欧科云链链上卫士:BNBChain遭攻击事件深度解析_ROO:BNB

事件背景

北京时间2022年10月7日凌晨,BNBChian跨链桥BSCTokenHub遭遇攻击。黑客利用跨链桥漏洞分两次共获取200万枚BNB,价值约5.66亿美元。漏洞分析

BSCTokenHub是BNB信标链和BNB链之间的跨链桥。BNB链使用预编译合约0x65验证BNB信标链提交的IAVL的Proof,但BNB链对提交的Proof边界情况处理不足,它仅考虑了Proof只有一个Leaf的场景,对多个Leaves的处理逻辑不够严谨。黑客构造了一个包含多Leaves的Proof数据,绕过BNBChain上的校验,从而在BNB链造成了BNB增发。以其中一次攻击交易为例:0xebf83628ba893d35b496121fb8201666b8e09f3cbadf0e269162baa72efe3b8b黑客构造输入数据payload和proof,输入参数通过validateMerkleProof校验,返回值为true。

欧科云链OKLink正式上线BSC区块链浏览器:1月19日,欧科云链OKLink官网正式上线BSC区块链浏览器。目前,OKLink多公链浏览器覆盖了12条主流公链。此次BSC区块链浏览器的上线,将为BSC生态用户带来流畅、准确、即时、丰富的BEP20/721/1155链上数据和指标服务。

欧科云链是领先的区块链大数据服务商,目前已推出OKLink多公链浏览器、链上天眼、链上大师等产品。BSC区块链浏览器是欧科云链2022年交付上线的第一个浏览器产品。未来,欧科云链将陆续上线Polygon、Solana等浏览器,为海内外区块链用户提供更为丰富、流畅、准确的全公链数据服务。[2022/1/20 9:01:14]

在后续IApplication(handlerContract).handleSynPackage处理中,合约给黑客增发100万个BNB。

函数调用过程交易首先调用CrossChain合约0x2000的handlePackage函数:

港股收盘:欧科云链收涨1.79%,火币科技收涨1.57%:今日港股收盘,恒生指数收盘报28938.740,收涨1.97%;欧科集团旗下欧科云链(01499.HK)报0.570港元,收涨1.79%;火币科技(01611.HK)报19.440港元,收涨1.57%。[2021/4/6 19:50:39]

handlePackage会进一步调用MerkleProof.validateMerkleProof对输入的proof进行校验:

MerkleProof相关代码可以看到,实际的验证逻辑是使用预编译合约0x65完成:https://github.com/bnb-chain/bsc-genesis-contract/blob/master/contracts/MerkleProof.sol#L66

港股收盘:欧科云链收涨6.15%,火币科技收涨2.70%:今日港股收盘,恒生指数收盘报29452.570,收涨1.63%;欧科集团旗下欧科云链(01499.HK)报0.690港元,收涨6.15%;火币科技(01611.HK)报19.000港元,收涨2.70%。[2021/3/1 18:03:23]

系统预编译合约0x65对应iavlMerkleProofValidate功能:https://github.com/bnb-chain/bsc/blob/f3fd0f8bffb3b57a5a5d3f3699617e6afb757b33/core/vm/contracts.go#L81

系统合约0x65实现代码如下,主要逻辑为使用DecodeKeyValueMerkleProof解码输入参数,并调用Validate进行校验:https://github.com/bnb-chain/bsc/blob/master/core/vm/contracts_lightclient.go#L106

欧科云链OKLink:比特币网络难度上调8.87%至19.16T:据欧科云链OKLink数据显示,今日21时42分,比特币网络在区块高度659232迎来难度调整,挖矿难度上调8.87%至19.16T。当前比特币未确认交易笔数约合2309笔。受币价和算力影响,近一周平均出块时间约为9.56分钟。[2020/11/29 22:30:45]

IAVL代码问题

IAVL的Proof校验过程中,Hash计算存在漏洞,导致黑客可以在Proof添加数据,但计算Hash时并没有用到添加的数据。详细分析如下:在len(pin.Left)不为0的分支中,计算Hash并没有使用pin.Right数据。黑客利用该处漏洞构造数据,添加proof.LeftPath.Right数据,但是该数据并不参与Hash计算。https://github.com/cosmos/iavl/blob/master/proof.go#L79-L93

港股收盘:欧科云链收涨4.15% 火币科技收跌1.14%:今日港股收盘,恒生指数收盘报23275.53点,收跌0.85%;欧科集团旗下欧科云链(01499.HK)报0.20港元,收涨4.15%;火币科技(01611.HK)报4.32港元,收跌1.14%。[2020/9/29]

根据上述分析,正常数据组织结构如下,proof.LeftPath.Right为空值,计算得到正确的Hash。proof.LeftPath=len(2)proof.LeftPath是一个正常数据,proof.LeftPath.Left是一个正常数据,proof.LeftPath.Right空值proof.InnerNodes=len(0)proof.Leaves=len(1),proof.Leaves是一个正常数据黑客构造攻击数据结构如下,添加proof.LeftPath.Right数据,且该数据不参与Hash计算。proof.LeftPath=len(2)proof.LeftPath是一个正常数据,proof.LeftPath.Left是一个正常数据,proof.LeftPath.Right是一个伪造数据proof.InnerNodes=len(1),InnerNodes=nilproof.Leaves=len(2),proof.Leaves是一个正常数据,proof.Leaves是一个伪造数据且proof.LeftPath.Right=COMPUTEHASH(proof.Leaves)IAVL的Proof校验代码如下,主体逻辑为COMPUTEHASH递归调用。由于lpath.Right也为黑客输入数据,使得黑客构造的数据能够通过bytes.Equal(derivedRoot,lpath.Right)的校验,并返回上一轮COMPUTEHASH通过proof.Leaves计算的结果,该结果为正常数值,从而绕过了IAVL的Proof校验。https://github.com/cosmos/iavl/blob/master/proof_range.go#L222-L309

黑客攻击构造的数据中,包括了IAVL:V和multistore相关数据,multistore数据也是基于IAVL进行操作,原理是一样的,不再进行详细分析。这次IAVLProof暴露的问题在于,数据局部的变化无法反应到整体,使得校验发生错误。在Cosmos生态中,IBC使用ICS23来做数据的校验处理,ICS23与IAVLProof校验不同点在于,ICS23会对所有的“叶子节点”的值进行数据校验,最后计算得出的根Hash再与链上数据进行校验,OKC采用的是ICS23的Prove,因此不存在BNBChain这次遇到的安全漏洞。测试验证代码

利用黑客攻击交易数据,基于BNBChain单元测试代码,增加了基于黑客攻击交易的测试用例,可以完整复现黑客的攻击交易。单元测试代码利用iavlMerkleProofValidate.Run接口验证输入数据,即相当于调用预编译合约。https://github.com/BananaLF/bsc/blob/bsc-hack/core/vm/contracts_lightclient_test.go#L99-L100

利用黑客攻击交易数据,构造新的payload数据为value:=byte(“okctesthack”),并对proof相应数据进行了修改,即修改proof.LeftPath.Right和proof.Leaves对应的数据,新构造的数据可以通过okcIavlMerkleProofValidate校验,即修改了黑客数据也能通过校验。另外,如下单元测试代码对原始黑客数据和修改后的数据两种case都进行了校验,且校验都能成功,从而说明如下测试代码利用本文所述漏洞成功进行了复现。https://github.com/BananaLF/bsc/commit/697c5cd73a755a7c93c0ed6c57d069e17f807958

事件过程

被攻击全过程可查看上一篇文章:链上卫士:BNBChain遭攻击时间轴梳理。OKLink多链浏览器已对BNBChain黑客地址进行风险标签标记,关于此次被盗后续,链上卫士团队将进一步追踪案件细节并及时同步。

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金宝趣谈

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