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重放攻击是把原链网络上的交易拿到目标链网络上使用

问：我们常提到的智能合约漏洞真的是实际中威胁最大、发生最频繁的安全漏洞吗？

答：完全不是那样。例如“溢出”、“外部调用”等常提到的智能合约安全漏洞并不是最常发生，威胁最大的。

到底哪些安全威胁从发生频率和危害性上能称为Top10的呢？SharkTeam合约安全系列课程之[十大智能合约安全威胁]和您一起讨论和深入。第十课[详解重放攻击]。

一、什么是重放攻击

重放攻击是把原链网络上的交易拿到目标链网络上使用，即一笔交易重复执行，我们根据类型可以分为交易重放和签名重放。

交易重放是将原链上的交易一成不变放到目标链上，重放过后交易在目标链上可以正常执行并完成交易验证。

Volatility Shares联创：现货ETF可能是最有效的投资方式:金色财经报道，Volatility Shares联合创始人兼总裁Justin Young表示，希望投资比特币的投资者正在寻找“最简单、最受监管的方式”进行投资。为此，现货ETF可能是最有效的方式。就ETF发行人提出的这些申请而言，这对于投资者来说就像是最好的选择。[2023/7/9 22:26:12]

签名重放利用私钥签名的消息进行重放，重放过程中无需像交易重放那样去重放整个交易，而是重放相应的签名信息。

在实施EIP 155后，交易签名带有chainid，即链与分叉链之间的标识符。由于chainid不同，交易重放无法完成，签名重放可以间接完成。在以太坊完成分叉后，ETHW主网出现数起重放攻击事件，让我们回顾一下这些攻击事件前因后果。

二、攻击事件分析

2.1 Optimism

2022年6月9日消息，据Optimism与加密货币做市商 Wintermute 透露，2000万个Optimism代币被黑客盗取。重放攻击过程如下：

ProShares空头比特币ETF上市三天后成为美国第二大以比特币为重点的基金:6月25日消息，Arcane Research分析师Vetle Lunde表示，ProShares空头比特币策略ETF BITI上市三天后成为美国第二大以比特币为重点的基金。BITI旨在提供与比特币相反的表现，这意味着如果BTC价格下跌1%（在扣除管理费用和支出之前），基金的投资者通过持有BTC衍生品将获得1%的投资利润，它于周二在纽约证券交易所开始交易。Lunde表示，BITI在周三和周四的资金流入强劲，管理的资产相当于929BTC，超过了Valkyrie的比特币期货ETF（840BTC），以及VanEck的比特币期货ETF（830BTC）。在美国上市的最大比特币ETF是基于ProShares期货的比特币ETF (BITO)，其管理资产相当于31,000BTC，按当前价格计算为6.51亿美元。[2022/6/25 1:30:32]

（1）5月27日，Optimism地址0x2501向Optimism/L2上的0x4f3a地址转账2000万OP，0x4f3a地址在Ethereum/L1上是Wintermute的多签合约地址，但此时在Optimism/L2上面并没有部署合约；

CoinShares首席战略官：比特币市值将远远超过黄金:2月12日晚间，CoinShares首席战略官Meltem Demirors发推文称，比特币不是数字黄金。它比那要大得多。请不要再把比特币和黄金挂钩了。比特币的市值将远远超过黄金，因为一个是放在金库中的闪亮岩石，另一个是神奇的互联网货币。[2021/2/13 19:39:21]

（2）6月1日，黑客地址0x8bcf部署合约0xe714。

（3）6月5日，黑客通过重放Ethereum/L1上的交易创建了Gnosis Safe: Proxy Factory 1.1.1合约，其地址与Ethereum/L1上一样；然后地址0x60b2通过合约0xe714部署了多签合约0x4f3a，合约所有权归黑客所有，因此5月27日转入的2000万OP被黑客盗取。在Gnosis Safe: Proxy Factory 1.1.1合约中，其中创建代理合约函数createProxy如下：

CoinShares首席策略官：比特币仍然存在一些生存威胁:CoinShares首席策略官Meltem Demirors指出，比特币仍然存在一些生存威胁。考虑到大多数比特币持有者依赖交易所等金融机构作为托管人，他们的资产仍可能被政府冻结或没收。“有很多人试图把这种关于比特币的说法作为一种系统性对冲，但实际上，他们拿着自己的比特币，重新把它塞回到金融体系中，这其实否定了这种说法。”(Cointelegraph)[2020/5/3]

Gnosis Safe: Proxy Factory 1.1.1合约使用的是0.5版本的Solidity，使用new来创建合约时使用的是create命令，而不是create2。使用create命令创建合约，合约地址是msg.sender以及nonce来计算的。在Ethereum/L1上面，创建多签合约0x4f3a的msg.sender就是Gnosis Safe: Proxy Factory 1.1.1的地址，黑客在Optimism/L2通过重放交易来创建于Gnosis Safe: Proxy Factory 1.1.1合约的主要目的就是为了保证在Optimism/L2上创建合约0x4f3a的msg.sender与在Ethereum/L1上一致，那么黑客可以很方便的通过智能合约（合约0xe714）调用createProxy函数来创建出地址是0x4f3a的合约。

动态 | Reality Shares公司计划建立加密货币对冲基金:根据经济杂志Business Insider的报道，Reality Shares公司计划建立“1亿美元的多策略?加密货币对冲基金”。根据内部消息，Reality Shares已经拥有2500万美元的运营资金，并将由“套利交易，投机，策略”作为虚拟货币基金的三要素。[2018/8/16]

（4）6月5日，多签合约0x4f3a在接收到2000万OP后，将100万OP转账给黑客地址0x60b2，然后将100万OP兑换成了720.7 Ether。

（5）6月9日，合约0x4f3a将其中的100万OP转账给了账户地址0xd8da，其他的1800万OP仍然在合约0x4f3a中。

本次攻击根本原因是：交易重放、Solidity旧版本漏洞以及主链和侧链交易签名验证等综合因素

2.2 Omni

2022年9月18日，以太坊合并完成后，PoW链遭到PoS链上交易的重放攻击，根本原因是网桥未正确读取并验证区块链的chainid。攻击者首先通过Gnosis链的Omni跨链桥转移了200 WETH，然后在PoW链上重放了相同的消息，获得了额外的200 ETHW。

（1）PoS链交易hash：0xbddb0cc8bc9949321e1748f03503ed1a20dd618fbf0a51dc5734c975b1f8bdf5

（2）PoW链交易hash：0x9c072551861ce384203516f4d705176a2d2e262d5b571d853467425f1a861fb4

我们对比发现两笔交易访问的合约相同，并且inputdata完全相同，即调用了同一个合约的同一个函数并且参数相同，根据相同的方法签名ID 0x23caab49可知，黑客调用safeExecuteSignaturesWithAutoGasLimit函数。

在正常的交易中，我们通过nonce来进行排序交易，避免重复交易。在跨链中，我们会根据chianid进行识别链的类型，比如以太坊主网的chainid是1，ETHW主网的chainid是10001。

我们查看一下Omni Bridge验证chainid的逻辑，发现chainid的来源于unitStorage中存储的值，而不是通过操作码 CHAINID（0x46）直接读取的链上chainid。

unitStorage是合约EternalStorage中的状态变量，sourceChainId()函数所在的合约BasicAMB继承了BasicBridge和VersionableAMB。其中，BasicBridge陆续继承了合约EternalStorage。这里保存的chainid是预先存储好的，如果发生区块链的硬分叉而chainid又没有重新设置或者chainid人为设置有误，从合约层面上来说，由于不是通过操作码获取的chainid，不会正确验证跨链消息的实际chainid。

本次攻击根本原因是：主要是Omni使用的solidity版本是0.4.24，采用的是手动存储和更新chainid的方式，并未通过EIP-1344中规定的CHAINID（0x46）操作码进行实际chainid获取。

三、预防措施

针对重放攻击主要有以下几种预防的方法：

（1）可以在签名消息中加入chainid和nonce两个参数值，chainid用于识别链ID的标识符，nonce是交易次数计数值。

（2）记录签名是否使用过，比如利用mapping进行签名中对应参数映射为bool值，这样做可以防止签名多次使用。

（3）项目上线前，需联系专业的第三方专业审计团队进行审计。

来源：tuoniaox

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