太空哥斯拉(SpaceGodzilla)攻击事件分析

小驹
更新于 2022-07-16 11:45
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此次黑客利用未授权的函数，扰乱了正常的Godzilla币与USDT的流动池，最终攻击大约套利了2.6万的USDT。

# 背景

SpaceGodzilla是一个ERC20代币，项目没有官方网站，官方只在twitter上进行维护，项目介绍是`“哥斯拉吸收了地球上所有的核能，向月球飞去！`”，然后官方twitter头图是张哥斯拉乘着火箭去月球的图片,目前官方有300人关注……..

![Untitled.png](https://img.learnblockchain.cn/attachments/2022/07/22EDmV8E62d2324e9530d.png!/scale/60)

就在前天，这个项目被黑客攻击了。此次黑客利用未授权的函数，扰乱了正常的Godzilla币与USDT的流动池，最终攻击大约套利了2.6万的USDT。

# 漏洞原因

一句话总结漏洞的原因是：`函数权限设置不当`。swapAndLiquifyStepv1用来向LP流动池中添加流动性，本只应该在向LP池转账时，应该设置成只能internal调用。但在实际代码中，却设置成了public属性，导致黑客swapAndLiquifyStepv1后，导致LP流动池中token数量混乱,产生了套利空间..

漏洞合约地址[https://bscscan.com/address/0x2287c04a15bb11ad1358ba5702c1c95e2d13a5e0](https://bscscan.com/address/0x2287c04a15bb11ad1358ba5702c1c95e2d13a5e0)

猜测下为什么这个函数的权限没有设置呢？

从函数名称swapAndLiquifyStepv1看，该函数是v1版本的函数，该函数在开发过程中应该为第一版本的函数方法，`更像是一个本该废弃并删除的函数`。因为代码中还存在另外一个有相似功能且有调用逻辑存在的函数`function swapAndLiquify() public`。

![Untitled 1.png](https://img.learnblockchain.cn/attachments/2022/07/4Ow3ABuX62d2325896aba.png)

# 攻击过程分析

黑客攻击的调用链非常非常非常非常长，但大部分的调用都是`进行闪电贷和归还闪电贷`的过程。

真实的漏洞利用过程就在下面的代码调用片段中，我们从闪电贷获得了295.2万的USDT开始分析漏洞利用过程。

**黑客的漏洞利用过程**

1. 通过闪电贷和交换等获得了295.2万的USDT，此为初始的攻击资本。
2. 将295.2万的USDT,在GodzillaUSDT的流动池中换出73,775,430,786,944,730,258,898,675,433,018个Godzilla币
3. 调用`swapAndLiquifyStepv1漏洞函数`，将LP流动池中的Godzilla与USDT的`兑换比例完全打乱`。
4. LP流动池中的比例已经打乱，此时用使用71,562,167,863,336,388,351,131,715,170,010个Godzilla币兑换出297.8万的USDT,净套利2.6万USDT。

我们可以分析下套利的过程(假设AMM中的X为Godzilla,Y为USDT)，`初始的资金为295.2万`：

![Untitled 2.png](https://img.learnblockchain.cn/attachments/2022/07/OC8FoDeL62d2326091251.png)

1. 在调用swapAndLiquifyStepv1漏洞函数之前。
    
    可以看到GodzillaUSDT流动池中的Godzilla与USDT的数量分别为(两者数量之比为：`8.4亿:1`)：
    X=76041697635825849047705725848735
    Y=90478604689102338898952 
    
    K = X*Y = 6.88*10^54
    
    根据公式(X-DX)*(Y+DY)=K 和公式X*Y = K,可以计算出此时，黑客可以兑换出的Godzilla大约为(对应着公式中的DX)
    73780928010061370325334249251641
    
    ```solidity
    由公式推导出DX=X-(K/(Y+DY))，其中的
    X =  76041697635825849047705725848735　
    Y = 90478604689102338898952
    DY = 2952797730003166405412733　　　这就是初始的USDT的资金
    计算得到的DX为73780928010061370325334249251641，与实际兑换出的73775430786944730258898675433018相差无几。
    ```
    
2. 在调用swapAndLiquifyStepv1漏洞函数之后，可以看到
    
    GodzillaUSDT流动池中的Godzilla与USDT的数量分别为(两者数量之比为：`74万:1`，与漏洞之前的`8.4亿:1`相距甚大)：
    
    2,288,901,594,081,170,758,102,038,305,061　
    3,073,671,601,005,728,817,436,539

可以看到调用了swapAndLiquifyStepv1函数`严重改变了LP流动池中的兑换比例`。

此时的K值变成了K’= 7.03*10^54(相比之前的K 6.88*10^54大约增加了`1.5*10^53`)

3. 在新的K’下，将1中的Godzilla换回USDT。
    
    (X-DX)*(Y+DY)=K
    
    相当于已知X’, Y’, DX为要兑换的Godzilla,根据公式X’*Y’=K’ , (X'+ DX)*(Y'-DY)=K',  求DY。
    
    ```solidity
    由公式推导出DY 	=Y' - K'/(x'+DX)，其中的
    K' = 7035331827224036947372569921877688319008790342490023879
    X' =  2288901594081170758102038305061　
    Y' = 3073671601005728817436539
    DX =  71562167863336388351131715170010
    
    计算得到2978407823799623479865461，与2978176485325154862214560(这就是最终黑客执行套利后的USDT的数量)
    相差无几。
    ```

> 😀 细心的可能会发现，在1中将闪电贷换出了73780928010061370325334249251641 Godzilla,在3中将Godzilla再换成USDT时的Godzilla的数量是71562167863336388351131715170010，**为什么这两个数字不同**？
![Untitled 3.png](https://img.learnblockchain.cn/attachments/2022/07/X3ZYgpwD62d2326adc9a0.png)
>
>这是因为Godzilla在_transfer过程中会`收取%3的takeFee`，两个数字之间的差额就是被Godzallia合约收走的`takeFee`,这个takeFee是`在_transfer中被收取的`，因此在LP的`swap函数的返回`中还是7378..这个数，而HackContract到手的Godzallia币就只有7156…这个数了。

对于没有正确设置权限的`swapAndLiquifyStepv1()`函数，功能就是`把Godzilla合约中的USDT和Godzilla币一起充到LP中`，正是这个充值到LP的行为导致了套利的出现。

```solidity
// 0x55d398326f99059fF775485246999027B3197955 为USDT的地址，虽然代码中定义为ETH变量....
address _baseToken = address(0x55d398326f99059fF775485246999027B3197955);
ETH = IERC20(_baseToken);
function swapAndLiquifyStepv1() public {
        uint256 ethBalance = ETH.balanceOf(address(this));
        uint256 tokenBalance = balanceOf(address(this));
        addLiquidityUsdt(tokenBalance, ethBalance);
    }
```

# 总结

合约中不用的函数、测试的函数在发布前都删掉吧….……

# 参考

[https://mobile.twitter.com/BlockSecTeam/status/1547456617414660096](https://mobile.twitter.com/BlockSecTeam/status/1547456617414660096)

[https://mp.weixin.qq.com/s/JF4bvVoHbOZkjbO2YwGiWw](https://mp.weixin.qq.com/s/JF4bvVoHbOZkjbO2YwGiWw)

[https://versatile.blocksecteam.com/tx/bsc/0x7f183df11f1a0225b5eb5bb2296b5dc51c0f3570e8cc15f0754de8e6f8b4cca4](https://versatile.blocksecteam.com/tx/bsc/0x7f183df11f1a0225b5eb5bb2296b5dc51c0f3570e8cc15f0754de8e6f8b4cca4)

[https://www.haomeili.net/Math/BigMath?Method=Multiply](https://www.haomeili.net/Math/BigMath?Method=Multiply)

背景

SpaceGodzilla是一个ERC20代币，项目没有官方网站，官方只在twitter上进行维护，项目介绍是“哥斯拉吸收了地球上所有的核能，向月球飞去！”，然后官方twitter头图是张哥斯拉乘着火箭去月球的图片,目前官方有300人关注……..

就在前天，这个项目被黑客攻击了。此次黑客利用未授权的函数，扰乱了正常的Godzilla币与USDT的流动池，最终攻击大约套利了2.6万的USDT。

漏洞原因

一句话总结漏洞的原因是：函数权限设置不当。swapAndLiquifyStepv1用来向LP流动池中添加流动性，本只应该在向LP池转账时，应该设置成只能internal调用。但在实际代码中，却设置成了public属性，导致黑客swapAndLiquifyStepv1后，导致LP流动池中token数量混乱,产生了套利空间..

漏洞合约地址https://bscscan.com/address/0x2287c04a15bb11ad1358ba5702c1c95e2d13a5e0

猜测下为什么这个函数的权限没有设置呢？

从函数名称swapAndLiquifyStepv1看，该函数是v1版本的函数，该函数在开发过程中应该为第一版本的函数方法，更像是一个本该废弃并删除的函数。因为代码中还存在另外一个有相似功能且有调用逻辑存在的函数function swapAndLiquify() public。

攻击过程分析

黑客攻击的调用链非常非常非常非常长，但大部分的调用都是进行闪电贷和归还闪电贷的过程。

真实的漏洞利用过程就在下面的代码调用片段中，我们从闪电贷获得了295.2万的USDT开始分析漏洞利用过程。

黑客的漏洞利用过程

通过闪电贷和交换等获得了295.2万的USDT，此为初始的攻击资本。
将295.2万的USDT,在GodzillaUSDT的流动池中换出73,775,430,786,944,730,258,898,675,433,018个Godzilla币
调用swapAndLiquifyStepv1漏洞函数，将LP流动池中的Godzilla与USDT的兑换比例完全打乱。
LP流动池中的比例已经打乱，此时用使用71,562,167,863,336,388,351,131,715,170,010个Godzilla币兑换出297.8万的USDT,净套利2.6万USDT。

我们可以分析下套利的过程(假设AMM中的X为Godzilla,Y为USDT)，初始的资金为295.2万：

在调用swapAndLiquifyStepv1漏洞函数之前。

可以看到GodzillaUSDT流动池中的Godzilla与USDT的数量分别为(两者数量之比为：8.4亿:1)： X=76041697635825849047705725848735 Y=90478604689102338898952

K = XY = 6.8810^54

根据公式(X-DX)(Y+DY)=K 和公式XY = K,可以计算出此时，黑客可以兑换出的Godzilla大约为(对应着公式中的DX) 73780928010061370325334249251641
```
由公式推导出DX=X-(K/(Y+DY))，其中的
X =  76041697635825849047705725848735　
Y = 90478604689102338898952
DY = 2952797730003166405412733　　　这就是初始的USDT的资金
计算得到的DX为73780928010061370325334249251641，与实际兑换出的73775430786944730258898675433018相差无几。
```
在调用swapAndLiquifyStepv1漏洞函数之后，可以看到

GodzillaUSDT流动池中的Godzilla与USDT的数量分别为(两者数量之比为：74万:1，与漏洞之前的8.4亿:1相距甚大)：

2,288,901,594,081,170,758,102,038,305,061　 3,073,671,601,005,728,817,436,539

可以看到调用了swapAndLiquifyStepv1函数严重改变了LP流动池中的兑换比例。

此时的K值变成了K’= 7.0310^54(相比之前的K 6.8810^54大约增加了1.5*10^53)

在新的K’下，将1中的Godzilla换回USDT。

(X-DX)*(Y+DY)=K

相当于已知X’, Y’, DX为要兑换的Godzilla,根据公式X’Y’=K’ , (X'+ DX)(Y'-DY)=K', 求DY。

由公式推导出DY    =Y' - K'/(x'+DX)，其中的
K' = 7035331827224036947372569921877688319008790342490023879
X' =  2288901594081170758102038305061　
Y' = 3073671601005728817436539
DX =  71562167863336388351131715170010

计算得到2978407823799623479865461，与2978176485325154862214560(这就是最终黑客执行套利后的USDT的数量)
相差无几。

😀 细心的可能会发现，在1中将闪电贷换出了73780928010061370325334249251641 Godzilla,在3中将Godzilla再换成USDT时的Godzilla的数量是71562167863336388351131715170010，为什么这两个数字不同？

这是因为Godzilla在_transfer过程中会收取%3的takeFee，两个数字之间的差额就是被Godzallia合约收走的takeFee,这个takeFee是在_transfer中被收取的，因此在LP的swap函数的返回中还是7378..这个数，而HackContract到手的Godzallia币就只有7156…这个数了。

对于没有正确设置权限的swapAndLiquifyStepv1()函数，功能就是把Godzilla合约中的USDT和Godzilla币一起充到LP中，正是这个充值到LP的行为导致了套利的出现。

// 0x55d398326f99059fF775485246999027B3197955 为USDT的地址，虽然代码中定义为ETH变量....
address _baseToken = address(0x55d398326f99059fF775485246999027B3197955);
ETH = IERC20(_baseToken);
function swapAndLiquifyStepv1() public {
        uint256 ethBalance = ETH.balanceOf(address(this));
        uint256 tokenBalance = balanceOf(address(this));
        addLiquidityUsdt(tokenBalance, ethBalance);
    }