驾驭高级Token标准：安全性、设计和审计策略的深度解析 – ImmuneBytes

2025年5月29日

Token 标准通常被认为是已解决的问题。规范文档完备，实现方式也被广泛使用。但一旦智能合约进入实际应用，各种假设就会崩塌。不安全的授权、损坏的Hook和未正确实现的代理仍然会让协议面临漏洞利用的风险。尽管 Token 很简单，但它们仍然是 DeFi 中最持久的漏洞来源之一。

本文档适用于正在探索 Token 设计中复杂且经常被忽视的极端情况的 Web3 开发者和安全审计员。这是一篇从安全工程和实际协议审计的角度出发，对已建立的和新兴的 Token 标准进行的实用、细致的探索。

介绍

Token 标准的出现是为了给混乱带来秩序。在 ERC-20 之前，每个 Token 都有自己的规则，这使得集成变得不可预测且容易出错。ERC-20 通过创建一个钱包、交易所和应用程序可以依赖的接口改变了这一点。这不仅仅是为了易用性，更是朝着可组合性和工具成熟迈出的一步。

全面理解高级 Token 标准现在是必不可少的。开发者需要内化这些标准，以确保互操作性和安全的合约行为。审计员依靠它们来识别引入漏洞的偏差。基础设施提供商基于这些标准旨在强制执行的可预测行为来构建弹性系统。

这篇博客深入、实用地探讨了 Token 标准的格局。它不仅涵盖了广泛采用的模式，还涵盖了较新的 EIP、跨链变体以及隐藏在其设计中的安全影响。

深入研究 Token 标准——超越基础知识

Token 标准可分为：

• 同质化 Token (ERC-20)
• 非同质化 Token (ERC-721)
• 半同质化 Token (ERC-1155)
• 混合 Token (ERC-3525)
• 金库 Token (ERC-4626)

推动标准化的根本原因在于 ABI 兼容性、跨协议的可组合性、工具支持和审计效率。这些优势使得生态系统能够可预测地增长。然而，当做出有缺陷的假设时，同样的可预测性也会引入系统性风险。

基于智能合约的 Token 标准（如 ERC-20）与协议原生 Token 模型（如 Solana 的 SPL 或 Cosmos 的 IBC）之间存在根本区别。前者允许快速迭代，但存在实现风险。后者依赖于底层协议的正确性，但更难演进或修补。

基于智能合约的标准 vs 协议原生实现

作为智能合约实现的 Token（如 ERC-20/721/1155）与原生构建到区块链协议中的 Token（如 Solana 上的 SPL 或 Cosmos 上的 IBC）之间存在主要架构差异。

基于智能合约的标准：

• 由项目或开发者部署和拥有。
• 在兼容 EVM 的链上使用 Solidity 或 Vyper 进行定义。
• Token 遵循标准化接口，但逻辑和安全性取决于每个合约的实现。
• 高度可组合和可定制，但暴露于合约级别的漏洞（例如，重入、竞争条件、不安全的代理）。

协议原生实现：

• 集成到区块链的基础层。
• Solana 上的 SPL Token 和 Cosmos 上的 IBC Token 不需要单独的 Token 合约。
• Token 逻辑由链的运行时或模块强制执行，从而在各个部署中提供一致性。
• 不容易出现实现错误，但审计需要深入了解链特定的机制、验证者行为和跨程序交互。

安全影响：

• 智能合约 Token 灵活但容易出现不一致——每个实现的行为可能不同，从而导致 DeFi 协议中的攻击面。
• 原生 Token 从链本身继承安全性，从而使验证者集或运行时行为成为主要的信任假设。
• 帐户生命周期 (SPL)、中继器信任 (IBC) 和状态同步等问题需要超出字节码审查的新审计模式。

开发者权衡：

• EVM Token 提供丰富的工具和模块化设计，但会增加复杂性和错误风险。
• 原生 Token 简化了集成，但代价是灵活性降低且迭代速度变慢。

在设计跨链安全 Token 交互时，了解这些模型至关重要。桥、钱包和聚合器必须意识到这些差异，以避免导致严重故障的不匹配。

对已建立的以太坊 Token 标准的深入见解

ERC-20(同质化Token)

ERC-20 标准提供了 Token 交互的基本方法，但人们往往低估了它的已知缺陷。批准和授权模型一直是多次漏洞利用的根源。一个持续存在的问题是授权竞争条件，即消费方可以抢先更改其批准的金额并耗尽用户资金。

安全问题源于自定义实现。开发者经常尝试使用未经检查的算术或压缩的存储槽来优化 gas 使用量，如果未正确验证，这可能会破坏余额不变性。事件发出，尤其是 Transfer 和 Approval，必须遵循一致的逻辑，否则下游应用程序可能会错误地解释 Token 行为。

真实的事件包括由于事件操纵导致的双重支出、不正确的余额检查以及自定义铸币或销毁逻辑中的细微数学错误。

ERC-721 (非同质化 Token)

NFT，或称非同质化 Token，是一种加密 Token，代表区块链上一种独特的、不可分割的数字资产。与 ERC-20 等同质化 Token（其中每个单位可以与另一个单位互换）不同，NFT 被设计为独一无二的。每个 Token 都有一个唯一的标识符，并且通常指向将其与其他 Token 区分开来的特定元数据。

NFT 的简单性掩盖了复杂的风险。元数据通常存储在链下，这引起了对可用性和可变性的担忧。如果链下数据消失或更改，NFT 可能会失去其意义或价值。即使对于高价值藏品，链上不变性保证仍然很少见。

枚举是另一个问题。许多合约循环遍历所有权映射，这会在与大型藏品交互时导致 gas 峰值和 out-of-gas 错误。

诸如 onERC721Received 之类的Hook如果在关键状态更改之前被调用，则会引入重入的机会。依赖 Token 所有权检查的借贷协议特别容易受到交易中操纵。

ERC-1155 (多 Token 标准)

ERC-1155 将多种 Token 类型整合到单个合约下。其内部架构使用嵌套的映射并支持批量转移。这种复杂性引入了批处理一致性问题。关于数组长度均等或 Token ID 有效性的不正确假设可能会导致部分执行或不一致的状态。

在可组合的 DeFi 环境中，未经正确清理的批量操作可能导致代理逻辑的滥用或超载。我们已经看到恶意 Token ID 绕过跨合约验证的漏洞利用场景。

ERC-4626 (Token 化金库)

ERC-4626 引入了 Token 化生息金库的标准，扩展了 ERC-20 以管理存款、取款和份额计算。虽然它简化了金库存集成，但它也带来了独特的安全考虑因素。

• 金库结构：

  • ERC-4626 将底层资产（例如，DAI、ETH）与金库份额（代表所有权）分开。
  • 金库使用份额价格来确定用户存款或取款的价值。
  • 交互通过 deposit、withdraw、mint 和 redeem 函数进行，在资产和份额之间进行转换。

• 份额价格动态：

  • 份额价格反映了金库的价值，并根据底层资产的表现而变化。
  • 如果份额价格被操纵，尤其是在通过闪电贷的情况下，可能会出现漏洞，从而导致利用价格波动的有利取款。

• 会计风险：

  • 准确报告 totalAssets() 至关重要。如果金库的会计不正确，可能会导致套利机会或流动性不匹配。
  • 对非流动性资产的管理不善或延迟的收益率策略可能会导致份额估值不一致，从而使金库容易受到攻击。

• 极端情况漏洞：

  • 应拒绝具有转账费用、rebasing 或通货紧缩机制的非标准 ERC-20，以防止金库差异。
  • 攻击者可能会利用金库逻辑中的缺陷或在存款/取款操作期间不正确的清理，导致恶意状态更改。

通过关注准确的金库会计和安全的份额价格管理，ERC-4626 可以更安全地集成到 DeFi 生态系统中。但是，适当的审计和极端情况覆盖面对于避免系统性故障至关重要。

对不太常见和新兴标准的深入分析

ERC-777

与 ERC-20 相比，ERC-777 允许更高级的 Token 功能，包括启用新功能（如元交易）的运算符Hook。但是，这些Hook打开了新的攻击面——特别是重入攻击的风险。如果未正确保护，则可以利用这些Hook在交易中更改 Token 余额，从而耗尽资金或执行恶意逻辑。

ERC-1363

ERC-1363 将可支付功能引入到 Token 中，允许它们在收到时触发操作。但是，此功能具有安全隐患，尤其是在支付触发执行方面。恶意行为者可以利用它来注入任意逻辑，从而可能触发不需要的合约执行或用事务淹没系统以使网络过载。

ERC-3525

ERC-3525 定义了半同质化 Token，专为票务或部分资产等用例而设计。这些 Token 可以在同质化和非同质化状态之间更改，但它们的复杂性增加了漏洞的风险。Token 转移、部分所有权逻辑或 gas 效率的管理不善可能导致操作错误和合约逻辑的利用。

但为什么采用率有限呢？

虽然这些标准提供了增强的功能，但由于复杂性、更高的 gas 成本以及与现有 DeFi 协议的可组合性降低，它们的采用速度较慢。需要解决这些挑战以确保更广泛的使用

高级跨链和非 EVM Token 标准：独特的安全动态

诸如 BEP-20（在币安智能链上）、SPL（在 Solana 上）和 Cosmos IBC Token 之类的 Token 提供与 ERC 标准类似的功能，但在它们与其各自生态系统集成的方式上有所不同。每一种都引入了独特的安全问题：

• BEP-20 依赖于币安的中心化基础设施，从而造成了围绕验证者勾结和桥漏洞的风险。
• Solana 上的 SPL Token 存储在帐户中，从而引入了诸如帐户欺骗和事务重放攻击之类的问题。
• Cosmos IBC 在跨链消息传递中引入了新的攻击媒介，例如中继攻击和验证者恶意行为。

这些标准中的每一个都需要特定的审计实践，以确保跨链交互和消息完整性得到维护。

Token 标准的复杂安全影响

随着 Token 标准的发展并集成到去中心化金融 (DeFi) 生态系统中，它们的安全影响变得更加复杂。本节深入探讨 Web3 开发者和审计员在处理 Token 标准时应注意的关键风险和漏洞。

1. 复杂 DeFi 交互中的可组合性风险

DeFi 协议通常依赖于可组合性，其中多个智能合约相互交互并相互依赖。虽然这提供了重要的创新机会，但它也增加了风险面：

• Token 交换：当 Token 合约未正确验证交易参数时，会出现漏洞，从而导致恶意 Token 被交换、耗尽流动性或在闪电贷攻击中被利用。
• 借贷：在借贷协议中用作抵押品的 Token 可能会成为重入攻击的目标，攻击者会回调到合约以在更新 Token 的状态之前利用该 Token。
• DeFi 漏洞利用示例：在某些情况下，DeFi 协议依赖于 Token 严格遵循 ERC-20 标准的假设，但具有细微偏差的自定义 Token 可能会触发意外行为，从而导致重大损失。

2. 高级继承和代理实现风险

可升级合约（通常使用代理模式）已成为 DeFi 开发的主流，但它们引入了几个风险：

• 实现切换漏洞：恶意行为者或开发者可能会利用切换代理实现的能力，从而可能用恶意代码替换安全逻辑。
• 继承风险：Token 标准中使用的继承模型可能导致关键函数的意外覆盖，其中基本合约中表面上安全的函数在扩展时容易受到攻击。
• 审计重点：在审计基于代理的合约时，审计员必须检查代理是否仅指向授权的实现，并且在升级期间没有恶意代码注入的可能性。

3. 接口欺骗和标准模仿

• 接口混淆攻击：如果恶意合约模仿流行的 Token 标准（例如，ERC-20）的接口，则用户可能会错误地批准未经授权的 Token 的交易。
• 恶意合规：声称符合 ERC-20 之类标准的 Token 可能会使用相同的接口，但在实现上有所不同，从而为攻击者创造机会来利用逻辑中的不一致之处。

4. Token 标准中的治理风险

嵌入在 Token 合约中的治理机制存在重大风险，特别是如果治理权被整合或操纵：

• 提案操纵：在去中心化治理中，攻击者可能会用恶意提案淹没投票系统，这些提案可能会更改 Token 供应、治理权或智能合约逻辑。
• 恶意投票：如果 Token 治理结构不合理（例如，仅使用一小部分验证者或 Token 持有者），则不良行为者可以操纵投票过程以制定对他们有利的更改，例如铸造新的 Token 或绕过安全措施。

5. 跨链可组合性风险

随着跨链 DeFi 协议的兴起，Token 在不同区块链上的交互复杂性带来了额外的风险：

• 多链流动性碎片：不同区块链（例如，以太坊、币安智能链、Solana）上的 Token 可能无法无缝兼容，从而导致流动性碎片和不一致的 Token 行为。
• 桥黑客：促进链之间 Token 转移的跨链桥是攻击者的主要目标。有缺陷的桥实现可能导致 Token 复制、丢失或被盗。
• 消息传递漏洞：跨链通信协议（例如，Cosmos IBC）容易受到中继攻击，恶意行为者可以在链之间拦截和修改 Token 转移，从而导致 Token 余额出现差异。

Token 标准实现的最佳实践和安全建议

为了降低所讨论的风险，开发者必须遵循安全 Token 实现的最佳实践。这些指南确保了 Token 标准在生产环境中的安全性和稳健性。

1. 智能合约模式

• 安全批准：避免单独依赖 approve/transferFrom 模式。考虑实施更安全的授权模型，以防止重入和竞争条件攻击。
• 反重入模式：Token 合约应使用重入防护（例如，nonReentrant）来防止在 Token 转移期间的恶意回调。
• 防御性检查：在执行敏感操作（例如，转移或状态更改）之前，务必验证变量的状态。
• 安全算术：使用 OpenZeppelin 的 SafeMath 等库来防止溢出/下溢并保持一致的 Token 余额。

2. 可升级性安全指南

• 代理模式审计：使用代理合约时，请确保代理指向不可变的实现或受安全流程的约束，以防止未经授权的升级。
• 确定性部署：可预测地部署合约，以避免初始化期间出现差异或错误。
• 紧急暂停功能：始终在可升级合约中包含暂停功能，以便在出现严重漏洞时暂停合约。

3. 运营安全

• 多重签名治理：实施多重签名钱包，以确保没有单个实体可以控制 Token 合约。这对于可升级合约尤其重要。
• 时间锁：对治理提案使用时间锁，使社区有时间对恶意或可疑的更改做出反应。
• 链下元数据完整性：使用去中心化或可验证的方法来存储与 Token（例如，NFT）相关的元数据，确保链下数据不会被篡改。
• 去中心化索引解决方案：避免依赖中心化或第三方服务来索引 Token 数据。这确保了数据完整性和针对单点故障的弹性。

4. 高级 Gas 优化和审计准备

• Gas 优化：开发者应努力优化代码，以最大程度地降低 Gas 成本，同时避免损害安全性。这可能包括减少存储读/写和利用高效的数据结构。
• 安全审计：定期对 Token 合约执行审计和渗透测试，尤其是在优化代码时。使用手动和自动审计方法来确保不会引入漏洞

Token 标准的审计注意事项和方法

当你踏入审计 Token 标准的世界时，不仅仅是在清单上勾选方框。而是剖析合约的内部运作，了解每一行代码如何与更广泛的 DeFi 生态系统交互，最重要的是，预测事情可能出错的方式。根据我们的经验，这个过程更像是一门艺术而不是一门科学，细微的差别可能会产生截然不同的结果。

首先要明确的是，没有两个 Token 合约是相同的。即使它们符合 ERC-20 或 ERC-721 等流行的标准，它们的实现方式也可能差异很大。而这通常是漏洞所在。

例如，当我们审计 ERC-20 合约时，我们已经学会了超越表面现象。approve 和 transferFrom 函数看起来像是简单、直接的方法，但我们已经看到了事情出错的方式。我们记得一次漏洞利用是一种授权竞争条件，导致用户的资金被耗尽，除非你深入挖掘，否则几乎无法察觉这一点。

很容易错过这些问题，尤其是在你匆忙完成审计时。但真正的价值来自于彻底调查极端情况，这些情况通常不会在基本测试场景中出现。一个令人难忘的例子是我们处理的 ERC-1155 实现。乍一看，它似乎是安全的，但在仔细检查批量转移功能后，我们发现关于数组长度的一个简单假设导致了不一致的状态。这些问题无法通过自动化工具发现，但通过在真实场景中推动合约，我们确定了它可能崩溃的方式。

审计不仅仅是了解标准；而是培养一种对某些事情感觉不对的直觉。多年来，我们已经了解到，你必须寻找不属于文档的隐藏功能。很容易相信合约正在遵循正确的模式，但这种假设会让你走上一条危险的道路。我们经常发现具有额外的、未记录的功能的合约，这些功能可能会被恶意使用。这就是为什么审查所有内容，尤其是自定义 Token 合约，绝对至关重要。

在工具方面，静态分析和符号执行是无价的。它们不能替代人工审查，但它们为你提供了一个清晰的起点。当我们在一次审计中使用模糊测试 ERC-777 Hook时，它发现了一个通过静态分析无法立即显现的重入漏洞。这些工具应始终成为你武器库的一部分，但它们不能取代人类的直觉。

未来展望和战略要点

随着 Token 标准的不断发展，了解它们在不同链上的相互作用至关重要。多链生态系统是未来，确保跨链兼容性将有助于缓解流动性碎片化。像 ERC-6909 和 ERC-7265 这样的新提案正在塑造 Token 的未来，但开发者和审计员需要走在这些变化的前面。

根据经验，很容易冲向新功能和跨链功能，但在没有坚实的安全基础的情况下这样做是有风险的。漏洞通常源于治理操纵或诸如桥黑客之类的跨链问题。安全必须始终是优先事项，尤其是在与新兴标准集成时。

对于开发者来说，随时了解不断发展的标准并了解它们的风险至关重要。对于审计员来说，主动识别新标准中的漏洞至关重要。用户也必须谨慎和知情，因为该领域的风险持续增长。通过走在曲线的前面，我们可以帮助确保 Web3 保持安全和弹性。

• 原文链接： blog.immunebytes.com/202...
• 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～