Bancor 危机:Token后潜伏的“上帝之手”

作者:安比(SECBIT)实验室 & 轻信科技(LedgerGo)

风险提示:包括 Status 和 FunFair 在内的部分国内外热门区块链项目,智能合约存在管理员权限过高的问题,或导致项目存在过度中心化的风险,相关 Token 生态极易发生单点失效。致命问题可能会出现在两个方面:一是项目方滥用权限,二是超级管理员身份被盗用。这两种情况一旦发生,相关 Token 生态可能会迅速崩塌。

恐怖的智能合约管理员权限

作为比特币和区块链爱好者,我们崇尚去中心化。然而,很多持币者可能还不太清楚,目前各类 Token 项目智能合约管理员拥有超级权限竟已逐渐成为常态。据我们不完全统计,排名前 570 名的Token 合约中,有 342 个合约存在只有管理员能调用的功能(onlyOwner),不少合约更存在管理员任意铸币烧币冻结账户关停转账等过高权限 [1]。

安比(SECBIT)实验室研究了排名靠前的 Status (SNT) 和 FunFair (FUN) 项目。我们认为这两个热门项目都存在非常严重的管理员权限过高问题。

Status 合约中有名为 Controller 的管理员角色,可调用 generateTokens() 往任意地址增发代币,可调用 destroyTokens() 销毁任意地址上的代币 [2]。但 Status 项目的白皮书并没有相关特殊权限声明。而且,这两个超级权限函数在实现上,并没有触发 MintBurn 事件,只有普通的 Transfer 事件。

function generateTokens(address _owner, uint _amount) onlyController returns (bool) {
    uint curTotalSupply = getValueAt(totalSupplyHistory, getBlockNumber());
    if (curTotalSupply + _amount < curTotalSupply) throw; // Check for overflow
    updateValueAtNow(totalSupplyHistory, curTotalSupply + _amount);
    var previousBalanceTo = balanceOf(_owner);
    if (previousBalanceTo + _amount < previousBalanceTo) throw; // Check for overflow
    updateValueAtNow(balances[_owner], previousBalanceTo + _amount);
    Transfer(0, _owner, _amount);
    return true;
}

倘若有人利用管理员身份作恶,社区可能难以第一时间发现。通过扫描区块链数据我们发现,目前 Status 团队仅于 2017 年 6 月 19 日依次传入极小值成功调用了增发和销毁的函数进行测试,因此普通用户无需过分恐慌。但需要知道的是官方团队随时保留有这样的超级权限。

此外,Status 合约还应用了可升级的代理合约机制,管理员可以通过任意设置代理合约 controller 地址的方式,在关键函数前面插入可升级的校验逻辑,来影响转账等关键操作。

function doTransfer(address _from, address _to, uint _amount) {
    ...
    if (isContract(controller)) {
        if (!TokenController(controller).onTransfer(_from, _to, _amount))
            throw;
    }
    ...
}

知名的 FunFair (FUN) 项目也存在与 Status 类似的问题 [3]。白皮书中并未提及其 Token 合约中的特殊权限;通常原本应当在众筹后一定时间内关闭的铸币等功能,项目方依然未关闭。倘若有人作恶,增发巨额数量的 Token 至市场上抛售,后果不堪设想。

此外还有不少项目有同样的问题。我们呼吁相关项目方应立即向社区做好风险告知特殊权限披露,社区参与者也可以积极发挥监督力量。

Token 持有者有权了解,项目方也有义务披露以下这些内容:

  • Token 及业务合约中项目方拥有的特殊权限明细
  • 项目方为何需要这些特殊权限
  • 特殊权限会在哪些情况下使用
  • 特殊权限被滥用会发生哪些后果
  • 哪些特殊权限可以被永久关闭以及何时关闭
  • 特殊权限动用历史记录的详细说明
  • 特殊权限动用的监控渠道
  • 项目方采取何种措施来保障特殊权限不被滥用和盗用
  • 如何通过更好的智能设计提升社区治理水平

此外,交易所作为区块链项目生态中的中坚力量,也应当积极督促项目方限制过高权限以及透明运营

管理员权限过高造成损失的真实案例

目前为止还没有热门项目团队利用超级权限作恶的证据,或许我们可以舒一口气。但即使在信任官方团队不会主动作恶的前提下,恶性安全事件依然有可能发生。

加密货币交易平台 Bancor 于 7 月 10 日称遭到攻击,丢失 24,984 个 ETH,3,236,967 个 BNT,229,356,645 个 NPXS,折算法币金额为 1250 万美金的以太坊,1000 万美金的 Bancor 代币和 100 万美金的 Pundix 代币。

初期不少媒体报道称 Bancor 智能合约存在安全漏洞。安比(SECBIT)实验室遂对此安全事件进行追溯分析

Bancor 主要合约包括 SmartToken 和 BancorConverter,分别为 ERC20 Token 合约以及与业务相关的 Token 转换交易合约。

本次 Bancor 平台被盗事件与 BancorConverter 合约有关,攻击者(黑客/内鬼)极有可能获取了 0x009bb5e9fcf28e5e601b7d0e9e821da6365d0a9c 账户的私钥。

而此账户正是转换代币合约 BancorConverter(0x3839416bd0095d97bE9b354cBfB0F6807d4d609E)的 owner,同样拥有极高权限。owner 作为该合约的所有者和管理员,有唯一的权限通过 withdrawTokens() 方法提走合约中的全部 ERC20 Token 至任意地址。

第一次攻击发生在以太坊主网区块高度 5930096,北京时间 7 月 9 日 8 时 6 分。攻击者利用 owner 身份,首先调用 withdrawTokens() 转走 0.1 ERC20 ETH 进行攻击测试 [4]。

三分钟后,攻击者再次转走 22000 巨额数量的 ERC20 ETH 至其控制的地址(0x33ed22f4b6b05f8a5faac4701550d52286bd735a)上 [5]。

随后,攻击者再调用 Ether Token 合约(0xc0829421C1d260BD3cB3E0F06cfE2D52db2cE315)的 withdrawTo() 方法,将 ERC20 版本的以太代币兑换为真实以太币 [6]。

至此,22000 个 ETH 便完全被攻击者借用管理员身份所盗走。

攻击者还控制了以下账户,如法炮制地偷走其账户余额,以及其所管理合约中的代币。

0x0024d891047e844186758f89eb2f4dcfbb02c952
0x00894a35bc9deea9f9e20040c21c5607740a37a0
0x5aa9e9de3e667ad79a097b4b75ccde10acb7f930

目前,区块链浏览器网站 EtherScan 已将攻击者的地址标注为 Fake_Phishing1701 和 Fake_Phishing1702。

此外,Bancor SmartToken ERC20 合约也由 owner 完全控制,目前是一个名为 MultiSigWallet 的合约,暂未被盗用。

owner 对 SmartToken 合约具有以下权限:

  • owner 可通过 disableTransfers() 任意禁用转账功能
  • owner 可通过 issue() 任意增发代币
  • owner 可通过 destroy() 任意销毁代币

以上这些功能均通过 ownerOnly 进行限定,换句话说,owner 对 Bancor 合约拥有最高权限。

Bancor 团队如何处理被盗事件

Bancor 项目方在攻击发生后,识别出攻击者地址,声称冻结了攻击者偷来的 BNT 代币。

经我们调查,Bancor 管理员实际动用了 destroy() 方法来“销毁”用户手中的 Token。

function destroy(address _from, uint256 _amount) public ownerOnly {
    balanceOf[_from] = safeSub(balanceOf[_from], _amount);
    totalSupply = safeSub(totalSupply, _amount);
    ...
}

管理员可以从任意账户 _from 中扣除任意金额 _amount 的 Token,同时将总供应量 totalSupply 缩减。

这就是常说的 烧币 功能。由于攻击者在得手后,将偷来的币分散到若干个地址中。Bancor 的管理员不得不挨个依次调用 destroy() 来销毁对应地址的代币,再调用 issue() 方法将烧毁的币重新增发到自己手中。但此补救方法对于 NPXS Token 和已转走的 ETH 无效,这些被盗的币将被转至交易所抛售。

Bancor 团队也发表声明称普通用户的钱包没有受到影响,并进一步解释铸币、烧币以及存储大量以太币是他们协议中价格发现机制的一部分。

Bancor 安全事件的影响与反思

除开巨额被盗事件,Bancor 团队的这一声明和处理方式,同样引起了社区的恐慌。人们纷纷质疑 Bancor 项目智能合约中 owner 管理员的超级权限,甚至称之为“后门”。

Udi Wertheimer 早在一年前就曾发文抨击 Bancor 项目无论是众筹合约还是 ERC20 Token 合约都缺乏良好的设计,称所有的 Token 都由 Bancor 团队完全掌控,管理员拥有绝对控制权,极度中心化 [7]。而 Bancor 团队则一直声称自己十分重视安全,并采用业内最佳的钱包和私钥管理方案 [8]。不过,他们并没有披露此次被盗事件的细节,如攻击者如何能控制多个管理员账户

我们把目光放至整个通证生态。社区参与者对管理员拥有的权限知之甚少,而项目方的相关披露与风险提示更少。安比(SECBIT)实验室也正在智能合约风险列表中收录各类权限过高问题 [9],试图借此引导社区重视这些问题。

https://github.com/sec-bit/awesome-buggy-erc20-tokens

对于 Token 合约,当有账户存在超级权限时,整个 Token 生态极容易发生单点失效。致命问题可能会出现在两个方面,一是项目方作恶,二是超级管理员身份被盗用。当 Token 的价值全部依赖在某一个人或少数几个人身上时,可想而知这其中暗藏的风险会非常之高。以 Bancor 为例,在巨大的经济利益面前,即使我们信任了发行方不会滥用权限,却依然无法保证别有用心者不会借此攻击。对于发行与运营极度依赖项目方的 Token,可能我们永远无法形成类似对比特币的共识与信仰。

Bancor 危机也给我们带来很多反思:

  • Bancor 是否是真正的去中心化交易协议
  • 智能合约在哪些情况下需要管理员
  • 合约管理员权限的边界在何处
  • 如何保障钱包及私钥安全

管理员权限是把双刃剑。在 Bancor 事件中,黑客利用了管理员权限盗取代币,而项目方也正利用了管理员权限来降低损失。不过我们认为,开发者依然可以通过良好的代码设计来降低Token 和 协议合约对管理员的依赖。同时,我们也号召大家,去更多地了解相关项目的智能合约(它可能跟你想象的不太一样),关注手中的 Token 到底由谁控制,利用社区力量监督项目管理员权限。

参考文献

以上数据均由安比(SECBIT)实验室提供,合作交流请联系info@secbit.io。


安比(SECBIT)实验室

安比(SECBIT)实验室专注于区块链与智能合约安全问题,全方位监控智能合约安全漏洞、提供专业合约安全审计服务,在智能合约安全技术上开展全方位深入研究,致力于参与共建共识、可信、有序的区块链经济体。

安比(SECBIT)实验室创始人郭宇,中国科学技术大学博士、耶鲁大学访问学者、曾任中科大副教授。专注于形式化证明与系统软件研究领域十余年,具有丰富的金融安全产品研发经验,是国内早期关注并研究比特币与区块链技术的科研人员之一。研究专长:区块链技术、形式化验证、程序语言理论、操作系统内核、计算机病毒。