POL:BlockSec DeFi攻击分析系列之三偷天换日：深度剖析Akropolis攻击事件-ODAILY

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

Riot Blockchain任命其现任企业和财务运营负责人为新的首席财务官:金色财经报道，比特币矿商Riot Blockchain任命其现任企业和财务运营负责人 Colin Yee为新的首席财务官，自 8 月 15 日起生效。现任首席财务官 Jeff McGonegal 将于同一天卸任首席财务官一职，并担任 Riot 的高级顾问。McGonegal 预计将在明年 2 月 7 日结束的雇佣协议条款内继续受雇于 Riot，以确保顺利过渡。之后，预计他将与矿工签订咨询协议。（Coindesk）[2022/6/2 3:57:24]

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。

Blockstream宣布推出新的移动端钱包AQUA:Blockstream今日宣布推出新的移动端钱包AQUA。Blockstream介绍称，AQUA是一款简单、无托管的移动钱包，可以方便地发送和接收BTC、LBTC、USDT、L-CAD以及其他Liquid 资产。AQUA完全开源，目前仅支持iOS系统。[2020/9/27]

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：

Blockstream创始人：投资者将涌入交易所推动比特币价格大幅上涨:3月18日，Blockstream创始人AdamBack表示，比特币投资者将涌向加密货币交易所以求低价购买比特币。截至目前，由于投资者仍处于观望状态，AdamBack认为，一旦用户涌入交易所后，当前市场的情况可能会改变。紧随其后的将是BTC价格大幅上涨。（U.Today）[2020/3/19]

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。

现场 | BlockVC创始人：亚洲区块链发展存在三个趋势:金色财经现场报道，今日在第二届世界数字资产峰会上，BlockVC创始人Kevin Xu在题为“区域展望：亚洲发展前景”的圆桌讨论上表示，亚洲区块链发展有三个趋势：第一，混合区块链、私有、公有链的结合；第二，新的金融结构替代银行，建立新的金融网络，为移动支付提供新的契机；第三，区块链用户增长促进DApps的应用落地。[2018/12/12]

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。

动态 | Blockstream推出比特币侧链Liquid Network:据CCN消息，区块链公司Blockstream的首席战略官Samson Mow今天宣布，该公司已经推出了一个比特币侧链——Liquid Network。据悉，Liquid Network是一种建立在比特币网络上的侧链，可促进企业和个人之间更快的比特币交易，同时支持扩展功能。[2018/10/11]

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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