Hundred Finance 攻擊事件分析
Hundred Finance
背景知識
Hundred Finance 是 fork Compound 的一個借貸項目，在2023/04/15遭受了黑客攻擊。攻擊者在發起攻擊交易之前執行了兩筆準備交易占據了池子，因為發起攻擊的前提是池子處于 empty 的狀態（發行的 hToken 數量為 0）。
準備交易：
- https://optimistic.etherscan.io/tx/0xf479b1f397080ac01d042311ac5b060ceccef491867c1796d12ad16a8f12a47e
- https://optimistic.etherscan.io/tx/0x771a16e02a8273fddf9d9d63ae64ff49330d44d31575af3dff0018b04da39fcc
交易分析
兩次準備交易一共存入 63816 + 30000000 = 30063816 wei WBTC，獲得 3190800 + 1499976495 = 1503167295 wei hWBTC
WBTC decimal = 8，hWBTC decimal = 8
執行攻擊交易，首先從 AAVE V3 閃電貸出來 500 WBTC
通過 tendery 的模擬交易可以查詢到，在攻擊交易執行前，池子中存在 30064194 wei WBTC
首先 redeem 之前存入的所有 WBTC，將池子還原到 empty 的狀態。
redeem 之后池子中存在 378 wei WBTC（其中1wei為留存資金，377wei為reserve資金），發行 0 hWBTC。empty狀態僅代表 hWBTC 的 totalsupply 為 0。（如果先入為主地認為 WBTC的數量也為0，那么當你看到后面的時候會發現憑空多redeem出來了1 wei WBTC）
創建合約 0xd340 并往其中發送 50030063816 wei WBTC
合約 0xd340：
首先存入 4 WBTC，mint 200 hWBTC
redeem 19999999998 wei hWBTC，收到 4 WBTC。此時合約持有 2 wei hWBTC
向池子轉入 50030063816 wei WBTC，然后借出 1021.915074492787011273 ETH
調用 redeemUnderlying 函數取出 50030063815 wei WBTC，消耗 1 wei hWBTC。此時合約持有 1 wei hWBTC。
攻擊合約調用 liquidateBorrow 函數對創建的 0xd340 合約的債務進行清算。支付 0.000000267919888739 ETH，獲得 1 wei hWBTC。
redeem 1 wei hWBTC，獲得 2 wei WBTC，此時池子重新回到 empty 狀態。這樣做的目的是為了可以再次掏空其他池子。
把 50030063817 wei WBTC 轉移走
隨后攻擊者又再進行了6次相同的操作來掏空其他的池子完成獲利，文章篇幅有限就不再展開說明。
漏洞代碼分析
合約 0xd340 在進行 redeem 操作時利用了精度丟失的漏洞，獲取超額的 WBTC 。漏洞的發生在于 redeemFresh 函數中。
進入到 trace 分析，發現在 truncate 函數中進行了精度丟失。
跟進代碼查看 truncate 函數的具體實現方法，在對輸入參數 exp 除 1e18 的時候發生了精度丟失。
攻擊細節分析
在分析攻擊的過程中，對一些細節的部分存在著困惑，嘗試著用生疏的技巧淺淺的分析一下。
為什么要先 mint 再 redeem，剩余 2 wei hWBTC
因為 mint 函數只能根據抵押物的數量來 mint hToken。也就是說在 initialExchange = 0.02 WBTC/hWBTC 的情況下，即使是傳入 1 wei 的 WBTC，也會 mint 出 50 wei hWBTC。想要得到 2 wei hWBTC的剩余，沒辦法通過直接 mint 2 hWBTC 的方式（因為你無法提供 0.04 wei WBTC），所以只能先 mint 出大量的 hWBTC，然后再 redeem 使其剩余 2 wei。
所以按道理來說是不是先 mint 出 50 wei hWBTC，再 redeem 48 wei hWBTC 也可以？
為什么要剩余 2 wei hWBTC，而不是其他數量
剩余一定數量的 hWBTC 是為了后續構造精度丟失的攻擊，使得合約從 hWBTC 的數量來計算抵押率是滿足的，從而批準這筆 redeem，而實際上借出的 WBTC 數量是不滿足抵押率要求的。而攻擊者構造 2 wei 的這個數量就是為了通過精度丟失，是的超額借出的 WBTC 數量最大化。
假設在 2 wei 的情況下，borrow 了一半價值（1 wei）的資產：
贖回價值 1.99… wei hWbtc 的 WBTC，實際銷毀 1 wei hWbtc。此時超額部分為 0.99… wei hWBTC，獲得的 WBTC 占總資金的 1.99 / 2 。
在 20 wei 的情況下，borrow 了一半價值（10 wei）的資產：
贖回價值 10.99… wei hWbtc 的 WBTC，實際銷毀 10 wei hWbtc。此時超額部分為 0.99… wei hWBTC，獲得的 WBTC 占總資金的 10.99 / 20 。
通過上面兩個例子我們可以得出，剩余的 hWBTC 數量越少，攻擊者通過精度丟失所獲得的超額 WBTC 比例就越大。
剩余的 hWBTC 數量可不可以為 1 wei 呢？
假設剩余 1 wei hWBTC，攻擊者可以借出 100% 價值的資產，此時贖回價值 0.99… wei hWBTC 的 WBTC，利用精度丟失實際 burn 0 hWBTC。這樣構造最大的好處是借出的資產可以達到 100%，而 2 wei 的方案借出資產只能借出 50%。
在 comptoller.redeemVerify 函數中，進行了一定程度的校驗:
function redeemVerify(address cToken, address redeemer, uint redeemAmount, uint redeemTokens) override external {
// Shh - currently unused
cToken; redeemer;
// Require tokens is zero or amount is also zero
if (redeemTokens == 0 && redeemAmount > 0) {
revert("redeemTokens zero");
}
}
如果 redeemTokens 為 0 ，且 redeemAmount 大于 0 時，交易會進行revert，所以攻擊者選擇剩余 2 wei 而不是 1 wei。
攻擊者是如何構造獲利場景的
攻擊者只消耗 1 wei hWBTC ，然后 redeemUnderlying 出了 50030063815 wei WBTC
攻擊者先 deposit 50030063816 wei WBTC，然后 redeem 50030063815 wei WBTC，希望通過 redeem (deposit amount - 1) 的方式構造精度丟失的場景：redeem 出價值 1.999… wei hWBTC 的 WBTC，最終會 burn 1 wei hWBTC，超額收益 0.999... hWBTC。
但是由于在攻擊執行前池子里剩余有 1 wei WBTC，所以攻擊者直接 redeem 50030063816 wei WBTC 也是可以達到 burn 1 wei hWBTC 的目的的。也就是說只有當 redeem 50030063817 wei WBTC 的時候才會 burn 2 wei hWBTC。
這個精度缺失攻擊的前提是池子中 WBTC 的數量大于 hWBTC 的數量
假設 3 WBTC，2 hWBTC，可得 exchangeRateStoredInternal = 3 / 2 = 1.5
贖回 2 WBTC，計算需要 burn 的 hWBTC 數量：2 / 1.5 = 1.333… → 1 hWBTC
可以通過一個公式來計算出攻擊者持有部分 hWBTC 的情況下通過精度丟失得到最大獲利的情況嗎？
- 假設池子持有 x WBTC，總共發行了 y hWBTC。攻擊者持有 z hWBTC (z < y)，贖回 kx WBTC (0 < k < 1)
- exchangeRateStoredInternal = x / y
- 由 1 和 2 可得，要 burn 的 hWBTC 數量 = kx / (x / y) = ky
- 攻擊者為了獲取盡可能大的超額收益，需要通過精度丟失漏洞構造 burn z + 0.999… hWBTC → burn z hWBTC
- 由 3 和 4 可得，ky = z + 0.999 → k = (z + 0.999) / y
舉例說明：
- 假設池子持有 20000 WBTC，總共發行了 100 hWBTC，exchangeRateStoredInternal = 200。攻擊者持有 50 hWBTC
- k = (z + 0.999) / y = (50 + 0.999) / 100 = 0.5099
- 贖回 kx = 0.5099 * 20000 = 10198 WBTC
- burn 的 hWBTC 數量為 kx / (x / y) = 10198 / 200 = 50.99 → 50
如何計算出清算所需要的 token 數量
通過 liquidateCalculateSeizeTokens 函數，計算得出提供 267919888739 wei ETH，能夠清算獲得 1 wei hWBTC
然后攻擊者執行 liquidateBorrow 函數，提供 267919888739 wei ETH 進行清算，獲得 1 wei hWBTC 。具體的計算過程以及涉及的參數如下圖所示：
后記
都周末了還擱這寫分析文章博主是沒有自己的生活的嗎？
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