MEM:表里不一：Sanshu Inu的Memestake合約遭襲事件分析_MEME

北京時間2021年07月21日03:40，我們的攻擊檢測系統檢測到某個交易異常。通過對該交易進行擴展分析，我們發現這是一起利用通縮代幣（deflation token）KEANU的機制對Sanshu Inu部署的Memestake合約的獎勵計算機制的漏洞進行攻擊的事件，攻擊者最后獲利ETH約56個。下面詳細分析如下：

今年以來爆火的狗狗幣（DOGE）、柴犬幣（SHIB）引發了廣泛的關注，同時帶火了其他相關的meme幣，更引發了大量的項目方開發自己的meme幣及圍繞meme幣提供服務，其中Sanshu Inu就是其中一員。Sanshu Inu不僅發行meme幣SANSHU，還創建了合約Memestake作為meme幣的耕種池。用戶只要往Memestake中質押meme幣，就可以獲得代幣Mfund作為獎勵。

另一方面，大量的meme幣都是通縮代幣，即該種代幣的發行量會逐漸減少。其中部分meme幣的通縮實現形式是在用戶每次進行交易轉賬（transfer）的時候扣取一定比例的幣用于銷毀和再分配，這將導致接收方實際收到的token數量小于支出方實際支付的數量。本次涉及的通縮代幣KEANU就是采用這種實現。

該攻擊的大致原理就是通過控制Memestake進行KEANU的多次轉入轉出減少其持有的KEANU數量，從而利用其獎勵計算函數的漏洞致使Memestake給攻擊者發送大量Mfund。

為了便于理解，我們首先簡要地介紹一下和此次攻擊相關的兩個實體合約：KEANU代幣的 KeanuInu 合約和 Memestake 合約。

KeanuInu 合約

正如前面所說，KeanuInu在實現代幣KEANU的轉賬時，會扣取一定比例的幣用于銷毀和再分配，其中用于銷毀的比例設置為定值——2%。如圖，在調用KeanuInu的transfer()及transferFrom()函數的時候，函數調用中顯示的轉賬數量跟emit的事件log中記錄的數量并不一致。

加密貨幣總市值24小時漲幅達1.5%:金色財經報道，據coingecko數據顯示，比特幣市值已回升至5135億美元關口，本文撰寫時為513,594,459,781美元。此外，整個加密貨幣市值也出現了較大幅度上漲，當前加密貨幣總市值約為1.109萬億美元，過去24小時漲幅達到1.5%。[2023/6/18 21:44:44]

其由于其實際代碼實現較為復雜，此處不再展示，感興趣的朋友可以根據后面附錄給出的合約地址在etherscan.io自行查看合約實現。另外，上面兩張截圖來源于我們自行開發的交易解析工具，目前開放公測中。歡迎各位點擊https://tx.blocksecteam.com:8080/試用。我們的工具將函數調用與過程中產生事件log結合展示的方式，對于分析通縮代幣等問題更有幫助。

Memestake 合約

下圖是MemeStake的deposit函數。函數首先調用updatePool更新資金池狀態，然后將用戶的token轉賬給自己。當傳入的_amount大于0時會在代碼的1295行進行轉賬。

然而，由于KEANU token的通縮特性，雖然調用safeTransferFrom函數時傳入的金額是amount，但是實際上轉入資金池的金額小于amount。并且在代碼分析中我們注意到，transfer的目的地是自己，也就是說對于MemeStake來說，所有用戶的某個幣種（如KEANU token）的存款都屬于MemeStake。

在轉賬后的1296行，MemeStake會對用戶的存款進行登記，但這里登記采用的仍然是amount（而真實的轉賬量小于amount），因此用戶真正的存款量比登記的user.amount更小。

首爾法院批準扣押Do Kwon價值1.76億美元的資產:金色財經報道，韓國檢察官已獲得首爾南區法院刑事庭的批準，可以沒收 Terraform Labs 聯合創始人兼前首席執行官 Do Kwon 擁有的資產。該報告披露，共凍結了價值 2333 億韓元（1.76 億美元）的資產，其中包括進口車輛、銀行存款和在數字貨幣交易所持有的加密貨幣賬戶。[2023/5/11 14:57:13]

最后在1299行，可以看出user.rewardDebt參數也是根據（比真實值要大的）user.amount來計算的。

下圖是MemeStake的withdraw函數。該函數首先會檢查user.amount是否還有足夠的余額，但由于user.amount本身比真實值大，因此這里的檢查是不準確的。接下來，同樣會調用updatePool函數更新資金池狀態。

在1321行，withdraw函數會先扣除在user.amount中登記的余額，然后調用transfer函數把token轉回用戶。和deposit函數一樣，這里的邏輯同樣存在問題，由于每次轉賬都會造成通縮，因此轉給用戶的數量會小于實際的轉賬量。

最后來看MemeStake的updatePool函數。首先從1255行可以看出，每次調用會記錄上一次更新的blockNumber，如果此次調用的區塊和上次更新時相同，則會直接返回，也就是說updatePool對每個區塊只會更新一次資金池狀態。

接下來在1259行，會獲取MemeStake自身在token合約中的余額（上文提到，每次用戶deposit都會將token轉給MemeStake）。最后在1275行，會利用這個余額作為分母，計算該資金池每一次deposit和withdraw的獎勵（也就是pool.accMfundPerShare參數）。計算方式如下：

基于Cardano的汽車項目將在斯里蘭卡啟動:1月19日消息，eTukTuk是一個基于Cardano的汽車項目，近日該公司宣布，將在斯里蘭卡啟動其業務。eTukTuk旨在通過可持續的、動態的多收入模式來解決全球電動汽車充電站的高成本和缺乏問題。

（thecryptobasic）[2023/1/19 11:21:34]

pool.accMfundPerShare += mFundReward / token.balanceOf(MemeStake)

回到withdraw，我們來看存取款獎勵代幣Mfund是怎樣轉賬的。首先在上圖withdraw函數的第1325行，計算用戶是否有pending的Mfund token沒有發放，計算公式為：

rewardMfund = user.amont * pool.accMfundPerShare / 1e18 - user.rewardDebt。

而rewardDebt是這樣計算的（圖中第1325行）：

user.rewardDebt = user.amount * pool.accMfundPerShare / 1e18

因此，從代碼中我們不難構造出一種可能的攻擊：

首先，在一個交易內，通過反復調用deposit和withdraw函數，榨干MemeStake的資金池。這個操作利用了三個代碼問題：

首先，user.amount的記賬比真實值多，因此每次withdraw都可以成功。

第二，MemeStake中所有用戶的資金都在一個池子中，因此每一筆轉賬實際上Burn掉的是池子中其他用戶存入的KEANU token。

美參議員確認比特幣是將繼續存在的數字黃金:金色財經報道，來自懷俄明州的美國參議員Cynthia Lummis斷言比特幣是數字黃金，同時確認該資產將繼續存在。Lummis還指出，比特幣是一種商品，是一般加密行業的標準，這與后來出現的其他數字貨幣不同。Lummis提到比特幣是完全去中心化的，同時指出大多數隨后出現的加密貨幣不會持續更長時間，尤其是那些由個人或實體發行的加密貨幣。根據Lummis的說法，由創始人大量持有并進入流通的加密貨幣不符合去中心化資產的條件。但是，她沒有提及任何具體資產。

Lummis稱，“我確實認為比特幣會繼續存在。而且我認為很多其他的都不是，事實上比特幣是完全去中心化的，而且其中一些是由個人或實體發行的，他們為自己保留了一大塊硬幣，然后發行其他人參與意味著它們看起來更像是證券而不是商品。比特幣顯然是一種商品。它是數字黃金。”[2022/12/4 21:21:04]

第三，由于updatePool在同一個塊中不會進行狀態更新，因此不會影響pool.accMfundPerShare參數，也不會產生Mfund token的reward。

接下來，在下一個區塊時，直接調用withdraw函數。

通過對updatePool函數的分析可知，此時會產生池子狀態的更新，且由于前一步操作榨干了MemeStake的資金池，token.balanceOf(MemeStake)極低，產生了巨大的pool.accMfundPerShare。

隨后在withdraw函數的第1315行，計算出的Mfund reward量非常大，導致巨額的Mfund回報。

0x2. 攻擊分析

前面介紹了漏洞成因及漏洞的利用方式，我們接下來介紹攻擊者實際是如何進行攻擊的。

如圖所示，攻擊可以分為4步，其中關鍵攻擊步驟為第2步，利用通縮代幣的特性操縱Memestake的獎勵計算。

美聯儲布拉德：將通脹降至2％是美聯儲的首要目標:9月8日消息，美聯儲布拉德表示，將通脹降至2％是美聯儲的首要目標。[2022/9/9 13:18:01]

第1步（準備），首先攻擊者創建了兩個合約并進行初始化，其中合約一為表現正常的投資合約，攻擊者通過合約一往Memestake存入約2,049B KEANU ，為步驟3獲利大量MFUND獎勵做好鋪墊。合約二為操縱Memestake的獎勵計算的合約，先進行了相關token的approve操作。

第2步（操縱），攻擊者先從uniswapV2中flash loan大量的KEANU代幣，然后通過合約二往Memestake中多次deposit 和withdraw大量KEANU，導致Memestake被迫大量交易KEANU。由于KEANU是一種通縮代幣，每次交易會燒掉2%的交易額，導致用戶真正存入Memestake的量比登記的user.amount更小，取出時又是按照user.amount轉給用戶（詳見代碼分析），導致Memestake池子中KEANU的代幣持有量不斷減少，最終為1e-07。如下圖所示，涉及交易為0x00ed，交易截圖未完全，請自行根據交易查看。

第3步（獲利），攻擊者首先通過合約二調用了Memestake.updatePool()函數，修改了KEANU所在池子的accMfundPerShare，由于該值依賴于池子所持有的KEANU的代幣量，而這在第二步中被操縱了（具體公式見下方代碼分析）。這使得合約二在接下來withdraw的時候可以獲得遠超正常值的Mfund（約61M）這種token作為獎勵。第3步發生于交易0xa945中，同時攻擊者開始將部分獲得的MFund換成WETH等代幣。

第4步（收尾），攻擊者將獲得的MFund、KEANU等代幣換成ETH，并通過Tornado.Cash轉移走，至此攻擊結束，攻擊者從中獲利ETH 55.9484578158357個（攻擊者的EOA地址及部署的攻擊合約還殘留有部分SANSHU和KEANU代幣未計入），約10萬美元。

下面附上攻擊地址0x0333的交易截圖，交易截圖未完全，請根據地址自行查看詳情（具體地址及交易詳見文章末尾）。

Others:

有趣的是，攻擊的第2、3步都與flashbots交易有關。

其中第2步涉及的交易0x00ed由于采用了UniswapV2 flashloan，且交易前后相當于用約38ETH去購買了KEANU，由此產生了很大的套利空間。因此該筆交易受到另一名攻擊者的三明治攻擊（sandwich attack），即本事件的攻擊者也是另一個三明治事件的受害者。該三明治攻擊者獲利3.2769697165652474ETH，但是給了礦工2.405295771958891249ETH，凈獲利0.8716739446063562ETH。

而第3步攻擊涉及的交易0xa945則由于在uniswap池子中大量售出MFund，創造了套利空間，所以被back-running而成為flashbots交易。該searcher獲利0.13858054192600666ETH，其中交給礦工0.099085087477094764ETH，凈獲利0.03949545444891189ETH。

由于UniswapV2中將flash loan的實現與普通的Swap結合在一起，具體的實現原理及為什么由此導致第2步存在套利空間可以參閱我們的paper Towards A First Step to Understand Flash Loan and Its Applications in DeFi Ecosystem (SBC 2021). 鏈接https://www.blocksecteam.com/papers/sbc21_flashloan.pdf

攻擊者利用通縮代幣的特性控制了平臺持有代幣的數量，影響了獎勵代幣的計算發放，由此獲利ETH 55.9484578158357個。而這原因在于，Sanshu Inu平臺在引入通縮代幣時缺乏一定的安全考量，導致攻擊者有空可趁。

由此，我們給有關項目方的安全建議有：

1. 對項目引入的代幣應當有足夠的認識，或者通過建立白名單的機制對交互的token進行限制。近兩年來，已經有多起安全事件與未加限制的token或者交互的token有問題有關，如最近的BSC鏈上的Impossible Finance事件，我們這個系列上一篇Akropolis攻擊事件，2020-11-17的Origin Dollar事件及2020-06-28的Balancer事件等。特別是與通縮代幣的交互，如在該事件發生不久后，PeckShield也報告了一起發生在polygon鏈上同樣利用通縮代幣及獎勵計算漏洞的安全事件——PolyYeld事件。

2. 項目上線前，需要找有資質的安全公司進行安全審計。我們可以看到，由于defi的money lego屬性，很多defi項目之間可以隨意組合，從而產生了互相影響，而這正是defi領域安全事件頻發的原因。因此，項目方所需關注的安全問題不僅僅局限于自己項目，也同樣需要考慮在與其他項目交互過程中存在的安全漏洞。

攻擊者EOA地址：

0x0333e323e61aa8afa38a1623604a165dcb9f4fec

攻擊合約一：

0x67a54b340392e661af8f757ba03674ede40d9dc3

攻擊合約二：

0xe30dc9b3c29534e9b4e9a166c2f44411163ad59f

攻擊第2步交易0x00ed: 

0x00edd68087ee372a1b6e05249cc6c992bb7b8478cc0ddc70c2a1453428285808

攻擊第3步交易0xa945:

0xa945b1857630e730bd3fac6459c82dee44da45e35cfbbd6dfb7b42146e8dde41

受害者Memestake地址：

0x35c674c288577df3e9b5dafef945795b741c7810

代幣KEANU地址：

0x106552c11272420aad5d7e94f8acab9095a6c952

代幣Mfund地址：

0xddaddd4f73abc3a6552de43aba325f506232fa8a

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