去中心化金融(DeFi)作为区块链生态当红项目形态，其安全尤为重要。从去年至今，发生了几十起安全事件。
BlockSec作为长期关注DeFi安全的研究团队(https://blocksecteam.com)，独立发现了多起DeFi安全事件，研究成果发布在顶级安全会议中（包括USENIXSecurity,CCS和Blackhat)。在接下来的一段时间里，我们将系统性分析DeFi安全事件，剖析安全事件背后的根本原因
往期回顾：(1)我为自己代言：ChainSwap攻击事件分析(2)倾囊相送：Sushiswap手续费被盗
0xffffffff.前言
北京时间2020年11月12日夜晚。DeFi聚合器Akropolis遭受攻击，黑客通过Flashloan+重入的攻击方式，盗取了存储在Akropolis中价格超过2,000,000美元的数字资产。本文将以一笔攻击交易为例，深度解读此次攻击的原理。
时间：Nov-12-202012:04:02PM+UTC#11242695
阅读建议：
如果您刚刚接触DeFi(Ethereum)，可以从头看器，但是文章比较长，看不下去记得点个关注再走。
如果您对Akropolis等DeFi聚合器项目比较了解，可以直接从「0x2攻击分析」开始。
0x0.背景介绍
BlockFi的矿机等实物资产以470万美元的价格出售给US Farms:金色财经报道，破产法官批准以 470 万美元的价格出售 BlockFi 的矿机和其他实物资产。这些资产被卖给一个名为 US Farms 的公司。
相关律师表示，该交易是在“非常有竞争力”的拍卖过程之后达成的，该过程包括五个对完整矿业资产包的出价和七个额外的部分出价。
据悉，BlockFi 是比特币挖矿领域最大的贷方之一，该公司打算出售 1.6 亿美元的矿业贷款。（TheBlock）[2023/3/24 13:23:29]
2020年可谓是去中心化金融的元年。随着DeFi生态的不断发展，越来越多的DeFi项目上线以太坊。普通用户可以选择自己喜欢的DeFi项目进行投资以获得收益。但是随着DeFi市场的急剧扩张，普通用户面临的一个问题就是在众多DeFi项目中如何选择投资的目标，他们需要有人来帮助他们来进行投资。在这种情况下，一系列资产托管平台、投资组合平台应需而生。Akropolis就是众多资产托管平台中的一个：
普通用户将个人的数字资产投入到Akropolis中，由Akropolis确定投资方向，优化投资策略。Akropolis获得投资收益之后，将收益按比例分配给投资Akropolis的普通用户。以现实中的金融活动举例子，Akropolis就像是基金，其所投资的DeFi项目就是股票，基民购买基金，基金持有股票，获得收益后将收益分配给基民。
动态 | Blockchain.com秘密筹建了加密借贷业务平台:据TheBlockCrypto今日报道，钱包提供商Blockchain.com秘密筹建了其加密借贷业务平台，该平台有望在11月提供超过1.2亿美元的贷款。通过对全球的加密网络的连接和对库存的访问，这项业务从钱包提供商开始逐步将代币借贷给客户。[2019/11/14]
0x1.Akropolis机制
为了便于理解，我们首先简要地介绍一下和此次攻击相关的两个实体合约：Protocolcontract和Akropoliscontract
Protocol:Protocol可以简单地理解为：用户将手中的token投资到Protocol中，获得Protocol的份额，等到将来Protocol中的资产升值了，那么用户便可以从Protocol获取到一定的收益
Akropolis:之前我们讲过，由于ETH上的DeFi项目太多了，如果用户要投资多个项目，要么不知如何抉择，要么操作难度比较大，所以Akropolis扮演了一个投资聚合器的角色：Akropolis绑定了多个DeFi投资项目，用户可以很方便地通过Akropolis使用手里的token进行投资：用户只需要简单的调用Akropolis的函数，指定想要投资的protocol，那么Akropolis就会去帮你在不同的protocol中完成投资。
总体的交互逻辑如图所示：
分析 | The Block：6月份比特币价格上涨可能并非由散户投资者推动:据The Block报道，6月份加密货币交易所的网络访问量总计达到1.74亿次。其中，币安的访客数量最多，接近4500万; 其次是Coinbase，访客达3650万，而其他交易所的访问量都不到1000万。而当6月价格上涨78％时，交易量几乎与5月持平，这可能表明散户投资者不是近期价格上涨的助推剂。[2019/7/11]
Akropolis提供了两个外部接口：functiondeposit(address_protocol,addressmemory_tokens,uint256memory_dnAmounts)和functionwithdraw(address_protocol,addresstoken,uint256dnAmount,uint256maxNAmount)
Akropolis.depositfucntion:deposit函数的功能是：
用户调用deposit。
Akropolis先计算Protocol中有多少的token：nBalanceBefore。
Akropolis将用户的token转入到Protocol中。
Akropolis再计算protocol中token的数量：nBalanceAfter。
得到用户投资的数量：nDeposit=nBalanceAfter-nBalanceBefore。
通过用户投资的数量计算得到用户投资份额。
声音 | BlockStream：“比特币卫星”双向通信服务已覆盖全球:据cryptoinsider消息，BlockStream宣布其旗下的Satellite服务现已覆盖全球。这项服务是Blockstream在地球同步轨道上借用和开发通信卫星线路的服务，旨在实现一个可以从地球上任何地方访问比特币的世界。
该服务的存在降低了由于灾难和因特网关闭而破坏比特币的块链的风险，并且具有增加块链网络的可用性的效果。通过这种服务扩展，它不仅可用于区块链同步，还可用于比特币支付（交易传输），包括亚太地区。这意味着比特币网络的审查阻力将更高。据悉，中国和日本也在覆盖范围内。[2018/12/18]
Akropolis.depositToProtocol函数：
Akropolis.distributeYieldInternal函数和Akropolis.updateProtocolBalance函数：
Protocol.normalizedBalance函数：
注意，Protocol.normalizedBalance中的_registeredTokens=。deposit函数中使用到的distributeYieldInternal函数和updateprotocolBalance函数的功能都是查询当前Protocol函数中所有代币的余额，注意这里面normalizedBalance的意思是对余额归一化处理。
独家 | BlockTOP Kira：科学分散投资以对冲市场下行风险:针对近期以太坊价格跳水的现象，金色财经就此事独家采访到BlockTOP Kira，在关于“以太坊暴跌对投资方的影响”这一问题上，他表示：“历史证明，熊市历来是优质项目最好的试金石，资本方在熊市之际最重要的是做好投资组合的流动性管理，这并不意味着完全不投资，流动性充足的资本更应该积极提升投资专业能力，并加大力度专注于投资技术驱动的优质项目；同时，资本方应该开始评估市场上专业的资产管理和组合投资配置服务，通过科学分散的方式对冲市场下行风险；此外，头部的资本方在这段时间内会更注重于品牌建设和资金募集的工作，以巩固强者恒强的竞争格局。”[2018/8/24]
用户可以调用deposit函数，通过指定Protocol和token以及token的amount，将一定数量的代币存入到和Akropolis中，Akropolis根据用户存入的代币数量给用户返还Akropolis的LPToken。随后使用用户投资的token投入到Protocol中。
withdrawfucntion:
用户通过调用withdraw函数，取出之前通过deposit函数存入的token，获取利息。
0x2.攻击原理
我们注意到，在Akropolis.deposit函数中，要先计算beforeBalance，然后调用token的transferFrom函数，将token转到Protocol中，最后计算afterbalance，正常逻辑下这种计算方式是正确的，但是如果攻击者提供的token地址是一个恶意地址，那么在这种情况下，实际有效的token并没有转到Protocol账户中，并且Akropolis.deposit没有防止重入的机制。这样就使得攻击者可以利用1.token地址未经校验，2.deposit函数没有放重入机制来对Akropolis进行攻击。攻击流程图如下：
STEP1：
攻击者首先调用Akropolis.deposit函数，传递的token地址参数是一个恶意合约地址。函数内部首先计算balanceBefore1，然后由于攻击者传递进来的token合约地址是攻击者伪造的faketoken，所以Akropolis紧接着调用了fakeToken.transferFrom函数。
STEP2:
在fakeToken.transferFrom函数中，该合约再次调用Akropolis.deposit，传递的token地址就是真实的DAI的地址，所以在第二次调用deposit的逻辑是一个正常逻辑：攻击者存入一笔DAI，然后Akropolis根据balanceAfter2-balanceBefore2为攻击者mint出对应的LPtoken。注意：这里面balanceBefore2=balanceBefore1。
STEP3:
在step2结束后，交易控制流返回到第一次的deposit之中，注意：这时候Akropolis计算了balanceAfter1并且balanceAfter1=balanceAfter2，然后根据step1中的balanceBefore1计算出balance之差，再一次给攻击者mint出LPtokens。
虽然在整个交易中攻击者只给Protocol传进去一笔约$25k的DAI，但是由于重入的机制，导致的第二次deposit之后balanceBefore1没有及时更新，使得Akropolis在函数控制流返回到第一次deposit函数中的时候以为攻击者又给Protocol转移了$25k的DAI。从而给用户再一次mint出对应的LPtokens。
Others
总体而言，攻击者通过重入+构造恶意token合约的方式，在仅仅花费$25kDAI的情况下使得Akropolis以为攻击者存入了$50kDAI，最后取出这50kDAI，完成攻击，获利25kDAI。
Step3中我们提到了其实balanceAfter2比balanceAfter1小1，这个原因是在deposit的后续操作中会将用户传递进来的token注入到Curve的池子之中，而Curve的合约中会检查Curve之中Token的余额变化，如果说池子的余额没有变化，那么Curve就会执行revert。所在faketoken的transferFrom函数中一定要往protocol之中转一笔钱，不过数量不限。
可以看出在faketoken的transferFrom函数中攻击者向Protocol转了1个DAI。
0x3.总结
由于Akropolis并没有对用户传递进来的token参数进行校验，加上deposit函数没有防重入，导致攻击者利用伪造的tokencontract重入deposit函数，从而达到偷天换日，鱼目混珠，使用少量的DAI换出大量的DAI的效果。
BlockSec团队以核心安全技术驱动，长期关注DeFi安全、数字货币反和基于隐私计算的数字资产存管，为DApp项目方提供合约安全和数字资产安全服务。团队发表20多篇顶级安全学术论文(CCS,USENIXSecurity,S&P)，合伙人获得AMiner全球最具影响力的安全和隐私学者称号(2011-2020排名全球第六).研究成果获得中央电视台、新华社和海外媒体的报道。独立发现数十个DeFi安全漏洞和威胁，获得2019年美国美国国立卫生研究院隐私计算比赛(SGX赛道)全球第一名。团队以技术驱动，秉持开放共赢理念，与社区伙伴携手共建安全DeFi生态。
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