Zerogoki攻擊事件分析

北京時間2021年8月8日13點（區塊高度12982491），Zerogoki項目下的合約遭到攻擊，總計損失約67萬美元。

背景介紹

Zerogoki是Duet Protocol的一個下屬項目，用以在以太坊區塊鏈平臺上引入衍生品。在實現上，Zerogoki沿用了Duet Protocol的Lite Minting算法。

簡而言之，用戶首先購买平臺幣REI，然後將平臺幣Burn掉以兌換其他衍生資產（Synthetic Assets），如zUSD（對標美元的平臺幣）、zBTC 3L（BTC 3X Leveraged Long，即比特幣三倍槓杆看多期貨）。

作為一個衍生品合約，Zerogoki需要將衍生資產的價格（如比特幣的價格）導入以太坊區塊鏈。和以太坊上大多數平臺一樣，Zerogoki依賴價格預言機（Oracle）來獲得價格。此次攻擊正是利用了Oracle相關函數。

代碼分析

下面我們首先對被攻擊合約0x80ecdb90的代碼進行分析。

以上是被攻擊合約的Swap函數。首先調用兩次decode_op，從入參oracle中獲得價格預言機相關的信息。OP結構體包含四個成員：數據類型（datatype）、Token地址（token）、預言機價格（price）和時間戳（timestamp）。

在進行一系列驗證後，合約調用tax內部函數計算此次swap所收取的費用。接下來有三個Token操作：首先根據入參ns[0]將平臺幣REI Burn掉；然後Mint衍生資產（在y.token中指定），數量為ns[1]；最後Mint部分平臺幣給GOV合約作為此次swap的費用。

以上是swap开頭的decode_op函數的實現。從這裏可以看出，入參oracle除了包含OP結構體外，還包含了SIGNATURENUM個（在攻擊時這個值為3）籤名用於驗證OP的值。我們推測Zerogoki設置了一系列驗證者，價格預言機中包含的信息必須經過籤名驗證才有效。在代碼中檢查了用於籤名的地址是否在數組authorization裏，該數組是只能由owner進行設置的驗證者數組。同時，代碼還限定了必須由三個不同的authorized籤名者進行驗證。

總的來說，swap傳入的參數，第一個參數ns用於指定swap兩種Token的數量，沒有經過任何校驗；第二個參數包含了價格預言機的信息，需要authorized私鑰進行籤名驗證。

在代碼中我們注意到兩點：

1. 入參oracle中，與swap直接相關的只有x.token和y.token，即swap的兩種token的類型（其中根據協議設計，x.token大部分為平臺幣REI）。

2. 雖然入參oracle需要相對復雜的籤名機制進行驗證，但其對應的信息只用於進行驗證及swap費用（即tax）的計算。

3. 真正決定swap兩種Token數量的是入參ns。

我們無從得知項目方為何要進行這樣的設計。當然，由於swap函數开頭要調用decode_op對入參oracle的籤名進行驗證。因此，這段代碼出現問題的唯一原因，是至少有三個authorized籤名者被compromised。

攻擊分析

不幸的是，這種黑天鵝事件真的發生了。在攻擊交易0x81e5f715中，攻擊者想辦法利用三個authorized籤名者的公鑰，向入參oracle提供了三個正確的籤名；同時向入參ns提供了一個非常不合理的參數，導致攻擊者用少量的REI Token就Mint了大量zUSD。

如上圖所示，攻擊者用300個REI Token，Mint出了70w+個zUSD代幣（zUSD代幣對標美元）。

深入分析後我們發現，攻擊者提供給入參oracle的籤名都是正確的，這三個籤名對應三個authorized地址：

0x0d93A21b4A971dF713CfC057e43F5D230E76261C

0x3054e19707447800f0666ba274a249fc9a67aa4a

0x4448993f493b1d8d9ed51f22f1d30b9b4377dfd2

我們無從得知攻擊者是怎樣得到這三個地址對應的私鑰的。最直觀的原因有兩種可能：三個地址的私鑰同時泄露，或者同時出現了三名“臥底”。無論哪一種，看起來都像是一種概率極低的黑天鵝事件。但可以肯定的是，正是這種黑天鵝事件導致了這次奇怪攻擊的產生。

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