址：THTpbtqfoGmL6HwqaGrWKd7aJAcUTbCnoC审计报告编号：202010042149[2020/10/5]
△图1
此次事件发生后，Balancer团队表示已对资产池进行审计，正在进行第三次审计，并将在UI界面启用通缩货币黑名单，禁止用户建立存在通缩货币的资产池。
2.3、漏洞原理详细分析
在分析漏洞具体信息之前我们需要知道以下两点：
1、Balancer项目允许个人建立资金池。资金池本质上是一个智能合约，用户可以调用资金池的函数进行代币兑换。资金池中可以存在多种货币，用户可以使用资金池中存在的货币进行兑换，兑换的比例按照一种固定的算法，如图所示：
OneSwap智能合约代码通过慢雾、成都链安、PeckShield安全审计:据海外媒体消息，OneSwap已9月6日顺利通过智能合约代码安全审计，此次审计工作由三家业内知名的安全公司慢雾科技，派盾PeckShield，成都链安完成。在审计过程中，三家独立的审计团队采取自身独特的策略对OneSwap智能合约代码进行全方位开展代码审计工作，以最大程度确保及时发现漏洞。
审计团队分别从攻击漏洞测试、合约复杂度分析、代码通用性、链上数据安全、代码逻辑等方面对OneSwap智能合约代码进行全方位的测试分析。OneSwap智能合约代码均符合三家安全公司的安全审核标准，审计中发现的问题目前都已解决或正在解决中。
OneSwap是一个基于智能合约的完全去中心化的交易协议，在CFMM模型的基础之上引入链上订单簿来改善AMM用户的交易体验。上币无需许可，可支持自动化做市、支持挂单挖矿、流动性挖矿和交易挖矿。据官方消息，Oneswap将在2020年9月7日正式上线并开启公测。[2020/9/7]
动态 | 成都链安面向联盟链推出“一站式”安全平台:据官方消息，成都链安面向联盟链安全需求推出“一站式”安全解决方案，为联盟链生态提供从安全设计、开发、安全检测到运行时安全监控和管理等全方位的安全服务与支持。
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“一站式”安全平台主要包括：支持FISCO-BCOS、Fabric、以太坊、EOS等多个平台的“一键式”智能合约自动形式化验证工具Beosin-VaaS；Beosin-IDE智能合约开发工具；Beosin-Eagle Eye安全态势感知系统；Beosin-Firewall防火墙；Beosin-OSINT 威胁情报系统；安全审计与检测；安全顾问等服务。
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成都链安作为最早专门从事区块链安全的公司之一，核心团队在安全领域深耕18年，申请区块链安全相关软件发明专利和著作权15项。平台推出以来，已为微众银行区块链、布比、云象、益链等多个联盟链平台提供了全套的“一站式”安全解决方案和安全防护。[2019/11/28]
△图2
我们以用STA兑换WETH为例：
?TokenAmountOut表示可以兑换出的WETH的值
动态 | 成都链安：10月发生较典型安全事件共5起:据成都链安态势感知平台——Beosin?Eagle-Eye统计数据显示，在过去一个月（10月）中，共发生5起较为典型的安全事件。其中包括：1.EOS链上本月内总共发生两起攻击事件：一是假EOS攻击；二是游戏服务器解析参数问题。2.亚马逊云服务平台AWS被爆遭到了DDoS攻击，并因此被迫中断了服务。3.网页加密货币钱包Safuwallet被黑客通过注入恶意代码窃取了大量资金，并且殃及币安。4.Cryptopia被盗资产开始转移：一部分ETH流入知名DeFi借贷平台Compound；另有数个ETH流入一个叫做DeFi 2.0的DApp项目。鉴于当前区块链安全新形势，Beosin成都链安在此提醒各链平台需要增强安全意识，重视各类型安全风险，必要时可寻求安全公司合作，通过第三方技术支持，排查安全漏洞，加固安全防线；各钱包项目应进一步做好安全方面的审查，有意识地增强项目系统架构的安全性，并建立完善的应急处理机制。如发生资产损失，可借助安全公司的帮助，进行资产溯源追踪；用户在进行投资行为时需谨慎，远离资金盘，切勿刀口舔血。[2019/10/31]
?TokenBalanceOut表示当前池内的WETH的值
?TokenBalanceIn表示当前池子内的STA的值
?TokenAmountIn表示用户输入的STA的值
?TokenweightIn表示STA的权重，为一个固定值，只能由资金池的管理者更改
?TokenweightOut表示WETH的权重，为一个固定值，只能由资金池的管理者更改
?SwapFee表示手续费，为一个固定值，只能由资金池的管理者更改
综上所述，当一种货币STA在一个资金池中的存量较少时，也就是bI较小时，就可以使用STA兑换更多的WETH。
2、STA代币是一种通缩货币，当进行转账操作时，会自动销毁一定量的STA。如下图所示：
△图3
tokensToBurn即为每次交易销毁的值，其销毁数额是转账数额的1/100，如当数值为1e-18时，其销毁值也是1e-18。销毁值的计算源码如下图所示：
△图4
△图5
接下来我们对本次攻击事件进行分析，以存在STA的被攻击资金池为例。攻击者向自建合约
发起了一笔交易
。在此笔交易中，攻击者首先从闪电贷借出了104331个WETH，如下图所示：
△图6
而后使用借来的WETH兑换被攻击资产池中的STA，因为STA是通缩货币，每次transfer都会使得STA销毁转账金额的1/100。如下图为一次兑换：
△图7
这笔交易共进行了20余次兑换，使得被攻击资金池中的STA余量为一个极小值后开始使用STA兑换其他代币，如下图所示：
△图8
我们可以发现，在此笔交易中，攻击者转给被攻击合约的STA个数是『0』，但却扣除了1e-18个STA，这不符合正常兑换情况。于是我们对此进行深入分析，通过事件日志确定攻击者发送了1e-18个STA。如下图所示：
△图9
由此可得出结论，在发送过程中，因为STA的通缩机制，发送给资金池的STA会被销毁，导致被攻击资金池无法收到STA，但资金池合约仍然会认为收到了1e-18个STA，并更新STA的存量。如下图所示：
△图10
如果STA的存量增加，就会使得STA能够兑换其他代币的比例下降，因此攻击者又调用了gulp()方法来更新STA的余额，使得资金池的STA余额等于实际余额。如图所示：
△图11
每进行一次兑换，攻击者就会调用一次gulp()对STA的余额进行更新，这样使得STA的余额始终为1e-18个，因此每次攻击取出余额的比例都是不变的，如下图所示：
△图12
攻击者使用这种方式，将资金池中的所有代币以每次1/2的比例进行兑换，最终几乎将资金池中的所有代币全部提出。
2.4、攻击事件总结
根据我们日常智能合约安全审计经验来看，本次事件产生的原因，可能是资金池合约对流入资金的处理方式不够完善，并没有考虑到通缩性代币的情况，在计算应当输出的值tokenAmountOut和货币余额inRecord.balance的增减时，都是使用由用户控制的tokenAmountIn参数，而不是实际收到的代币数，导致实际池中的流入资金与记录资金不相符，如下图所示：
△图13
另外，用于更新代币余额的gulp函数的权限是external，这两点组合起来，导致了本次事件漏洞的产生，如下图所示：
△图14
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