이더리움PoW의 "메시지" 재전송 공격 분석

2022년 9월 16일, 일부 공격자들이 PoS 체인의 메시지(즉, calldata)를 EthereumPoW(PoW 체인이라고도 함)에서 재생(replay)하여 다량의 ETHW를 탈취하는 데 성공한 것을 탐지했습니다. 이 공격의 근본 원인은 PoW 체인의 Omni 브릿지가 오래된 chainId를 사용하고 있으며, 크로스체인 메시지의 실제 chainId를 올바르게 검증하지 않기 때문입니다.

우리는 즉시 EthereumPoW 공식 팀에 연락했습니다. 팀은 적극적으로 조치를 취하려 했으며, Omni Bridge와 소통을 시도하기도 했습니다.

That's why we asked the other day...

A message from the core -https://t.co/aemIaDFXvP

And a tweet to clarify - https://t.co/9bCKm0sugK

Thanks Blocksec, they were the 1st to pinpoint the issue.
Thanks the core and eip155, for protecting ETHW community.#safu #security https://t.co/htlLXQlTT7
— EthereumPoW (ETHW) Official (@EthereumPoW) September 18, 2022

그러나 실제 공격 사례가 점점 더 많이 관찰됨에 따라, 우리는 이 위험을 대중에게 알려야 한다고 판단하여 2022년 9월 18일에 경고를 발표했습니다.

이러한 공격, 즉 메시지가 아닌 트랜잭션을 재생한다는 오해가 여전히 존재하기 때문에, 이 보고서에서 이를 명확히 설명하기 위한 상세한 분석을 제공하고자 합니다.

공격 분석

다음은 공격 트랜잭션의 예시입니다:

Ethereum의 PoS Tx: https://etherscan.io/tx/0xbddb0cc8bc9949321e1748f03503ed1a20dd618fbf0a51dc5734c975b1f8bdf5
(공격) EthereumPow의 PoW Tx: https://www.oklink.com/en/ethw/tx/0x9c072551861ce384203516f4d705176a2d2e262d5b571d853467425f1a861fb4

이 두 트랜잭션은 서로 다르지만, 두 트랜잭션의 calldata(또는 입력 데이터)는 완전히 동일합니다:

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

이것은 safeExecuteSignaturesWithAutoGasLimit 함수 호출의 입력 데이터입니다.

명백히, 공격자(0x82fae)는 먼저 Gnosis 체인의 omni 브릿지를 통해 200 WETH를 전송한 뒤, PoW 체인에서 동일한 메시지를 재생하여 추가로 200 ETHW를 획득했습니다. 이를 통해 PoW 체인에 배포된 브릿지 컨트랙트의 잔액이 모두 소진될 수 있습니다.

취약점 분석

Omni 브릿지의 소스 코드를 분석한 결과, chainId를 검증하는 로직이 실제로 존재함을 확인했습니다.

    function _isDestinationChainIdValid(uint256 _chainId) internal returns (bool res) {
        return _chainId == sourceChainId();
    }

안타깝게도, 이 컨트랙트에서 검증에 사용되는 chainId는 unitStorage라는 스토리지에 저장된 값에서 가져옵니다:

    /**
     * 소스 네트워크의 체인 ID를 가져오는 내부 함수
     * @return 현재 네트워크의 체인 ID
     */
    function sourceChainId() public view returns (uint256) {
        return uintStorage[SOURCE_CHAIN_ID];
    }

이는 EIP-1344에서 제안된 CHAINID 옵코드를 통해 가져오는 실제 chainId가 아닙니다. 이는 해당 코드가 매우 오래되었기 때문일 가능성이 높습니다(Solidity 0.4.24 사용). 이 코드는 PoW 체인이 포크되기 전까지는 정상적으로 작동했습니다.

요약하자면, 이 공격의 근본 원인은 ETHW 체인의 Omni 브릿지가 오래된 chainId를 사용하고 있으며, 크로스체인 메시지의 실제 chainId를 올바르게 검증하지 않기 때문입니다. 또한, 유사한 문제가 다른 프로토콜에도 존재할 수 있습니다.

영향

직접적인 영향으로는 공격자가 다량의 ETHW(및 PoW 체인의 브릿지가 보유한 기타 토큰)를 탈취하여 일부 마켓플레이스(예: 일부 CEX)에서 거래할 수 있다는 점입니다. 이를 통해 유동성 증가로 인해 ETHW의 가격이 영향을 받을 수 있습니다. 따라서 사용자/투자자는 PoW 체인에서 이러한 토큰을 거래할 때 주의를 기울여야 합니다.

결론

Solidity 개발자는 컨트랙트 자체에서 관리하도록 설계된 chainId를 다룰 때 특별히 주의를 기울여야 합니다.

BlockSec 소개

BlockSec은 2021년 세계적으로 저명한 보안 전문가 그룹에 의해 설립된 선도적인 블록체인 보안 기업입니다. 이 회사는 대중적 채택을 촉진하기 위해 떠오르는 Web3 세계의 보안과 사용성을 향상시키는 데 전념하고 있습니다. 이를 위해 BlockSec은 스마트 컨트랙트 및 EVM 체인 보안 감사 서비스, 보안 개발 및 위협 선제 차단을 위한 Phalcon 플랫폼, 자금 추적 및 조사를 위한 MetaSleuth 플랫폼, 그리고 Web3 빌더들이 크립토 세계에서 효율적으로 서핑할 수 있도록 돕는 MetaDock 확장 프로그램을 제공합니다.

현재까지 이 회사는 MetaMask, Uniswap Foundation, Compound, Forta, PancakeSwap 등 300개 이상의 저명한 고객사에 서비스를 제공했으며, Matrix Partners, Vitalbridge Capital, Fenbushi Capital을 포함한 著名 투자자들로부터 두 차례의 투자 라운드를 통해 수천만 달러의 투자를 유치했습니다.

공식 웹사이트: https://blocksec.com/

공식 트위터 계정: https://twitter.com/BlockSecTeam