ETH:Uniswap重入事件詳盡解析_KEN

去中心化金融(DeFi)作為區塊鏈生態當紅項目形態，其安全尤為重要。從去年至今，發生了幾十起安全事件

BlockSec獨立發現了多起DeFi安全事件，研究成果發布在頂級安全會議中（包括USENIXSecurity,CCS和Blackhat)。在接下來的一段時間里，我們將系統性分析DeFi安全事件，剖析安全事件背后的根本原因

如果能重來，你會做什么？

本期簡述了一個意外發現時空暗道的毛賊，如何戲弄守護在秘寶洞口的獨角獸，將財寶竊于囊中的魔幻故事

閱讀建議：

如果您初識Defi，又有耐心的話，可以從頭開始閱讀，酌情跳過廢話

如果您對AMM、ERC777、Uniswap等非常了解，可以直接從0x1中Uniswap重入部分開始

文章較長，看不下去，記得點個關注再走喔~

正文

時間：2020-4-18.8:58.#9893295

imBTC是tokenLon發行的與BTC價值1:1錨定的ERC777標準代幣

相關代幣的價值情況：

imBTC($7029.38):ETH($178.81)=39.31

背景介紹

AMM

交易(Trade)是什么：

交易就是賣家和買家，倆人你情我愿，大家都覺得不虧，可以達成這次的交換

交易所(Exchange)是什么：

交易所是這個游戲的組織者，它就像一個紅娘，男男女女來到她這里，提出自己的要求，它便開始牽線，還要保證雙方都滿意

放在現實中，這些要求，就是買家賣家的出價，這些全都記錄在交易所的服務器中。服務器中，買賣的交易請求不斷更新跳動，交易所的機器要做的就是在尚未達成請求中，找到一對可以匹配的，然后促成這筆交易。比如：張三想不低于50塊賣茅臺的股票，李四想不超過60塊買茅臺的股票，機器看到后「剛好，那你倆就湊合過吧」。這種便是中心化交易所通過記賬簿的交易處理方式

但是，這有什么弊端呢？對于健康運行的交易所，市場很熱，不斷有大量的買單和賣單，機器很快就可以找到匹配的交易對。如果對于低迷的市場，你想賣，但是沒人買，這會發生什么？找不到接盤的人！這很影響效率，所以這時市場上出現了做市商

什么是做市商(MarketMaker)呢？

剛才提到，買家找不到賣家，或者賣家找不到買家。怎么解決這一問題呢？

中間商！無論是買家還是賣家，都可以直接找他，他會大量回購資產，再賣出。這其實類似于一種緩存的機制。他要求做市商必須有足夠的資金，大家才相信他不會亂要價

去中心化交易所是什么？

DEX無非就是將上述的過程放到區塊鏈上。它可以直接把上面的程序改寫成智能合約照搬到一條區塊鏈上，同樣用這種記賬簿的方式去撮合交易。但是要知道區塊鏈上的存儲是相當昂貴的

于是人們就開始尋找一種方案，可以通過智能合約實現代幣的有效交換，什么叫有效交換呢，就是無論的買的人還是賣的人都覺得不虧

既然問題出在，記賬簿方式一方面可能存在找不到匹配對手，另一方面鏈上存儲比較昂貴。那我們可不可以把做市商這一機制也搬到鏈上來？簡單來說，就是有一段智能合約它可以吸收大量的資金，每當有人想交換代幣時，直接調用這個合約就可以以市場價獲取另一種代幣，這就是自動化做市商

自動化做市商是什么：

上面提到AMM需要解決兩個問題：

1)如何吸收大量的資金？

傳統做市商需要先買資產，但是如果AMM先去買幣，它去哪里買呢？記賬簿類型的DEX嗎？這并沒有解決根本矛盾。

鏈上混的，大家誰沒幾個幣，所以它只要騙大家過來把幣放在自己這里，資金不就來了。

不過如果沒有經濟激勵，沒人會愿意將自己的錢放在別人口袋里的。這個激勵便是從交易的手續費中獲取，當AMM運作起來，只要有人做交易，就需要交一定的手續費，這個手續費會分配給那些給池子提供流動性的人

LOOKS在Uniswap上24小時交易量超2億美元:1月11日消息，據 Uniswap 數據顯示，LooksRare Token(LOOKS) 在 Uniswap 上 24 小時交易量已達 2.1181 億美元。

此前消息，1 月 10 日，NFT 市場 LooksRare 宣布正式上線并向用戶發放 LOOKS Token 空投，2021 年 6 月 16 日至 2021 年 12 月 16 日期間，在 OpenSea 交易額須至少 3 枚（含）ETH 用戶需掛單一枚 NFT 方可領取。[2022/1/11 8:41:23]

2）如何以市場價交易？

現在DEX把大家的幣都騙過來了，這時有人來了，想用一種代幣來買走池中的另一種代幣。他能買多少呢？

其實抽象來看，每個人擁有的數字貨幣不過是區塊鏈上存的數字，而不同的代幣就是不同的變元。交易這一過程，對于交易池來說，就是一個變元增加，另一個變元減少

回憶一下我們小學學到的數學知識：一條曲線的斜率k=Δy/Δx，上面能買多少的問題，就變成了如何找到和市場一致的這個k

對于上面這條曲線，曲線上的每一點，就代表交易池中兩種代幣的一種狀態，比如P點：y代幣有B個，x代幣有A個。這時有人來池中做交易他花了BD個y可以換出AC個x，這時交易池的狀態就從P點轉移到了Q點，斜率?k值隨之"變小"

因為這個曲線是無限延展的，k值可以取遍0-∞，所以肯定存在一個點與市場的狀態一致(斜率k相等)

那問題來了，誰來推動當前的交易池狀態向著市場狀態逼近？

答案是套利者，每當交易池中狀態與市場狀態不一致時，就會有套利者發現機會，比如當前池中1ETH:5USDT，市場上1ETH:10USDT，這時明顯交易池中ETH的價格虛低，就會有人來交易池中用5個USDT買走1個ETH，再去市場上賣掉獲得10個USDT，凈賺5個USDT，而此時交易池的狀態就向市場的狀態趨近了一步，就這樣不停的有人做套利，最終交易池的狀態一定會和市場的狀態相差無幾

總結

AMM類型的交易所解決的痛點是：區塊鏈上代幣的有效交換

俗話說的好：「哪里有痛點，哪里就有錢賺」。有很多人愿意掏錢來使用代幣交換這個服務

AMM一方面用這些手續費吸引玩家向資金池投錢，資金池有了錢就可以通過AMM實現代幣交換；另一方面，由于套利者的存在，池子代幣交換的價格與市場價格一致

這樣，提供流動性的玩家賺到了手續費，套利者賺到了差價，用戶得到了代幣有效交換這一服務。三個角色缺一不可，構成這一系統。一拍即合，各自歡喜

其中AMM有幾種性質，最廣為人知的就是：交易池中底層代幣(UnderlyingToken)的儲備量滿足一定的不變式，比如Uniswap的恒定乘積(reserve0*reserve1=k)

但其實還有很多隱藏的性質?(伏筆1)，想知道嗎？哎，我就不說，想知道就自己繼續看下去！

ERC777

提出時間：2017-11-20

我們都知道ERC20中代幣轉賬函數的基礎款是?transfer，它的功能只是簡單的balance加減，比如alice調用?transfer(bob,100)?，bob是不知道誰給自己轉了100個token

當然對于我們來說，可以通過查看Ethscan或者查找區塊數據得知。如果bob是一個合約，他是沒辦法在轉賬?balance+=100;?發生的當下得知。這產生了諸多不便，比如用戶想使用合約的一項服務，但是支付了服務費后，合約并不知道誰付錢給了它

因此ERC20中同時存在另一套組合技?approve?+?transferFrom，這樣用戶就可以通過先授權給第三方，第三方再通過查看?allowance來代替委托人轉賬，這無疑帶來的很多的便利

有時候為了方便，同時省去每次approve的gas開銷，用戶選擇直接approve最大值?0xffff...，這種行為是不安全的，如果第三方合約受到攻擊，您的資產也會處于危險中

數據：Uniswap、Sushiwap和1inch等交易量均創下歷史新高:據DeBank數據顯示，1月11日，去中心化交易所（DEX）的交易量創下歷史第二高，達31.70億美元，僅次于2020年10月26日DeFi項目HarvestFinance遭黑客攻擊當日（約32億美元）。其中，位居第一、第二的UniswapV2和Sushiwap的交易量均創下歷史新高，交易量占比分別達到38.85%和22.39%，交易量分別達約12.32億美元和7.10億美元。另外，1inch、dYdX和Balancer等的交易量也均創下歷史紀錄。[2021/1/12 15:56:53]

更多細節了解，可以關注我們的相關工作:TowardsunderstandingtheunlimitedapprovalinEthereum(https://www.youtube.com/watch?v=ijgYfdOADVI)

但是ERC20就完美了嗎？其實還沒有，其中為人所詬病有：

每次都需要先approve再進行其他操作

ERC20中的授權沒有權限的概念，只是簡單的授權余額，這在很多情況下還是存在危險的

每次轉賬無法攜帶信息，這限制了很多應用的想象力

代幣誤轉后鎖死在合約中

可以看到ERC20的功能是非常單一且基礎的，為了對此進行改進提出了ERC777標準

實現的方式無非是在ERC777標準中實現ERC20同樣的函數(如：transfer,transferFrom...)，但是在這些接口內部調用ERC777的邏輯

了解了ERC777的來歷以后，我們看看具體ERC777做了哪些改進：

1.在轉賬的過程中可以攜帶數據，相當于在ERC20的transfer函數上加了一些參數，這個數據有什么用呢，作為hook函數的參數，便于hook函數據此來作出不同的決策

2.?代幣的轉移不僅僅是balance的加減：ERC777引入了兩個hook函數?tokensToSend?和?tokensReceived，這兩個函數是干什么用的呢？過程很簡單：在一筆轉賬交易過程中，balance減少的地址如果實現了?tokensToSend?接口函數，就先去執行holder的這個接口函數；同樣的，balance增加的地址如果實現了?tokensReceived?，收到轉賬后會去執行receiver的這個接口函數

這里利用的是ERC1820注冊機制：這里不需要詳細了解細節，只要知道任何地址都可以實現接口函數，對于EOA來說，可以通過部署一個合約，在其中實現接口函數，并將注冊信息發給ERC1820合約，此后當EOA觸發相關的接口時，就會先通過ERC1820查找接口實現的合約地址，再去調用相關的接口函數

值得注意的是，ERC777標準中提到，token實現應滿足?sender回調→更新狀態→receiver回調?的順序，以防止發生重入事件，代碼中的表現為：

還有一些其他的特性，如：操作員概念、Mint與Burn完善了token的生命周期等等，與本次攻擊關系不大，暫且不展開

總結

ERC777是對ERC20的"升級"

它會在代幣轉移(balance加減)之前回調TokensToSend函數，轉移之后回調TokensReceived函數

TokensToSend函數由轉移代幣的持有者(可以是合約)實現，TokensReceived由轉移代幣的接收者實現，這給了用戶很大的自由，但也帶來了一些問題，比如本次的攻擊?

攻擊分析

經典重入攻擊

我們先不急著去看攻擊過程，先復習下最簡單的重入攻擊

在這些"經典"攻擊中，攻擊者通過重入可以不斷的使合約對其轉賬，直到退出"遞歸"時才更新一次的狀態，他可能轉賬了1000個Token(50個*20次)，但是balance卻只減少了50

Coinbase Pro：UNI-USD訂單簿現處于全面交易模式:Coinbase Pro發推稱，UNI-USD訂單簿現在處于全面交易模式。limit、market、stop order均可用。UNI市值在Coinbase Pro宣布上線后從約5000萬美元飆升至3.22億美元。CoinGecko數據顯示，目前UNI報價5.19美元，24小時漲幅33.7%，市值約為3.35億美元。（The Daily Hodl）[2020/9/18]

如果攻擊者可以在transfer的過程中重新調用withdraw函數，就可以實現重入。主要原因在于：合約中轉賬等操作先于余額狀態的更新

總結

簡單來說，重入攻擊就是打斷施法，重點在于：

在哪里打斷施法

打斷以后又做了些什么可以影響后續的結果

重入攻擊有一個重要的特征，就是：先轉賬，后更新狀態

對于上面這種傳統的重入攻擊，打斷的便是「轉賬+記賬」這一組合技，做的事情就是不斷重新轉賬，以影響后續的記賬結果

重入Uniswap

(前方重點！)

那Uniswap如何重入呢？我們知道，Uniswap是一個去中心化交易所，用戶可以在上面交換代幣

UniswapV1只實現了ETH和任意token之間的交換，對于token與token的交換，可以借助ETH中轉來實現

這并不像傳統重入攻擊的「轉賬+記賬」模式。那它可以在哪里打斷施法，又可以做哪些事情影響后續的結果呢？

代碼分析

Uniswap交易對合約中的交換函數，原理基本一致，即保證交易池內兩種幣數量的乘積恒定，這些函數會先調用getInputPrice方法獲取可以購買的另一種代幣數量：

對應的公式為：

這里公式表示：池中原來儲備量為?ether:token?，現在alice手里有?token(put)?個token，ether(get)?代表她能從池中買到多少個ETH

我們現在直接挑其中一個開錘，比如tokenToETH(這個函數的功能是用token換ETH)：

我們可以看到這個函數先將ETH轉給用戶，再調用transferFrom收取用戶的代幣

我們是否可以打斷這兩筆轉賬呢?對于普通的ERC20代幣，確實是沒有辦法打斷轉賬的過程，但是還記得嗎？我們提到的ERC777代幣，這種復雜的代幣，恰恰提供了這樣的暗道，使不懷好意之人，有了可乘之機

現在想法很簡單了，如果Uniswap存在一個ETH-ERC777的池，我們就可以利用ERC-777的回調功能，在transferFrom的過程中，重入這個函數，繼續發送(send)一筆ETH給自己

這時可能有聰明的讀者要問了：「即使重入后又轉了一筆ETH給自己，后面"遞歸"返回后，不是還要為每輪重入所購買的ETH付相應的token嗎？」沒錯，是這樣的，如果只是簡單的重入這個函數，只是把一次購買，變成了多次購買，毛都賺不到

更聰明的讀者可能現在已經想起來，之前我們提到的?Uniswap的計價公式，由ERC-777的特點，我們可以知道重入是發生在ETH之后，token余額變更之前，這就意味著，在重入過程中計價公式的變量狀態其實是不一致的，攻擊者正是利用這一點，每次薅一點羊毛，直到把人家羊給薅禿了：

CoinW即將于9月17日 12:00在DeFi專區上線UNI:據官方消息，CoinW即將于9月17日 12:00在DeFi專區上線UNI/USDT交易對，并開啟開啟“充值送UNI，-0.1%Maker費率”活動；據悉，Uniswap是用于在以太坊上交換ERC-20令牌的協議。它消除了受信任的中介機構和不必要的租金提取形式，從而實現了快速，高效的交易。在權衡取舍的地方，要優先考慮抵抗審查和安全性。Uniswap是根據GPL許可的開源軟件。UNI是Uniswap協議令牌，同時，UNI持有人將立即擁有：Uniswap治理、UNI社區金庫、協議費用切換、ethENS、Uniswap默認列表（tokens.uniswap.eth）、SOCKS流動性代幣。[2020/9/17]

從公式中可以看到，本來在一次swap后，token和ETH的狀態會同時變化，但是由于重入發生在發送?ETH?和更新token余額之間，直接被打斷施法了，從而造成了悲劇

很簡單的道理：如果正常的兩次調用，第二次是token↑使得etherget?↓，但是由于重入后狀態沒有更新，所以相比"正常情況"下可以獲得更多的ETH

公式相關推導過程（基本原理就是：保證交易池中兩種代幣一直滿足恒定的乘積

可能讀到這里,你還是感覺哪里不對,這是正常的,如果有興趣,你可以思考這樣幾個問題：

1)這樣一定能獲利嗎,需要滿足什么條件嗎?

2)攻擊者獲利是最優的嗎,還可以怎樣優化?

在深入分析部分,小編對這些問題做了一些簡單的嘗試,如果有興趣,不妨繼續看下去

(這已經是小編第4次復盤這次攻擊,但還覺得很多問題沒有真正的搞清楚,所以如果你沒看懂,那也沒什么大不了的)

總結

總結來說，這次的攻擊是由于：

①UniswapV1不兼容ERC777代幣→②從而導致合約代碼可重入→③從而導致恒定乘積中變量狀態不一致→④從而導致交易池資金被薅走

RealWorld

原理大概就是這樣，管你聽沒聽懂，繼續看就完了，下面我們來看看realworld中攻擊者到底做了什么？

其實說到現在，更更聰明的讀者，都可以跑去自己攻擊了（友情提示：小心警察叔叔找上門哦

我們隨便找一筆攻擊者的Tx：0x32c83905db61047834f29385ff8ce8cb6f3d24f97e24e6101d8301619efee96e

可以看到攻擊主要分為兩個部分：

首先是一堆的自毀合約，看起來比較迷惑，但是查看這些自毀合約的調用者就可以知道這是為了節省攻擊的Gas

攻擊過程：

step1:使用1ETH向Uniswap(imBTC)換取imBTC

step2:將換得的imBTC分兩次，向Uniswap(imBTC)換回ETH，通過簡單的計算我們可以知道：0.611341052127704463+0.472375805535296596=1.0837168576630012>1?通過這種方式來薅羊毛

step3:最后將收益從攻擊合約轉給攻擊者自己）

GST(GasToken)：是一個旨在節省Gas的代幣，我們知道Ethereum有一個特性就是銷毀合約時會返回大量的Gas，所以GST的原理就是：在GasPrice便宜的時候，用戶可以通過這個合約生成一系列子合約，來"存儲Gas"，當需要時再用GST調用合約銷毀當時創建的子合約換取相應的Gas

FTX與網格交易平臺BitUniverse達成合作:據官方消息，數字資產衍生品交易平臺 FTX 宣布與網格交易平臺 BitUniverse 達成合作，BitUniverse將為FTX用戶提供網格交易策略等量化工具。

FTX 表示，將于6月18日向用戶開放FTX現貨、杠桿代幣網格交易，并于7月下旬開放合約產品網格交易。[2020/6/17]

:?0x0000000000b3f879cb30fe243b4dfee438691c04?(https://gastoken.io/)

Misc

這次的攻擊事件，攻擊者"或許"不是第一個發現漏洞的人

Uniswap交易對合約中的重入漏洞，早在?2019年1月12日?ConsenSys的審計報告中就被提及，而且在?#14commit?中提到：合約中可能存在多種方式的重入攻擊，并給出了簡單的攻擊過程

審計報告中提出：對于UniswapV1交易對合約中的exchange類型函數，無論transfer是發生在token余額狀態變更前，還是token余額狀態變更后，如果transfer函數可以重入，都會造成損失，并給出了后一種情況的簡單攻擊過程模擬

利用ERC-777重入屬于前一種，重入發生在狀態變化前，審計報告中還指出，相比第二種情況，利用ERC-777來攻擊會更簡單

"Iftokenbalancesareupdatedafterthereentrancy(e.g.ERC-777),thealgorithmiseveneasierandrequiresfewerfundstostealliquiditypool."

https://github.com/ConsenSys/Uniswap-audit-report-2018-12#31-liquidity-pool-can-be-stolen-in-some-tokens-eg-erc-777-29

深入分析

Uniswap的過程可以簡化為：兩筆轉賬，一筆向交易池轉入，一筆從交易池轉出。有三個位置可以切入，①第一筆轉賬前，②?兩筆轉賬中間，③?第二筆轉賬后。顯然在第二筆后是沒有意義的

注意!!!要記住：用戶從Uniswap買幣時，Uniswap是先將錢轉給用戶，再將用戶的錢轉來。所以這兩筆轉賬是?先轉出，再轉入

現在，可以揭秘上面提到的AMM的隱藏性質了，那就是：

隱藏性質1：

AMM恒定乘積的曲線x*y=k，是一個"凹函數"，凹函數意味著，他不像一次函數那樣，相等間距的x變化，帶來的y變化是相同的。而是：沿著一個方向，相等間距x的變化(Δx)，引起y的變化(Δy?)會越來越小或越來越大！

你可能有點懵。下面我們一點點來看：

最最簡單的情況下，我們不考慮交易的手續費，在ETH/imBTC池中，用?Δy?個ETH換出?Δx?個imBTC，緊接著再用?Δx?個imBTC換回ETH可以換出多少呢？答案是?Δy，這很簡單

接著我們引入手續費，有了手續費的摩擦，這一結論就不成立了，兩次交易都會損失一部分手續費，導致最后換出的ETH

接著我們再考慮一個問題：同樣先不考慮手續費，如果我們先用2*Δy?個ETH換出?2*Δx?個imBTC，接著分兩次，每次用?Δx?個imBTC去池中換ETH，兩次換出的ETH數量相等嗎？

答案肯定是不相等的。原因就在于上面提到的凹函數這一性質！

?y軸代表ETH,?x軸代表imBTC;?從B到A代表:?先用ETH買imBTC,?再從A回到B代表:?用imBTC買回ETH

這兩次交換，第一次換出的數量要大于第二次的數量。這就意味著，總共能換出?2*Δy?個ETH，但是第一次能換出的ETH數量是大于?Δy?的！

如果能重來，那有沒有可能，用imBTC換回ETH的過程中，兩次交換都用第一次的結果？

沒錯，只要我們在第一筆轉帳前打斷施法(打斷點①)，重新調用交換函數！

這樣用2x個ETH換出2y個imBTC，接著分兩次每次都可以用y個imBTC換出>x個ETH，最終換出比投入更多(>2x)的ETH（在不考慮手續費的情況下

由于Uniswap是先計算可以換出代幣的數量，再進行轉賬。這樣就可以：重復使用第一段的價格

QUIZE：不考慮手續費這是穩賺不賠的買賣，但是如果引入了手續費，事情會怎么樣呢？這就有一定的條件了，要看到底薅的更多，還是虧得更多。

>有興趣可以自行推導

對于Uniswap是否可以實現這種，在第一筆轉帳前重入呢?

很不幸的是，Uniswap的邏輯是先操作ETH再操作代幣，這意味著無論是用ETH買代幣，還是用代幣買ETH，都是先將ETH轉出給用戶，或是先將ETH轉入給交易池，這便不符合我們上面提到的第一筆轉賬需要是ERC777代幣(這樣我們才可以回調)

但是!Uniswap還存在著TokenToToken這種方式，因為V1只支持Token/ETH交易池，所以這一函數的實現原理，就是:先在第一個池中用Token換出ETH，再在第二個池中用ETH換出Token

可以看到這個函數的實現邏輯是:比如我們使用imBTC換DAI，它先將imBTC轉給第一個交易池，然后將換出的ETH轉給第二個池獲取相應的DAI

太好了，這樣不就有了ERC777代幣作為第一筆轉賬的條件了嘛!

但是，我們要怎么把錢取走呢，方法是:我們自己來創建第二個交易池，因為我們是這個交易池中代幣的owner,所以我們可以mint出無限多的代幣，來將池中的ETH拿空，而池中的ETH便是第一個我們在第一個交易池中的輸出，也就是重入攻擊的獲利?

實驗結果:?

這其實就是ConsenSys?審計報告中提出的攻擊方式(但是并未實現|回收伏筆2

隱藏性質2：

k值越小，曲線凹的程度越大，相等間距x的變化(Δx)，引起y的變化(Δy?)會越來越小!?(如下圖中，ΔAC>?ΔA'C')

上面在第一個代幣轉賬前打斷我們已經驗證過是可行的了，那在兩個代幣轉賬之間打斷呢？

攻擊者采用的便是這種方式！

事實也是可行的，第一筆轉賬是從Uniswap轉出(交易池先將錢轉給用戶)，交易池中一種代幣的存量增加(y?)這使得k變小，曲線由上面一條躍遷到下面那條(A→A')

從圖中可以明顯的看到A'狀態下的價雖然次與A點，但是還是優于C點的(p=y/x)，所以如果不考慮手續費，繼續使用?Δx的imBTC換出的ETH:?ΔA'C'?>?ΔCB

這意味著，相比正常情況下(正常情況下:?2*ΔximBTC可以換出?ΔAC+?ΔCB=2*Δy)，重入可以換出?ΔAC+?ΔA'C'>2*Δy

如果考慮手續費，情況可能就更復雜一些了，理論上還是可以獲利的(但是是否一定可以獲利呢?小編對此也沒有證明出來

總結

由于ERC777的引入使得Uniswap的轉賬過程可以被重入

Uniswapswap的過程可以分為兩部分:從交易池轉出,?向交易池轉入

我們可以從兩個地方重入：

打斷點①

通過TokenToTokenSwap函數，如果輸入Token是ERC777標準。可以利用TokensToSend回調函數實現在兩次轉賬前重入獲利(比較復雜,也就是審計報告中提到的攻擊)

打斷點②

通過TokenToEth函數，在ETH轉賬后，Token轉賬前，利用TokensToSends回調函數重入獲利

附錄

a.攻擊者是否獲利最大化，如何獲利更多？

這是一個比較困難的問題

從直覺上來看：攻擊者每筆攻擊交易重入的次數越多，使用的Ether數額越大，獲利就越多，但是還要考慮實際交易對中真實的情況

因此小編只是做一些簡單的嘗試與統計：

優化的維度有：初始時攻擊者投入的Ether數量，投入Token占比，重入的深度、攻擊次數

這些都可以在數學上求解，但是小編懶(bu)得(hui)搞，有興趣的大佬可以嘗試

實驗條件：區塊號#9893295,工具brownie

實驗1：獲利與投入ETH數量及投入Token占比的關系

實驗參數：使用ETH的數量，投入Token的占比

這里的token占比指的是：還記得凹函數這一性質嗎，前半段下降快于后半段，這里實驗的是前半段與后半段的比例對獲利的影響，其中占比指的是前半段占全部的比例

結論：投入ETH的數量越大，獲利越大，并且增長的幅度也會有所加大。投入token的占比在0.5時接近最大值

實驗2：獲利與攻擊次數的關系

實驗參數：分別使用100ETH/累計ETH兩種方式，嘗試增加攻擊次數

我們知道隨著攻擊次數的增加，池中狀態會一直向曲線的左側移動，也就是說隨著攻擊次數的增加，獲利會逐漸增大

上面兩圖是兩種不同的方式，上圖每次使用固定的100ETH進行攻擊，下圖初始用100ETH攻擊，后續每次使用的ETH會累積上之前的獲利。很顯然累積上獲利使池子更快的被掏空

結論：隨著攻擊次數的增加，獲利會以指數趨勢增加

實驗3：重入次數與獲利的關系

實驗參數：重入次數取，使用100ETH

結論：隨著重入次數的增加，理論上獲利是會更多的，但是增長的幅度逐漸趨于平緩

重入次數與token占比是關聯的，比如重入2次，token占比為0.5...

同時還需要考慮gaslimit等條件，所以攻擊者選擇重入2次，token占比0.5，還是有道理的

b.?本次事件涉及的攻擊Tx有哪些(時間范圍)??

通過使用我們的內部工具與數據集，得到結果如下：

對于Attacker(0x60f3fdb85b2f7)來說，攻擊Txs涉及的區塊范圍為：9893295-9894249?共954塊

c.?攻擊機會何時開始存在？

攻擊者是否發現的足夠早？

?UniswapV1的imBTC池在#9059910被創建出來，攻擊開始于#9893295

d.?本次事件后續結局如何？

通過使用我們的內部工具與數據集，得到結果如下：

在?#9894379?塊(2020-4-1812:49:50)：0xb9e29984fe506向imBTC合約發送一筆Tx(0x7ce097c5149)，調用其pause方法關停合約

pause的實現方式很簡單，利用一個全局標志變量_pause，對每個轉賬函數加一個modifier來修飾，當這個標志為true時，revert掉

在?#9895526?塊(2020-4-1816:57:55)：0xb9e29984fe506向imBTC合約發送一筆Tx(0xced24b64665b9)，調用unpause方法，解凍imBTC合約，恢復正常交易

安全建議

道路千萬條，安全第一條，這里小編給出一些安全建議，各位大佬權當參考：

1.?對于重要函數，建議使用一些防止重入的方法，如lock

2.合約代碼盡量滿足：Checks-Effects-Interaction模型

3.項目上線前應做好審計工作，并不斷迭代修改。審計方和項目方，是相互促進的關系。像本次事件中，審計中指出的錯誤，時隔一年被攻擊，豈不是很尷尬

4.應提前考慮好兼容問題，保證合約代碼的完備性。比如通縮/通脹代幣、ERC777代幣等比較特殊的代幣模型，都應盡可能的考慮與規避風險

參考

imBTCUniswapPoolDrainedfor~$300kinETH:?https://defirate.com/imbtc-uniswap-hack/

OpenzeppelinPoC：https://github.com/OpenZeppelin/exploit-uniswap#exploit-details

https://medium.com/imtoken/about-recent-uniswap-and-lendf-me-reentrancy-attacks-7cebe834cb3

詳解Uniswap的ERC777重入風險：https://paper.seebug.org/1182/

https://medium.com/imtoken/about-recent-uniswap-and-lendf-me-reentrancy-attacks-7cebe834cb3

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