重放攻击是把原链网络上的交易拿到目标链网络上使用
问：我们常提到的智能合约漏洞真的是实际中威胁最大、发生最频繁的安全漏洞吗？
答：完全不是那样。例如“溢出”、“外部调用”等常提到的智能合约安全漏洞并不是最常发生，威胁最大的。
到底哪些安全威胁从发生频率和危害性上能称为Top10的呢？SharkTeam合约安全系列课程之和您一起讨论和深入。第十课。
一、什么是重放攻击
重放攻击是把原链网络上的交易拿到目标链网络上使用，即一笔交易重复执行，我们根据类型可以分为交易重放和签名重放。
交易重放是将原链上的交易一成不变放到目标链上，重放过后交易在目标链上可以正常执行并完成交易验证。
CoinShares：上周数字资产投资产品流出5500万美元:金色财经报道，据CoinShares报告显示，上周数字资产投资产品的资金流出总额为5500万美元。比特币资金流出总额为4200万美元，而做空比特币的投资产品连续第17周出现资金流出。以太坊流出900万美元，Polygon、Litecoin和Polkadot也分别流出90万美元、60万美元和50万美元。
上周的恐慌导致管理总资产(AuM)下降10%，截至上周末收于323亿美元。资金外流主要集中在加拿大和德国，这两个国家的资金外流分别为3600万美元和1100万美元。瑞士流入总额为350万美元。区块链股票也未能摆脱负面情绪，上周资金流出600万美元。[2023/8/21 18:13:45]
签名重放利用私钥签名的消息进行重放，重放过程中无需像交易重放那样去重放整个交易，而是重放相应的签名信息。
在实施EIP155后，交易签名带有chainid，即链与分叉链之间的标识符。由于chainid不同，交易重放无法完成，签名重放可以间接完成。在以太坊完成分叉后，ETHW主网出现数起重放攻击事件，让我们回顾一下这些攻击事件前因后果。
美国银行：以太坊Shapella升级并未解决可扩展性问题:金色财经报道，美国银行(BAC)在上周的一份研究报告中表示，以太坊首先引入了与智能合约和去中心化应用程序兼容的区块链操作系统的想法，但尽管受益于这一先发优势，该平台的吞吐量仍然有限。分析师AlkeshShah和AndrewMoss写道，Shapella升级并未解决可扩展性问题，“但作为未来升级的先驱，向前迈出了一小步”。以太坊可能无法在短期内提高吞吐量，而来自替代区块链的日益激烈的竞争将限制其采用和使用。围绕上海流动性事件的主要担忧是验证者可以提取和出售质押的ETH，占ETH总供应量的16％，但提取过程旨在“防止验证者的短期大量外流和由此产生的安全性风险。”[2023/4/12 13:59:11]
二、攻击事件分析
2.1Optimism
2022年6月9日消息，据Optimism与加密货币做市商Wintermute透露，2000万个Optimism代币被黑客盗取。重放攻击过程如下：
金融科技公司Pezesha完成1100万美元融资:金色财经报道，肯尼亚金融科技公司Pezesha完成1100万美元融资，Women's World Banking Capital Partners II领投，参投方包括Verdant Frontiers Fintech Fund、cFund以及Cardano开发公司IOG，1100万美元融资中还包括了来自Talanton和Verdant Capital Specialist Funds的500万美元债务融资。
据悉，Pezesha建立了一个可扩展的数字借贷基础设施，允许传统和非传统金融机构向中小型企业提供借贷服务。Pezesha表示计划通过利用本地和国际银行机构、高净值个人和DeFi，每年为企业创造1亿美元的融资机会。（Techcruch）[2022/8/30 12:58:04]
5月27日，Optimism地址0x2501向Optimism/L2上的0x4f3a地址转账2000万OP，0x4f3a地址在Ethereum/L1上是Wintermute的多签合约地址，但此时在Optimism/L2上面并没有部署合约；
21Shares CEO：旗舰BTC ETP流入3000万美元，新一波投资者进入该领域:6月28日消息，加密ETP发行商21Shares的创始人Hany Rashwan在接受CoinDesk采访时表示，21Shares的旗舰BTC ETP流入3000万美元，这标志着新一波投资者进入该领域。[2022/6/28 1:37:20]
6月1日，黑客地址0x8bcf部署合约0xe714。
6月5日，黑客通过重放Ethereum/L1上的交易创建了GnosisSafe:ProxyFactory1.1.1合约，其地址与Ethereum/L1上一样；然后地址0x60b2通过合约0xe714部署了多签合约0x4f3a，合约所有权归黑客所有，因此5月27日转入的2000万OP被黑客盗取。在Gnosis?Safe:ProxyFactory1.1.1合约中，其中创建代理合约函数createProxy如下：
ShapeShift创始人：将交易所转为DAO的部分原因是“监管摩擦”:金色财经报道，加密货币交易所ShapeShift的创始人Erik Voorhees表示，与监管机构的摩擦是ShapeShift计划关闭公司实体并转变为去中心化自治组织 (DAO) 的动机之一。[2021/7/16 0:55:59]
GnosisSafe:ProxyFactory1.1.1合约使用的是0.5版本的Solidity，使用new来创建合约时使用的是create命令，而不是create2。使用create命令创建合约，合约地址是msg.sender以及nonce来计算的。在Ethereum/L1上面，创建多签合约0x4f3a的msg.sender就是GnosisSafe:ProxyFactory1.1.1的地址，黑客在Optimism/L2通过重放交易来创建于GnosisSafe:ProxyFactory1.1.1合约的主要目的就是为了保证在Optimism/L2上创建合约0x4f3a的msg.sender与在Ethereum/L1上一致，那么黑客可以很方便的通过智能合约调用createProxy函数来创建出地址是0x4f3a的合约。
6月5日，多签合约0x4f3a在接收到2000万OP后，将100万OP转账给黑客地址0x60b2，然后将100万OP兑换成了720.7Ether。
6月9日，合约0x4f3a将其中的100万OP转账给了账户地址0xd8da，其他的1800万OP仍然在合约0x4f3a中。
本次攻击根本原因是：交易重放、Solidity旧版本漏洞以及主链和侧链交易签名验证等综合因素
2.2Omni
2022年9月18日，以太坊合并完成后，PoW链遭到PoS链上交易的重放攻击，根本原因是网桥未正确读取并验证区块链的chainid。攻击者首先通过Gnosis链的Omni跨链桥转移了200WETH，然后在PoW链上重放了相同的消息，获得了额外的200ETHW。
PoS链交易hash：0xbddb0cc8bc9949321e1748f03503ed1a20dd618fbf0a51dc5734c975b1f8bdf5
PoW链交易hash：0x9c072551861ce384203516f4d705176a2d2e262d5b571d853467425f1a861fb4
我们对比发现两笔交易访问的合约相同，并且inputdata完全相同，即调用了同一个合约的同一个函数并且参数相同，根据相同的方法签名ID0x23caab49可知，黑客调用safeExecuteSignaturesWithAutoGasLimit函数。
在正常的交易中，我们通过nonce来进行排序交易，避免重复交易。在跨链中，我们会根据chianid进行识别链的类型，比如以太坊主网的chainid是1，ETHW主网的chainid是10001。
我们查看一下OmniBridge验证chainid的逻辑，发现chainid的来源于unitStorage中存储的值，而不是通过操作码CHAINID直接读取的链上chainid。
unitStorage是合约EternalStorage中的状态变量，sourceChainId()函数所在的合约BasicAMB继承了BasicBridge和VersionableAMB。其中，BasicBridge陆续继承了合约EternalStorage。这里保存的chainid是预先存储好的，如果发生区块链的硬分叉而chainid又没有重新设置或者chainid人为设置有误，从合约层面上来说，由于不是通过操作码获取的chainid，不会正确验证跨链消息的实际chainid。
本次攻击根本原因是：主要是Omni使用的solidity版本是0.4.24，采用的是手动存储和更新chainid的方式，并未通过EIP-1344中规定的CHAINID操作码进行实际chainid获取。
三、预防措施
针对重放攻击主要有以下几种预防的方法：
可以在签名消息中加入chainid和nonce两个参数值，chainid用于识别链ID的标识符，nonce是交易次数计数值。
记录签名是否使用过，比如利用mapping进行签名中对应参数映射为bool值，这样做可以防止签名多次使用。
项目上线前，需联系专业的第三方专业审计团队进行审计。
来源：tuoniaox
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