可升级合约漏洞—Web3音乐平台Audius被黑事件分析

2022年7月24日消息，黑客从音乐流媒体协议Audius转移了1800万个AUDIO代币，损失约600万美元。

SharkTeam第一时间对此事件进行了技术分析，并总结了安全防范手段，希望后续项目可以引以为戒，共筑区块链行业的安全防线。

一、 事件分析

攻击者发起攻击交易如下：

攻击者发起了两次攻击，其中第一次攻击失败，第二次攻击成功。 攻击者地址：0xa0c7bd318d69424603cbf91e9969870f21b8ab4c 第一次攻击如下： 攻击合约：0xa62c3ced6906b188a4d4a3c981b79f2aabf2107f 攻击交易：0x3bbb15f9852c389e8d77399fe88b49b042d0f22aad4a33c979fbabc60a34b24f 交易中提交了84号提案

在提案并没有投票，所以也没有被执行，但该交易通过调用Governance合约的初始化函数并对提案82和83进行评估，修改了其状态：

接下来，我们以第二次攻击发起的交易来说明整个攻击的过程。 攻击合约地址：0xbdbb5945f252bc3466a319cdcc3ee8056bf2e569，简记为0xbdbb 攻击者在创建了攻击合约后，通过攻击合约发起了攻击，包含4笔交易：

交易1 txHash: 0xfefd829e246002a8fd061eede7501bccb6e244a9aacea0ebceaecef5d877a984

该交易包含了7个 步骤，如下：

1. 通过Audius的代理合约对Governance合约进行初始化

初始化函数如下：

该初始化函数对投票系统进行初始化，变量说明以及参数设置如下： （1）registryAddress：注册代理合约地址，设置为攻击合约地址； （2）votingPeriod：治理提案开放投票的区块周期，设置为3，即3个区块内可以投票，第4个及其之后的区块不可以再进行投票； （3）exectionDelay：投票期结束后必须通过的区块数才能评估/执行提案，设置为1，即投票期结束后再经过1个区块才能执行，或者说结束投票后需等待1个区块才可以评估/执行提案； （4）votingQuorumPercent：投票认为提案有效所需的总股份的最低百分比，设置为1； （5）maxInProgressProposals：一次性可能处于InProgress状态的最大提案数量，设置为4； （6）guardianAddress：具有特殊治理权限的账户地址，设置为攻击合约。 之所以如此设置参数，是为了让提案可以不需要复杂的多方投票就可以进行执行。

2. 评估/执行84号提案，即第一次攻击提交的提案，评估为QuorumNotMet

原因是没有投票。

3. 查询Governance代理合约的AUDIO代币余额

4. 提交85号提案，与84号提案相同。该提案的功能就是将Governance代理合约中的AUDIO转移到攻击合约，数量不能超过Governance代理合约的AUDIO余额。

5. 通过代理合约对Staking合约进行初始化

将治理代币地址以及代理合约地址都设置为攻击合约。

6. 通过代理合约对DelegateManagerV2合约进行初始化

将治理代币地址以及代理治理地址都设置为攻击合约。

7. 通过代理合约将DelegateManagerV2合约中的服务提供者工厂合约为攻击合约

8. 通过代理合约将质押的代理权授权给攻击合约，授权的代币数量为1e31

通过以上步骤，攻击者篡改并获取了治理系统的最高权限。 然后攻击者在提交了提案85之后的3个区块内进行了投票，即第2笔交易： 交易2 txHash: 0x3c09c6306b67737227edc24c663462d870e7c2bf39e9ab66877a980c900dd5d5

投票完成后，攻击者在3个区块的投票期以及1个区块的等待期之后对提案85进行了评估/执行，即第3笔交易： 交易3 txHash: 0x4227bca8ed4b8915c7eec0e14ad3748a88c4371d4176e716e8007249b9980dc9

执行提案85，将18,56万枚AUDIO转移到攻击合约。

攻击合约收到1800万枚AUDIO后，将其兑换为704 枚ETH，即第4笔交易： 交易4 txHash: 0x82fc23992c7433fffad0e28a1b8d11211dc4377de83e88088d79f24f4a3f28b3

最后，攻击者将兑换的ETH存入到了Tornash平台：

从以上攻击过程中，我们发现攻击者之所以能够攻击成功，根本原因在于通过代理合约多次调用初始化函数，而初始化函数本应该只能调用一次的。以Governance合约中的初始化函数为例，其代码如下：

这里使用了Openzeppelin里面的初始化器initializer，代码如下：

明显，initializer没有起到任何作用，原因在于代理调用。这里实现合约中定义的两个bool类型的状态变量initialized和intializing分别占用了存储插槽slot0中的前16个字节。第1个8字节为initialized，第2个8字节为initializing。由于代理合约本身定义了一个地址类型的状态变量proxyAdmin，其值为0x80ab62886eacfebca74511823d4699eb88fd097e，同样占用了存储插槽slot0，第1个8字节为0，第2个8字节为0x80ab6288，第3个8字节为0x6eacfebca7451182，第4个8字节为0x3d4699eb88fd097e.

于是，实现合约中的initialized和intializing与代理合约中的proxyAdmin同时占用了存储插槽slot0，从而引起了存储冲突。 插槽0中的数据分布如下：

初始化函数执行到initializer时，从存储插槽slot0的第1个8字节读取initialized，其值为0，即false；从存储插槽slot0的第2个8字节读取initializing，其值为0x80ab6288 > 0，即true。 因此，初始化器initializer完全没有任何作用。

二、 安全建议

引发本次攻击事件的根本原因是可升级合约的实现过程中，代理合约与实现合约的存储出现冲突，导致初始化器initializer完全失去了作用。针对该漏洞，我们建议在使用可升级合约时首先要熟悉代理模式，对合约数据和逻辑做好规划，避免出现数据冲突、丢失等问题。另外，选择多个智能合约审计团队进行多轮审计，也是提高合约安全性的重要保障。

三、关于我们

SharkTeam的愿景是全面保护Web3世界的安全。团队成员分布在北京、南京、苏州、硅谷，由来自世界各地的经验丰富的安全专业人士和高级研究人员组成，精通区块链和智能合约的底层理论，提供包括智能合约审计、链上分析、应急响应等服务。已与区块链生态系统各个领域的关键参与者,如Huobi Global、OKC、polygon、Polkadot、imToken、ChainIDE等建立长期合作关系。 Web：https://www.sharkteam.org Telegram：https://t.me/sharkteamorg Twitter：https://twitter.com/sharkteamorg Reddit：https://www.reddit.com/r/sharkteamorg 更多区块链安全咨询与分析，点击下方链接查看 D查查|链上风险核查 https://m.chainaegis.com