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神経橋セキュリティインシデントの分析

Code Auditing
2021年11月18日
4 min read

0x.1 前言

2021年11月15日,我们的内部监控系统在BSC上发现了可疑的闪电贷交易。 经过调查,我们发现这是针对Nerve Bridge的攻击,包括fUSDT和UST的MetaPool。

图1:攻击交易示例
图1:攻击交易示例

截至本报告撰写时,攻击者已耗尽Nerve质押池中fUSDT和UST的流动性,并获得了900 BNB的利润。

令人惊讶的是,我们发现易受攻击的代码是从Saddle.Finance分叉而来的,而Saddle.Finance的代码已导致Synapse Bridge在2021年11月6日遭受了8亿美元的损失。 具体而言,该漏洞的根本原因在于不同库中计算代币兑换金额的实现不一致。

然而,目前没有任何公开可用的报告来分析此次安全事件。 因此,在本博客中,我们旨在提供全面的分析,包括项目的机制、漏洞和攻击。

0x2. 背景

0x2.1 什么是MetaPool?

Curve提供了两种稳定币兑换池:标准StableSwap Pool和MetaPool。前者是完全的AMM,用于在不同的稳定币之间创建跨市场交易 [1]。它是最广泛使用的池类型,例如Curve.3pool,其中包含DAI、USDC和USDT。但是,此池无法隔离稳定币之间的风险,这可能导致LP提供者遭受巨大损失。

因此,提出了MetaPool来解决这个问题。 正如Curve [2]所述,“它允许单个币与另一个(基础)池中的所有币进行兑换,而不会稀释其流动性”。它本质上是稳定币与标准StableSwap Pool(包含其他几种稳定币)的LP代币之间的兑换池。在我们的上下文中,我们将这两种稳定币分别称为池稳定币和底层稳定币。

例如,本次事件的一个受害者就是fUSDT的MetaPool和Nerve.3pool的LP代币(包含BUSD、USD和USDC),该池的结构本质上是[fUSDT, LP代币(BUSD, USD, USDC)]。因此,fUSDT是池稳定币,而BUSD、USD和USDC是底层稳定币。

图2:Nerve.3pool
图2:Nerve.3pool

0x2.2 易受攻击代码的来源

Curve的MetaPool是用Vyper实现的。为了支持Solidity的开发,Saddle.Finance的开发团队用Solidity重写了代码。由于此漏洞的出现,它已被 Synapse 和 Nerve 分别分叉并采用。11月6日,Synapse遭到攻击。

图3:针对Synapse的攻击交易
图3:针对Synapse的攻击交易

MetaPool中约有820万美元的资金被提取,但由于攻击者“愚蠢”的错误,实际上没有资金损失 [3]。

此后,Saddle.Finance采取了紧急行动,通过暂停所有MetaPool合约来保证资金安全。然而,Nerve Bridge并未采取任何行动,这不可避免地导致了此次安全事件。

相关合约地址如下:

  • MetaSwap: 0xd0fBF0A224563D5fFc8A57e4fdA6Ae080EbCf3D3
  • SwapUtils: 0x02338Ee742ddCDe44488640F4edf1Aa947E670E7

0x3. 漏洞分析

在MetaPool中,有两个重要函数:swap和swapUnderlying。具体来说,前者用于兑换LP代币和池稳定币,后者用于兑换池稳定币和底层稳定币。

swap: _calculateSwap函数
swap: _calculateSwap函数
swapUnderlying: _calculateSwapUnderlying函数
swapUnderlying: _calculateSwapUnderlying函数

然而,这两个函数实现不一致。如上两图所示。红色矩形中的代码片段用于通过测量LP代币的“虚拟价格”来调整LP代币的价值(随着更多费用的产生,该价格从基线值1开始增加)。而swap函数忽略了虚拟价格的影响,这意味着LP代币的价值将被低估。换句话说,可以兑换出更多的LP代币。

结果是,可以通过首先用相应的LP代币提取底层稳定币的流动性,然后通过调用swapUnderlying函数来兑换池稳定币,从而可以获得更多的池稳定币。

0x4. 攻击分析

我们将以示例交易为例来说明攻击。

图6:攻击的五个步骤
图6:攻击的五个步骤

图6显示攻击者采取了以下五个步骤发起攻击:

  • 步骤1:从Fortube使用闪电贷借入50,000 BUSD。
  • 步骤2:用50,000 BUSD从Ellipsis兑换36,959 Nerve 3-LP,滑点相对较大。
  • 步骤3:调用MetaSwap的swap函数,将50,351 fUSDT兑换为36,959 Nerve 3-LP,滑点相对较大。
  • 步骤4:使用LP代币(在上一步中收到)调用Nerve.3pool的removeLiquidityOneCoin函数,提取BUSD流动性,即37,071 BUSD。
  • 步骤5:调用MetaSwap的swapUnderlying函数,用BUSD兑换fUSDT,并收到51,494 fUSDT。

攻击者重复执行上述五个步骤(约200多笔交易)耗尽了MetaPool的流动性,最终获利900 BNB。

有趣的是,攻击者仅仅采用了与Synapse事件相同的攻击方法,但这并不是一种最优的实现目标的方式。或者,可以通过更有效率的方式发起攻击,例如应用优化的参数在一次交易中耗尽流动性。结果表明,攻击者可能并未完全理解此漏洞的根本原因。

参考

[1] https://curve.fi/files/stableswap-paper.pdf

[2] https://resources.curve.fi/lp/depositing/depositing-into-a-metapool/

[3] https://synapseprotocol.medium.com/11-06-2021-post-mortem-of-synapse-metapool-exploit-3003b4df4ef4

致谢:Hailin Wang, Lei Wu, Yajin Zhou @BlockSec

Twitter: https://twitter.com/BlockSecTeam

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